萊鋼120萬球團生產線的設計特點及生產實踐

宋佳強

（山東省冶金設計院股份有限公司，山東 濟南250101）

0 前言

萊鋼銀山型鋼公司3#高爐配套120萬噸球團工程于2009年5月開工建設，2010年8月建成投產。該工程投產后，有利于緩解萊鋼高爐原料緊張的局面，改善高爐的爐料結構，實現(xiàn)高爐節(jié)焦增產，進一步提高萊鋼的市場生存能力和競爭能力。

該工程采用成熟可靠、先進實用的工藝流程和設備，通過投產5年來的運行情況來看，該球團生產線設備作業(yè)率高，球團生產穩(wěn)定正常，產質量穩(wěn)定在較高水平。

1 工藝設計主要特點

1.1 設計特點

（1）采用鏈篦機—回轉窯生產工藝，球團礦質量好、生產能耗低。

（2）引進愛立許混合機，混合效果好，節(jié)省粘結劑。

（3）采用先進的風流系統(tǒng)，充分回收利用環(huán)冷機高溫煙氣的顯熱，最大限度地利用熱能，降低球團的熱耗。

（4）回轉窯液壓馬達驅動，生產運行平穩(wěn)。

（5）采用成品球團篩分工藝，降低高爐礦槽槽下篩分負荷，減少粉末球團倒運，節(jié)能降耗，有利于環(huán)境保護。

（6）格柵式擋土墻等新技術，節(jié)約投資，建設周期短。

（7）注重環(huán)境保護，廢棄物達標排放。

1.2 工藝流程（圖1）

圖1

1.3 原料處理

（1）配料系統(tǒng)使用計算機控制配料，采用變頻調速的給料設備，提高原料重量配比準確度，保證生產穩(wěn)定及球團礦質量。

（2）圓筒干燥機規(guī)格為Ф3.2×24m，采用順流式干燥工藝，與之配套的燃氣爐熱媒為高爐煤氣。

（3）選用德國愛立許R24Conti立式混合機，使造球料充分混勻便于造球；立式混合機作業(yè)率高，混合效果好，節(jié)省粘結劑用量。

（4）選用2臺規(guī)格為Ф3.8×6.5m的潤磨機，增加物料表面活性，改善成球條件，提高造球機產量。

1.4 造球及布料系統(tǒng)

系統(tǒng)配置6臺Ф6m圓盤造球機，5用1備。造球廠房高架布置，盡量減少生球落差，提高生球質量。造球機轉速可調，傾角可調，能適應不同原料對造球的需求。

生球經(jīng)皮帶機收集，通過擺頭皮帶機、大球輥篩、寬皮帶機和小球輥篩均勻布到鏈篦機上，返料返回造球室重新造球。

1.5 鏈篦機—回轉窯—環(huán)冷機系統(tǒng)

（1）鏈篦機規(guī)格為4×42m，設抽風干燥一段（2個風箱）、抽風干燥二段（4個風箱）、預熱一段（3個風箱）和預熱二段（5個風箱）。預熱段補熱燒嘴熱媒為焦爐煤氣。

（2）回轉窯規(guī)格為Ф5×35m，采用液壓馬達驅動，液壓馬達能耗低，故障率低。窯頭燃燒器行程可調，角度可調，熱媒為焦爐煤氣。

（3）環(huán)冷機規(guī)格為69m2，中徑12.5m。設3臺鼓風機對球團礦進行強制冷卻。

（4）回熱風系統(tǒng)選用2臺風量為275000m3/h的耐熱風機和與之配套的多管除塵器；主抽風系統(tǒng)選用1臺風量為930000m3/h的主抽風機和與之配套的260m2雙室四電場靜電除塵器。

1.6 自控系統(tǒng)

自控系統(tǒng)負責生產線數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)處理、超限報警、實時趨勢、歷史趨勢、打印報表以及系統(tǒng)的自動控制等功能。

本工程計算機控制系統(tǒng)采用分散控制和集中管理的分布式控制模式，采用以PLC為核心的RIO控制，構成儀電合一的計算機控制系統(tǒng)。該控制系統(tǒng)由西門子S7-400系列PLC完成全過程的順序控制和回路控制。

所有工藝參數(shù)視其重要程度分別在監(jiān)控站上進行操作、記錄、報警等，參與經(jīng)濟核算的參數(shù)在計算機上進行累積。

2 生產實踐

2.1 熱工制度的確定

鏈篦機—回轉窯球團生產線熱工制度的合理與否直接關系到球團生產的穩(wěn)定性和產品質量的高低。熱工操作的關鍵是抓好鏈篦機布料和環(huán)冷機布料，以及風流、溫度、壓力的平衡控制。從工程投產開始，球團車間邊學習，邊摸索，邊積累，確定了鏈篦機—回轉窯—環(huán)冷機的熱工制度，見表1和表2。

表1 鏈篦機的熱工制度

表2 回轉窯和環(huán)冷機的熱工制度

2.2 回轉窯結圈的控制

該生產線投產以后，回轉窯結圈比較嚴重，不僅增加了工人的勞動強度，影響球團礦質量，而且損壞了窯內耐火材料，縮短回轉窯壽命。通過分析，導致回轉窯結圈嚴重的主要原因為生球質量不好，導致生球在鏈篦機內爆裂過多，粉末入窯，在窯內高溫區(qū)液相粘結，導致回轉窯結圈。

針對以上問題，球團廠采取了以下措施提高生球的質量。

（1）加強原料管理，確保造球原料的相對穩(wěn)定。

（2）制定合理的工藝制度，充分發(fā)揮干燥、潤磨的作用。控制造球原料合理的水分，提高造球原料的表面活性。

（3）將造球機側刮刀改為邊刮刀，減少了粘料和粉末，保證球盤的填充率，提高生球的產質量。

（4）對造球機加水方式進行改造，在原有基礎上增加2個霧化噴頭和1根噴水管，實現(xiàn)“滴水成球、霧化長大”的造球機理。

通過以上措施，生球質量明顯提高，合格生球比率由65%提高到90%，生球水分由10.1%下降到9.8%，濕返料率由30%下降到15%。

生球質量的提高對回轉窯結圈的控制非常明顯，結圈現(xiàn)象基本得到控制。

2.3 回轉窯結圈的破碎

回轉窯結圈后，拔除的大塊很難通過人工破碎的方法將其破碎到高爐生產的要求。通過以往生產經(jīng)驗，顎式破碎機是破碎回轉窯結圈的可靠設備。球團車間在成品球團堆場設置了1臺規(guī)格為PE-400×600的顎式破碎機用于破碎回轉窯結圈。通過鏟車將大塊鏟入顎式破碎機，破碎后的成品直接在成品球團堆場堆存，杜絕了二次倒運污染的問題。

2.4 篩分布料系統(tǒng)的改造

投產后發(fā)現(xiàn)生球篩分布料系統(tǒng)存在一些問題，針對這些問題，球團廠采取了相應措施優(yōu)化篩分布料系統(tǒng)。

（1）擺頭皮帶機和大球輥篩間落差大，導致生球落下強度低。通過降低擺頭皮帶機頭架高度以減少生球的落差，提高了生球質量。

（2）擺頭皮帶機經(jīng)常出現(xiàn)過載停機的情況，主要原因是來料不穩(wěn)定和電機功率偏小所致，將皮帶機功率由7.5kW改為15kW解決了之一問題。

（3）小球輥篩漏斗內壁粘料嚴重，影響整個系統(tǒng)的作業(yè)率。通過增大漏斗角度，將襯板更換為高分子襯板后這一問題基本得到解決。

（4）小球輥篩篩分效果不理想。通過將小球輥篩至鏈篦機的溜料板改為篩輥，大幅度提高了篩分面積，提高了篩分效果。

3 結論

（1）該球團生產線技術成熟可靠，物料流程順暢，控制水平國內領先。

（2）通過分析生產中存在的一些問題，采取了一系列的解決措施，保證了球團生產的穩(wěn)定性。

［1］刑偉明，王囡囡，徐小鶴.萊鋼120萬噸球團鏈篦機—回轉窯自動控制系統(tǒng)的設計與實現(xiàn)[J].工業(yè)控制計算機，2012，25（4）：105-107.

［2］羅川，劉運東.萊鋼120萬t/a鏈篦機—回轉窯球團生產線結圈控制[J].球團技術，2013，16（2）：38-40.