白瑋
（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對3 臺105 m2燒結(jié)機(jī)進(jìn)行了一系列技術(shù)改造，包括燒結(jié)熔劑破碎工藝優(yōu)化，配料自動化控制系統(tǒng)改造，混合料溫度提升，混合機(jī)筒體襯板及安裝改造，燒結(jié)機(jī)漏風(fēng)治理，單輥篦板保護(hù)帽改造等。改造后，燒結(jié)機(jī)作業(yè)率98.02%，燒結(jié)礦合格率98.19%，產(chǎn)量355.9 萬t。
關(guān)鍵詞：燒結(jié)機(jī)；技術(shù)改造；作業(yè)率；產(chǎn)量
1 前言
山鋼股份萊蕪分公司煉鐵廠老區(qū)現(xiàn)有3 臺105m2燒結(jié)機(jī)，經(jīng)過歷年的設(shè)備大修與改造及工藝優(yōu)化改進(jìn)，3 臺燒結(jié)機(jī)滿足了生產(chǎn)工藝的要求，提高了燒結(jié)礦的產(chǎn)量。近年來，隨著鋼鐵產(chǎn)能的過剩，鋼鐵市場的持續(xù)低迷，及高爐對燒結(jié)礦的產(chǎn)量、質(zhì)量的要求不斷提高，煉鐵廠進(jìn)行了一系列的技術(shù)改造與創(chuàng)新，提高了設(shè)備作業(yè)率，降低了生產(chǎn)成本和能耗，提高了燒結(jié)礦產(chǎn)量和質(zhì)量，取得了顯著效果。
2 存在問題
2.1 燒結(jié)熔劑破碎工藝復(fù)雜
白云石塊儲存在原料場，用皮帶機(jī)運(yùn)送至熔劑料倉，再經(jīng)錘式破碎機(jī)破碎、振動篩篩分，＞3 mm 的篩上物返回錘式破碎機(jī)繼續(xù)破碎，＜3 mm 的篩下物運(yùn)送至配料室參與配料。原系統(tǒng)共有30 條皮帶機(jī)、3 個圓盤給料機(jī)、2 臺錘式破碎機(jī)、3 臺熔劑振動篩、8個中轉(zhuǎn)料倉、2 臺電除塵器等設(shè)備，導(dǎo)致加工費(fèi)用增加，并且崗位揚(yáng)塵、噪音污染嚴(yán)重。
2.2 配料系統(tǒng)自動化程度低
原有燒結(jié)配料系統(tǒng)始建于1991 年，后擴(kuò)容改造為兩期，為3×105 m2燒結(jié)機(jī)提供燒結(jié)配料。配料系統(tǒng)自動化控制程度低，多為手動操作，配料效率和配料精度不高，直接影響燒結(jié)配料的精度和燒結(jié)礦的質(zhì)量。
2.3 混合機(jī)系統(tǒng)混勻效果差
原有提高混合料溫度的方法為直接從混合機(jī)筒體內(nèi)通入蒸汽，熱交換利用系數(shù)低，蒸汽利用率只有20%～30%，并且蒸汽在冷凝過程中產(chǎn)生大量水分，影響混合料水分含量，造成燒結(jié)生產(chǎn)波動?；旌蠙C(jī)筒體襯板磨損嚴(yán)重，混勻效果差。原有混合機(jī)由于襯板材質(zhì)不耐磨、襯板的尺寸、形狀，安裝方法、固定方式的不合理，筒體襯板磨損嚴(yán)重，在混合機(jī)運(yùn)行過程中出現(xiàn)筒壁粘料，進(jìn)料口甩料，混勻、制粒效果差，料層透氣性差，導(dǎo)致燒結(jié)礦質(zhì)量差，產(chǎn)量低。
2.4 燒結(jié)機(jī)系統(tǒng)漏風(fēng)
燒結(jié)機(jī)的漏風(fēng)制約著燒結(jié)生產(chǎn)能力的提高，造成生產(chǎn)成本上升，各種消耗升高。燒結(jié)機(jī)系統(tǒng)漏風(fēng)表現(xiàn)為主抽風(fēng)機(jī)到燒結(jié)風(fēng)箱之間的漏風(fēng)，燒結(jié)機(jī)本體部位的漏風(fēng)。
2.5 單輥篦板保護(hù)帽易脫落
燒結(jié)機(jī)單輥篦板保護(hù)帽為單根布置，經(jīng)常造成保護(hù)帽脫落，并且每次更換保護(hù)帽需將重達(dá)40 t 左右的軸輥系統(tǒng)及附屬系統(tǒng)吊起，更換難度大，時間長。保護(hù)帽使用壽命短，3 個月左右就必須對保護(hù)帽進(jìn)行調(diào)頭更換，制約著燒結(jié)機(jī)的生產(chǎn)。
3 改造措施
3.1 燒結(jié)熔劑破碎工藝優(yōu)化改造
針對原有燒結(jié)熔劑破碎工藝存在的缺陷，進(jìn)行工藝優(yōu)化改造。在原有4#轉(zhuǎn)運(yùn)站1#皮帶機(jī)機(jī)尾位置新建一個汽車受料槽，用汽車運(yùn)輸白云石粉卸至受料槽，經(jīng)拉式皮帶機(jī)、斗式提升機(jī)、皮帶機(jī)運(yùn)輸白云石粉到4#轉(zhuǎn)運(yùn)站1#皮帶上，進(jìn)入原有物料輸送系統(tǒng)。
新建受料槽采用自卸車受料，有效容積18 m3，受料槽內(nèi)壁貼尼龍襯板，受料槽安裝2 臺倉壁振動器。用拉式皮帶給料機(jī)從料倉排料，送入斗式提升機(jī)。用斗式提升機(jī)提升物料至新皮帶機(jī)。用皮帶機(jī)將物料運(yùn)輸至4#轉(zhuǎn)運(yùn)站1#皮帶機(jī)。電氣系統(tǒng)新增功率32 kW，用8#低配室供電，增加變頻器1 套。受料槽的揚(yáng)塵和增加的落料點揚(yáng)塵，由原有的30 m2電除塵器進(jìn)行除塵。
備用料線改造。延長原有熔篩6#皮帶機(jī)5 m，熔篩6#機(jī)頭新建溜槽至2#轉(zhuǎn)運(yùn)站2#皮帶。該料線作為備用料線，僅在斗提升機(jī)大修時備用，運(yùn)行時間少，在打滿熔劑圓盤3 個料倉的情況下可以保證燒結(jié)用料3 d 以上。
通過改造，每噸節(jié)約熔劑費(fèi)用15 元，年節(jié)約電費(fèi)120 多萬元，經(jīng)濟(jì)效益顯著，同時降低了崗位揚(yáng)塵、噪音污染，改善了現(xiàn)場環(huán)境。
3.2 配料自動化控制改造
利用燒結(jié)機(jī)年修的機(jī)會分別對一期、二期配料自動化控制系統(tǒng)進(jìn)行改造。將舊配料秤拆除，改造為高精度配料秤，新配料秤積算儀由4-20 mA 信號輸出，信號參與PLC 控制，將原有PLC 系統(tǒng)升級改造，雙期設(shè)立獨立的PLC 系統(tǒng)，實現(xiàn)精確配料。改造現(xiàn)有電氣控制系統(tǒng)，新增加2 面進(jìn)線柜，34 面控制柜，34 臺現(xiàn)場操作箱，更換現(xiàn)場設(shè)備的控制電纜、負(fù)荷電纜及電纜橋架等，所有電氣設(shè)備參與PLC 系統(tǒng)控制。
項目改造后，實現(xiàn)了自動配料功能，配料精度由85%提高至98%，提高了燒結(jié)配料自動化控制系統(tǒng)的控制水平，提高了燒結(jié)礦質(zhì)量。
3.3 混合機(jī)系統(tǒng)改造
3.3.1 混合料溫度提升改造
將蒸汽加熱混合料溫度的方式改造為先加熱清水，提高水溫，然后將加熱后的溫水加入混合機(jī)筒體內(nèi)，以此提高混合料的溫度。
1）舊水浴除塵水池分離改造。充分利用現(xiàn)有的水浴除塵水池，將水浴除塵水池進(jìn)行分離改造，分為兩個水池，一部分仍作為水浴除塵水池，另一部分作為改造料溫提升蓄水池。通過對循環(huán)水泵循環(huán)水量、管道平均流速、管道長度、循環(huán)水回入水池的時間等計算，將舊水浴除塵水池分離出65.7 m3作為新的料溫提升蓄水池，滿足料溫提升用水量。
2）加熱、供水系統(tǒng)的安裝。將蒸汽管道引入蓄水池底部，增加分管，利用各分管散布的蒸汽開孔進(jìn)行分散加熱。同時在出水管道上設(shè)置蒸汽補(bǔ)溫系統(tǒng)，保證水溫大于80 ℃。在水池內(nèi)部安裝3 臺污水泵（揚(yáng)程30 m、流量25 m3/h），兩用一備，將升溫后的熱水打往一次混合機(jī)內(nèi)。在蒸汽管道上安裝流量表，并將溫度、壓力在線顯示等數(shù)據(jù)引入一混值班室內(nèi)。
3）料溫提升水池的補(bǔ)水。料溫提升水池的補(bǔ)水采用沖洗管道循環(huán)補(bǔ)水，補(bǔ)水管道安裝流量計和電動調(diào)節(jié)閥，便于流量調(diào)節(jié)。同時在蓄水池中安裝水位報警系統(tǒng)。
通過改造，冬季蒸汽用量由16.5 t/h 降至10.36t/h，夏季蒸汽用量由8.5 t/h 降至5.6 t/h，降低了蒸汽消耗，節(jié)約了能源,經(jīng)濟(jì)效益顯著。
3.3.2 混合機(jī)筒體襯板及安裝改造
1）選用高耐磨的襯板。采用新型含油尼龍襯板代替原有的高分子聚乙烯襯板。新型襯板具有極高的耐磨性和較低的摩擦系數(shù)。
2）改造襯板的結(jié)構(gòu)形式。原有的襯板為平板式、光面，易粘料。改造后的襯板設(shè)計有一個主導(dǎo)流條和兩條輔導(dǎo)流條。主導(dǎo)流條為“一”字形，設(shè)置在襯板的對角線位置。輔導(dǎo)流條為“一”字形，設(shè)置在主導(dǎo)流條的兩側(cè)，對稱分布。圖1 為襯板結(jié)構(gòu)示意圖。
3）改造襯板的安裝形式。在混合機(jī)筒體進(jìn)料口位置的安裝方法為沿圓周設(shè)置2 圈襯板，每圈襯板為9 塊，共計18 塊襯板。襯板安裝方向為使導(dǎo)流條的方向與混合機(jī)筒體旋轉(zhuǎn)的方向相同，保證進(jìn)料口不粘料、不積壓。筒體本體及出料口位置的安裝方法為沿圓周設(shè)置襯板，直到布滿整個筒體，共計9圈襯板，每圈襯板為9 塊，共計81 塊襯板。襯板安裝方向使導(dǎo)流條的方向與混合機(jī)筒體旋轉(zhuǎn)的方向相反，整個導(dǎo)流條在筒體內(nèi)形成了多個螺旋線，延長了混合料在筒體內(nèi)的混合時間，保證了混合物料的運(yùn)行軌跡，提高了混合料制粒效果。圖2 為襯板在筒體內(nèi)的安裝示意圖。
4）改造襯板固定方式。由于原有的固定螺母只是沉埋到襯板中部，在生產(chǎn)過程中，當(dāng)襯板磨損到只剩襯板固定螺母的一半時，螺母已磨完，襯板失去緊固力，從而脫落。將現(xiàn)有的螺母上設(shè)置帶“n”的保護(hù)帽，在制作中制成一體結(jié)構(gòu)。材質(zhì)為不銹鋼,大大提高了耐磨性能。
通過改造，延長筒體使用壽命1 a 以上，減少因更換襯板造成停機(jī)，影響燒結(jié)礦的產(chǎn)量。避免了筒壁粘料和進(jìn)料口甩料，提高了混勻效果和制粒效果，提高了料層透氣性和燒結(jié)礦質(zhì)量。
3.4 燒結(jié)機(jī)漏風(fēng)治理
近年來，針對燒結(jié)機(jī)漏風(fēng)率不斷進(jìn)行攻關(guān)改造。通過燒結(jié)機(jī)頭、機(jī)尾密封，滑道密封、潤滑，臺車本體、欄板，風(fēng)路系統(tǒng)，大煙道，主降塵管道，風(fēng)箱彎管等部位漏風(fēng)率的治理，大大降低了燒結(jié)機(jī)漏風(fēng)率。主要介紹兩項專利技術(shù)。
1）對燒結(jié)機(jī)臺車欄板進(jìn)行改造，由分體式結(jié)構(gòu)改造為雙層護(hù)角一體式結(jié)構(gòu)。改造后燒結(jié)機(jī)臺車欄板為一個整體，在臺車欄板上部安裝雙層護(hù)角進(jìn)行保護(hù)，在臺車欄板本體內(nèi)部安裝耐磨導(dǎo)熱襯板。臺車欄板本體材質(zhì)為碳素結(jié)構(gòu)鋼Q235，本體外部焊接立筋，欄板本體上部內(nèi)外兩側(cè)焊接雙層護(hù)角，護(hù)角為耐磨鋼板，尺寸為200×50×12，材質(zhì)為16M鋼。耐磨導(dǎo)熱襯板通過螺栓固定在臺車欄板本體內(nèi)側(cè)，耐磨導(dǎo)熱襯板材質(zhì)為球墨鑄鐵，形狀為長條形，分體式，平行于臺車欄板安裝。
通過改造，解決了臺車欄板易開裂，使用壽命低、更換頻繁的缺陷，減少了燒結(jié)機(jī)的漏風(fēng)率，降低了燒結(jié)機(jī)電耗。圖3 為臺車欄板結(jié)構(gòu)示意圖。
2）大煙道卸灰閥改造為復(fù)式電動雙層卸灰閥。雙層卸灰閥包括手（電）動插板閥、上卸灰閥、下卸灰閥、中間灰箱和驅(qū)動裝置。上下卸灰閥通過中間灰箱上下配置，驅(qū)動裝置分別控制上下卸灰閥之一打開或關(guān)閉。卸灰閥工作時，首先在下卸灰閥關(guān)閉的狀態(tài)下開啟上卸灰閥，將灰塵卸到中間灰箱中，然后關(guān)閉上卸灰閥并打開下卸灰閥，再將中間灰箱中的灰塵卸出。在此過程中，始終有一卸灰閥處于關(guān)閉狀態(tài)，保證了系統(tǒng)的氣密性，使其負(fù)壓狀態(tài)不受影響，從而為在線卸灰提供了保障。
通過改造，解決了由于閥芯粘料導(dǎo)致的密封不嚴(yán)、漏風(fēng)現(xiàn)象的發(fā)生，大大降低了系統(tǒng)的漏風(fēng)率。
3.5 單輥篦板保護(hù)帽改造為雙聯(lián)保護(hù)帽
對單輥篦板保護(hù)帽進(jìn)行改造，改造為雙聯(lián)保護(hù)帽。雙聯(lián)保護(hù)帽包括凸起部分和凹槽部分，凸起部分由兩根平行保護(hù)帽組成，兩根平行保護(hù)帽的一端通過連接橋相連接，另一端設(shè)置凸起；凹槽部分也由兩根平行保護(hù)帽組成，兩根平行保護(hù)帽的一端也通過連接橋相連接，另一端設(shè)置與凸起相匹配的凹槽；將凸起部分與凹槽部分固定在一起。平行保護(hù)帽的長度為1 260 mm。
通過改造，雙聯(lián)保護(hù)帽使用壽命延長1 a 以上，減少了檢修次數(shù)和設(shè)備維修費(fèi)用。
4 結(jié)語
近年來，通過對燒結(jié)機(jī)系統(tǒng)進(jìn)行的多項技術(shù)改造與創(chuàng)新，提高了燒結(jié)機(jī)的作業(yè)率，燒結(jié)礦的技術(shù)性能指標(biāo)得到提升，提高了燒結(jié)礦的產(chǎn)量和質(zhì)量。2014 年燒結(jié)機(jī)作業(yè)率達(dá)到98.02%，燒結(jié)礦的合格率達(dá)到98.19%，燒結(jié)礦品位53.05%，篩分指數(shù)4.3%，轉(zhuǎn)鼓指數(shù)76.46%，固體燃耗54.64 kg/t，綜合電耗51.07 kW·h/t，燒結(jié)礦產(chǎn)量達(dá)到了355.9 萬t。