熱燒結(jié)礦排料結(jié)構(gòu)的研究及技術(shù)改進(jìn)

賀勤 糜杰 李偉華 聶紹昌

（新余鋼鐵股份有限公司燒結(jié)廠，江西新余 338001）

1 前言

新鋼115m2燒結(jié)機(jī)的在設(shè)計(jì)過(guò)程中，選用了熱礦篩及小格拉鏈機(jī)工藝，采用熱返礦來(lái)預(yù)熱混合料，提高料溫，改善混合料透氣性，提高燒結(jié)礦產(chǎn)量[1]。在十余年的生產(chǎn)過(guò)程中，熱礦篩及小格拉鏈機(jī)工藝確實(shí)為燒結(jié)生產(chǎn)帶來(lái)了不菲的效益，但在鋼鐵行業(yè)整體節(jié)能減排形式的推動(dòng)下，現(xiàn)存熱礦篩及小格拉鏈機(jī)工藝隨著熱礦篩設(shè)備老化，其弊端也日益凸顯。熱礦篩工藝主要存在以下問(wèn)題：①熱返礦量有波動(dòng)，引起混合料水分的波動(dòng)，從而影響混合制粒效果；②熱礦篩及小格拉鏈機(jī)故障率較高，且故障搶修時(shí)間較長(zhǎng)，限制了主機(jī)的作業(yè)率；熱礦篩及小格拉鏈機(jī)耗較高；③熱礦篩篩板、小格拉鏈機(jī)刮板和鏈條屬于易損件，更換周期短，備件成本高；④熱礦篩及小格拉鏈機(jī)工種操作環(huán)境為高溫、高含塵區(qū)，工藝操作環(huán)境惡劣。取消熱礦篩及小格拉鏈機(jī)，不但是取消熱返礦，穩(wěn)定燒結(jié)過(guò)程，提高燒結(jié)礦產(chǎn)量；還降低設(shè)備故障率，節(jié)省備件和電費(fèi)成本，實(shí)現(xiàn)節(jié)能降耗的目標(biāo)。

2 現(xiàn)狀分析

熱礦篩主要篩除燒結(jié)過(guò)程中部分≤5mm粒級(jí)的燒結(jié)礦顆粒。應(yīng)用和不應(yīng)用熱篩工藝的優(yōu)缺點(diǎn)分析如下：

1）應(yīng)用熱篩工藝的優(yōu)點(diǎn)

應(yīng)用熱篩，對(duì)于燒結(jié)整粒工藝而言可以降低成品燒結(jié)礦中≤5mm 粒級(jí)的比例：對(duì)于冷篩工藝來(lái)說(shuō)。則可減少進(jìn)入環(huán)冷機(jī)中的小顆粒燒結(jié)礦含量，提高環(huán)冷機(jī)的冷卻效果。降低冷卻機(jī)面積，節(jié)約投資。同時(shí)大幅度提高混合料的料溫。

2）應(yīng)用熱篩工藝的缺點(diǎn)

不利于設(shè)備的運(yùn)行和檢修：熱篩在高溫多塵的工作環(huán)境，因作業(yè)環(huán)境惡劣，設(shè)備故障率高，搶檢修極為困難，而且作業(yè)人員的勞動(dòng)環(huán)境極為惡劣，不利于安全；不利于生產(chǎn)的穩(wěn)定，熱返礦的存在極大的影響了燒結(jié)混合料水份的穩(wěn)定性；不利于改善現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境：有熱篩的燒結(jié)整理工藝，其環(huán)境相當(dāng)惡劣：①熱篩周?chē)邷囟鄩m，崗位員工的作業(yè)條件極差；②因溫度太高，加劇了熱返礦的揚(yáng)塵量，特別是在熱篩篩體、配加熱返礦的下料口；③從熱返礦配入點(diǎn)至混合料礦槽的沿途，高溫季節(jié)因?yàn)橥鶡岱档V上打水控制熱返礦過(guò)高的溫度而產(chǎn)生大量的夾帶粉塵的蒸汽，而低溫季節(jié)往往是因混合料溫度高而環(huán)境低導(dǎo)致的溫差大產(chǎn)生大量的夾帶粉塵的蒸汽，惡化沿途皮帶通廊的環(huán)境。

3 理論分析及改進(jìn)措施

3.1 理論分析

1）鼓風(fēng)機(jī)冷卻能力驗(yàn)算。改造后減少了熱礦篩振動(dòng)對(duì)燒結(jié)礦的影響，燒結(jié)礦成塊狀率將提高，但細(xì)小顆粒增加，料層透氣性變差，擔(dān)心經(jīng)過(guò)冷卻后有紅礦產(chǎn)生，通過(guò)對(duì)現(xiàn)場(chǎng)情況的了解以及對(duì)冷卻系統(tǒng)能力的驗(yàn)算如下：

鼓風(fēng)機(jī)風(fēng)量驗(yàn)算：

冷卻1t 燒結(jié)礦所需冷卻空氣量Q，m3/h，用熱平衡公式計(jì)算：

式中：Q實(shí)為冷卻1t 燒結(jié)礦的實(shí)際風(fēng)量（工況），m3/h；

T為通過(guò)風(fēng)機(jī)的廢氣溫度，℃；

T1為熱燒結(jié)礦平均溫度，一般取750℃；

T2為排料平均溫度，一般取100-150℃；

T2'為冷空氣溫度，常溫為20℃；

C1為熱燒結(jié)礦平均比熱，kj/（kg℃）；

C2為冷燒結(jié)礦平均比熱，kj/（kg℃）；

C"為空氣平均比熱，取1.302kj/（kg℃）；

K為熱交換系數(shù)，吸熱與放熱比值，一般取0.95；

因此1t燒結(jié)礦所需冷卻空氣量為：

總風(fēng)量為：163Q=163×2316=377508m3/h

臺(tái)車(chē)密封漏風(fēng)率約為15%-20%。按照20%選取每臺(tái)風(fēng)機(jī)表態(tài)風(fēng)量為：

則4臺(tái)風(fēng)機(jī)風(fēng)量為：116281×4=465124m3/h＞377508m3/h

根據(jù)以上驗(yàn)算結(jié)果，鼓風(fēng)機(jī)冷卻能力滿足改造熱燒結(jié)礦冷卻要求。

2）115m2燒結(jié)機(jī)風(fēng)箱沒(méi)有翻板閥，燒結(jié)機(jī)開(kāi)、停機(jī)時(shí)漏風(fēng)嚴(yán)重，生料較多，易堵斗子等問(wèn)題。針對(duì)此問(wèn)題，將對(duì)1#、2#、3#風(fēng)箱進(jìn)行微負(fù)壓改造，減少生料量，同時(shí)在熱礦溜槽、大塊溜槽分別開(kāi)2 個(gè)、3 個(gè)人孔門(mén)，以便堵料時(shí)清理。

3）針對(duì)冷返礦礦倉(cāng)容量小容易滿倉(cāng)、排放困難等問(wèn)題，抬高返礦礦倉(cāng)原有的排料管角度，由30°抬高到35°?；謴?fù)測(cè)料位裝置，隨時(shí)掌握料位情況，以便對(duì)返礦圓盤(pán)進(jìn)行操作。

4）熱礦篩取消后，配料結(jié)構(gòu)減少了熱返礦，降低了混合料料溫，對(duì)燒結(jié)礦生產(chǎn)有一定的影響。對(duì)此在一號(hào)混合機(jī)和混合料斗加裝蒸汽管，利用180℃蒸汽對(duì)燒結(jié)生料進(jìn)行加溫，保證料溫在50℃以上。

5）115m2燒結(jié)機(jī)1#、2#電場(chǎng)除塵每2 個(gè)小時(shí)排一次灰，每天排灰量在15-20 噸左右，且含有多種有害微量元素，屬于?；?。若經(jīng)灰-1 皮帶輸送到燒-1皮帶上，在熱燒結(jié)礦的作用下，產(chǎn)生有害煙霧，危害崗位員工的身體健康，同時(shí)除塵灰粘附在燒結(jié)礦上，將帶入到高爐中，對(duì)煉鐵也產(chǎn)生影響。因此拆除絞籠出口處的加濕機(jī)，采用布袋裝灰，同時(shí)在此安裝一臺(tái)單軌吊，以便裝車(chē)。

6）小格層散料如何進(jìn)入成品系統(tǒng)。小格拉鏈機(jī)改用下料斗卸料后，通過(guò)下料管將散料排放到灰-1皮帶機(jī)上。通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)勘查后，將灰-1 皮帶傳動(dòng)機(jī)構(gòu)抬高，在其下面安裝一條9 米長(zhǎng)的皮帶機(jī)，與燒-1 皮帶連通，進(jìn)入成品系統(tǒng)。

7）新增溜槽總重為32.9噸，小于原熱礦篩總重54噸，同時(shí)也請(qǐng)了新鋼設(shè)計(jì)院對(duì)此進(jìn)行了核算，因此采用溜槽代替熱礦篩對(duì)樓層框架結(jié)構(gòu)承重沒(méi)有影響。

8）排料角度。通過(guò)對(duì)現(xiàn)場(chǎng)的勘察，首先根據(jù)熱礦篩平臺(tái)結(jié)構(gòu)條件，以及燒結(jié)塊運(yùn)動(dòng)安息角≥35°要求，同時(shí)為了降低堵料故障的發(fā)生，需盡量提高溜槽下料角度，因此，在設(shè)計(jì)過(guò)程中，逐步增加下料溜槽的角度，同時(shí)消除干擾因素，直到熱礦篩改造設(shè)計(jì)的熱礦溜槽上段角度為42°、下段45°，大塊料斗上段38°、下段41°，且均大于碎燒結(jié)塊運(yùn)動(dòng)安息角35°，滿足下料要求。

3.2 方案實(shí)施

1）拆除現(xiàn)有的熱礦篩和單輥破碎機(jī)給礦漏斗，將單輥破碎機(jī)破碎后的熱燒結(jié)礦通過(guò)溜槽給至環(huán)冷機(jī)，單輥破碎機(jī)破碎后的熱燒結(jié)礦仍從環(huán)冷機(jī)布料斗的上部進(jìn)入環(huán)冷機(jī)。

2）拆除現(xiàn)有的小格拉鏈機(jī)給料漏斗，新增小格斜溜槽，將小格散料通過(guò)溜槽送入環(huán)冷機(jī)上。

3）拆除原熱返礦配加倉(cāng)和圓盤(pán)給料機(jī)，保留原散料皮帶，原散料仍給至混-1膠帶機(jī)參加配料。

4 實(shí)施后的效果

1）結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，故障率低，維護(hù)方便，降低安全風(fēng)險(xiǎn)，采用溜槽下料，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，不存在振動(dòng)器損壞、契桿松動(dòng)、篩板磨損等故障，減少設(shè)備停機(jī)時(shí)間，提高了設(shè)備作業(yè)率。

2）節(jié)約備品備件和電費(fèi)成本，利用下料溜槽代替熱礦篩和小格拉鏈機(jī)后，降低設(shè)備故障，提高設(shè)備作業(yè)率，降低備件成本，可節(jié)約熱篩篩框（不銹鋼）46.09 萬(wàn)元；同時(shí)熱篩、冷篩軸承、篩板、盲板、墻板、契桿、小格鏈條等消耗備件以及潤(rùn)滑油費(fèi)用約120萬(wàn)元/年。同時(shí)降低了電耗成本。

3）提高燒結(jié)礦產(chǎn)量，熱礦篩改造后，單輥破碎后的燒結(jié)礦通過(guò)給礦漏斗和溜槽直接送到環(huán)冷機(jī)，進(jìn)入到成品系統(tǒng)，每年可增產(chǎn)約10萬(wàn)噸燒結(jié)礦；小格拉鏈機(jī)改造后，燒結(jié)機(jī)生產(chǎn)過(guò)程中的成品散料進(jìn)入到成品系統(tǒng)，每天能增加燒結(jié)礦約80t/d，則每年（按340d計(jì)）增產(chǎn)：80×340=2.72萬(wàn)噸。共計(jì)12.72萬(wàn)噸/年。