青鋼3#燒結機提高燒結礦質量的生產實踐

楊小建，安秀偉（青鋼集團銀鋼煉鐵有限公司，山東青島266043）

?

青鋼3#燒結機提高燒結礦質量的生產實踐

楊小建，安秀偉
（青鋼集團銀鋼煉鐵有限公司，山東青島266043）

摘要：青鋼針對3#燒結機系統存在的由于空煤比控制不合理、換熱器易破損、煤氣換熱器易堵塞、煤氣質量差、擋風墻設計不合理等導致的點火溫度低，料層厚度低及混合料水分不穩定等問題，采取相應改進措施，提高點火溫度和料層厚度，減少混合料水分波動，完善布料工藝，使燒結礦質量明顯提高，燒結返礦率降低9%，燒結礦強度提高5%，利用系數提高3%，噸礦成本下降14元。

關鍵詞：燒結礦；點火溫度；料層厚度；返礦率

1　前　言

青鋼3#燒結機于2000年投產，有效抽風面積為105 m2，設計利用系數1.3 t/（h·m2），設計點火溫度為1 100℃。由于青鋼目前面臨全面搬遷，3#燒結機自2010年后一直未進行大修，設備老化嚴重，燒結機料層表面顏色發黃，浮塵較多，成礦率較差。實際點火溫度只有1 000℃，且返礦率高達40%，在青鋼當前燒結礦產能緊張的情況下，對高爐爐況的順行和低成本冶煉均造成了一定程度的影響。為此青鋼從多方面著手，提高3#燒結機燒結礦的質量，確保達到高爐生產的需求。

2　存在問題分析

2.1點火溫度較低

2014年1—7月，青鋼3#燒結機點火溫度和成礦率數據如圖1所示。

圖1　2014年1—7月青鋼3#燒結機點火溫度和返礦率

由圖1可以看出，2014年1—7月燒結機點火溫度基本維持1 000℃左右，而返礦率在40%左右，且兩者的變化趨勢一致，也就是說點火溫度對燒結返礦率有明顯影響。分析認為，導致3#燒結機點火溫度較低的原因主要有以下幾個方面。

1）空煤比控制不合理。空氣不夠時導致煤氣不完全燃燒，空氣富裕時會使廢氣中殘氧增加，都會降低點火溫度，因此合適的空煤比才能更好地提高煤氣的利用系數，使得點火溫度達到最佳值。合適的空煤比需考慮多方面因素的綜合影響，而青鋼采用的僅靠看火工通過火焰顏色來進行調整的方式，使得人為干預占主導地位，往往出現調不到位或調節不及時的情況，影響點火效果。

2）換熱器易破損。利用檢修時間，檢查換熱器，發現換熱器頂部焊縫開裂，出現了明顯的孔洞，使得煤氣及空氣在預熱過程中向預熱爐內泄漏，不僅帶來了各種不安全隱患，更使得流量失真，給空煤比的調節帶來一定困難。

3）煤氣換熱器易堵塞。2010年青鋼對3#燒結機點火系統進行了煤氣與空氣雙預熱改造。生產實踐表明，由于高爐煤氣含塵量較大，長時間使用易造成煤氣換熱器部分換熱管道堵塞，降低煤氣換熱溫度，燒結機點火溫度相應降低。

4）煤氣質量差。3#燒結機用的氣體燃料為高爐煤氣，但高爐煤氣成分波動大，導致空煤比調整不及時，煤氣燃燒過程不穩定。

5）擋風墻設計不合理。目前擋風墻采用單層錯位的方式進行砌筑，生產中常出現預熱爐火焰從人孔外噴的現象，嚴重影響換熱效果。

2.2料層厚度低

青鋼3#燒結機設計料層厚度為700 mm，然而實際生產中料層厚度基本維持在580～620 mm。研究表明，隨著燒結料層厚度的提高，點火時間和高溫保持時間延長，表層供熱充足，冷卻強度降低，燒結表層強度差的燒結礦比例也相應下降，成品燒結礦產量隨之提高［1］。2014年8月3#燒結機料層厚度基本維持在560～610 mm，達不到＞680 mm的料層厚度要求。

2.3混合料水分不穩定

3#燒結機燒結過程中由于停配料頻繁，開停車時水分調劑不及時，混合料部分偏干或偏濕頻繁出現。一般水分過大時，圓輥布料機下料不暢，料層會自動減薄，布料機后面出現鱗片狀，點火器火焰向外噴，點火料面有黑點，機尾燒結礦層斷面紅火層變暗，強度變差。若水分過小時，點火器火焰外噴，表面結不成塊，料面有浮灰，機尾出現“花臉”、燒不透的現象，燒結礦孔小且發松疏散［2］。

2.4布料工藝有待完善

3#燒結機布料過程中出現了圓輥局部料流過大、活頁門易被燒結料頂起、配重壓不住料的現象，導致調整活頁門時對下料量的控制效果不明顯，影響了燒結機的布料，造成料面不平，不能很好地偏析布料；同時壓料網兩側不均勻，很難實現料面沿臺車方向上均勻布料，表層燒結礦差異較大。

3　改進措施

3.1提高點火溫度

1）自動調節空煤比。空煤比控制由手動調節改為自動調節，首先制定出點火溫度的最優控制方案，編制程序控制模塊，使空氣根據煤氣的流量及成分自動調節，使煤氣能夠充分燃燒，避免人為干預造成的調節不及時和不合理的現象。

2）對換熱器頂部易破損處采取保護措施。將換熱器開焊處焊補好后，在其上焊接不規則細鐵絲（固定噴涂料）；采用專用噴涂設備在其表面噴涂一層不低于20 mm的高溫耐火料，自然晾干并在200℃下烘烤10 h后使用。自2014年4月換熱器修復改進后，至今已使用1 a有余，換熱器仍完好無損。

3）定期對煤氣換熱器進行清掃。在燒結機煤氣換熱器頂部加裝頂蓋法蘭，利用每月計劃檢修時間打開頂蓋法蘭，用壓縮風對煤氣換熱器內部換熱管進行徹底清掃，恢復到原有水平，增加換熱面積，提高高爐煤氣預熱溫度。生產實踐表明，通過定期對換熱器進行清掃，可以有效降低換熱器堵塞現象，使得換熱效率長時間保持較高水平。

4）減少高爐煤氣含水量。針對高爐凈煤氣質量問題，公司專門成立了提高高爐凈煤氣質量的現場管理小組，加強設備管理，降低煤氣中的含水量及波動，提高凈煤氣的質量和穩定性。

5）重新設計透風率更高的擋風墻。經過改進設計，并于2014年11月燒結機計劃檢修時將原有擋風墻重新砌筑成了雙層錯位的形式。改造后熱風透風率由33.3%提高到了40%，同時從預熱爐人孔沒有發現火焰外噴現象，最大程度提高了熱風的利用效果。

3.2提高料層厚度

3.2.1減少系統漏風率，提高有效抽風量

由于燒結料層越厚，阻力越大，風箱負壓越高，漏風率也相應增加，因此治理燒結機的系統漏風率成為實現厚料層燒結的必要條件。青鋼燒結利用檢修機會，對燒結系統漏風率進行了徹底處理，主要采取了以下措施：

1）改變燒結機頭尾自動調節密封裝置。采用杠桿原理及配重自動調節加彈性補償，設計制作燒結機機頭機尾兩端自動調節密封裝置。當密封板和臺車下底面有異物時，密封板轉動，加之彈性補償，不會有卡死現象，且密封裝置設有密封箱和自動密封漏斗，形成自動調節密封裝置，密封效果好，密封面積大，動作靈活可靠，使用壽命長。

2）保證燒結機游板和滑道良好接觸。利用檢修機會對磨損嚴重的燒結機滑道，臺車游板進行大規模更換；臺車與滑道之間加強潤滑，維護好供油設備，確保油泵供油暢通，確保供油點無堵塞現象；檢查臺車是否有起拱情況，可加大供油頻率進行緩解。

選煤是國內目前最有效的節能減排措施，選煤廠節能減排內容見圖1。從圖中可以看出，選煤廠節能減排內容廣泛，發展空間較大，抓住重點，才能行之有效的開展節能減排工作。

3）改造部分破損風箱。針對部分風箱破損的問題，采用耐磨、耐腐蝕、耐高溫材料板，對燒結機風箱進行改型自制和逐步更換，提高風箱使用壽命，降低漏風率。

3.2.2強化混合制粒，提高料層透氣性

適當提高燒結礦中的SiO2含量，增加生石灰用量，強化制粒效果，提高料球的強度；適當加長二次混合機的長度，延長混合造球時間；嚴格控制燃料粒度及配比，適當降低燒結過程中的高溫水平和熔融層厚度；提高燒結礦堿度，以發展強度高、還原性好的鐵酸鈣粘結相。

3.2.3加強操作管理，提升操作技能

對員工進行燒結新工藝培訓，提高員工的理論知識和操作技能，堅持厚料層燒結。要求3#燒結機料層不低于680 mm，并形成制度，納入考核。通過一段時間的磨合，4班操作達成共識，促進了生產的穩定進行。

3.3減少混合料水分波動

青鋼3#燒結機強化標準化作業，從設備改進、工藝操作、管理創新等方面著手，減少混合料水分的波動，為混合料表面點火創造良好條件。

1）以設備改造進步提高混合料水分穩定率。在一混、二混加水管路上安裝電磁閥，可以快速切斷或打開供水管路。電磁閥的開關動作和滾筒的運行聯鎖，隨著滾筒的啟動和停止自動運行，生產過程中，由手動調節閥調節，實現一混加水管、污泥管與上料皮帶聯鎖。開、停配料時，混合料水分的波動降至最低。

2）以操作進步提高混合料水分穩定率。配料操作嚴格監控6個圓盤下料量，要求每個單料種配料誤差≤±0.5%。在加減料批和配料結構發生變化時，計算儀表實際下料量與配比誤差值，勤分析原料、給料量、配比和燒結礦的成分，不斷提高崗位人員的分析和操作水平，減少料批和物料的變化及波動對混合料水分波動的影響。

3.4進一步完善布料工藝

通過分析生產現狀，對布料系統的改造主要包括以下方面：1）將礦槽出料端一側加長90 mm，減少燒結料自動滑出礦槽的現象；2）活頁門下側與圓輥間的空隙由90 mm縮短至80 mm，加強活頁門對料流大小的控制；3）活頁門配重桿由200 mm加長至300 mm，加大力矩，強化活頁門作用；4）針對壓料網兩側壓料不均勻現象，將壓料網與料面之間的角度適當調整，并增加配重，配合松料器即可保證料面平整壓實又不影響透氣性。

經過對小礦槽及活頁門的改造，燒結料的下料情況得到了明顯改善，下料穩定，活頁門被燒結料頂起的現象大大減少，通過卷揚機調整活頁門開合度進行布料操作，通過調整圓輥轉速來控制料層厚度。經現場觀察，布料效果較好，料層平整無拉溝現象，料面沿臺車方向點火均勻。

4　結語

青鋼針對3#燒結機系統存在的問題采取系列改進措施后，燒結礦質量明顯提高，內部返礦率降低9%，燒結礦轉鼓強度提高5%，利用系數提高3%，噸礦成本下降14元，為高爐的順行和實現經濟煉鐵奠定了扎實的基礎。

參考文獻：

［1］高登學.淺談燒結礦的強度與成品率［J］.包鋼科技，2000，23 （3）：45-47.

［2］張惠寧.燒結設計手冊［M］.北京：冶金工業出版社，2008.

Production Practice of Improving the Quality Sinter from No.3 Sintering Machine
in Qingdao Steel

YANG Xiaojian, AN Xiuwei
（Yingang Ironmaking Co., Ltd., Qingdao Iron and Steel Group, Qingdao 266043, China）

Abstrraacctt:: In No.3 sintering machine system of Qingdao steel, due to existing the unreasonable control air and coal gas ratio, heat exchanger is easily damaged, gas heat exchanger easily blocked, poor quality of gas, wind wall design is not reasonable, that caused low ignition temperature and lower bed thickness, and the problem of unstable mixture moisture. The corresponding measures are taken to improve the ignition temperature and bed thickness, reduce mixture moisture fluctuations, improve the fabric process, after improved, it obviously improved the output and quality of sinter, the sintering return fine rate is reduced by 9%, the sinter strength is increased by 5%, the utilization coefficient is increased by 3%, the cost of per ton of ore is reduced by 14 Yuan.

Key worrddss:: sinter; ignition temperature; bed thickness; return fine rate

學會動態

作者簡介：楊小建，男，1980年生，2007年畢業于哈爾濱師范大學地理科學專業?，F為青島鋼鐵集團銀鋼煉鐵技術科燒結工藝主管，工程師，從事燒結配礦及燒結工藝技術工作。

收稿日期：2015-06-11

中圖分類號：TF046.4

文獻標識碼：B

文章編號：1004-4620（2015）06-0026-03