匡夜霖  王澤有  王振寬  浦生龍

（通化鋼鐵股份有限公司煉鐵事業(yè)部 吉林省 通化市 134003）

摘要：通鋼煉鐵目前有兩臺(tái)360m²燒結(jié)機(jī)正常運(yùn)行，在長(zhǎng)期生產(chǎn)實(shí)踐中，篩下粉含量過(guò)高以成為一個(gè)突出的問(wèn)題。本文旨在探討通鋼燒結(jié)生產(chǎn)提強(qiáng)度降篩下粉單耗工藝技術(shù)改造實(shí)踐，具體包括混合料智能加水系統(tǒng)升級(jí)、點(diǎn)火溫度恒溫控制系統(tǒng)升級(jí)、抑制臺(tái)車(chē)邊緣效應(yīng)措施綜合應(yīng)用以及實(shí)施配料精細(xì)化管理等。通過(guò)這些技改實(shí)踐，提升燒結(jié)生產(chǎn)過(guò)程的智能化、高效化，降低生產(chǎn)成本，提高產(chǎn)品質(zhì)量，實(shí)現(xiàn)燒結(jié)高效可持續(xù)發(fā)展。

關(guān)鍵詞：燒結(jié)機(jī)；混合料；改造；實(shí)踐

通鋼現(xiàn)有兩座2680m³高爐，由兩臺(tái)360m²燒結(jié)機(jī)為其提供燒結(jié)礦。在長(zhǎng)期的高爐生產(chǎn)實(shí)踐中，篩下粉含量過(guò)高以成為一個(gè)突出的問(wèn)題。該問(wèn)題在2021年尤為顯著，噸鐵產(chǎn)出篩下粉量高達(dá)242.15千克，這一現(xiàn)象對(duì)鐵成本產(chǎn)生了巨大負(fù)擔(dān)。因此針對(duì)這一問(wèn)題，結(jié)合生產(chǎn)實(shí)際進(jìn)行了深度分析。基于分析結(jié)果，制定出了切實(shí)有效的技改措施，并實(shí)施了一系列的改進(jìn)策略。這些措施提高了燒結(jié)礦的強(qiáng)度，為確保高爐的穩(wěn)定與高效運(yùn)行提供了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)，有效減輕了篩下粉含量過(guò)高帶來(lái)的成本壓力。

1  生產(chǎn)工藝中存在的問(wèn)題

1.1  混合料水分波動(dòng)較大

（1）水壓波動(dòng)：由于混合料和配料生石灰消化器共用一臺(tái)水泵，導(dǎo)致加水過(guò)程中水壓、水量相互干擾，影響混合料水分的穩(wěn)定性。

（2）調(diào)節(jié)精度不足：混合機(jī)內(nèi)加水噴頭設(shè)計(jì)不合理，無(wú)法根據(jù)料流變化精確調(diào)整加水量，導(dǎo)致混合料水分出現(xiàn)跑稀或跑干現(xiàn)象。

（3）生石灰消化器堵料：生石灰消化器加水控制依賴人工經(jīng)驗(yàn)，雨季時(shí)尤為明顯，易導(dǎo)致下料不均甚至堵料情況，進(jìn)一步影響混合料水分的穩(wěn)定性。

（4）物料混合不均勻：生石灰消解后與其他物料混合不充分，形成團(tuán)塊，導(dǎo)致混合料水分不一致。

1.2  點(diǎn)火溫度波動(dòng)時(shí)間較長(zhǎng)

點(diǎn)火溫度的穩(wěn)定性和快速響應(yīng)性對(duì)燒結(jié)過(guò)程至關(guān)重要。當(dāng)前工藝中點(diǎn)火溫度波動(dòng)時(shí)間較長(zhǎng)，可能影響燒結(jié)礦的均勻性和強(qiáng)度。

1.3  臺(tái)車(chē)邊緣效應(yīng)

燒結(jié)臺(tái)車(chē)邊緣效應(yīng)導(dǎo)致邊部物料欠燒，形成“夾生料”層，嚴(yán)重影響燒結(jié)礦的強(qiáng)度和整體質(zhì)量。

1.4  原料配比及使用方式不合理

原料如生石灰、煙道灰、除塵灰等的配比和使用方式不合理，缺乏科學(xué)的配比標(biāo)準(zhǔn)和標(biāo)準(zhǔn)化的管理流程，影響燒結(jié)礦的質(zhì)量和性能。

1.5  設(shè)備性能與操作問(wèn)題

（1）混合機(jī)加水系統(tǒng)不精準(zhǔn)：導(dǎo)致混合料水分不均勻，影響制粒效果和燒結(jié)礦質(zhì)量。

（2）混合機(jī)出料口粘料：影響出料的順暢性和均勻性，加劇燒結(jié)礦質(zhì)量的不穩(wěn)定。

2  技改方案與實(shí)施

針對(duì)生產(chǎn)工藝現(xiàn)狀中提出的問(wèn)題，實(shí)施以下技術(shù)改造。

2.1  軟硬件安裝和程序調(diào)試，降低混合料水分波動(dòng)

（1）解決水壓變化問(wèn)題：一是將原來(lái)共用一臺(tái)水泵改為專(zhuān)機(jī)專(zhuān)泵，避免互相干擾；二是將原來(lái)加水管路上其他用水點(diǎn)全部剔除；三是在程序設(shè)計(jì)中對(duì)于水壓波動(dòng)做出調(diào)節(jié)變頻，調(diào)整水泵轉(zhuǎn)速的補(bǔ)償辦法。由此，因加水水壓不穩(wěn)帶來(lái)的水分波動(dòng)得以消除，提高了混合料水分的穩(wěn)定性。

（2）解決調(diào)節(jié)精度問(wèn)題：為保證調(diào)節(jié)精度，決定將一次混合機(jī)內(nèi)的加水管分為三根，每根長(zhǎng)約2米，分別安裝3個(gè)噴頭，再用調(diào)節(jié)閥分別控制。加減料時(shí)根據(jù)測(cè)定的料流變化時(shí)間逐段調(diào)水，做到了精準(zhǔn)加水，以此提高了混合料水分的穩(wěn)定性。

（3）解決生石灰消化器堵料問(wèn)題：經(jīng)過(guò)充分論證后，取消生石灰消化器，將生石灰消解用水統(tǒng)一在一次混合機(jī)內(nèi)進(jìn)行，從根源上解決了生石灰消化器下料不穩(wěn)甚至造成堵料的現(xiàn)象。

（4）解決物料混合不均勻問(wèn)題：對(duì)于取消生石灰消化器后，生石灰消解和與其他物料充分混勻問(wèn)題，采用在一次混合機(jī)進(jìn)料端6米不加水，作為混合機(jī)強(qiáng)混段，使進(jìn)入混合機(jī)內(nèi)的物料在此段反復(fù)的上拋下落過(guò)程中，充分混合。在混合均勻的物料進(jìn)入到加水段時(shí)，生石灰與添加的熱水接觸后，迅速反應(yīng)消解，在較短的時(shí)間內(nèi)（5-10秒）放熱并黏結(jié)物料成均勻的混合料小球，從而使混合料成分更加趨于一致，有利于燒結(jié)礦化學(xué)成分和物理質(zhì)量上更加穩(wěn)定。

通過(guò)以上四個(gè)方面改進(jìn)措施，影響混合料水分波動(dòng)的所有因素全部在可控范圍內(nèi)。為實(shí)現(xiàn)智能加水打下了基礎(chǔ)，同時(shí)徹底改變了依賴測(cè)水儀帶來(lái)的滯后性及不準(zhǔn)確性。

2.2  點(diǎn)火溫度恒溫控制系統(tǒng)升級(jí)

自主創(chuàng)新升級(jí)程序，通過(guò)壓力波動(dòng)預(yù)調(diào)、適度增加空氣調(diào)整死區(qū)等程序優(yōu)化?？s短點(diǎn)火溫度波動(dòng)調(diào)整時(shí)間，恒溫點(diǎn)火系統(tǒng)的應(yīng)用更好地滿足了工藝要求。

2.3  抑制臺(tái)車(chē)邊緣效應(yīng)的措施

（1）梭式小車(chē)“U”型布料

原梭式小車(chē)布料行程和往復(fù)速度不合理，小車(chē)布料后混合料倉(cāng)中形成堆尖。大顆粒礦粉向混合料倉(cāng)堆角滾落，導(dǎo)致燒結(jié)臺(tái)車(chē)上布料偏析不均，大顆粒礦粉集在靠燒結(jié)臺(tái)車(chē)欄板兩側(cè)，加劇燒結(jié)機(jī)臺(tái)車(chē)邊緣效應(yīng)。為了實(shí)現(xiàn)梭式小車(chē)的均勻布料，采取了以下措施。

梭式小車(chē)皮帶頭輪位置前安裝擋料板，抑制下料的拋物軌跡，保證混合料垂直落到混合料倉(cāng)里。外延梭式小車(chē)行程，確保落料點(diǎn)能夠到達(dá)混合料倉(cāng)左右倉(cāng)壁。將梭式小車(chē)兩側(cè)往返停留時(shí)間由原來(lái)的3秒增加到8秒，在混合料倉(cāng)內(nèi)形成兩側(cè)料面高于中間料面，大顆粒混合料自然滾落到料倉(cāng)中間，形成中間顆粒多于邊緣狀態(tài)，增加臺(tái)車(chē)中部混合料透氣性，同時(shí)利用兩側(cè)混合料粒徑較小的特點(diǎn)抑制臺(tái)車(chē)邊部效應(yīng)。此措施，要求混合料倉(cāng)位控制在1/2倉(cāng)至2/3倉(cāng)，以避免出現(xiàn)虧料現(xiàn)象。

附表1：布料車(chē)改造前后圓輥兩側(cè)和中間+3mm粒級(jí)混合料比例對(duì)比

（2）鋪底料“凸”型布料

燒結(jié)機(jī)鋪底料一直采用40mm厚度平鋪方式布在燒結(jié)機(jī)臺(tái)車(chē)上。為增大燒結(jié)邊緣氣流阻力，降低靠燒結(jié)臺(tái)車(chē)欄板處混合料透氣性，針對(duì)鋪底料布料進(jìn)行改造：在鋪底料倉(cāng)出料口兩邊各焊接一塊20*400mm的鋼板，降低臺(tái)車(chē)欄板側(cè)鋪底料厚度，形成兩端400mm寬低于中間20mm厚的凸型鋪底料布料，利用混合料粒徑小于鋪底料（5-17mm）以填充減薄的鋪底料空間。降低燒結(jié)臺(tái)車(chē)邊緣透氣性，達(dá)到抑制臺(tái)車(chē)邊緣效應(yīng)目的。

（3）優(yōu)化鋪底料粒度偏析

調(diào)研時(shí)發(fā)現(xiàn)，10-20mm鋪底料經(jīng)過(guò)皮帶進(jìn)入鋪底料倉(cāng)時(shí)，會(huì)自然形成堆尖，大顆粒鋪底料滾落到倉(cāng)壁處，布料時(shí)落到燒結(jié)機(jī)臺(tái)車(chē)欄板處，臺(tái)車(chē)靠近欄板鋪底料粒徑明顯大于中部，加劇了臺(tái)車(chē)邊部效應(yīng)。為此在鋪底料料倉(cāng)上，鋪底料皮帶機(jī)落料點(diǎn)下方安裝了均粒裝置，克服鋪底料進(jìn)倉(cāng)后形成堆尖，減少臺(tái)車(chē)邊緣大顆粒鋪底料數(shù)量，以抑制邊緣效應(yīng)作用。

附表2：鋪底料均粒裝置安裝前后臺(tái)車(chē)兩側(cè)和中間+16mm粒級(jí)鋪底料比例對(duì)比

（4）應(yīng)用邊緣盲篦條

為進(jìn)一步抑制燒結(jié)機(jī)臺(tái)車(chē)邊緣效應(yīng)，利用更換磨損嚴(yán)重的臺(tái)車(chē)篦條時(shí)機(jī)，用三聯(lián)盲篦條替換靠欄板的普通篦條，通過(guò)減少邊緣抽風(fēng)氣流，達(dá)到抑制臺(tái)車(chē)邊緣效應(yīng)目的。

（5）應(yīng)用新型防漏風(fēng)臺(tái)車(chē)篦條壓銷(xiāo)

由于原來(lái)的臺(tái)車(chē)銷(xiāo)子圓柱形部分與臺(tái)車(chē)擋板插孔間存在一定的間隙，臺(tái)車(chē)銷(xiāo)子外部用墊片、簡(jiǎn)易的開(kāi)口銷(xiāo)子固定。生產(chǎn)過(guò)程中，由于存在間隙，造成燒結(jié)機(jī)臺(tái)車(chē)插銷(xiāo)部位漏風(fēng)；同時(shí)，臺(tái)車(chē)篦條銷(xiāo)子外側(cè)使用開(kāi)口銷(xiāo)子聯(lián)接鎖定，長(zhǎng)期磨損和高溫下，開(kāi)口銷(xiāo)子易破損脫落造成臺(tái)車(chē)銷(xiāo)子掉，導(dǎo)致臺(tái)車(chē)掉篦條，影響燒結(jié)礦質(zhì)量和產(chǎn)量。為減少漏風(fēng)，自行設(shè)計(jì)了“新型防漏風(fēng)臺(tái)車(chē)篦條壓銷(xiāo)”，在兩臺(tái)燒結(jié)機(jī)上應(yīng)用，減少壓銷(xiāo)處漏風(fēng)。

圖1 舊壓銷(xiāo)

圖2 新壓銷(xiāo)

4.實(shí)施配料精細(xì)化管理

（1）新投用生石灰活性檢測(cè)儀

為科學(xué)檢測(cè)生石灰活性度，給生產(chǎn)提供指導(dǎo)，新投用生石灰活性檢測(cè)儀，以檢測(cè)生石灰活性度數(shù)據(jù)(溫升速率、消化時(shí)間、消化溫差等)，用數(shù)據(jù)反映問(wèn)題，發(fā)現(xiàn)異常立即采取相應(yīng)處理措施，超前作為，避免了土法水化實(shí)驗(yàn)肉眼判斷誤差大現(xiàn)象，為燒結(jié)礦生產(chǎn)穩(wěn)順、質(zhì)量穩(wěn)定提供有利支持。                        

圖3 生石灰檢測(cè)儀檢測(cè)活性度            圖4 生石灰活性度判斷標(biāo)準(zhǔn)

（2）改變煙道灰配用方式

為避免煙道灰過(guò)多影響煙道過(guò)風(fēng)面積，需要階段性排放煙道灰進(jìn)入返礦倉(cāng)配用。而煙道灰粒度組成、親水性均不利于混合料造球，進(jìn)而惡化燒結(jié)透氣性。實(shí)際生產(chǎn)過(guò)程，在配用帶煙道灰的返礦時(shí)，一貫采用減料、降機(jī)速、減料層辦法克服透氣性不好對(duì)生產(chǎn)的影響，但不可避免對(duì)生產(chǎn)產(chǎn)生波動(dòng)。為此，利用配料室兩個(gè)返礦倉(cāng)的特點(diǎn)，實(shí)施了帶煙道灰返礦與正常返礦實(shí)現(xiàn)分倉(cāng)儲(chǔ)存、連續(xù)配用措施。即：正常返礦進(jìn)一個(gè)返礦倉(cāng)，放煙道灰時(shí)，帶煙道灰返礦進(jìn)入另一個(gè)返礦倉(cāng)，配料時(shí)，帶煙道灰返礦小配比連續(xù)配用保證后續(xù)生產(chǎn)過(guò)程一致。原來(lái)帶煙道灰返礦集中配用時(shí)，靠減料、降機(jī)速保質(zhì)現(xiàn)象徹底杜絕，進(jìn)一步穩(wěn)定了燒結(jié)生產(chǎn)秩序。

（3）不同品種燃料搭配使用標(biāo)準(zhǔn)化

燒結(jié)生產(chǎn)用的自產(chǎn)焦粉、焦化池子粉、無(wú)煙煤、外購(gòu)焦粉等燃料，成分不同，熱值也不一樣。原來(lái)使用時(shí)，根據(jù)發(fā)生量隨意搭配，品種變化比較頻繁，造成燃料配比調(diào)整頻繁，成礦率參差不一。為此制定《不同品種燃料搭配使用管理規(guī)定》，規(guī)范列出各品種搭配辦法，規(guī)避了同時(shí)使用高、低熱值燃料對(duì)燒結(jié)成礦的不良影響。

（4）改造除塵灰格式給料機(jī)

燒結(jié)環(huán)境除塵灰使用格式給料機(jī)進(jìn)行配用，而格式給料機(jī)原設(shè)計(jì)葉輪容積過(guò)大，單次給料量過(guò)多，而除塵灰配比低、用量少（0.6%配比，3-4.2t/h），導(dǎo)致格式給料機(jī)轉(zhuǎn)速過(guò)低，配用時(shí)料流斷斷續(xù)續(xù)，進(jìn)而影響配料均勻穩(wěn)定，透氣性也出現(xiàn)波動(dòng)現(xiàn)象。為此，對(duì)格式給料機(jī)進(jìn)行了葉輪縮小容積改造。經(jīng)過(guò)改造，單次給料量大幅減少，給料機(jī)轉(zhuǎn)速提高，達(dá)到了料流均勻、連續(xù)，提高了配料穩(wěn)定性。

5.改善混合機(jī)制粒效果

通過(guò)改變混合機(jī)加水噴頭角度，同時(shí)應(yīng)用專(zhuān)利產(chǎn)品“新型防脫落噴頭”、在出料口加裝刮料板等辦法，改善混合機(jī)粘料，為充分混勻、均勻制粒奠定基礎(chǔ)。改造前后對(duì)比檢測(cè)數(shù)據(jù)顯示：混合料中+8mm顆粒減少14.49%，-1mm粒級(jí)減少0.53%，1-8mm顆粒增加15.02%。中間粒級(jí)的增加，在燒結(jié)過(guò)程中，有利于均質(zhì)燒結(jié)，同時(shí)透氣性趨好，成礦率提高，燒結(jié)礦強(qiáng)度提高。

改造前舊噴頭加水角度斜下，噴頭易脫落，改造后加水角度平直并應(yīng)用新型防脫落噴頭。

圖5 改造前                                  圖6 改造后

表3 應(yīng)用前后混合料制粒效果對(duì)比

3  技改效果評(píng)估

經(jīng)過(guò)反復(fù)實(shí)驗(yàn)改進(jìn)升級(jí)混合料智能加水程序、點(diǎn)火器恒溫點(diǎn)火程序得以完整應(yīng)用。鋪底料凸型布料、布料車(chē)U形布料、邊部盲篦條、新型防漏風(fēng)壓銷(xiāo)、優(yōu)化鋪底料粒度偏析等一系列抑制邊緣效應(yīng)、提高均質(zhì)燒結(jié)水平的措施，實(shí)現(xiàn)了“強(qiáng)化均質(zhì)燒結(jié)，提高成品率和轉(zhuǎn)鼓指數(shù)”目標(biāo)。

3.1  實(shí)施后效果

（1）燒結(jié)礦轉(zhuǎn)鼓指數(shù)、低粉指數(shù)得以提高，可以改善高爐操作條件，有利于高爐長(zhǎng)期穩(wěn)定順行、降低高爐燃料比、提高高爐利用系數(shù)、降低生鐵成本。

（2）高爐篩下粉量的降低，減少了倒運(yùn)期間形成的二次揚(yáng)塵，有利于保護(hù)環(huán)境。

3.2  經(jīng)濟(jì)效益

（1）直接經(jīng)濟(jì)效益

一系列的技術(shù)創(chuàng)新，在大幅度配用經(jīng)濟(jì)物料，燒結(jié)內(nèi)返率降低0.57%的條件下，燒結(jié)礦轉(zhuǎn)鼓指數(shù)提高0.14%，高爐噸鐵篩下粉由原來(lái)的242.15Kg/t，降低至209.09Kg/t，降低33.06Kg/t。依據(jù)高爐生鐵產(chǎn)量346.32萬(wàn)噸計(jì)算，累計(jì)減少篩下粉11.45萬(wàn)噸。按每千克篩下粉影響噸鐵成本0.07元，降低鐵成本801.5萬(wàn)元。

（2）間接效益

燒結(jié)礦轉(zhuǎn)鼓指數(shù)、低粉指數(shù)的提高，可以改善高爐操作條件，有利于高爐長(zhǎng)期穩(wěn)定順行、降低高爐燃料比、提高高爐利用系數(shù)、降低生鐵成本。高爐篩下粉量的降低，減少了倒運(yùn)期間形成的二次揚(yáng)塵，有利于保護(hù)環(huán)境。

4  結(jié)語(yǔ)

近年來(lái)，通過(guò)深入開(kāi)展生產(chǎn)工藝技術(shù)的改造與創(chuàng)新實(shí)踐。提升燒結(jié)生產(chǎn)過(guò)程的智能化、高效化，燒結(jié)機(jī)的生產(chǎn)效率和產(chǎn)品質(zhì)量均得到了顯著提升。為高爐的長(zhǎng)期穩(wěn)定、高效運(yùn)行提供有力保障。這些創(chuàng)新實(shí)踐還有效降低了生產(chǎn)成本，提高了企業(yè)的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力。

參考文獻(xiàn)

[1]  王蒙,陳國(guó)濤,徐禮鏡.青島特鋼燒結(jié)機(jī)項(xiàng)目的創(chuàng)新改造與實(shí)踐[J].燒結(jié)球團(tuán),2017,42(03)

[2]  呼建軍.提高360m²燒結(jié)機(jī)燒結(jié)礦堿度穩(wěn)定率的研究[J].天津冶金,2022,(05)

[3]  甄常亮,趙凱,胡金波,等.唐鋼高爐燒結(jié)礦堿度大幅提升的操作應(yīng)對(duì)[J].煉鐵,2020,39(06)

[4]  田巖松.降低燒結(jié)機(jī)系統(tǒng)漏風(fēng)率的生產(chǎn)實(shí)踐[J].中國(guó)金屬通報(bào).2021,（010）

[5]  范蘭濤，秦玉杰.河鋼唐鋼北區(qū)提高燒結(jié)轉(zhuǎn)鼓強(qiáng)度的生產(chǎn)實(shí)踐[J].河南冶金,2018(02)

[6]  朱德慶,姜濤,傅菊英,陳文忠,胡右明,俞光新.酸性球團(tuán)礦燒結(jié)機(jī)焙燒新工藝[J].燒結(jié)球團(tuán),2000(01)

[7]  周旭清，徐農(nóng)田.九鋼180m²燒結(jié)機(jī)達(dá)產(chǎn)實(shí)踐[J].礦業(yè)工程,2011(02)