轉爐石灰篩選技術的研究

2015-01-06 07:47:44李葉軍徐加祥

設備管理與維修 2015年10期

李葉軍徐加祥

（杭州鋼鐵集團公司轉爐煉鋼廠杭州）

一、前言

現轉爐冶煉上料用的石灰在運輸過程中，吸潮粉化或機械振動沖擊，造成石灰的粉化比例較大。這種石灰粉灰在加入轉爐過程中，被風機吸走，在噴水除塵、降溫過程中，溶解于濁環水中，增加了濁環水的鈣硬度、堿度和總硬度，進而造成除塵系統結垢，尤其一、二文喉口結垢嚴重，降低系統除塵能力。經測算，加入轉爐前的石灰中含細灰量達到10%～20%，這些粉灰被風機吸走，不僅影響一次除塵效果，而且造成石灰成本和噸鋼成本增加，非常有必要篩選出石灰的細灰。為此，急需通過增加設備，篩選出這部分粉灰同時加以利用，以降低成本和改善除塵效果。

二、轉爐石灰上料工藝流程

轉爐石灰由石灰窯生產，經汽車等方式運輸至轉爐上料提升機，卸入提升機提升斗，經提升機提升到頂部料倉，頂部料倉標高23.6 m，由頂部料倉卸至運輸皮帶上，通過幾級運輸皮帶卸至轉爐爐頂料倉，加入轉爐內，轉爐石灰上料流程圖如圖1所示。在這運輸過程中，石灰存在吸潮，振動，垂直摔打，至使石灰在運輸過程中產生粉化較多，加上石灰窯生產石灰中的粉灰，到轉爐頂部料倉時，石灰粉灰直徑＜10 mm的粉灰達到總量的10%～20%。這些直徑＜10 mm的粉灰，在轉爐煙道內易被風機抽走，在凈化系統中溶解于濁環水，引起凈化系統結垢，增加除塵系統的阻力，影響除塵效果。

圖1 轉爐石灰上料流程圖

三、轉爐石灰篩選前的濁環水水質和煙氣排放指標

由于石灰溶解于濁環水中，致使濁環水的鈣離子、硬度、堿度、pH值大幅提高。對濁環水質進行分析，水質指標見表1。對轉爐一次除塵煙氣排放情況進檢測，具體指標見表2。由表2可見，轉爐煙塵排放指標明顯較高，離國家規定的排放標準有較大差距。

表1 濁環水質指標

表2 石灰篩選前一次除塵排放指標

四、石灰篩選技術改進

通過上述分析，非常有必要把轉爐石灰中＜10 mm的石灰粉灰篩選出來，加以回收利用。對整個石灰加料工藝流程分析，盡量在進轉爐爐頂料倉前把粉灰篩選出來，使進入爐頂料倉的石灰含粉灰量盡可能降低到最低。同時考慮實施空間的可行性，在轉爐總運輸皮帶和倉頂運輸皮帶間增設石灰篩選工藝。

1.石灰篩選增設工藝流程

石灰運至轉爐總運輸皮帶上后，通過三通閥進入石灰篩選工藝，在石灰篩選設備出現故障情況下，可關閉三通閥回到原石灰加料工藝。石灰經三通閥進入振動篩，篩選出塊狀石灰后經大傾角皮帶提升運輸至倉頂運輸皮帶，通過卸料小車進爐頂料倉加入轉爐。石灰粉灰經振動篩網后落入卸灰倉，經罐裝粉灰車運輸至使用點LF精煉爐加入鋼水中?？紤]到粉灰易產生揚塵，為此改造時在振動篩頂部、塊狀卸料斗項部、卸灰房頂部增設了除塵風管。為保證卸灰房的除塵效果，把卸灰房擴大到足以讓粉灰罐裝車在內卸灰，入口采用塑料擋灰簾。具體工藝流程圖見圖2。實施工藝布置圖（略）。

2.振動篩過篩量計算

振動篩過篩量計算公式見式（1）。

式中Q——過篩量

B——篩面寬度，1.5 m

v——物料運行速度，0.27 m/s（一般直線篩選用此值）

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h——料層厚度，0.12 m

γ——物料比重，1.4 t/m3

圖2 石灰篩選增設工藝流程圖

計算后，過篩量Q=245 t/h。皮帶的總運輸能力為190 t/h，振動篩的過篩量大于總運輸皮帶能力，滿足改造工藝要求。

3.大傾角皮帶運輸量計算

根據現場平臺梁及空間，只能選用最大帶寬為400 mm，傾角65°的大傾角皮帶，按此采用的大傾角皮帶運輸量計算公式見式（2）。

式中Q——輸送量，t/h

γ——物料堆積密度，t/m3

v——帶速，1.6 m/s

Bf——有效帶寬，400 mm

h1——橫隔板高度，180 mm

ts——橫隔板間距，195 mm

tq——物料與基帶接觸長度，m計算后Q=204 t/h，實際使用中，根據大傾角皮帶的裝運量程度，需要有一定的折算系數，一般0.7～0.9，結合β=65°的輸送機傾角，取中間值0.85。Q實際取值為173.4 t/h，物料與基帶接觸的長度tq計算見式（3）。

計算后tq=192 m。總運輸皮帶的運輸能力為190 t/h，而實際大傾角皮帶的運輸能力為173.4 t/h，不能滿足改造工藝要求，實際情況由于大傾角皮帶上層平臺梁和下層平臺梁標高的限制，大傾角皮帶空間角度有限，運輸能力也到極限。對總運輸皮帶能力確認核算后，在滿足生產能力前提下可以適當調小，現有大傾角皮帶能力173.4 t/h可以滿足生產需求。

4.改造技術難點

石灰篩選改造在實施過程中，發現存在3大技術難題，總運輸皮帶運輸能力與大傾角運輸皮帶不匹配；大傾角運輸皮帶存在掉料；塊狀卸料斗落在倉頂運輸皮帶的運行斜面上，大量落料跳出皮帶。

（1）運輸能力的匹配。石灰篩選改造完成后，經進料實際運行調試，運行一段時間后，石灰在三通閥處堆積，致使堵料，停機。經分析，總運輸皮帶能力大于大傾角皮帶運輸能力。在沒有增設石灰篩選前，總運輸皮帶運輸石灰能力大，中間有較長間隙可停止不上料，也能保證四個爐座正常生產。為此可適當調小總運輸皮帶能力，來與大傾角皮帶運輸能力匹配。通過對上料提升機頂部料倉布料管觀察，可適當對下料口進行收口，通過增加鋼板擋料，減緩下料速度，使總運輸皮帶的運輸能力由改造前190 t/h降到171 t/h。通過改進后，總運輸皮帶能力與大傾角皮帶能力匹配，三通閥處連續運行也不堵料，現有石灰篩選能力也能滿足四座轉爐生產需求。

（2）大傾角運輸皮帶掉料問題。大傾角運輸皮帶在實際運行時，存在大量塊狀料在皮帶上滾落，滾落的石灰落到下面的皮帶與滾筒間的間隙內，嚴重影響皮帶和滾筒的壽命。通現場實際情況分析，由于大傾角運輸皮帶的上下兩平臺鋼梁間距和標高限制，大傾角皮帶的傾斜角度只能設為65°。由于廠房房梁和倉頂運輸皮帶的限制，大傾角皮帶寬度只能設計到800 mm，有效運輸寬度只有400 mm。鑒于現場空間的限制，大傾角運輸皮帶的每格運料斗都是裝滿后且略高于運料斗，尤其是運行到上下兩平臺皮帶轉彎時高出更加明顯，加上大傾角運輸皮帶運輸的抖動，高于運料斗的塊裝石灰就滾落下來。為此，對大傾角運輸斗的頂面和兩側用全部用鋼板封貼，只保留運輸皮帶抖動的間隙，大傾角皮帶運輸過程中，塊狀石灰就不會滾落下來。

（3）篩后塊狀石灰的卸料問題的解決。按設計圖紙施工后，現場實際篩后塊狀石灰正好落在倉頂皮帶的斜坡上，隨著倉項卸料小車在各倉位布料運行時，小車遠近運行后由于重量原因皮帶上下運動，直接落料后，致使大量塊狀石灰落到皮帶外，根本無法使用。根據現場實際情況討論解決方案，把倉頂皮帶在塊狀卸料斗區域的斜皮帶部分抬高做平，保持與卸料斗口部的間距變化在100 mm內，卸料斗的皮帶運行方向垂直兩側，增加兩塊收口的寬度在150 mm的皮帶，可有效保證卸料時兩側將塊狀石灰擋牢，只能在皮帶運行方向滾動，塊狀石灰就不會落到皮帶外面，解決了卸料斗處的落料問題。