碾泥生產(chǎn)線的工藝設(shè)計及應(yīng)用研究

何啟存

（酒鋼集團(tuán)甘肅筑鼎建設(shè)有限責(zé)任公司，甘肅 嘉峪關(guān) 735100）

1 前言

碾泥生產(chǎn)線主要為高爐提供碳素溝料及碳素泥料，該項目屬于固廢利用型項目，將回收的廢舊耐火材料加工后作為高爐碾泥生產(chǎn)線的耐火骨料，不僅節(jié)約了生產(chǎn)成本，還解決了固廢堆棄問題。

2 碾泥生產(chǎn)線建設(shè)方案

生產(chǎn)線主要由原料破碎工段、配料工段和成品工段組成。配套建設(shè)的內(nèi)容主要有除塵設(shè)施、給排水設(shè)施、供配電、視頻監(jiān)控和儀表自動化設(shè)施。主要生產(chǎn)產(chǎn)品為碳素溝料及碳素泥料，為1 ～7 號高爐提供日常保產(chǎn)用料。

2.1 生產(chǎn)規(guī)模

生產(chǎn)規(guī)模為年產(chǎn)5400t 碳素溝料及碳素泥料（表1）。

表1 生產(chǎn)規(guī)模

表2 碳素溝料原料消耗表

表3 碳素泥料原料消耗表

表4 原料消耗量表

表5 原料儲存時間表

2.2 原料及來源

碾泥原料種類有焦粉、瀝青、耐火骨料、黏土、結(jié)合劑。焦粉來自焦化廠，汽車運(yùn)輸至碾泥生產(chǎn)廠房。瀝青來自外購，汽車運(yùn)輸至碾泥生產(chǎn)廠房。耐火骨料（少量）來自外購，汽車運(yùn)輸至碾泥生產(chǎn)廠房。黏土來自外購，汽車運(yùn)輸至碾泥生產(chǎn)廠房。結(jié)合劑來自外購，汽車運(yùn)輸至碾泥生產(chǎn)廠房。

為了減少資源浪費，本次設(shè)計時，骨料主要考慮回收廢舊耐火材料作為骨料原料，回收的各類爐窯檢修施工產(chǎn)生的廢舊耐火材料（耐火球、高鋁磚、碳磚）做骨料時，需經(jīng)過破碎后再作為耐火骨料使用。

2.3 原料的儲存及制備

（1）焦粉。通過汽車運(yùn)輸來的焦粉進(jìn)入配料室焦粉倉內(nèi)儲存，倉容積14m3(含倉上隔墻部分），供碳素溝料及碳素泥料使用。焦粉倉下設(shè)1 臺配料秤，焦粉通過倉下配料秤計量后給至配料1#帶式輸送機(jī)。

（2）瀝青。通過汽車運(yùn)輸來的瀝青進(jìn)入配料室瀝青倉內(nèi)儲存，倉容積14m3(含倉上隔墻部分），供碳素溝料及碳素泥料使用。瀝青倉下設(shè)1 臺配料秤，瀝青通過倉下配料秤計量后給至配料1#帶式輸送機(jī)。

（3）耐火骨料。①通過汽車運(yùn)輸來的外購耐火骨料進(jìn)入配料室外購骨料倉內(nèi)儲存，倉容積14m3(含倉上隔墻部分），供碳素溝料及碳素泥料使用。外購骨料倉下設(shè)1 臺配料秤，外購骨料通過倉下配料秤計量后給至配料1#帶式輸送機(jī)。②回收的各類耐火材料?；厥盏母黝惸突鸩牧希突鹎?、高鋁磚、碳磚）通過汽車運(yùn)輸至破碎間儲存，共可儲存250t 耐火材料?；厥蘸蟮哪突鸩牧闲杵扑楹蟛拍苁褂?，日破碎耐火骨料約12t。由裝載機(jī)將回收的耐火材料至上料料倉，通過振動給料機(jī)將耐火材料鐵給至PE250×1000mm 顎式破碎機(jī)進(jìn)行粗破，將＜300mm 耐火材料礦進(jìn)行破碎作業(yè)，破碎后的耐火材料由1#帶式輸送機(jī)（B=500mm）輸送至PE250×750mm 顎式破碎機(jī)進(jìn)行細(xì)破，破碎后的物料（≤10mm）直接由配料2#帶式輸送機(jī)輸送至配料室回收骨料倉堆放，供碳素溝料及碳素泥料的耐火骨料使用。本次破碎系統(tǒng)為二段開路破碎系統(tǒng)，二段破碎設(shè)置一臺PE250×750mm 顎式破碎機(jī)（利舊搬遷），將＞10mm 回收耐火材料破碎至10mm 以下?；厥展橇蟼}下設(shè)1 臺配料秤，回收骨料通過倉下配料秤計量后給至配料1#帶式輸送機(jī)。

（4）黏土。通過汽車運(yùn)輸來的黏土進(jìn)入配料室黏土倉內(nèi)儲存，倉容積6m3，供碳素溝料及碳素泥料使用。目前，黏土為25kg 袋裝黏土，需求人工割袋裝入至黏土倉內(nèi)，黏土倉下設(shè)1 臺配料秤，黏土通過倉下配料秤計量后給至配料1#帶式輸送機(jī)。

（5）結(jié)合劑。通過汽車運(yùn)輸來的結(jié)合劑進(jìn)入碾泥機(jī)生產(chǎn)廠房內(nèi)儲存，供碳素溝料及碳素泥料使用。目前，結(jié)合劑為桶裝結(jié)合劑，在碾泥機(jī)操作平臺加入結(jié)合劑參與配料。

2.4 原料消耗及平衡

根據(jù)已有的生產(chǎn)經(jīng)驗，計算原料的消耗。

生產(chǎn)產(chǎn)品為碳素溝料及碳素泥料。

（1）碳素溝料原料消耗計算。生產(chǎn)1t 碳素溝料的原料配比為：焦粉0.11t，耐火骨料0.45t，黏土0.29噸，瀝青0.05t，結(jié)合劑0.1t。每日生產(chǎn)7.5t，每次生產(chǎn)1.5t 碳素溝料，每日生產(chǎn)5 個周期。

（2）碳素泥料原料消耗計算。生產(chǎn)1t 碳素泥料的原料配比為：焦粉0.17t，耐火骨料0.49t，黏土0.1 噸，瀝青0.12t，結(jié)合劑0.12t。每日生產(chǎn)7.5t，每次生產(chǎn)1.5t 碳素泥料，每日生產(chǎn)5 個周期。

2.5 廠房布置及工藝設(shè)備配置

碾泥生產(chǎn)線由破碎間、配料室、1#轉(zhuǎn)運(yùn)站、2#轉(zhuǎn)運(yùn)站、碾泥生產(chǎn)廠房組成。其中破碎間完成粗破工序，2#轉(zhuǎn)運(yùn)站完成細(xì)破工作，配料室完成原料的配料工作，碾泥生產(chǎn)廠房內(nèi)完成結(jié)合劑的添加及輪碾工作，制成的成品在碾泥生產(chǎn)廠房儲存。破碎間在標(biāo)高-2.50m 平面布置一臺PE×250×1000 顎式破碎機(jī)，在2#轉(zhuǎn)運(yùn)站標(biāo)高+3.000m 平面布置一臺PE×250×750 顎式破碎機(jī)（利舊），在碾泥生產(chǎn)廠房標(biāo)高±0.000m 平面布置2 臺LN×-5000 型輪碾機(jī)（1 臺利舊，1 臺新增）。在破碎間、2#轉(zhuǎn)運(yùn)站內(nèi)各設(shè)置了1 臺起重量為5t 電動葫蘆用于日常檢修，在1#轉(zhuǎn)運(yùn)站、配料室內(nèi)各設(shè)置了1 臺起重量為2t 電動葫蘆用于日常檢修，碾泥廠房內(nèi)設(shè)置了1 臺起重量為10t 跨度為16.5m 的橋式起重機(jī)用于日常吊裝作業(yè)使用。

2.6 工藝概述

回收后的耐火材料破碎后在回收骨料倉內(nèi)儲存，與焦粉、黏土、瀝青按比例通過配料秤配料后給至配料1#帶式輸送機(jī)，再輸送至2#帶式輸送機(jī)，通過2#帶式輸送機(jī)輸送至碾泥生產(chǎn)廠房內(nèi)的碾泥機(jī)進(jìn)行碾泥作業(yè)。

本次設(shè)計在碾泥生產(chǎn)廠房設(shè)置2 臺×LH-5000 型碾泥機(jī)（1 臺利舊，1 臺新增），配好的料輸送至碾泥機(jī)后再加入結(jié)合劑，通過碾泥機(jī)碾泥后制成合格的碳素溝料或碳素泥料，產(chǎn)品堆放至碾泥生產(chǎn)廠房。碾泥生產(chǎn)線由原料制備工段、配料工段、碾泥工段、成品運(yùn)輸工段組成。原料制備工段主要為回收的大塊耐火材料破碎至粒度合格的耐火材料作為耐火骨料使用。配料工段主要是生產(chǎn)碳素溝料及碳素泥料所需的原料焦粉、黏土、瀝青、等原料通過各自料倉下的閘門的控制及配料秤，按一定的配比，計量后給至配料1#帶式輸送機(jī)。碾泥工段主要是當(dāng)所有物料被放入碾泥機(jī)內(nèi)進(jìn)行碾泥作業(yè)，碾泥約10min 均勻后，制成合格的碳素溝料或碳素泥料。成品運(yùn)輸工段主要是碾泥機(jī)制成的合格碳素溝料或碳素泥料，通過碾泥廠房內(nèi)設(shè)置的10t 橋式起重機(jī)吊裝至成品堆放區(qū)進(jìn)行堆存。

2.7 工藝流程（圖1）

圖1 工藝流程簡圖

2.8 總圖布置

還建罐庫區(qū)位于七號高爐東側(cè)，廠區(qū)18#路以北，新21#路以東，8 萬立煤氣柜以西，原有煉鐵泡渣池區(qū)域，周邊為現(xiàn)有運(yùn)輸部煉鐵站鐵路運(yùn)輸線，東南側(cè)為5、6號高爐水渣池，區(qū)域現(xiàn)狀為閑置泡渣池。建設(shè)基地南北長399.0m，東西寬45.0m，用地呈長條形，總用地面積約1.7 公頃。場地自然地形標(biāo)高在1634.30 ～1636.90m之間，東西向自然坡度約0.3%，南北向自然坡度約為1.0%，場地內(nèi)地形特征為北高南低。碾泥生產(chǎn)線緊鄰物資儲存庫北側(cè)建設(shè)，主要由1#轉(zhuǎn)運(yùn)站、2#轉(zhuǎn)運(yùn)站、1#帶式輸送機(jī)、2#帶式輸送機(jī)、破碎室、碾泥生產(chǎn)廠房及配料室組成，占地南北長97.5m，東西寬42.0m，建筑面積為1634.97 m2，室內(nèi)外高差為0.15m。結(jié)合場地周邊現(xiàn)狀道路及地形，在場地東側(cè)（鐵水罐修理庫東側(cè)）設(shè)置寬度為7.0m，轉(zhuǎn)彎半徑15.0m 的物料運(yùn)輸通道，北端設(shè)置20×20m 的盡頭式回車場，自北向南先沿鐵路鋪設(shè)，然后，沿四總降北側(cè)圍墻自西向東鋪設(shè)，最后匯至廠區(qū)27#路，主要道路全長590m。

2.9 除塵系統(tǒng)

碾泥生產(chǎn)線內(nèi)膠帶機(jī)在物料倒運(yùn)過程中會產(chǎn)生大量粉塵，針對上述產(chǎn)塵點，在新建鐵水罐修理庫北側(cè)設(shè)置1 套長袋低壓脈沖袋式除塵器進(jìn)行機(jī)械抽風(fēng)，同時，在各產(chǎn)塵點處設(shè)置吸塵罩，使得罩內(nèi)形成負(fù)壓防止粉塵外溢。除塵器后粉塵排放濃度小于10mg/Nm3。

長袋低壓脈沖袋式除塵器收集下的粉塵通過螺旋輸送機(jī)、雙軸加濕機(jī)加濕后汽車外運(yùn)。

（1）產(chǎn)塵點及風(fēng)量（表6 ～8）。

表6 產(chǎn)塵點及風(fēng)量表（鐵水罐修理庫）

表7 產(chǎn)塵點及風(fēng)量表（碾泥生產(chǎn)線工況一）

表8 產(chǎn)塵點及風(fēng)量表（碾泥生產(chǎn)線工況二）

（2）除塵系統(tǒng)。根據(jù)上述風(fēng)量表統(tǒng)計，鐵水罐修理庫扣渣區(qū)作業(yè)時除塵風(fēng)量最大，最大除塵風(fēng)量為170300m3/h。

根據(jù)生產(chǎn)實際情況，碾泥生產(chǎn)線與鐵水罐修理庫內(nèi)除塵系統(tǒng)不同時作業(yè)，故本項目碾泥生產(chǎn)廠房內(nèi)除塵系統(tǒng)與鐵水罐修理庫內(nèi)除塵系統(tǒng)共用1 臺脈沖布袋除塵器，除塵器處理能力按以上三種工況中最大除塵風(fēng)量確定，并考慮碾泥生產(chǎn)廠房各除塵點漏風(fēng)量，確定本工程除塵風(fēng)量為178295m3/h。

本項目在物資儲存庫南側(cè)設(shè)計1 臺脈沖布袋除塵器，凈化后的含塵空氣經(jīng)引風(fēng)機(jī)送入排氣筒排至大氣?？紤]除塵器及管道漏風(fēng)附加率5%，因此，除塵器處理風(fēng)量187210m3/h，過濾風(fēng)速按照0.70m/min，過濾面積為4500 m2，除塵器阻力損失不大于1500Pa。除塵系統(tǒng)選用4-73-NO.20D 型離心引風(fēng)機(jī)，Q=211466 ～233067m3/h，H=5752 ～5601Pa，N=630kW。

3 結(jié)語

本項目利用工業(yè)廢舊耐火磚作為碾泥生產(chǎn)線的原料（骨料）符合國家及地方政府政策導(dǎo)向，符合企業(yè)所遵循的“堅持節(jié)能、節(jié)水、節(jié)土，保護(hù)環(huán)境，充分利用再生資源”的發(fā)展戰(zhàn)略，給企業(yè)節(jié)約了生產(chǎn)成本。