柳鋼燒結(jié)廠 文雅俊
摘要：柳鋼110m2 燒結(jié)機(jī)自投產(chǎn)以來,通過更換泥輥漏斗內(nèi)壁襯板并在倉壁安裝疏堵機(jī)、布料閘門（離合門）的改造、增加一排壓料板和采用空氣加濕技術(shù)等一系列措施,使燒結(jié)料面更平整,點火效果良好,混合料偏析減少,改善燒結(jié)礦的物理性能、提高燒結(jié)礦的經(jīng)濟(jì)技術(shù)指標(biāo)。
關(guān)鍵詞：疏堵機(jī);壓料板;空氣加濕技術(shù)
一、前言
燒結(jié)生產(chǎn)中為了改進(jìn)料面點火效果，降低工序能耗特別是降低煤氣消耗和固體燃耗，一般采取提高布料質(zhì)量，用厚料層低溫?zé)Y(jié)來實現(xiàn)。在臺車寬度方向上燒結(jié)混合料的水分、粒度和化學(xué)成分不偏析，透氣性均勻的料層；混合料層具有一定的松散性，預(yù)防臺車底部的料壓緊；持續(xù)供料，在燒結(jié)機(jī)臺車上高度一樣，料面平整，不起伏，無魚尾紋；料層的橫截面從下而上燃料含量逐漸增加，混合料粒度逐漸變細(xì)。這就是最理想的布料狀況。
燒結(jié)生產(chǎn)工藝流程：中和礦（鐵礦粉）、燃料（焦粉、煤粉）、熔劑（生石灰、輕燒白云石、石灰石粉）、返礦按照一定的配比給料，通過輸送帶運輸?shù)交炝舷到y(tǒng)，在一混圓筒先混勻后加水潤濕，在二混圓筒制粒，送到布料小車，經(jīng)過泥輥漏斗，通過泥輥、七輥、松料器布到已經(jīng)鋪好鋪底料的燒結(jié)機(jī)臺車上，隨著臺車運轉(zhuǎn)，經(jīng)過點火器點火，在抽風(fēng)的作用下，從料面向下燃燒。在燒結(jié)機(jī)機(jī)尾燃燒到底形成燒結(jié)餅，倒入單輥漏斗進(jìn)行熱破碎，進(jìn)入環(huán)冷機(jī)進(jìn)行鼓風(fēng)冷卻。通過皮帶送到篩分系統(tǒng)進(jìn)行整粒，小于或等于5mm的顆粒作為返礦，送入返礦倉重新配料；大于5mm的顆粒是合格的燒結(jié)礦，送到成品倉再轉(zhuǎn)運給高爐；部分10-20mm的顆粒送往鋪底料倉，作為鋪底料進(jìn)行內(nèi)循環(huán)。柳州鋼鐵股份有限公司燒結(jié)廠在2003年10月份建成第一臺110m2燒結(jié)機(jī)。其混合料送到布料小車然后進(jìn)入泥輥漏斗，通過泥輥漏斗底部泥輥的轉(zhuǎn)動送給七輥布料器，七輥布料器的轉(zhuǎn)動使混合料粒度發(fā)生偏析，混合料流布到臺車上，完成布料流程。給料時大時小，燒結(jié)機(jī)料面有起伏，混合料粒度偏析不合理等布料過程存在的問題，是燒結(jié)機(jī)提高料層的不利因素，惡化燒結(jié)礦的質(zhì)量，降低燒結(jié)礦的產(chǎn)量。為此，陸續(xù)調(diào)整或改造布料系統(tǒng)設(shè)備，使燒結(jié)料面更平整，點火效果良好，混合料偏析減少，改善燒結(jié)礦的物理性能 提高燒結(jié)礦的產(chǎn)量。
二、改進(jìn)布料系統(tǒng)
（一）重新設(shè)置布料小車行程并增加前端擋料板泥輥漏斗頂部進(jìn)料口是長方形，布料小車在泥輥漏斗上方沿泥輥漏斗進(jìn)料口長度方向往返行走，將混合料布入泥輥漏斗，布料小車在泥輥漏斗上方兩端的停留時間不相等，有時間差，導(dǎo)致泥輥漏斗料位不平整。導(dǎo)致泥輥水平面受到混合料的壓力不相等?；旌狭蠌牟剂闲≤囘M(jìn)入泥輥漏斗，混合料離開布料小車時攜帶動能，以拋物線的軌跡落入泥輥漏斗，混合料的粒度不均勻，小顆粒物料相對大顆粒物料粘性大，小顆?；旌狭舷鄬Υ箢w?；旌狭纤綊伋龅木嚯x近一些。泥輥漏斗混合料的容積密度不均勻，近布料小車端的混合料容積密度大，遠(yuǎn)布料小車混合料容積密度相對較小，對泥輥布料的均勻性造成影響?；旌狭喜荚跓Y(jié)機(jī)臺車寬度方向料層的容積密度不一樣，抽風(fēng)時空氣穿過料層受到的阻力不均勻。阻力低的區(qū)域有相對較多的風(fēng)量通過，燒結(jié)速度太快，熱量在料層傳輸速度太快，燃燒過程生成液相過少，液相固結(jié)的量不夠多，造成燒結(jié)礦轉(zhuǎn)鼓強度下降，返礦率上升；阻力高的區(qū)域只有相對較少的風(fēng)量通過，燒結(jié)速度降低，不能燃燒到料層底部，有夾生的現(xiàn)象，燒結(jié)礦的轉(zhuǎn)鼓降低，同時造成出礦率下降。
依據(jù)混合料在燒結(jié)機(jī)臺車上偏析程度、燒結(jié)過程的生產(chǎn)參數(shù)、燒結(jié)機(jī)機(jī)尾斷面的燃燒情況，布料小車往返的停留的時間重新設(shè)置，泥輥漏斗內(nèi)遠(yuǎn)離布料小車端與靠近布料小車端料流大致相等，料位的平整度得到提高。在布料小車的前端增加一塊擋料板，混合料流撞擊擋料板后再垂直落入泥輥漏斗，減少混合料在泥輥漏斗內(nèi)水平方向的偏析。布料小車往返的停留的時間重新設(shè)置、布料小車前端增加擋料板后，泥輥漏斗內(nèi)料面平整度提高、臺車上混合料偏析減少，燒結(jié)礦轉(zhuǎn)鼓指數(shù)略有上升，返礦率下降。
（二）更換泥輥漏斗襯板并在倉壁安裝疏堵機(jī)
泥輥漏斗內(nèi)壁結(jié)料嚴(yán)重，給燒結(jié)生產(chǎn)帶來了很大的不便。泥輥漏斗內(nèi)有效容積減少，因泥輥漏斗內(nèi)壁結(jié)料特別是漏斗底部結(jié)料，燒結(jié)機(jī)臺車虧料現(xiàn)象容易出現(xiàn)，燒結(jié)機(jī)料面在靠近臺車欄板區(qū)域布料不滿，很不平整，在燃燒過程中通過料層風(fēng)量分布不均勻，料層的燃燒速度不一致，有的區(qū)域液相增加，有的區(qū)域液相減少，液相分布不均勻加劇，導(dǎo)致燒結(jié)礦轉(zhuǎn)鼓指數(shù)等指標(biāo)惡化，返礦率上升；高料位時，因泥輥漏斗結(jié)料嚴(yán)重，造成泥輥漏斗有效容積減少，泥輥漏斗存料量減少，緩沖時間減少，泥輥漏斗容易鋪倉。漏斗內(nèi)壁結(jié)料嚴(yán)重時，結(jié)料容易“塔橋”導(dǎo)致泥輥漏斗出料不暢或全部堵死，導(dǎo)致上道生產(chǎn)工序混配料系統(tǒng)停機(jī)，整個生產(chǎn)中斷，需要停機(jī)清理泥輥漏斗結(jié)料，在重新開機(jī)時混合料的水分波動更大，生產(chǎn)的連續(xù)性造成嚴(yán)重影響。
當(dāng)泥輥內(nèi)壁漏斗結(jié)料嚴(yán)重，造成泥輥漏斗有效容積減少，需停機(jī)用高壓水槍清理結(jié)料，每次耗時1-2小時。停機(jī)清理泥輥漏斗，為了穩(wěn)定主抽風(fēng)機(jī)的運行，清理漏斗期間，主抽風(fēng)機(jī)的電氣設(shè)備不能停止運行。主抽風(fēng)機(jī)等主要電氣設(shè)備消耗了很多的電能，導(dǎo)致每噸燒結(jié)礦的電耗增加。清理泥輥漏斗，只能用人工進(jìn)行清理，工人勞動強度大。采用粘料系數(shù)小的耐磨陶瓷襯板替換泥輥漏斗內(nèi)壁的耐磨鑄石板。在倉壁安裝疏堵機(jī)。疏堵機(jī)由8個疏松拉桿、8個液壓缸、1個信號器、1個電 器控制柜、1個液壓站等組成。該裝置如圖1所示。工作時，首先泥輥漏斗下的泥輥開始轉(zhuǎn)動運行，電器控制柜會接收到信號器發(fā)出信號，電器控制柜根據(jù)設(shè)定的程序自動運行，液壓站電機(jī)啟動帶動高壓油泵運轉(zhuǎn)，液壓油流過電磁換向閥換通過高壓油管輸送到泥輥漏斗外壁液壓缸，液壓缸上下來回移動，疏松拉桿在液壓缸的驅(qū)動下緊貼泥輥漏斗內(nèi)壁上下移動，將內(nèi)壁的結(jié)料刮下，刮料完成，等待下一個運行周期。泥輥停止運行并超過設(shè)定的時間后，電器控制柜會接收到信號器發(fā)出信號，電器控制柜根據(jù)設(shè)定的程序暫停運行，液壓站電機(jī)停止運轉(zhuǎn)，液壓油回流到油缸，疏堵機(jī)停止運行，等待下一次運行3。疏堵機(jī)安裝前，一個星期停機(jī)一次用高壓水槍清理泥輥漏斗結(jié)料；安裝后，一個月停機(jī)清理一次泥輥漏斗結(jié)料。疏堵機(jī)的清理結(jié)料效果明顯，燒結(jié)機(jī)作業(yè)率得到提高，燒結(jié)礦能耗指標(biāo)下降。
（三）布料閘門（離合門）的改造
混合料泥輥漏斗底端的出料口安裝布料的閘門（離合門）。110m2燒結(jié)機(jī)臺車的寬度是3000mm，因此泥輥的長度和閘門總長度也為3000mm。原來閘門一共是6快。兩端兩塊的長度是300mm，中間四塊的長度是600mm。生產(chǎn)中，閘門通常開啟一定角度后固定不變，閘門與泥輥之間產(chǎn)生一定的空隙。
隨著泥輥的轉(zhuǎn)動，混合料從空隙中排除，流向七輥，形成料流。為了保持布到臺車上的料是平整的，閘門每一處料的流量需相同。在物料自身重力的作用下以及泥輥的推動下，閘門就會收到料流的壓力。閘門的長度越長，受到的壓力就越大。
為了保持閘門的角度不變即每一處料流的相同，每一塊閘門都會根據(jù)受到壓力的大小壓上相對應(yīng)的配重塊，配重塊向上連接鋼絲繩，鋼絲繩繞過定滑輪連接掛鉤，掛鉤與調(diào)節(jié)桿連接。燒結(jié)工根據(jù)燒結(jié)技術(shù)參數(shù)確定燒結(jié)機(jī)料層的厚度，隨著泥輥的轉(zhuǎn)動混合料完成布料，當(dāng)閘門與泥輥卡大塊石頭、雜物，或缺料時，需及時調(diào)整閘門開口度、泥輥的轉(zhuǎn)速、燒結(jié)機(jī)機(jī)速2。由于原料的原因，混合料中含有堅硬的大塊料，把鐵礦粉進(jìn)行多次破碎，完全消滅大快料，從經(jīng)濟(jì)上來說，是不允許的。當(dāng)大快料的尺寸比閘門與圓輥的間隙大時，將閘門頂開， 大快料就會卡在間隙中，被頂開處，料的流量發(fā)生改變。臺車上料層的平整性被破壞。燒結(jié)工發(fā)現(xiàn)閘門有料塊卡以后，跑出去將閘門抬起來，讓大料塊順利的排出。而操作室與泥輥平臺有一段距離，跑出去需要時間，這段時間布料是不平整的，在大快料多的情況下，燒結(jié)工需反反復(fù)復(fù)跑來跑去，工作量大。同時生產(chǎn)情況暫時脫離了燒結(jié)工的監(jiān)控。將中間四塊閘門的長度改為300mm，中間4塊600mm的閘門變?yōu)?快300mm 的閘門，改造方案見表 1。每塊閘門的配重是原來閘門的一半。改造后，大塊料通過閘門時，受到閘門的壓力減小，在泥輥的推動下，能夠通過閘門。大塊料卡在閘門的現(xiàn)象迅速減少。燒結(jié)料面的起伏的現(xiàn)象得到改善。
（四）增加一排壓料板
布料作業(yè)時，混合料布到臺車上，燒結(jié)機(jī)勻速向前移動，使混合料在燒結(jié)機(jī)臺車上的厚度均勻。一般情況下是穩(wěn)定燒結(jié)機(jī)機(jī)速，通過調(diào)節(jié)泥輥的轉(zhuǎn)速來控制燒結(jié)機(jī)原始料層的厚度。原始料層表面布不是光滑的，是波紋狀的。為提高點火效果，在料面點火前設(shè)置壓料板，110m2燒結(jié)機(jī)設(shè)置了一排壓料板，原始料層通過第一排壓料板后，兩塊壓料板交接處壓料效果不好。鏈條固定的壓料板，在平料作業(yè)時會發(fā)生滑動，相鄰兩塊平料板之間平料的效果不理想，兩塊平料板相接的部位有縫隙，縫隙處混合料是凸起的，凸起部位的混合料經(jīng)過點火器后，難以固結(jié)，粉末較多，是劣質(zhì)的燒結(jié)礦。燒結(jié)機(jī)表層劣質(zhì)燒結(jié)礦增加，導(dǎo)致燒結(jié)礦返礦率上升，成品率下降。為保證燒結(jié)機(jī)料面的點火效果，需要提高點火強度，造成燒結(jié)礦的煤氣消耗上升，綜合能耗提高。為此，在第一排壓料板后500mm處增加一排壓料板，消除第一排兩塊壓料板相接處壓料效果不理想的影響。使用后，第一排兩塊壓料板相接處凸起的混合料被第二排壓料板壓平，燒結(jié)機(jī)料面比單排平料板時平整，燒結(jié)機(jī)料面的點火效果良好，燒結(jié)料面整體青黑色，不過熔、不泛黃，燒結(jié)機(jī)表層劣質(zhì)燒結(jié)礦含量減少，燒結(jié)礦的返礦率下降，成品率上升。煤氣使用量略有下降，燒結(jié)礦的煤氣消耗下降，綜合能耗下降。
（五）采用空氣加濕技術(shù)
為了提高料層的垂直燒結(jié)速度，在燒結(jié)機(jī)9號風(fēng)箱料層上方補加蒸汽。其原理如下：料層頂部生成的高溫?zé)Y(jié)礦加熱抽入的空氣。這一熱交換過程使頂部料層產(chǎn)生的燒結(jié)礦得到冷卻?？諝獯┻^燒結(jié)礦帶為下層未燃燒的料層提高熱量，垂直燒結(jié)速度是被這一熱交換速度決定著。為保證混合料層燒透，需要垂直燒結(jié)速速降低，而這需要降低燒結(jié)機(jī)的運轉(zhuǎn)速度，但這樣影響燒結(jié)礦的產(chǎn)量。 除了空氣的吸入與比熱和料層的透氣性這三個因素對空氣與料層之間的換熱量有很大影響，燒結(jié)速度也對其有很大影響。通過增大燒結(jié)速度可增大空氣與料層之間的換熱量。而增大燒結(jié)速度的方法有如下兩種：（1）增大空氣比熱；（2）提高料層吸入的空氣量。這其中的原因如下。干燥空氣的比熱比蒸汽小很多。干燥空氣的比熱與蒸汽的比熱之比約為0.55。因此，在吸入與先前同樣多的干燥空氣的同時在燒結(jié)料層上噴入蒸汽將大幅度提高料層與射入混合氣體的換熱速度，從而加快燒結(jié)過程。最終，使得料層中出現(xiàn)的高溫帶較小，料層的透氣性能被強化。
由于料層內(nèi)空氣流動所受阻力減小，所以抽風(fēng)機(jī)的負(fù)荷減輕。在一定范圍內(nèi)提高垂直燒結(jié)速度可以提高燒結(jié)機(jī)的臺時產(chǎn)量。110m2 燒結(jié)機(jī)的上料量從55Kg/m提高到57Kg/m。詳見表2。
（六）增加鋪底料的厚度
燒結(jié)機(jī)泥輥布混合料前，先在燒結(jié)臺車上先布一層小顆粒燒結(jié)礦，小顆粒燒結(jié)礦通過整粒篩分產(chǎn)生，最小粒度為10mm，最大粒度為20mm，這一層小顆粒燒結(jié)礦稱為鋪底料。在泥輥漏斗的前方設(shè)置鋪地料倉，鋪底料倉的有效容積能夠滿足從開始布鋪地料到整粒篩分出鋪底料進(jìn)入鋪底料倉期間的用量。鋪底料在燒結(jié)生產(chǎn)中的作用：一是隔離燃燒層與篦條直接接觸，降低篦條、隔熱墊、臺車橫梁在生產(chǎn)中承受的最高溫度，減少篦條在燒結(jié)生產(chǎn)中的損耗，減少臺車橫梁在生產(chǎn)中的變形，降低燒結(jié)礦的生產(chǎn)成本。二是降低燒結(jié)餅粘篦條的現(xiàn)象，減少回車道格篩大塊積料，減輕工人的勞動強度。三是有除塵的作用，抽風(fēng)燒結(jié)時，減少小顆粒物料被抽走，降低煙氣中的粗塵量，減輕對風(fēng)箱、導(dǎo)氣管的磨損，減少大煙道除塵灰量，縮短大煙道周期內(nèi)排灰的時間。四是可以消除燒結(jié)中過濕層現(xiàn)象或降低過濕層的厚度，提高燒結(jié)礦的產(chǎn)質(zhì)量。110m2 燒結(jié)機(jī)鋪底料原來的厚度是30mm，篦條偶爾有粘料的現(xiàn)象，篦條的消耗與國內(nèi)同型號的燒結(jié)機(jī)比高。對鋪底料的工藝參數(shù)進(jìn)行更改，厚度提高到60mm。運行情況見表3。
三、改進(jìn)效果
110m2 燒結(jié)機(jī)布料系統(tǒng)改進(jìn)后，泥輥漏斗內(nèi)布料平整，減少了泥輥布料偏析；泥輥漏斗內(nèi)壁結(jié)料減少，減少因漏斗結(jié)料停機(jī)沖洗漏斗的時間，提高了燒結(jié)機(jī)作業(yè)率；料面比改進(jìn)前平整，降低了點火煤氣的消耗，表層劣質(zhì)燒結(jié)礦的含量減少，燒結(jié)礦的出礦率提高。燒結(jié)礦的冶金性能指標(biāo)也得到改善，滿 足了高爐對燒結(jié)礦的要求。
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