梅鋼4號燒結機工程設計特點及試生產

摘要：梅鋼為了響應國家政策，對落后的產能進行淘汰，對1號、2號燒結機進行了異地大修，重新建設了大型燒結機，本文介紹了4號燒結機工程主要的設計特點及生產情況。在設計上遵循了 “先進、實用、可靠、經濟”的原則，也為后期的5號燒結機提供了借鑒。

關鍵詞：燒結 設計特點 生產

1 概述

在2009年4號燒結機投產以前，梅鋼公司已擁有3臺燒結機，其中2臺130m2燒結機于七十年代建成，1臺180m2燒結機于2004年3月建成，每年總生產能力為500萬t燒結礦。2臺130m2燒結機投產至今已使用約30年，關鍵生產設施已老化，其工藝流程及裝備水平均比較落后，綜合能耗高、資源綜合利用率低和環境質量較差等，與現代化鋼鐵生產不適應，同時燒結產量也不能滿足新建高爐要求，根據寶鋼“十一五”規劃和國家的《鋼鐵產業政策》，梅鋼公司對1號、2號燒結機進行了易地改造，委托中冶長天國際有限責任公司設計2×400m2燒結機，分兩期建設新建2臺400m2燒結機，但一期只新建1臺400m2燒結機（4號燒結機），預留1臺400m2燒結機的位置（5號燒結機）。

目前4號燒結機已于2009年5月9日正式投入生產運行， 5 月13日實現達產，其有效燒結面積：400m2；設計利用系數：1.3t／(m2.h)；年產燒結礦：411.8萬噸。具體的質量指標見表1。

2 工藝及設備特點

梅鋼4號燒結機在結合自身具體情況，吸收了國內外燒結廠的先進經驗，應用了一些新技術、新工藝，與3號燒結機及1號2號燒結機相比，具有大型化、設備裝備水平高、自動化程度高、工藝先進等特點。

2.1 原料系統

2.1.1 含鐵原料主要為混勻礦、梅精礦、高爐返礦，分別來自原料二次料場、翻車機室與高爐。混勻礦及梅精礦通過將原料進料的P3皮帶加裝分料器，進行改造將運送至配料室混勻礦槽，高爐返礦由膠帶機運輸至配料室返礦槽。

2.1.2 熔劑主要有石灰石及生石灰。來自一次料場的石灰石（粒度80～0mm），由膠帶機從原料場運送至熔劑燃料倉儲存，石灰石破碎設備采用了閉路循環系統，經1430×1300可逆錘式破碎機破碎后、再經橢圓篩進行篩分。篩下≤3mm粒級由帶式輸送機送至配料礦槽，＞3mm返至燃料粗碎熔劑破碎室的熔劑槽內。生石灰（粒度3～0mm）由密封罐車運至配料室端部的生石灰槽旁，再由壓縮空氣輸送至生石灰槽中。

2.1.3 燃料主要有無煙煤和焦粉。來自煤場的無煙煤（粒度≤20mm）、碎焦（粒度≤14mm）以及高爐返焦，由膠帶機運送至燃料倉儲存。燃料破碎采用兩段開路流程。先經過2PG1200×1000雙光輥破碎機進行粗破，破碎至≤10mm粒度再進入?1200×1000四輥破碎機進行細破至3～0mm。經兩段破碎后，燃料中小于3mm粒級的含量約占90%，合格的固體燃料由膠帶機輸送至配料室內燃料槽。

2.2 配混系統 配料室和粉塵及生石灰采用了兩室分開，鐵料和燃料屬于開放式的，共有15個礦槽，鐵料都通過圓盤定量給料機，通過電子稱皮帶下料，石灰石與焦粉才用了拉式皮帶電子稱定量給料。而粉塵與生石灰基本屬于封閉的，處于同一個配料室，它們都通過調速剛性葉輪給料機和電子皮帶秤給料，為了防止二次污染都將電子稱密封，粉塵采用了加濕機，將粉塵潤濕的方式，生石灰采用了消化器，將生石灰預先消化。所有的原料倉的下部都安裝了振動器，并且圓盤下料口都有除塵裝置。一次混合的混合機采用給料膠帶輸送機直接給料方式，選用φ4.4×18m圓筒混合機1臺，齒輪傳動，安裝傾角α=2.5°，混合時間為2.9min。二次混合選用φ4.8×23.5m圓筒混合機1臺，齒輪傳動，安裝傾角為α=1.9°，混合時間為4.3min。一次與二次混合都露天布置，采用了相同的驅動方式，二混有通蒸汽裝置，有效提高料溫。

2.3 燒冷系統

2.3.1 采用了鋪底料的成熟工藝，鋪底料粒度為8~14mm，厚底為20~40mm。布料裝置采用了曲面偏析布料裝置，加長了料流面，改善了布料偏析效果。同時有壓料輥和刮料板裝置保持料面平整，極大的避免了邊緣效應。使得料層具有良好的透氣性，垂直燃燒速度保持一致。

2.3.2 采用雙斜交叉式燒嘴直接點火的先進技術，其高溫火焰帶寬度適中，溫度均勻，高溫點火時間可與機速良好匹配；燒嘴氣流混合良好，火焰短，燃燒完全，點火效率高，廢氣中有害雜質殘余小，有利于環境保護。在點火保溫爐下面的對應風箱設置雙層風量調節裝置，可實現微負壓操作節省點火煤氣。點火爐每排燒嘴(含保溫段)均設置氣動快速切斷閥，每個燒嘴上設獨立手動閥。同時采用了無動力熱風燒結工藝，在點火段后部設置了熱風罩，合理地將環冷廢氣引至點火料面進行熱風燒結，有效降低能耗。

2.3.3 燒結臺車有效面積為400m2，寬度為4.5m，臺車高度為720mm，材料為低S、低P和高球化率的球墨鑄鐵，具有較高的高溫機械性能、耐磨、抗疲勞等特性，蓖條采用高鉻鑄鐵精密鑄造，燒結機采用柔性傳動，結構緊湊，有利于燒結機跑偏調整和過載保護。

2.3.4 采用兩側抽風、雙煙道、雙主電除塵器和雙抽風工藝。抽風機選用SJ20000燒結主抽風機2臺，風量20000m3/min，進口負壓16500Pa，出口正壓500Pa，為減小噪音，在抽風機出口設有消聲器。風箱閘門采用電動閥門操作機；主排氣管的粉塵排除采用電液動雙層卸灰閥。23個風箱下都設置翻板閥，調整各翻板開度，可合理分配燒結抽風量，提高風量利用率；另外，還可以對終點溫度、煙道溫度和廢氣溫度等重要參數進行有效控制。

2.3.5 為了減少能源消耗，對環冷機第一個煙囪排出的高溫廢氣(溫度350～450℃，煙氣流量52×104Nm3/h)回收制取蒸汽（翅片式余熱鍋爐），回收的蒸汽并網，然后取一部分自用。同時將環冷機第二個煙囪段排放的部分高溫廢氣返至燒結機保溫段后的的風罩內，進行無動力熱風燒結，以改善燒結礦質量、提高成品率。

2.4 成品整粒系統 成品整粒系統共3個系列，采用2個篩分室3次篩分的工藝流程，2個系列生產，一個系統正常生產使用，一個系統備用。成品礦篩采用懸臂棒條篩和橢園等厚篩， 提高了篩分效率。取制樣自成系統，采用全自動取、制樣一體化設備，設備自動完成取樣、篩分、轉鼓強度、化學分析樣品制備、粒度組成等。當自動系統檢修及發生故障時，為保證進行燒結礦的正常粒度檢測、轉鼓強度檢驗，還配備了一套半自動轉鼓測定系統。成品燒結礦經取樣后，由帶式輸送機直接送往高爐，或者卸至燒結礦汽車外運槽內，槽下裝車設備為電液動腭式閘門。

2.5 除塵系統 除塵管道系統采用專有阻力平衡技術，通過氣力輸送至粉塵倉，降低了粉塵污染。環境除塵采用高效布袋除塵器進行分系統集中除塵，保證煙氣粉塵排放濃度≤20mg/m3，同時也有利于除塵設備的操作、管理和維修。收集的粉塵加濕后就近送至膠帶機上，或用風力輸送送至生石灰及粉塵配加室的灰倉中回收利用，減少粉塵的二次污染和資源浪費。

2.6 過程檢測及自動化系統 在配料礦槽、環冷機卸料斗、混合料及鋪底料礦槽等設置了料位檢測。對混合料加水、點火爐溫度、燒結終點溫度及位置計算等進行自動檢測和自動控制。并且對參數還設置了報警系統，超過限制時，在中控電腦上就會發出相應報警。還設有工業電視對關鍵生產部位進行監視。通過上述系統可以隨時了解生產的全過程，掌握生產主動權，使生產過程處于正常穩定狀態。

3 投產后的生產情況

梅鋼4號燒結機于2009年5月9日正式投入生產，經過一段時間的調試及試生產5月13日即達產。目前經過幾個月的穩定生產，各項指標逐漸提升，見圖1、圖2。

投產之初，由于煉鐵廠整個生產系統的不穩定以及4號燒結機系統本身存在的一些問題，導致意外及倉滿停機較多，導致利用系數及作業率都較低，經過三個月的生產，各項指標都穩步上升，利用系數最高達到了1.427 t/(m2·h)，作業率達到了93.63%，燒結礦的質量及經濟指標見表2。

4投產后的問題

4.1 由于粉塵及生石灰基本處于封閉式的室內，雖然有除塵系統，但是由于粉塵所具有的特性，以及生石灰在加水消化后放熱有大量的水汽在室內，導致室內環境惡劣，給設備的正常運行帶來了不穩定因素。建議設置排風系統，使室內的水汽及粉塵及時排除。另外粉塵中經常會含有較大顆粒的料，容易將給料機卡死，導致不能正常運行。

4.2 為平衡兩個煙道的風量和溫度，根據雙煙道風箱溫度變化趨勢，確定了6個風量切換閥的相對位置使得兩側煙道溫差控制在較小的范圍。但生產以后，煙道切換閥內部由于熱脹冷縮，導致6個風量切換閥卡死，無法實現自動切換，只有根據一段時間的生產情況，在停機檢修時，有人工切換至相應位置，一般是長煙道溫度高于短煙道，但生產未受到較大的影響，通過對生產的摸索，目前根據開關最后三個風箱即21、22、23號風箱開度的大小來調整煙道溫度，關閉時短煙道的溫度會有所提高，溫度差異會減小，開啟時溫度差距就會變大。

4.3 投產之初，由于高爐原料系統的不穩定導致意外停機較多，停機時間有多久也不能確定，導致抽風機較長時間抽風，雖然已經風門開度開至最小，但是煙道溫度還是上升較快，對抽風機設備帶來了較大損害，由于煙道溫度高（200℃）而跳閘后不能正常開啟。后來，再次意外停機，就馬上將風箱的閘門關上，如果停機時間可能超過15min，就馬上停抽風機。另外將煙道冷風閥的開啟設置手動開啟改為達到150℃自動開啟，降到130℃時自動關閉，抽風機跳閘條件由原來的煙道溫度達到200℃自動跳閘改為抽風機入口溫度達到180℃維持5min后自動跳閘，經過這些措施以后有效地解決了煙道溫度過高而引發的一些問題。

5 結語

梅鋼4號燒結機在設計上遵循了 “先進、實用、可靠、經濟”的原則，隨著4號燒結機的順利投產達產，我廠也邁入了一個新的階段。通過對4號燒結機這種大型燒結機生產的摸索，以及工藝的日趨完善，各項指標得到了明顯改善，提高了燒結礦的產質量及技術水平。對于5號燒結機的建設及生產都有很大的借鑒意義。下一步應該充分利用現有條件，大力開展創新活動，深入挖掘燒結機潛力，充分發揮燒結機的產能，降低工序能耗，提高燒結礦質量，滿足4號高爐冶煉需求。

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