潘鐵毅

（中冶南方工程技術有限公司）

摘要 以沙鋼 5 800 m³ 高爐、馬鋼 3 200 m³ 高爐、某 3 200 m³ 高爐 A、某 3 200 m³ 高爐 B、龍鋼 3號和 4號 1 800 m³ 高爐、晉南鋼鐵一期 1 號和 2 號 1 860 m³ 高爐、某高爐 C/D/E/F、某 2×2 950 m³ 高爐 G 和 H 八個工程為案例，從爐料結(jié)構、礦焦槽數(shù)量及貯存時間、系統(tǒng)作業(yè)率及正常料批重時的供料能力、礦焦槽平面布置、礦焦槽占地面積、原燃料篩分及稱量、焦丁回收和礦丁回收的布置方式、槽下皮帶機的選用和設計原則、上料系統(tǒng)是采用皮帶機上料還是料車上料的方式等方面，闡述了高爐緊湊式礦焦槽技術的特點及發(fā)展趨勢。

關鍵詞：緊湊式礦焦槽；原燃料篩分及稱量；焦丁回收；礦丁回收

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，緊湊式礦焦槽技術得到了長足發(fā)展。筆者對單座高爐緊湊式礦焦槽技術和兩座（多座）緊湊式礦焦槽技術進行了介紹和對比分析。

1 單座高爐緊湊式礦焦槽技術案例

緊湊式礦焦槽技術一般有占地小、功能齊全、布置緊湊、子系統(tǒng)依附于主體設施建設等特點。常規(guī)礦焦槽技術和緊湊式礦焦槽技術特點的對比見表 1。

1.1  沙鋼 5 800 m³ 高爐緊湊式礦焦槽技術

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]}。

槽下振動篩的篩網(wǎng)等部件，通過設置在槽下的電葫蘆，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

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，也回收球團礦丁 ；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 緊湊式礦焦槽技術方案

某 3200 m³ 高爐 A 技術方案，設計鐵水年產(chǎn)能 269 萬 t。采用了緊湊式礦焦槽技術，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。

1.4  某 3 200 m³ 高爐 B 緊湊式礦焦槽技術方案

某 3 200 m³ 高爐 B 技術方案，設計鐵水年產(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。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。

1.5  4 個案例技術方案對比

上述 4 個案例的礦焦槽均采用了緊湊式的技術，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、占地小 ；均未設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。

2 兩座或多座高爐緊湊式礦焦槽技術案例

兩座或多座高爐礦焦槽合建也是緊湊式礦焦槽技術發(fā)展和應用的重點，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。

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。

2.3  某高爐 C、D、E、F 緊湊式礦焦槽技術方案

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。

2.4 某 2×2 950 m³ 高爐 G 和 H 緊湊式礦焦槽技術方案

某 2×2 950 m³ 高爐 G 和 H 技術方案，兩座高爐設計鐵水年產(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。

2.5 4 個案例技術方案對比

上述 4 個案例均是兩座或多座高爐的緊湊式礦焦槽技術，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、占地小 ；其中前三個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。

3 結(jié)語

緊湊式礦焦槽技術是現(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)運站等主體設施合建，或在礦焦槽區(qū)域附屬布置，布置緊湊、占地小 ；依據(jù)各項目具體情況看是否設置大傾角皮帶機 ；根據(jù)用戶需要，可設置集中稱量斗 ；結(jié)合廠區(qū)總圖布置，酌情選用皮帶機上料或料車上料。

4 參考文獻

[1]  項鐘庸 . 高爐貯礦槽的設計［J］. 煉鐵 , 1986（3）: 51-54.

[2]  張作程，阮建波 . 新建兩座 1 800 m³ 高爐礦焦槽工藝設計優(yōu) 化［J］. 煉鐵 , 2016, 35（4）: 41-44.

[3]  戚波 . 福建三寶1 080 m³ 高爐供上料系統(tǒng)工藝特點［J］. 煉鐵 , 2013, 32（3）: 30-33.

[4]  郭華 . 太鋼 2 號高爐槽下上料系統(tǒng)改造［J］. 煉鐵 , 2004, 23（增刊）: 46-48.

[5]  熊明炯 . 重鋼 3 號高爐大修槽下設施的改造［J］. 煉鐵 , 1999, 18（5）: 41-42.

[6]  劉含友 . 安鋼 300 m³ 高爐供料系統(tǒng)技術改造［J］. 煉鐵 , 1995, 14（增刊）: 45-49.

[7]  潘鐵毅，王衛(wèi)東 . 沙鋼北區(qū) 2 500 m³ 高爐新增焦槽設計［J］. 煉鐵 , 2013, 32（6）: 24-26.

[8]  陳建新，張雪萍 . 韶鋼 350 m³ 高爐供料及上料系統(tǒng)的設計 ［J］. 鋼鐵 , 1999, 34（9）: 16-18.

[9]  陳世強 . 榆鋼 3 200 m³ 高爐槽下供上料、爐頂、粗煤氣系統(tǒng) 工藝技術特點［C］// 第 13 屆全國大高爐煉鐵學術年會 . 無 錫 : 中國金屬協(xié)會，2012: 1 015-1 019.

[10]  項明武，周強 , 張靈，等 . 沙鋼 5 800 m³ 高爐工藝技術特點［J］. 煉鐵 , 2010, 29（2）: 1-6.

[11]  范小剛 . 沙鋼 5 800 m³ 高爐供料系統(tǒng)工藝特點［J］. 煉鐵， 2010, 29（1）: 27-28.

[12]  中冶南方工程技術有限公司 . 高爐槽下供配料集成系統(tǒng) : 中 國 , 201320080466.8［P］. 2013-9-18.

[13]  潘鐵毅 , 范小剛 , 王衛(wèi)東，等 . 沙鋼 5 800 m³ 高爐槽下碎焦 篩分工藝改造設計［J］. 礦冶工程 , 2014, 34（8）: 427- 430.

[14]  張衛(wèi)東，魏紅旗 . 首鋼京唐公司 5 500 m³ 高爐技術進步［DB/ OL］. 湖北省科技信息共享服務平臺 . 202-09- 20.

[15]  趙林 , 衛(wèi)軍民 , 惠宏智，等 . 龍鋼 4 號高爐開爐生產(chǎn)實踐［J］. 煉鐵，2011，30（3）: 59-62.

[16] 文輝正 . 兩座高爐的礦焦槽工藝布置設計［J］. 煉鐵， 2011，30（4）: 40-42.