段立祥，孫彬，曾宇，張飛宇
（鞍鋼股份有限公司煉鐵總廠，遼寧鞍山114021）
摘要： 介紹了鞍鋼股份有限公司煉鐵總廠二燒360 m2 燒結(jié)機(jī)原料供應(yīng)系統(tǒng)存在的問(wèn)題。通過(guò)對(duì)原料供應(yīng)系統(tǒng)采取工藝配置改進(jìn)、建設(shè)鞍千精礦管道輸送及燒結(jié)現(xiàn)場(chǎng)過(guò)濾系統(tǒng)、除塵輸灰系統(tǒng)改進(jìn)及自動(dòng)化升級(jí)改造措施，解決了制約二燒生產(chǎn)質(zhì)量的關(guān)鍵問(wèn)題，為高爐提供了更加穩(wěn)定、優(yōu)質(zhì)的燒結(jié)礦。
關(guān)鍵詞： 燒結(jié)；原料供應(yīng)系統(tǒng)；工藝配置；系統(tǒng)改造
環(huán)保、低耗、高效是鋼鐵工業(yè)生存、發(fā)展的前提。推進(jìn)燒結(jié)工藝優(yōu)化，是燒結(jié)生存發(fā)展的必由之路。鞍鋼股份有限公司煉鐵總廠二燒作業(yè)區(qū)（以下簡(jiǎn)稱(chēng)二燒）1958 年建成投產(chǎn)，原建有4 臺(tái)75 m2 燒結(jié)機(jī)。2001 年進(jìn)行改造， 淘汰了4 臺(tái)75 m2 燒結(jié)機(jī)，新建1 臺(tái)360 m2 燒結(jié)機(jī)，配套建設(shè)了二次配料、燒結(jié)礦冷卻、整粒篩分系統(tǒng)。燒結(jié)機(jī)由小變大，工藝由熱礦變?yōu)槔涞V， 整體技術(shù)裝備水平有了質(zhì)的提升。但是本次改造，二燒原料供應(yīng)系統(tǒng)（包括一次配料） 基本保持1958 年建廠時(shí)的工藝原貌：鐵料通過(guò)翻車(chē)機(jī)翻車(chē)，由皮帶系統(tǒng)運(yùn)送到鐵料槽，然后用吊車(chē)抓取到漏礦車(chē)， 輸送到一次配料室；一次配料按品種將不同鐵料分別裝入槽內(nèi)， 定量配料；熔劑、燃料通過(guò)螺旋卸料機(jī)卸到受料槽內(nèi)，經(jīng)過(guò)皮帶系統(tǒng)（燃料經(jīng)過(guò)四輥破碎后） 輸送到一配槽， 直接進(jìn)行配料。隨著高爐大型化對(duì)燒結(jié)礦質(zhì)量要求越來(lái)越高， 二燒原料供應(yīng)系統(tǒng)已經(jīng)不能滿足高爐穩(wěn)定順行需要， 因此必須對(duì)其進(jìn)行升級(jí)改造。
1 改造前原料供應(yīng)系統(tǒng)存在的問(wèn)題
二燒原料供應(yīng)系統(tǒng)原工藝配置主要問(wèn)題體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：
1.1 工藝配置落后
（1） 二燒所用的各種原燃料，除外購(gòu)富礦粉、鎂石、焦粉質(zhì)量相對(duì)穩(wěn)定外，其它均存在質(zhì)量不穩(wěn)定問(wèn)題。原燃料質(zhì)量不穩(wěn)定主要表現(xiàn)為同一品種質(zhì)量波動(dòng)和不同品種的質(zhì)量差異兩個(gè)方面。鞍鋼燒結(jié)所使用的原料品種多、波動(dòng)大已經(jīng)成為生產(chǎn)常態(tài)。在這種情況下來(lái)什么料、用什么料，難免造成燒結(jié)礦質(zhì)量波動(dòng)。無(wú)原料中和混勻工藝，成為燒結(jié)原工藝配置的重大缺陷， 嚴(yán)重限制了燒結(jié)礦質(zhì)量穩(wěn)定水平的提高。
（2） 精礦槽容積小，僅可儲(chǔ)料8 000 t。最多可使用4 種鐵料：精礦1~2 個(gè)品種，富礦粉1~2 個(gè)品種，其中精礦、富礦最多可選3 個(gè)品種， 塵泥混料作為1 個(gè)料種。槽容小，料種少，運(yùn)輸部門(mén)需要投入大量精力調(diào)配車(chē)皮、組織運(yùn)料保供；生產(chǎn)部門(mén)需要及時(shí)組織來(lái)料翻卸車(chē)，穩(wěn)定料種及槽存，生產(chǎn)組織存在困難。
1.2 運(yùn)輸方式單一
原工藝二燒原料運(yùn)輸幾乎完全靠鐵路運(yùn)輸，單一鐵路運(yùn)輸方式，對(duì)生產(chǎn)影響較大，易打亂正常生產(chǎn)秩序。鐵路運(yùn)輸經(jīng)由翻車(chē)機(jī)和受料槽進(jìn)入生產(chǎn)線，其影響因素較多：路況、車(chē)頭車(chē)皮、氣候條件等均可影響運(yùn)輸計(jì)劃的落實(shí)，造成生產(chǎn)待料停產(chǎn)；火車(chē)車(chē)皮無(wú)苫蓋、無(wú)保溫，夏季雨后料潮，冬季溫低凍塊，抵御環(huán)境變化能力差；火車(chē)運(yùn)輸還存在車(chē)皮漏料途耗、飄灑等問(wèn)題，導(dǎo)致燒結(jié)所用物料運(yùn)輸線路、發(fā)、收料區(qū)域環(huán)境狀況差。
1.3 自動(dòng)控制系統(tǒng)落后
二燒原料供應(yīng)設(shè)備、設(shè)施均為1958 年建廠時(shí)的老系統(tǒng)，自動(dòng)控制系統(tǒng)于2001 年進(jìn)行了局部改造。由于自動(dòng)控制技術(shù)不斷升級(jí)換代，二燒自控系統(tǒng)經(jīng)過(guò)十幾年運(yùn)行之后， 控制系統(tǒng)CPU、網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)、變頻裝置等所采用的技術(shù)已經(jīng)嚴(yán)重落后，一些關(guān)鍵備件或停產(chǎn)下線、或找不到原生產(chǎn)廠家，替代產(chǎn)品與老系統(tǒng)還存在軟件互不兼容問(wèn)題。同時(shí)系統(tǒng)內(nèi)存低、通訊速度慢，經(jīng)常出現(xiàn)程序卡頓、掃面終斷等問(wèn)題，故障率較高。
1.4 除塵輸灰路徑單一
二燒機(jī)尾、整粒輸灰系統(tǒng)由單一的輸灰皮帶、斗提、灰槽、螺旋稱(chēng)、加濕機(jī)等設(shè)備構(gòu)成。單一輸灰路徑，任何一環(huán)節(jié)出現(xiàn)故障，都造成輸灰中斷。其中斗提事故較頻，經(jīng)常因鏈板卡住、鏈板變形、斷裂、灰斗壞損等被迫搶修。除塵灰時(shí)斷時(shí)續(xù)，直接導(dǎo)致燒結(jié)混合料水碳波動(dòng)，影響生產(chǎn)的穩(wěn)定。除塵器內(nèi)積灰不能及時(shí)排放，集灰槽灰量超上限，易導(dǎo)致電場(chǎng)短路（電改袋后將影響布袋除塵效果）等問(wèn)題。
2 二燒原料供應(yīng)系統(tǒng)的改進(jìn)
2.1 工藝配置改進(jìn)
2.1.1 建設(shè)現(xiàn)代化混勻料場(chǎng)
2013 年鞍鋼投資建設(shè)二燒混勻料場(chǎng)。料場(chǎng)內(nèi)設(shè)有兩個(gè)料條， 共建有兩臺(tái)HDB1000/31.5 型堆料臺(tái)，兩臺(tái)QLKH800.34 取料機(jī)，堆取料全自動(dòng)作業(yè)。每個(gè)料條長(zhǎng)120 m，寬32 m，高13 m，可儲(chǔ)混勻料4 萬(wàn)t，兩個(gè)料條計(jì)8 萬(wàn)t。堆料方式采用人字菱形。精礦槽鐵料（部分精礦、富礦粉、廠內(nèi)雜料）、受料槽石灰石、鎂石等經(jīng)過(guò)一次配料后輸送到混勻料場(chǎng)進(jìn)行堆料混勻。兩料條一堆一取，提供的含鐵、硅、鈣、鎂及水分基本穩(wěn)定的混勻料可供燒結(jié)機(jī)使用4 天， 且成份偏差小，δTFe≤0.35%，δSiO2≤0.30%。2014 年11 月，混勻料場(chǎng)一次試車(chē)成功，一周后實(shí)現(xiàn)燒結(jié)生產(chǎn)全部使用混勻料。圖1 為二燒新建混勻料場(chǎng)后原料供應(yīng)系統(tǒng)工藝示意圖。
新建混勻料場(chǎng)后，生產(chǎn)工藝得到完善：
（1） 料場(chǎng)全封閉，無(wú)粉塵外溢，無(wú)物料流失，減輕了雨雪天氣對(duì)生產(chǎn)的影響。
（2） 實(shí)現(xiàn)鐵料、熔劑多品種物料混勻，成份穩(wěn)定。
（3） 經(jīng)過(guò)一次配料后的各種原料，再次經(jīng)過(guò)混勻作業(yè)，混勻效果良好。
2.1.2 新建輔助料槽
為解決老精礦槽貨位少、料種調(diào)劑能力差的問(wèn)題， 2015 年在老精礦槽南側(cè)修建了容積2 000 t的輔助料槽。輔助料槽與老精礦槽共用進(jìn)料、出料皮帶，合理利用了現(xiàn)有條件，最大限度降低投資額度。新槽即可以鐵路運(yùn)料，也可以實(shí)現(xiàn)汽運(yùn)補(bǔ)料，增加了物料的運(yùn)輸途徑，同時(shí)為燒結(jié)配用多料種創(chuàng)造了條件。新建輔助料槽工藝布置見(jiàn)圖2（圖中虛線部位為新建系統(tǒng)）。
2.1.3 燃料及生石灰配加工藝改進(jìn)
（1） 燃料配加工藝改進(jìn)。二燒原4 臺(tái)75 m2 燒結(jié)機(jī)燃料在一次配料配入，2001 年燒結(jié)機(jī)改造期間，采用燃料分加技術(shù)，一次配料內(nèi)配，滾煤機(jī)外配。由于外配煤量與燒結(jié)機(jī)上料量線性相關(guān)，上料量變化必須同步調(diào)整外配煤量， 否則將導(dǎo)致燒結(jié)礦FeO 等成份產(chǎn)生波動(dòng)。為減少質(zhì)量波動(dòng)，該工藝于2012 年停用。2014 年新建混勻料場(chǎng)時(shí)，將配煤由一配調(diào)整到二配。為降低改造費(fèi)用，將停用的外配煤皮帶重新利用， 將與其臨近的二配生石灰槽改造為配煤槽，實(shí)現(xiàn)了燃料配加的工藝改造。
（2） 生石灰配加工藝改進(jìn)。二燒原設(shè)計(jì)生石灰通過(guò)火車(chē)運(yùn)輸?shù)藉i礦槽， 然后通過(guò)皮帶運(yùn)輸?shù)揭慌渖业V槽，配加到混合料中。這種工藝粉塵大，嚴(yán)重污染環(huán)境。2001 年改造時(shí)，在二次配料礦槽配置了全密閉的生石灰礦槽， 實(shí)現(xiàn)罐車(chē)風(fēng)送生石灰。2014 年改造時(shí)，由于配煤調(diào)整占用該槽，重建了相關(guān)系統(tǒng)。
2.2 建設(shè)鞍千精礦管道輸送及燒結(jié)現(xiàn)場(chǎng)過(guò)濾系統(tǒng)
為解決礦山精礦完全靠火車(chē)運(yùn)輸產(chǎn)生的資源、費(fèi)用、途耗、環(huán)境等問(wèn)題，2013~2014 年公司投資建設(shè)了鞍千精礦管道輸出系統(tǒng)。主要包括24 km 的高壓精礦礦漿輸送管道、二級(jí)加壓泵站、一個(gè)精礦濃縮池、兩個(gè)礦漿調(diào)漿攪拌槽、8 臺(tái)真空盤(pán)式過(guò)濾機(jī)系統(tǒng)。二燒配套建設(shè)了可儲(chǔ)存2 000 t的精礦筒倉(cāng)及配料系統(tǒng)。
精礦管道輸出工程的建成使用， 優(yōu)化了二燒原料供應(yīng)系統(tǒng)的工藝：
（1） 分流了二燒老精礦槽鐵料40%~50%的供料量，彌補(bǔ)了二燒精礦槽容積小的缺陷。
（2） 過(guò)濾后精礦通過(guò)膠帶運(yùn)輸機(jī)直接輸送到燒結(jié)精礦筒倉(cāng)內(nèi)參與配料（堆料），避免運(yùn)輸途耗，減輕鐵路運(yùn)輸壓力，降低物料轉(zhuǎn)移成本。
（3） 避免礦山精礦槽、運(yùn)輸線路、燒結(jié)收料區(qū)域環(huán)境污染。
（4） 解決了車(chē)皮運(yùn)輸導(dǎo)致的下雨天精礦水分大、嚴(yán)寒天精礦凍結(jié)成塊對(duì)燒結(jié)生產(chǎn)影響的難題。
2.3 除塵輸灰系統(tǒng)改進(jìn)
2015 年二燒機(jī)尾、整粒電除塵改為布袋除塵。電改袋后， 煙氣粉塵排放濃度由≤100 mg/m3 降低到≤30 mg/m3，除塵灰量大幅增加。據(jù)測(cè)算，灰量幾乎增加50%以上， 為此在除塵器電改袋的同時(shí)，進(jìn)行了除塵放灰工藝的改進(jìn)： 將原輸灰系統(tǒng)單向運(yùn)轉(zhuǎn)的1 號(hào)皮帶改為雙向可逆運(yùn)轉(zhuǎn)， 新增了一條除塵灰運(yùn)輸皮帶，將除塵灰輸送到4 m3 儲(chǔ)灰槽。礦槽設(shè)稱(chēng)重料位計(jì)、調(diào)速星型閥、加濕機(jī)。除塵配加工藝改造示意圖見(jiàn)圖3。改造后，新、老輸灰系統(tǒng)互補(bǔ)使用，解決了原除塵系統(tǒng)工作受制于除塵輸灰的難題。
2.4 自動(dòng)化升級(jí)改造
2016 年2 月利用二燒環(huán)冷機(jī)升級(jí)改造為新式水密封環(huán)冷機(jī)的機(jī)會(huì)，對(duì)原料供應(yīng)、一次配料自動(dòng)化控制進(jìn)行了升級(jí)改造。主要改造方面：
（1） 將二燒老區(qū)電子稱(chēng)及其附屬區(qū)域的控制系統(tǒng)由AB500 升級(jí)改造為AB5000 系統(tǒng)， 改進(jìn)了供配電系統(tǒng)的設(shè)備、設(shè)施，更換了高性能計(jì)算機(jī)。
（2） 鋪設(shè)了老、新區(qū)聯(lián)絡(luò)通訊光纜，將改造后的老區(qū)控制系統(tǒng)與二燒燒結(jié)機(jī)主系統(tǒng)采用光纖聯(lián)網(wǎng)，使二燒老、新區(qū)信息和數(shù)據(jù)進(jìn)一步連通、共享。
（3） 將二燒老區(qū)使用近20 年的配料核子稱(chēng)，升級(jí)改造為檢測(cè)精度較高、符合環(huán)保要求的高精度電子稱(chēng)。
3 改進(jìn)效果
（1） 二燒工藝配置改進(jìn)后，鐵精礦、富礦粉、塵泥混料、石灰石、鎂石物料經(jīng)過(guò)一次配料、混勻料場(chǎng)混勻及二次配料配合使用， 燒結(jié)礦質(zhì)量明顯趨于穩(wěn)定。表1 為工藝改進(jìn)前后燒結(jié)礦質(zhì)量指標(biāo)情況。由表1 可以看出，改進(jìn)后燒結(jié)礦質(zhì)量大幅提升。
（2） 建設(shè)礦山精礦管道輸出系統(tǒng)、輔助料槽等，解決了原精礦槽容積小帶來(lái)的運(yùn)輸調(diào)配緊張、生產(chǎn)組織困難、抵御環(huán)境變化能力差等一系列問(wèn)題，避免了鐵路運(yùn)輸途耗以及對(duì)環(huán)境造成的危害，正常生產(chǎn)秩序保證能力明顯提升。
（3） 通過(guò)機(jī)尾、整粒電除塵改為布袋除塵，解決了原現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境差、粉塵排放超標(biāo)的問(wèn)題。新增了除塵輸灰系統(tǒng)，新、老輸灰系統(tǒng)互補(bǔ)使用，原單一輸灰系統(tǒng)威脅生產(chǎn)及除塵的問(wèn)題也得到了根治。
（4） 自動(dòng)化系統(tǒng)升級(jí)改造后， 原料供應(yīng)系統(tǒng)自動(dòng)控制事故得到有效控制，未再發(fā)生相關(guān)事故。
4 結(jié)語(yǔ)
鞍鋼股份有限公司煉鐵總廠二燒作業(yè)區(qū)對(duì)原料供應(yīng)系統(tǒng)進(jìn)行了改造，通過(guò)建設(shè)混勻料場(chǎng)、新建輔助料槽、改進(jìn)燃料及生石灰配加工藝、建設(shè)鞍千精礦管道輸送及燒結(jié)現(xiàn)場(chǎng)過(guò)濾系統(tǒng)、對(duì)原料供應(yīng)系統(tǒng)進(jìn)行自動(dòng)化升級(jí)改造及改進(jìn)除塵輸灰系統(tǒng)，大幅度提升了燒結(jié)礦的質(zhì)量。相比于改造前，改造后燒結(jié)礦合格率平均提高了7.98%、一級(jí)率平均提高了9.24%、TFe 穩(wěn)定率平均提高了5.54%、堿度穩(wěn)定率平均提高了9.08%， 為高爐提供了更加穩(wěn)定、優(yōu)質(zhì)的燒結(jié)礦，并改善了生產(chǎn)環(huán)境。