高爐緊湊式礦焦槽技術(shù)的發(fā)展和應(yīng)用

潘鐵毅

（中冶南方工程技術(shù)有限公司）

0 引言

現(xiàn)代化的、高冶煉強度和高產(chǎn)的大型高爐，每晝夜需要連續(xù)的供應(yīng)原、燃料上萬噸。礦焦槽是高爐供料系統(tǒng)的重要組成部分，有貯存、篩分、稱量、供配料等功能。結(jié)合皮帶機上料和料車上料兩種上料方式以及總圖條件，礦焦槽的布置形式千變?nèi)f化[1-9]。隨著高爐供料技術(shù)的不斷發(fā)展和新建高爐越來越緊的占地要求，緊湊式礦焦槽技術(shù)得到了長足發(fā)展。筆者對單座高爐緊湊式礦焦槽技術(shù)和兩座（多座）緊湊式礦焦槽技術(shù)進行了介紹和對比分析。

1 單座高爐緊湊式礦焦槽技術(shù)案例

緊湊式礦焦槽技術(shù)一般有占地小、功能齊全、布置緊湊、子系統(tǒng)依附于主體設(shè)施建設(shè)等特點。常規(guī)礦焦槽技術(shù)和緊湊式礦焦槽技術(shù)特點的對比見表1。

表1 常規(guī)礦焦槽技術(shù)和緊湊式礦焦槽技術(shù)特點的對比

1.1 沙鋼5 800 m3高爐緊湊式礦焦槽技術(shù)

作為現(xiàn)代大型高爐的典范，沙鋼5 800 m3高爐投產(chǎn)于2009年10月份，年產(chǎn)鐵水450 萬t[10]。礦焦槽具有原燃料槽下篩分及稱量、焦丁回收、燒結(jié)礦丁回收的功能；槽下篩下的碎焦和碎燒結(jié)礦，通過依附于礦焦槽柱的皮帶機輸送至碎焦槽和碎燒結(jié)礦槽，經(jīng)碎焦槽下和碎燒結(jié)礦槽下的振動篩進行二次篩分，篩分后的焦丁和礦丁經(jīng)分散稱量斗稱量后卸入槽下供料皮帶機（在無需回收燒結(jié)礦丁時，燒結(jié)礦槽下振動篩篩下的碎燒結(jié)礦通過可逆皮帶機反向外運）；槽下設(shè)置1條供料皮帶機；采用皮帶機上料，含碎焦碎礦槽的礦焦槽總面積為2 247 m2。受總圖布置的限制，礦焦槽布置在有限的、面積狹小的場地。礦焦槽布置如圖1所示[11,12]。

圖1 沙鋼5 800 m3高爐緊湊式礦焦槽布置

槽下振動篩的篩網(wǎng)等部件，通過設(shè)置在槽下的電葫蘆，配合振動篩平臺上的軌道，移出礦焦槽兩側(cè)進行檢修維護。

1.2 馬鋼3 200 m3高爐緊湊式礦焦槽技術(shù)

馬鋼3 200 m3高爐于2016年9月投產(chǎn)，年產(chǎn)鐵水270 萬t。同樣受總圖布置的限制，在可利用的場地上，礦焦槽與鐵路線穿插交錯布置。礦焦槽具有原燃料槽下篩分及稱量、焦丁回收、礦丁回收的功能；槽下篩下的碎焦和碎燒結(jié)礦，通過與供料皮帶機同向的皮帶機輸送至碎焦、碎礦篩分樓，經(jīng)碎焦、碎礦篩分樓的振動篩進行二次篩分，篩分后的焦丁和礦丁經(jīng)稱量斗稱量后卸入上料主皮帶機；槽下設(shè)置1條供料皮帶機；采用皮帶機上料，含碎焦碎礦槽的礦焦槽總面積為1 871 m2。不同于沙鋼5 800 m3高爐的是，馬鋼3 200 m3高爐不僅回收燒結(jié)礦丁，也回收球團礦??；其焦丁和礦丁回收系統(tǒng)與槽前轉(zhuǎn)運站合建，礦丁斗直接架在主皮帶機尾部，最大程度減少了高爐加礦丁時的虧料時間。礦焦槽布置如圖2所示。

1.3 某3 200 m3高爐A緊湊式礦焦槽技術(shù)方案

某3200 m3高爐A技術(shù)方案，設(shè)計鐵水年產(chǎn)能269 萬t。采用了緊湊式礦焦槽技術(shù)，具有原燃料槽下篩分及稱量、焦丁回收、燒結(jié)礦丁回收的功能，碎焦槽和碎燒結(jié)礦槽的布置方式、返焦和返礦皮帶機的布置與沙鋼5 800 m3高爐類似，但運輸方向不同；不同于沙鋼5 800 m3高爐和馬鋼3 200 m3高爐的是，本方案槽下不僅有分散稱量的功能，在集中轉(zhuǎn)運站也可以進行集中稱量，所以槽下設(shè)置1條供焦皮帶機和1條供礦皮帶機；采用皮帶機上料，含碎焦碎礦槽的礦焦槽總面積為1 932 m2。礦焦槽布置如圖3所示。

圖3 某3 200 m3高爐A緊湊式礦焦槽布置

1.4 某3 200 m3高爐B緊湊式礦焦槽技術(shù)方案

某3 200 m3高爐B技術(shù)方案，設(shè)計鐵水年產(chǎn)能260 萬t。受老廠區(qū)的占地緊張和原料來料方向的限制，采用了緊湊式礦焦槽技術(shù)。與沙鋼5 800 m3高爐、馬鋼3 200 m3高爐和3 200 m3高爐A的最大不同是采用料車上料，料車主卷揚機設(shè)置在礦焦槽頂部。礦焦槽具有原燃料槽下篩分及稱量、料坑集中稱量、焦丁回收和礦丁回收的功能，碎焦槽和碎燒結(jié)礦槽的布置方式、返焦和返礦皮帶機的布置與某3 200 m3高爐A類似；槽下設(shè)置2條供礦皮帶機和2條供焦皮帶機；含碎焦碎礦槽的礦焦槽總面積為1 600 m2。礦焦槽布置如圖4所示。

圖4 某3 200 m3高爐B緊湊式礦焦槽布置

1.5 4個案例技術(shù)方案對比

上述4個案例的礦焦槽均采用了緊湊式的技術(shù)，均具有原燃料槽下篩分及稱量、焦丁回收、礦丁回收的功能，具有這些功能的系統(tǒng)均與礦焦槽合建或與槽前轉(zhuǎn)運站合建，布置緊湊、占地?。痪丛O(shè)檢修維護不便的大傾角皮帶機；系統(tǒng)供料能力均能滿足高爐生產(chǎn)的需求。4個案例的礦焦槽功能和主要特點對比見表2。

表2 4個案例的礦焦槽功能和主要特點對比

2 兩座或多座高爐緊湊式礦焦槽技術(shù)案例

兩座或多座高爐礦焦槽合建也是緊湊式礦焦槽技術(shù)發(fā)展和應(yīng)用的重點，例如首鋼京唐公司1號和2號5 500 m3高爐[14]、巴西CSA 3 270 m3高爐、龍鋼3號和4號1 800 m3高爐[15]、攀鋼1 750 m3高爐[16]等。

2.1 龍鋼3號和4號1 800 m3高爐緊湊式礦焦槽技術(shù)方案

龍鋼3號和4號1 800 m3高爐分別投產(chǎn)于2010年12月和11月，兩座高爐設(shè)計年產(chǎn)鐵水290 萬t，兩座高爐的礦焦槽合建，每座高爐的礦焦槽均為單排布置。礦焦槽具有原燃料槽下篩分及稱量、焦丁回收的功能；槽下篩下的碎焦，通過布置于礦焦槽和上料主皮帶機之間的碎焦篩分樓，進行二次篩分，篩分后的焦丁經(jīng)分散稱量斗稱量后卸入槽下供料皮帶機；每高爐槽下設(shè)置1條供料皮帶機；兩座高爐的槽下供料皮帶機平行布置；返焦采用大傾角皮帶機運輸。采用皮帶機上料，兩座高爐含碎焦篩分樓和返礦倉的礦焦槽總面積為2 124 m2。礦焦槽布置如圖5所示。

圖5 龍鋼3號和4號1 800 m3高爐緊湊式礦焦槽布置

2.2 晉南鋼鐵一期1號和2號1 860 m3高爐緊湊式礦焦槽技術(shù)方案

晉南鋼鐵一期1號和2號1 860 m3高爐均投產(chǎn)于2019年。與龍鋼3號和4號高爐類似，兩座高爐的礦焦槽合建；不同之處是有沒有廢鋼加入和礦丁回收工藝。每座高爐的礦焦槽均為單排布置。礦焦槽具有原燃料槽下篩分及稱量、焦丁回收、礦丁回收、廢鋼加入的功能；槽下篩下的碎焦和碎燒結(jié)礦，通過與供料皮帶機同向的皮帶機輸送至碎焦、碎礦篩分樓，經(jīng)碎焦、碎礦篩分樓的振動篩進行二次篩分，篩分后的焦丁和礦丁經(jīng)稱量斗稱量后卸入上料主皮帶機；每高爐槽下設(shè)置1條供料皮帶機；兩座高爐的槽下供料皮帶機平行布置；返焦和返礦采用大傾角皮帶機運輸。采用皮帶機上料，兩座高爐含碎焦篩分樓和碎礦篩分樓的礦焦槽總面積為2 108 m2（不含廢鋼加入系統(tǒng)）。礦焦槽布置如圖6所示。

圖6 晉南鋼鐵一期1號和2號1 860 m3高爐緊湊式礦焦槽布置

2.3 某高爐C、D、E、F緊湊式礦焦槽技術(shù)方案

某正在實施的四座爐容均為1 250 m3的高爐C、D、E、F，單座高爐礦焦槽單列布置，每兩座高爐礦焦槽合建并列共柱布置，槽前原料從兩套合建的礦焦槽中間輸送。較3.1和3.2而言，本技術(shù)方案中的四座高爐槽前轉(zhuǎn)運站以及槽前運輸皮帶機通廊合建，布置更為緊湊。另外，與3.1和3.2不同的是，每套礦焦槽（每兩座高爐）的礦焦槽下供料皮帶機的輸送方向一致。

同晉南鋼鐵一期1號和2號高爐礦焦槽類似，某C、D、E、F四座高爐具有原燃料槽下篩分及稱量、焦丁回收、礦丁回收、廢鋼加入的功能；返焦和返礦采用大傾角皮帶機運輸。應(yīng)用戶要求，這四座高爐燒結(jié)礦儲存時間較長（長達32 h）。四座高爐采用皮帶機上料，每兩座高爐含碎焦篩分樓和碎礦篩分樓的礦焦槽總面積為2 728m2（不含廢鋼加入系統(tǒng)）。礦焦槽布置如圖7所示。

圖7 某C、D、E、F高爐緊湊式礦焦槽布置

2.4 某2×2 950 m3高爐G和H緊湊式礦焦槽技術(shù)方案

某2×2 950 m3高爐G和H技術(shù)方案，兩座高爐設(shè)計鐵水年產(chǎn)能500 萬t。兩高爐礦焦槽被槽上供料系統(tǒng)串聯(lián)，每座高爐的礦焦槽均采用雙排共柱布置。

礦焦槽具有原燃料槽下篩分及稱量和焦丁回收的功能。較3.1、3.2、3.3而言，這兩座高爐的礦焦槽相對獨立，只是槽上供料系統(tǒng)和返礦系統(tǒng)合建。對大型高爐而言，其優(yōu)點：一是兩排礦焦槽可共用分散稱量斗，稱量斗及其稱量壓頭數(shù)量少，槽下平臺檢修和巡檢區(qū)域大；二是返礦返焦系統(tǒng)均采用普通皮帶機，不采用大傾角皮帶機，檢修維護方便。

采用皮帶機上料，兩座高爐含碎焦篩分樓和返礦倉的礦焦槽的總面積為2 764 m2。具體礦焦槽布置如圖8所示。

圖8 某2×2 950 m3高爐G、H緊湊式礦焦槽布置

2.5 4個案例技術(shù)方案對比

上述4個案例均是兩座或多座高爐的緊湊式礦焦槽技術(shù)，兩座高爐的礦焦槽合并布置，均具有原燃料槽下篩分及稱量、焦丁回收功能，部分礦焦槽還具有礦丁回收和廢鋼加入功能。具有這些功能的系統(tǒng)均在礦焦槽區(qū)域附屬布置，布置緊湊、占地?。黄渲星叭齻€案例在返焦和返礦子系統(tǒng)中采用了大傾角皮帶機，大大減少了皮帶機運輸距離、減少了轉(zhuǎn)運皮帶機的數(shù)量、減少了槽下供料系統(tǒng)的面積和投資；而某2×2 950 m3高爐屬于大型高爐，槽下設(shè)計未采用大傾角皮帶機。4個案例的系統(tǒng)供料能力均能滿足高爐生產(chǎn)的需求。4個案例的礦焦槽功能和主要特點對比見表3。

表3 4個案例的礦焦槽功能和主要特點對比

3 結(jié)語

緊湊式礦焦槽技術(shù)是現(xiàn)代化高爐的發(fā)展趨勢，一般具有原燃料槽下篩分、稱量、焦丁回收和礦丁回收的功能， 以適應(yīng)現(xiàn)代化高爐精料和節(jié)能降耗的需求；其中焦丁回收系統(tǒng)和礦丁回收系統(tǒng)均與礦焦槽或槽前轉(zhuǎn)運站等主體設(shè)施合建，或在礦焦槽區(qū)域附屬布置，布置緊湊、占地??；依據(jù)各項目具體情況看是否設(shè)置大傾角皮帶機；根據(jù)用戶需要，可設(shè)置集中稱量斗；結(jié)合廠區(qū)總圖布置，酌情選用皮帶機上料或料車上料。