鞍鋼二燒原料供應系統改造實踐

段立祥，孫彬，曾宇，張飛宇

（鞍鋼股份有限公司煉鐵總廠 ，遼寧 鞍山114021）

環保、低耗、高效是鋼鐵工業生存、發展的前提。推進燒結工藝優化，是燒結生存發展的必由之路。鞍鋼股份有限公司煉鐵總廠二燒作業區（以下簡稱二燒）1958年建成投產，原建有4臺75 m2燒結機。2001年進行改造，淘汰了4臺75 m2燒結機，新建1臺360 m2燒結機，配套建設了二次配料、燒結礦冷卻、整粒篩分系統。燒結機由小變大，工藝由熱礦變為冷礦，整體技術裝備水平有了質的提升。但是本次改造，二燒原料供應系統（包括一次配料）基本保持1958年建廠時的工藝原貌：鐵料通過翻車機翻車，由皮帶系統運送到鐵料槽，然后用吊車抓取到漏礦車，輸送到一次配料室；一次配料按品種將不同鐵料分別裝入槽內，定量配料；熔劑、燃料通過螺旋卸料機卸到受料槽內，經過皮帶系統 （燃料經過四輥破碎后）輸送到一配槽，直接進行配料。隨著高爐大型化對燒結礦質量要求越來越高，二燒原料供應系統已經不能滿足高爐穩定順行需要，因此必須對其進行升級改造。

1 改造前原料供應系統存在的問題

二燒原料供應系統原工藝配置主要問題體現在以下幾個方面：

1.1 工藝配置落后

（1）二燒所用的各種原燃料，除外購富礦粉、鎂石、焦粉質量相對穩定外，其它均存在質量不穩定問題。原燃料質量不穩定主要表現為同一品種質量波動和不同品種的質量差異兩個方面。鞍鋼燒結所使用的原料品種多、波動大已經成為生產常態。在這種情況下來什么料、用什么料，難免造成燒結礦質量波動。無原料中和混勻工藝，成為燒結原工藝配置的重大缺陷，嚴重限制了燒結礦質量穩定水平的提高。

（2）精礦槽容積小，僅可儲料8 000 t。最多可使用4種鐵料：精礦1～2個品種，富礦粉1～2個品種，其中精礦、富礦最多可選3個品種，塵泥混料作為1個料種。槽容小，料種少，運輸部門需要投入大量精力調配車皮、組織運料保供；生產部門需要及時組織來料翻卸車，穩定料種及槽存，生產組織存在困難。

1.2 運輸方式單一

原工藝二燒原料運輸幾乎完全靠鐵路運輸，單一鐵路運輸方式，對生產影響較大，易打亂正常生產秩序。鐵路運輸經由翻車機和受料槽進入生產線，其影響因素較多：路況、車頭車皮、氣候條件等均可影響運輸計劃的落實，造成生產待料停產；火車車皮無苫蓋、無保溫，夏季雨后料潮，冬季溫低凍塊，抵御環境變化能力差；火車運輸還存在車皮漏料途耗、飄灑等問題，導致燒結所用物料運輸線路、發、收料區域環境狀況差。

1.3 自動控制系統落后

二燒原料供應設備、設施均為1958年建廠時的老系統，自動控制系統于2001年進行了局部改造。由于自動控制技術不斷升級換代，二燒自控系統經過十幾年運行之后，控制系統CPU、網絡架構、變頻裝置等所采用的技術已經嚴重落后，一些關鍵備件或停產下線、或找不到原生產廠家，替代產品與老系統還存在軟件互不兼容問題。同時系統內存低、通訊速度慢，經常出現程序卡頓、掃面終斷等問題，故障率較高。

1.4 除塵輸灰路徑單一

二燒機尾、整粒輸灰系統由單一的輸灰皮帶、斗提、灰槽、螺旋稱、加濕機等設備構成。單一輸灰路徑，任何一環節出現故障，都造成輸灰中斷。其中斗提事故較頻，經常因鏈板卡住、鏈板變形、斷裂、灰斗壞損等被迫搶修。除塵灰時斷時續，直接導致燒結混合料水碳波動，影響生產的穩定。除塵器內積灰不能及時排放，集灰槽灰量超上限，易導致電場短路（電改袋后將影響布袋除塵效果）等問題。

2 二燒原料供應系統的改進

2.1 工藝配置改進

2.1.1 建設現代化混勻料場

2013年鞍鋼投資建設二燒混勻料場。料場內設有兩個料條，共建有兩臺HDB1000/31.5型堆料臺，兩臺QLKH800.34取料機，堆取料全自動作業。每個料條長120 m，寬32 m，高13 m，可儲混勻料4萬 t，兩個料條計8萬 t。堆料方式采用人字菱形。精礦槽鐵料（部分精礦、富礦粉、廠內雜料）、受料槽石灰石、鎂石等經過一次配料后輸送到混勻料場進行堆料混勻。兩料條一堆一取，提供的含鐵、硅、鈣、鎂及水分基本穩定的混勻料可供燒結機使用4天，且成份偏差小，δTFe≤0.35%，δSiO2≤0.30%。2014年11月，混勻料場一次試車成功，一周后實現燒結生產全部使用混勻料。圖1為二燒新建混勻料場后原料供應系統工藝示意圖。

圖1 二燒新建混勻料場后原料供應系統工藝示意圖

新建混勻料場后，生產工藝得到完善：

（1）料場全封閉，無粉塵外溢，無物料流失，減輕了雨雪天氣對生產的影響。

（2）實現鐵料、熔劑多品種物料混勻，成份穩定。

（3）經過一次配料后的各種原料，再次經過混勻作業，混勻效果良好。2.1.2新建輔助料槽

為解決老精礦槽貨位少、料種調劑能力差的問題，2015年在老精礦槽南側修建了容積2 000 t的輔助料槽。輔助料槽與老精礦槽共用進料、出料皮帶，合理利用了現有條件，最大限度降低投資額度。新槽即可以鐵路運料，也可以實現汽運補料，增加了物料的運輸途徑，同時為燒結配用多料種創造了條件。新建輔助料槽工藝布置見圖2（圖中虛線部位為新建系統）。

圖2 新建鋪助料槽工藝布置圖

2.1.3 燃料及生石灰配加工藝改進

（1）燃料配加工藝改進。二燒原4臺75 m2燒結機燃料在一次配料配入，2001年燒結機改造期間，采用燃料分加技術，一次配料內配，滾煤機外配。由于外配煤量與燒結機上料量線性相關，上料量變化必須同步調整外配煤量，否則將導致燒結礦FeO等成份產生波動。為減少質量波動，該工藝于2012年停用。2014年新建混勻料場時，將配煤由一配調整到二配。為降低改造費用，將停用的外配煤皮帶重新利用，將與其臨近的二配生石灰槽改造為配煤槽，實現了燃料配加的工藝改造。

（2）生石灰配加工藝改進。二燒原設計生石灰通過火車運輸到錳礦槽，然后通過皮帶運輸到一配生石灰礦槽，配加到混合料中。這種工藝粉塵大，嚴重污染環境。2001年改造時，在二次配料礦槽配置了全密閉的生石灰礦槽，實現罐車風送生石灰。2014年改造時，由于配煤調整占用該槽，重建了相關系統。

2.2 建設鞍千精礦管道輸送及燒結現場過濾系統

為解決礦山精礦完全靠火車運輸產生的資源、費用、途耗、環境等問題，2013～2014年公司投資建設了鞍千精礦管道輸出系統。主要包括24 km的高壓精礦礦漿輸送管道、二級加壓泵站、一個精礦濃縮池、兩個礦漿調漿攪拌槽、8臺真空盤式過濾機系統。二燒配套建設了可儲存2 000 t的精礦筒倉及配料系統。

精礦管道輸出工程的建成使用，優化了二燒原料供應系統的工藝：

（1）分流了二燒老精礦槽鐵料40%～50%的供料量，彌補了二燒精礦槽容積小的缺陷。

（2）過濾后精礦通過膠帶運輸機直接輸送到燒結精礦筒倉內參與配料（堆料），避免運輸途耗，減輕鐵路運輸壓力，降低物料轉移成本。

（3）避免礦山精礦槽、運輸線路、燒結收料區域環境污染。

（4）解決了車皮運輸導致的下雨天精礦水分大、嚴寒天精礦凍結成塊對燒結生產影響的難題。

2.3 除塵輸灰系統改進

2015年二燒機尾、整粒電除塵改為布袋除塵。電改袋后，煙氣粉塵排放濃度由≤100 mg/m3降低到≤30 mg/m3，除塵灰量大幅增加。據測算，灰量幾乎增加50%以上，為此在除塵器電改袋的同時，進行了除塵放灰工藝的改進：將原輸灰系統單向運轉的1號皮帶改為雙向可逆運轉，新增了一條除塵灰運輸皮帶，將除塵灰輸送到4 m3儲灰槽。礦槽設稱重料位計、調速星型閥、加濕機。除塵配加工藝改造示意圖見圖3。改造后，新、老輸灰系統互補使用，解決了原除塵系統工作受制于除塵輸灰的難題。

圖3 除塵灰配加工藝改造示意圖

2.4 自動化升級改造

2016年2月利用二燒環冷機升級改造為新式水密封環冷機的機會，對原料供應、一次配料自動化控制進行了升級改造。主要改造方面：

（1）將二燒老區電子稱及其附屬區域的控制系統由AB500升級改造為AB5000系統，改進了供配電系統的設備、設施，更換了高性能計算機。

（2）鋪設了老、新區聯絡通訊光纜，將改造后的老區控制系統與二燒燒結機主系統采用光纖聯網，使二燒老、新區信息和數據進一步連通、共享。

（3）將二燒老區使用近20年的配料核子稱，升級改造為檢測精度較高、符合環保要求的高精度電子稱。

3 改進效果

（1）二燒工藝配置改進后，鐵精礦、富礦粉、塵泥混料、石灰石、鎂石物料經過一次配料、混勻料場混勻及二次配料配合使用，燒結礦質量明顯趨于穩定。表1為工藝改進前后燒結礦質量指標情況。由表1可以看出，改進后燒結礦質量大幅提升。

（2）建設礦山精礦管道輸出系統、輔助料槽等，解決了原精礦槽容積小帶來的運輸調配緊張、生產組織困難、抵御環境變化能力差等一系列問題，避免了鐵路運輸途耗以及對環境造成的危害，正常生產秩序保證能力明顯提升。

（3）通過機尾、整粒電除塵改為布袋除塵，解決了原現場環境差、粉塵排放超標的問題。新增了除塵輸灰系統，新、老輸灰系統互補使用，原單一輸灰系統威脅生產及除塵的問題也得到了根治。

（4）自動化系統升級改造后，原料供應系統自動控制事故得到有效控制，未再發生相關事故。

表1 工藝改進前后燒結礦質量指標情況

4 結語

鞍鋼股份有限公司煉鐵總廠二燒作業區對原料供應系統進行了改造，通過建設混勻料場、新建輔助料槽、改進燃料及生石灰配加工藝、建設鞍千精礦管道輸送及燒結現場過濾系統、對原料供應系統進行自動化升級改造及改進除塵輸灰系統，大幅度提升了燒結礦的質量。相比于改造前，改造后燒結礦合格率平均提高了7.98%、一級率平均提高了9.24%、TFe穩定率平均提高了5.54%、堿度穩定率平均提高了9.08%，為高爐提供了更加穩定、優質的燒結礦，并改善了生產環境。