張明，賈友劍，姜興軍，李貢生，王宏偉
（山鋼股份萊蕪分公司煉鐵廠，山東萊蕪271104）
摘要：山鋼股份萊蕪分公司煉鐵廠1#、2#燒結(jié)機(jī)受臺車本體及密封滑道漏風(fēng)、點(diǎn)火器結(jié)構(gòu)布局不合理等因素影響，制約了燒結(jié)礦產(chǎn)質(zhì)量的提升且能耗高。通過檢修對臺車、點(diǎn)火器及熱風(fēng)回收等各環(huán)節(jié)進(jìn)行升級改造，達(dá)到了提產(chǎn)能降能耗的目標(biāo)，降低了漏風(fēng)率，燒結(jié)礦日均增產(chǎn)550 t，年節(jié)省電費(fèi)248.4 萬元。
關(guān)鍵詞：燒結(jié)機(jī)；產(chǎn)能提升；能耗；漏風(fēng)；升級改造；新型點(diǎn)火器
1 前言
山鋼股份萊蕪分公司煉鐵廠有3 臺105 m2燒結(jié)機(jī)和1 臺265m2燒結(jié)機(jī)，自投產(chǎn)以來，1#、2#燒結(jié)機(jī)臺車部件、點(diǎn)火器等關(guān)鍵設(shè)備已嚴(yán)重老化變形，漏風(fēng)率高，限制了燒結(jié)礦產(chǎn)、質(zhì)量的提升并導(dǎo)致能耗升高。2017 年隨著鋼鐵市場形勢的好轉(zhuǎn)，高爐產(chǎn)能提升，而老區(qū)燒結(jié)礦有3 000 t 以上的缺口。為緩解燒結(jié)礦緊張的被動局面，2017 年5 月對老區(qū)1#、2#燒結(jié)機(jī)進(jìn)行技術(shù)升級改造，更換2 臺燒結(jié)機(jī)舊臺車、臺車密封裝置、點(diǎn)火器及其他重要設(shè)施。投產(chǎn)后設(shè)備運(yùn)行良好，增產(chǎn)降耗效果明顯，各項(xiàng)經(jīng)濟(jì)技術(shù)指標(biāo)取得新突破。
2 燒結(jié)機(jī)現(xiàn)狀分析
2.1 臺車本體漏風(fēng)
燒結(jié)機(jī)臺車在生產(chǎn)過程中其側(cè)板與原燃料直接接觸，長期在高低溫交變的環(huán)境下工作，側(cè)板承受高低溫循環(huán)、交變產(chǎn)生的熱應(yīng)力，而側(cè)板結(jié)構(gòu)是兩段式，下段與臺車本體、與上段都是螺絲連接，常因熱侵螺絲與側(cè)板彎曲變形過早損壞，造成側(cè)板下段與臺車本體之間、側(cè)板上下兩段之間出現(xiàn)縫隙。
另外，側(cè)板兩端與臺車本體留有1 mm 的設(shè)計(jì)間隙，加之臺車與臺車之間有縫隙，僅臺車本體導(dǎo)致的漏風(fēng)占總風(fēng)量約30 %，對產(chǎn)質(zhì)量影響非常嚴(yán)重。
2.2 密封滑道漏風(fēng)
原臺車彈性滑板的密封使用雙板簧密封滑道，滑板與滑槽之間用兩個(gè)通長的彈簧板相連，滑板受力均勻，整體結(jié)構(gòu)密封效果較好，但缺點(diǎn)是滑道必須靠潤滑油長期潤滑，若潤滑不良造成滑道磨損快，會造成大量漏風(fēng)。3 臺機(jī)每月油耗約8.5 萬t 左右，導(dǎo)致燒結(jié)礦成本居高不下。
2.3 點(diǎn)火器結(jié)構(gòu)布局不合理
原燒結(jié)機(jī)所用點(diǎn)火器為雙斜式，其結(jié)構(gòu)布局不合理，燒嘴經(jīng)常堵塞，臺車寬度方向火焰不均勻，后嘗試雙排燒嘴僅使用一排，其點(diǎn)火效果差并且煤氣消耗較高，制約了燒結(jié)礦產(chǎn)質(zhì)量。
3 燒結(jié)機(jī)技術(shù)改造
3.1 燒結(jié)機(jī)臺車升級改造
燒結(jié)機(jī)臺車側(cè)板原來為兩段式結(jié)構(gòu)，漏風(fēng)率高，經(jīng)研究對1#、2#燒結(jié)機(jī)臺車進(jìn)行技術(shù)升級改造，采用下側(cè)板與臺車主體成一體的新型臺車。臺車采用樹脂砂整體鑄造而成，鑄件消除鑄造應(yīng)力，鑄件表面光滑，毛刺用砂輪打光，臺車與側(cè)板之間不再留有間隙，全部孔型都用鉆模加工，上側(cè)板大約高400 mm 與下部用3 個(gè)螺栓連接。此結(jié)構(gòu)有效提高臺車的密封性，大大降低了臺車的漏風(fēng)率。另外，所有鑄件金相組織球化率＞85%，P＜0.06%、S＜0.025%。臺車側(cè)板內(nèi)側(cè)均布有若干耐磨導(dǎo)熱襯板，并通過緊固裝置與側(cè)板本體相固定，避免了側(cè)板本身與原燃料直接接觸，減少了變形與損壞，避免了欄板附近布料參差不齊現(xiàn)象，減輕了抽風(fēng)邊緣效應(yīng)，改善了邊緣點(diǎn)火效果，使燒結(jié)礦強(qiáng)度和外觀質(zhì)量得到改善，提高了臺車的整體穩(wěn)定性。
3.2 臺車滑道密封裝置的技術(shù)改造
燒結(jié)機(jī)臺車密封方式以往采用雙板簧密封滑道，密封效果差，且日常運(yùn)行中必須用油潤滑。為此，開發(fā)應(yīng)用非剛性無油滑道密封裝置，利用負(fù)壓吸附原理，在抽風(fēng)產(chǎn)生負(fù)壓作用下，柔性非金屬帶與上滑道緊密貼合。此滑道密封裝置不僅結(jié)構(gòu)簡單易安裝，而且不需要潤滑，節(jié)省大量油脂消耗，且密封袋使用壽命長，降低了燒結(jié)能耗。
3.3 主抽風(fēng)機(jī)到燒結(jié)風(fēng)箱系統(tǒng)改造
日常生產(chǎn)中該段漏風(fēng)主要有燒結(jié)機(jī)主抽風(fēng)機(jī)系統(tǒng)漏風(fēng)、燒結(jié)機(jī)機(jī)頭除塵系統(tǒng)漏風(fēng)、燒結(jié)機(jī)卸灰系統(tǒng)漏風(fēng)、燒結(jié)機(jī)風(fēng)箱系統(tǒng)漏風(fēng)。為了降低漏風(fēng)，對卸灰閥進(jìn)行升級改造，更換傳統(tǒng)的配重杠桿式雙層卸灰閥，采用新型復(fù)式電動雙層卸灰閥。新型卸灰閥采用雙密封的卸灰過程，使系統(tǒng)始終處于密封狀態(tài)，風(fēng)箱負(fù)壓不受影響，避免了傳統(tǒng)卸灰閥卸灰時(shí)的漏風(fēng)現(xiàn)象。另外，為了進(jìn)一步降低有害漏風(fēng)，對風(fēng)箱進(jìn)行大面積挖補(bǔ)、風(fēng)箱屋脊改造性封堵、大煙道漏點(diǎn)封堵噴涂、機(jī)尾密封板漏點(diǎn)封堵等，從而降低了漏風(fēng)率。
3.4 節(jié)能降耗項(xiàng)目升級改造
3.4.1 節(jié)能型點(diǎn)火器的應(yīng)用
燒結(jié)機(jī)點(diǎn)火器改造前極易堵塞，受煤氣壓力波動影響較大，日常生產(chǎn)中在線疏通或檢修蒸汽疏通，點(diǎn)火效果相對有所改善，但維持時(shí)間不長。為改善現(xiàn)狀，采用節(jié)能型點(diǎn)火器。新型點(diǎn)火保溫爐由點(diǎn)火段、保溫段組成。設(shè)計(jì)采用焦?fàn)t煤氣為燃料，常溫空氣作為助燃風(fēng)，點(diǎn)火段與保溫段采用可分離式螺栓連接，點(diǎn)火段爐頂設(shè)有兩排雙斜式主燒嘴和兩臺邊部強(qiáng)化點(diǎn)火燒嘴，第1 排為10 個(gè)燒嘴，第2排為9 個(gè)燒嘴。點(diǎn)火段側(cè)墻上設(shè)有2 個(gè)觀測孔，每側(cè)各1 個(gè)。點(diǎn)火段爐頂設(shè)有溫度檢測點(diǎn)2 個(gè)，側(cè)墻板上設(shè)爐膛壓力取樣點(diǎn)1個(gè)。
新型點(diǎn)火器結(jié)構(gòu)特點(diǎn)：耐火內(nèi)襯采用預(yù)制塊結(jié)構(gòu)、無水冷結(jié)構(gòu)；爐體鋼結(jié)構(gòu)采用分段、組合框架、滾輪行走結(jié)構(gòu)；爐前管道與點(diǎn)火爐燒嘴采用鋼管硬連接結(jié)構(gòu)，爐前煤氣管道設(shè)雙球閥。其拋棄耐材澆筑后逐步升溫烘爐工藝，采用預(yù)制組裝邊生產(chǎn)邊烘爐新工藝，新型點(diǎn)火器前排10 火嘴，后排9 火嘴同時(shí)點(diǎn)火，真正實(shí)現(xiàn)雙斜式雙排點(diǎn)火；同時(shí)降低爐膛高度200 mm，縮短點(diǎn)火火焰與布料料面距離，煤氣燃燒熱量得以充分利用；另外，縮短煤氣與助燃風(fēng)混合后火嘴長度，實(shí)現(xiàn)提高點(diǎn)火強(qiáng)度，延長點(diǎn)火時(shí)間，設(shè)備安全、高效、低耗、長壽運(yùn)行的目的。
3.4.2 熱風(fēng)點(diǎn)火節(jié)能技術(shù)的應(yīng)用
帶冷機(jī)高溫段、中溫段廢氣用于鍋爐產(chǎn)生蒸汽，低溫段約150～200 ℃的廢氣尚未加以利用。若將低溫段廢氣同部分高溫段廢氣混合至250 ℃左右后輸送至點(diǎn)火系統(tǒng)助燃，既可降低點(diǎn)火保溫爐煤氣消耗，又能減少廢氣量的排放。結(jié)合現(xiàn)場實(shí)際狀況，現(xiàn)有煤氣主管道不變，對部分空氣管道進(jìn)行改造，新增回?zé)犸L(fēng)管路。原點(diǎn)火器保溫段熱風(fēng)管道在助燃風(fēng)機(jī)平臺頂部，熱風(fēng)為帶冷機(jī)高溫段、中溫段廢氣，直接將熱風(fēng)管道的熱風(fēng)引至多管除塵器，經(jīng)過除塵后的熱風(fēng)經(jīng)回?zé)犸L(fēng)機(jī)送至助燃空氣管道點(diǎn)火，除塵灰直接放至平臺下部的返礦皮帶。
3.4.3 提高料溫技術(shù)改造
為了有效提高混合料溫度，將雙機(jī)余熱鍋爐預(yù)熱器和汽包進(jìn)行更換，提高余熱鍋爐蒸汽壓力，保證自產(chǎn)蒸汽供應(yīng)和蒸汽質(zhì)量，為提高料溫提供保障。同時(shí)，對3 臺機(jī)小礦槽蒸汽噴嘴進(jìn)行改造，由單排式6 個(gè)噴嘴改為環(huán)繞式22 個(gè)噴嘴，使進(jìn)入小礦槽的蒸汽量增加，混合料的預(yù)熱更加均勻，預(yù)熱效果得到改善，改造后混合料溫由40～50 ℃提高到70 ℃左右，超出廢氣露點(diǎn)溫度，燒結(jié)過程過濕層厚度明顯降低，改善了過程透氣性，使燒結(jié)礦的產(chǎn)質(zhì)量得到提升。
3.5 其他工藝技術(shù)改造
1）將1#、2#燒結(jié)機(jī)筒體襯板更換成耐磨防粘料襯板，提高混合機(jī)混勻制粒能力，改善料層透氣性；
2）對1#、2#燒結(jié)機(jī)小礦槽擴(kuò)容改造，長度由2 700 mm改為3 200 mm，寬度由1 400 mm 改為1 650 mm，礦槽襯板采用不銹鋼材料，提高泥輥轉(zhuǎn)速；3）將1#、2#機(jī)七輥布料器提高50 mm，使從泥輥給料機(jī)滾出的混合料落于七輥布料器第1 根輥?zhàn)由?，延長混勻料在布料器上的滾動時(shí)間，擴(kuò)大混勻料布料器上利用面，同時(shí)使混合料向下速度加快，松散了混合料，使落到臺車料面上料的粒度偏析增大，混合料在臺車由下而上產(chǎn)生分級布料，改善了料層透氣性。
3.6 改造效果
燒結(jié)機(jī)關(guān)鍵設(shè)施技術(shù)升級改造后，各項(xiàng)參數(shù)及經(jīng)濟(jì)指標(biāo)得到改善，節(jié)能效果顯著，參數(shù)對比見表1。
4 結(jié)語
山鋼股份萊蕪分公司煉鐵廠通過對燒結(jié)機(jī)進(jìn)行技術(shù)升級改造，降低了漏風(fēng)率，提升了燒結(jié)產(chǎn)能，日均增產(chǎn)燒結(jié)礦550 t，年節(jié)約電費(fèi)248.4 萬元。新型點(diǎn)火器及熱風(fēng)燒結(jié)工藝技術(shù)的改造應(yīng)用，使2#燒結(jié)機(jī)節(jié)約煤氣消耗年創(chuàng)效益180 萬元，新技術(shù)推廣到其余3臺燒結(jié)機(jī)，年增效益720萬元以上。