劉 祚，李春波
(凌源鋼鐵股份有限公司，遼寧 朝陽 122500)
摘 要: 介紹了 2021 年以來凌鋼第二煉鐵廠 1# 燒結(jié)機(jī)為了提高燒結(jié)礦轉(zhuǎn)鼓強(qiáng)度而進(jìn)行的系列生產(chǎn)實(shí)踐。結(jié)果表明，采用厚料層燒結(jié)、實(shí)行生產(chǎn)參數(shù)標(biāo)準(zhǔn)化控制、強(qiáng)化熱風(fēng)燒結(jié)作用、提高混合料布料精度、提高機(jī)前混合料溫度等措施可有效提高燒結(jié)礦轉(zhuǎn)鼓強(qiáng)度，滿足高爐的生產(chǎn)需要。
關(guān)鍵詞: 燒結(jié)礦; 轉(zhuǎn)鼓強(qiáng)度; 料層厚度 ; 返礦率; 熱風(fēng)燒結(jié)
0 引言
燒結(jié)礦轉(zhuǎn)鼓指數(shù)是衡量燒結(jié)礦冷態(tài)強(qiáng)度的重要指標(biāo)，直接影響燒結(jié)礦成礦率以及高爐的技經(jīng)指標(biāo)。高轉(zhuǎn)鼓強(qiáng)度的燒結(jié)礦可降低高爐返礦率，提高燒結(jié)礦的入爐量，降低倒運(yùn)加工成本，同時(shí)更有利于高爐的穩(wěn)定順行，為高爐提產(chǎn)降耗提供了重要保障。
1 生產(chǎn)概況
凌鋼現(xiàn)共有 3 臺(tái)燒結(jié)機(jī)，分別為 1# 240 m2燒結(jié)機(jī)、2# 180 m2 燒結(jié)機(jī)、3# 320 m2燒結(jié)機(jī)。1# 燒結(jié)機(jī)于 2008 年 12 月投產(chǎn)，有效燒結(jié)面積為240 m2，利用系數(shù) 1. 3 t /m2 . h，設(shè)計(jì)年產(chǎn)燒結(jié)礦273 萬 t。2020 年 3# 燒結(jié)機(jī)投產(chǎn)后，1# 燒結(jié)機(jī)的產(chǎn)量壓力得到緩解，為提高燒結(jié)礦轉(zhuǎn)鼓強(qiáng)度所進(jìn)行的一系列探索實(shí)踐提供了一定條件。
2 提高轉(zhuǎn)鼓強(qiáng)度的措施
2. 1 厚料層燒結(jié)技術(shù)
1# 燒結(jié)機(jī)于 2021 年 1 月至 4 月將燒結(jié)機(jī)機(jī)速由 1. 55 m/min 分 4 個(gè)階段逐步降低至 1. 25m/min，料層 厚 度 由 770 mm 逐 步 提 高 至 800mm，實(shí)現(xiàn)了慢機(jī)速、厚料層燒結(jié)。厚料層燒結(jié)強(qiáng)化了料層自動(dòng)蓄熱作用，優(yōu)化了垂直燃燒速度的合理性，延長了燒結(jié)帶高溫保持時(shí)間，改善了鐵酸鈣發(fā)育和粘結(jié)相形成的條件，提高了強(qiáng)度較好的中間料層燒結(jié)礦比例，減少了表層燒結(jié)礦的比例，最終達(dá)到提高燒結(jié)礦強(qiáng)度的目的。
2. 2 制定生產(chǎn)標(biāo)準(zhǔn)化參數(shù)控制制度
燒結(jié)生產(chǎn)所用的原料和熔劑種類多、變化大，生產(chǎn)狀態(tài)波動(dòng)頻繁，因此，如何提高燒結(jié)生產(chǎn)的連續(xù)穩(wěn)定性是一項(xiàng)重要的工作。為此，第二煉鐵廠為 1# 燒結(jié)機(jī)制定了 “生產(chǎn)標(biāo)準(zhǔn)化參數(shù)控制制度”，這一全新的操作制度對(duì)機(jī)速、料層厚度、投料量、焦粉配比、各料種熔劑配加量、內(nèi)返配加量、燒結(jié)煙道負(fù)壓等參數(shù)制定統(tǒng)一控制標(biāo)準(zhǔn)，并結(jié)合實(shí)際生產(chǎn)動(dòng)態(tài)調(diào)整優(yōu)化控制參數(shù)。通過此制度的執(zhí)行，1# 燒結(jié)機(jī)重要生產(chǎn)參數(shù)的控制更加科學(xué)、規(guī)范，同時(shí)消除了因操作人員個(gè)人操作理念和習(xí)慣的差異所造成的生產(chǎn)頻繁波動(dòng)，生產(chǎn)狀態(tài)的持續(xù)穩(wěn)定性得到了大幅度提高。
2. 3 提高混合料布料精度
1# 燒結(jié)機(jī)原有混合料布料系統(tǒng)的大扇形門、插板門均為手動(dòng)操作，以手拉葫蘆控制大扇形門開度，以手搖滑輪控制鋼絲繩長度來控制插板門高度，在布料過程中難以精確、便捷的調(diào)整料層厚度，且職工勞動(dòng)強(qiáng)度大，故障率高，嚴(yán)重影響布料效果，最終影響生產(chǎn)狀態(tài)的穩(wěn)定。
2021 年 4 月，1# 燒結(jié)機(jī)扇形門重新設(shè)計(jì)制作，提高調(diào)整精度，具體做了優(yōu)化改動(dòng): ①將原設(shè)計(jì) 5 個(gè)等寬插板門改造為 2 個(gè)小邊門、3 個(gè)大中門，利于調(diào)整邊門抑制邊緣效應(yīng)的同時(shí)不影響中間料層平整度; ②將大扇形門改造為機(jī)旁液壓推桿控制方式，小插板門改造為機(jī)旁電動(dòng)推桿控制方式并以毫米為控制單位，使得調(diào)整料面更加精準(zhǔn)便捷，有效減少了因料面不平、料層厚度不適宜而導(dǎo)致的生產(chǎn)狀態(tài)波動(dòng)，具體見圖 1。
2. 4 提高混合料料溫
將混合料料溫提高到露點(diǎn)溫度以上來降低過濕層的措施對(duì)消除燒結(jié)過程的不利影響具有重要意義。1# 燒結(jié)機(jī)分別在制粒機(jī)內(nèi)、點(diǎn)火爐之前用蒸汽對(duì)混合料進(jìn)行預(yù)熱，取得了良好效果。
首先，回收 1# 燒結(jié)環(huán)冷機(jī)余熱鍋爐產(chǎn)生的無法回收發(fā)電的低參蒸汽。鋪設(shè)管道將低參蒸汽接至制粒機(jī)內(nèi)，在制粒機(jī)內(nèi)均勻的將蒸汽噴灑至混合料中以起到預(yù)熱混合料的作用。
其次，利用檢修機(jī)通過鋪設(shè)管道將系統(tǒng)蒸汽引至點(diǎn)火爐前。綜合考慮臺(tái)車寬度、料層厚度、點(diǎn)火爐高度等因素后自制兩組分別帶 12 個(gè)噴嘴的蒸汽管道，將蒸汽均勻的噴至即將進(jìn)入點(diǎn)火爐的料面上，利用此區(qū)域的負(fù)壓將噴射的蒸汽帶入料面中，起到了預(yù)熱混合料的作用，具體見圖 2。
通過以上兩項(xiàng)改造措施，機(jī)前混合料溫度由55 ～ 57 ℃提高至59 ～ 61 ℃，有效地弱化了過濕層對(duì)燒結(jié)生產(chǎn)的不利影響，改善燒結(jié)生產(chǎn)狀態(tài)，提高燒結(jié)礦質(zhì)量。
2. 5 強(qiáng)化熱風(fēng)燒結(jié)技術(shù)的應(yīng)用
熱風(fēng)燒結(jié)技術(shù)主要是利用環(huán)冷機(jī)煙罩的高溫廢氣加熱燒結(jié)料層。在厚料層燒結(jié)工藝中，自動(dòng)蓄熱作用較強(qiáng)，料層下部熱量過剩，上部熱量不足，而熱風(fēng)燒結(jié)通過引入環(huán)冷機(jī)煙罩的熱廢氣使通過料層的風(fēng)溫升高，上部料層的燒結(jié)溫度升高，減少上、下層的溫差。同時(shí)，還可替代部分固體燃料的燃燒熱，降低固體燃料消耗?？梢?，采用熱風(fēng)燒結(jié)技術(shù)對(duì)提高燒結(jié)礦產(chǎn)質(zhì)量、降低能耗具有重要意義。凌鋼 1# 燒結(jié)機(jī)原有熱風(fēng)煙罩僅為 5 m，環(huán)冷鼓風(fēng)機(jī)的正壓及主抽風(fēng)機(jī)的負(fù)壓形成的無動(dòng)力熱風(fēng)輸送路徑將環(huán)冷機(jī) 1 冷段末端及 2 冷段前端的熱廢氣輸送至該熱風(fēng)煙罩實(shí)現(xiàn)熱風(fēng)燒結(jié)。但因該熱風(fēng)煙罩長度過短，不能完全消化上述路徑輸送過來的熱廢氣，造成熱量浪費(fèi)。且過短的熱風(fēng)煙罩對(duì)表層燒結(jié)礦的保溫范圍及保溫作用大大降低。
因此，1# 燒結(jié)機(jī)結(jié)合生產(chǎn)實(shí)際條件設(shè)計(jì)了 8 m 長的熱風(fēng)煙罩，安裝至原有熱風(fēng)煙罩后方，并將熱風(fēng)管道與原熱風(fēng)主管道相連，增加熱風(fēng)煙罩的整體面積。通過料面的負(fù)壓作用提高管道內(nèi)熱風(fēng)流速，在未增加風(fēng)機(jī)、未改變環(huán)冷機(jī)熱廢氣回收范圍的情況下以較小的投資及設(shè)備改造規(guī)模提高了熱風(fēng)燒結(jié)系統(tǒng)回收環(huán)冷機(jī)熱風(fēng)的能力。具體設(shè)計(jì)及實(shí)物圖見圖 3、圖 4。
3 實(shí)踐成果
將2020 年、2021 年、2022 年1# 燒結(jié)機(jī)燒結(jié)礦部分質(zhì)量數(shù)據(jù)進(jìn)行比對(duì)，具體見表 1。
由表中數(shù)據(jù)可見，2022 年1# 燒結(jié)機(jī)燒結(jié)礦二元堿度由2020年的 2. 27倍降至 2. 09倍，同時(shí)高爐燒結(jié)入爐配比由 64. 24% 提高至70. 90% ，在此前提條件下，1# 燒結(jié)機(jī)燒結(jié)礦轉(zhuǎn)鼓指數(shù)提高了 2. 91% ， 返礦率降低了2. 24% ，高爐槽返降低了 24. 8 kg /t。1# 燒結(jié)機(jī)燒結(jié)礦的轉(zhuǎn)鼓指數(shù)、返礦率等主要冷強(qiáng)度質(zhì)量指標(biāo)均取得了明顯進(jìn)步，為高爐穩(wěn)定順行提供了更有力的保障。
4 結(jié)語
實(shí)踐結(jié)果表明凌鋼 1# 燒結(jié)機(jī)為了提高燒結(jié)礦轉(zhuǎn)鼓強(qiáng)度而采取的厚料層燒結(jié)技術(shù)、實(shí)施生產(chǎn)標(biāo)準(zhǔn)化參數(shù)控制制度、提高混合料布料精度、提高機(jī)前混合料溫度及強(qiáng)化熱風(fēng)燒結(jié)技術(shù)應(yīng)用等措施是切實(shí)有效的。隨著 2022年10月1# 燒結(jié)機(jī)系統(tǒng)改造升級(jí)的完成，1#燒結(jié)機(jī)將繼續(xù)致力于燒結(jié)礦質(zhì)量的再提升和燒結(jié)系統(tǒng)熱能的極致利用，為高爐穩(wěn)定順行、燒結(jié)綠色低碳發(fā)展以及節(jié)能降耗不斷探索前進(jìn)。