河鋼樂亭2 臺360 m2 燒結機工藝設計特點

劉 洋 董洪旺 范勤芳

（唐鋼國際工程技術股份有限公司）

0 前言

為適應環保要求和國家發展需要，河鋼集團在唐山市樂亭縣臨港工業園區內建設了河鋼樂亭有限公司（以下簡稱“樂鋼”）。樂鋼是一個集原料、焦化、石灰、燒結、球團、煉鐵、煉鋼、軋鋼為一體的現代化全流程鋼鐵企業。其中，燒結車間建設了2 臺360 m2燒結機。這兩條燒結機生產線集成了行業最前沿的技術，包括自動配料技術、混合料自動加水技術、煙氣循環技術等。工序流程從原料接受開始到成品輸出到高爐礦槽結束，包括燃料破碎系統、配料系統、混合系統、燒結冷卻系統、成品篩分及貯運系統等。

1 燒結生產規模

為滿足高爐生產的需求，擬建2 臺360 m2燒結機，其利用系數設計為1.25 t/（m2·h），年作業時間為8 160 h，年產高堿度燒結礦775.2 萬t。產品為溫度小于120 ℃的冷燒結礦，粒度5～150 mm，小于5 mm 的含量＜5%，堿度2.1。燒結礦的主要化學成分見表1。

表1 燒結礦性能指標

2 工藝車間組成

車間主要生產系統包括：燃料破碎系統（煤緩沖倉、燃料破碎室、轉運站及通廊）、配料系統（配料室、轉運站及通廊）、混合系統（混合機、制粒機、加水泵站、轉運站及通廊）、燒結冷卻系統（燒結主廠房、環冷機、轉運站及通廊）、燒結風機系統（主抽風機室、煙氣循環系統）、成品篩分系統（成品篩分室、轉運站及通廊）、成品輸出系統（皮帶機、轉運站、成品倉）、能源介質接入系統及相關公輔設施。

2.1 燃料破碎系統

燒結用固體燃料為焦粉和無煙煤，焦粉來自高爐返焦和焦化廠粉焦，無煙煤來自料場，在煤緩沖倉儲存后輸出，燃料由膠帶機運輸至燒結區域燃料破碎室，經破碎后送至配料室參與配料。

（1）煤緩沖倉。燒結用無煙煤由原料系統經皮帶輸送至煤緩沖倉，進緩沖倉的皮帶機輸送能力為1 000 t/h，2 個煤緩沖倉單倉儲量約為460 t，以保證燒結煤的供應穩定。每個倉下設有手動閘板，倉下設拖拉皮帶，變頻調速控制，給料能力為200 t/h，煤經倉下皮帶運送至燃料破碎室。

（2）燃料破碎室。這里共設置4 個破碎系列，2 個系列破碎焦粉，1 個系列破碎煤，1 個系列備用。燃料經由皮帶機，通過犁式分料器送至4 個破碎系列的中間倉，單個料倉的儲量約為100 t。每個破碎系列由1 臺Φ1 200 mm×1 000 mm 對輥破碎機和1 臺Φ1 200 mm×1 000 mm 四輥破碎機串聯組成。燃料經兩段破碎后，0～3 mm 部分占90% 以上，經破碎后的燃料由膠帶機送至配料室。

2.2 配料系統

參與配料的原燃料包括混勻礦、燃料、熔劑等。各種含鐵原料在料場與石灰石、白云石、除塵灰等混勻配料后，作為混勻礦由料場轉運站分出，運送至燒結廠區配料室參與配料。高爐返礦由高爐區域轉運站分出，送至燒結廠區配料室。熔劑有生石灰、輕燒白云石、石灰石、白云石等，進廠粒度均為0～3 mm。生石灰、輕燒白云石采用罐車運輸，氣動輸送至配料室礦倉；石灰石、白云石在料場混勻配料槽加入，作為混勻礦運至配料室的混勻礦槽。

配料室采用雙列布置，每列17 個礦倉：混勻礦倉6 個，燃料倉3 個，生石灰、高爐返礦、燒結返礦倉各2 個，輕燒白云石、除塵灰倉各1 個。配料均為自動重量配料。各種原料均自行閉環定量調節，再通過總定系統與邏輯控制系統，組成自動重量配料系統。

2.3 混合系統

配好的各種原料經膠帶機運至混合機進行混勻，設2 臺Φ 4 200 mm×18 000 mm 圓筒混合機，每臺燒結機對應一臺混合機。筒體轉速為6 r/min，安裝角度為2.5°，混合時間為2.8 min，填充率為11.1%～12.9%。混合料加水潤濕混勻后，由膠帶機運至制粒機。

混勻好的混合料經膠帶機運往制粒機，設2臺Φ 4 500 mm×22 000 mm 圓筒制粒機，每臺燒結機對應一臺制粒機。筒體轉速為6 r/min，安裝角度為2.2°，制粒時間為3.69 min，填充率為10.22%～11.84%。圓筒制粒機排料后由膠帶機運往燒結機室。

混合機、制粒機進、出料口設除塵設施，混合機廠房經皮帶通廊至梭式廠房前設置自然通風設施，如排風口或通風帽，梭式皮帶上方密封罩安裝自然通風設施，將熱氣排至廠房外。

為實現混合機、制粒機平穩自動加水，設置獨立的加水系統，實現主控集中控制。在混合機入料口皮帶、混合機出料口皮帶、制粒機出口設置水分自動檢測裝置，混合機制粒機自動加水裝置。混合、制粒共用一個加水泵站，包括泵房、儲水池，水池與泵房連體共建。每臺混料設備分別設置供水泵組，由儲水池加壓供水。供水干管設流量調節閥，水泵采用變頻電機，與工藝水分測定儀連鎖，實現自動控制加水。

2.4 燒結冷卻系統

共有2 臺燒結機，每臺燒結機的有效面積為382.5 m2，臺車寬4.5 m，長度為1.5 m，燒結機的有效抽風長度為85 m，臺車欄板高800 mm，料層厚度為780 mm。

設置一個主控樓作為集中控制室和電氣室，實現集中操作管理。采用先進的燒結控制技術，實現自動化生產。主控樓連接兩個燒結機主廠房。

燒結采用鋪底料工藝。鋪底料粒度為10～20 mm，鋪底料由皮帶機從成品燒結礦篩分室運到燒結室的鋪底料礦槽貯存，經過鋪底料礦槽下的給料閘門和擺動漏斗，將鋪底料均勻布到燒結機上。鋪底料礦槽采用壓力稱重傳感器式料位裝置。

混合料經點火后進行抽風燒結，點火燃料為高爐煤氣，設引火裝置，引火介質為焦爐煤氣，助燃空氣從環冷機引熱風，滿足點火溫度（1 100±50）℃的工藝要求。

在燒結機尾部，燒結餅經Φ2 400 mm×4 800 mm單輥破碎機破碎至0～150 mm。單輥破碎機采用卷揚機移動式篦床，主軸和篦板通水冷卻。

燒結機降塵管的灰塵經電動重錘式刀口閥和燒結機下的小格散料卸至皮帶機收集，并作為成品由皮帶機運到冷燒結礦皮帶機，系統實現自動放灰。

采用煙氣循環技術，按18%～23%的燒結煙氣進行循環設計，每臺燒結系統各配置2 臺循環風機、2 臺高溫多管除塵器及附屬設施。循環方式為內循環，選取燒結機大煙道頭尾部分風箱的風量和環冷機三段熱風混合，混風后通過風機引入燒結機料面，循環煙氣要求含氧量≥18%，電除塵器入口廢氣溫度≥130 ℃，循環風溫≥200 ℃。

每臺燒結機設2 臺四電場靜電除塵器和2 臺風量為16 500 m3/min（工況）的主抽風機，抽風機進口全壓17 500 Pa。在抽風機出口設有消聲器。

破碎后的燒結礦進入環冷機，冷卻面積為415 ㎡，處理能力達850 t/h。中心環直徑為Φ 44 m，臺車欄板的高度為1.6 m，料層厚度為1.5 m，臺車寬3.5 m，有效冷卻時間為60～120 min。臺車上、下部密封均采用水密封形式。保證夏季環冷后的燒結礦溫度在120 ℃以下，冷卻后的燒結礦經環冷機下板式給礦機卸到排料皮帶機上，運到成品篩分室整粒。

共有2 臺環冷機，每臺配套選用離心通風機5臺，風機進、出風口設置膨脹節，每臺風機全壓3 400 Pa，流量為368 000 m3/h，夏季工作時，可4號風機全開，5 號風機變頻，冬季工作時，可4 號風機變頻，5 號風機不開，4 號、5 號風機共用一套變頻器。

2.5 成品篩分室

成品篩分室由185 mm×700 mm和185 mm×600 mm環保型懸臂振動篩垂直串聯組成，該立式組合篩裝置具有高效、節能、環保等特點。串聯振動篩共3 個系列，每臺燒結機對應1 個系列，2 個系列工作，1 個系列備用。各燒結系統冷卻后的燒結礦經車式三通分料器通過三條皮帶機供至3 個篩分系列。

一次篩分機篩上為10～20 mm 粒級和大于20 mm粒度的成品礦，篩下粒度小于10 mm的進入二次篩；一次篩分能力為730 t/h。其中，10～20 mm 粒級經鋪底料皮帶機（雙機共用）輸送至燒結機鋪底料礦槽，作為鋪底料使用，鋪底料采用自溢三通出料，篩下鋪底料皮帶采用變頻電機驅動，實現由主控遠程變頻調速控制鋪底料流量。皮帶輸送能力為200 t/h。

經二次篩分后，分出0～5 mm 和5～10 mm 粒級成品礦，篩分能力為550 t/h。其中，0～5 mm 粒級作為冷返礦，經各自系統的皮帶機分別運至配料室返礦礦倉參加配料，返礦單系統輸送能力為350 t/h，5～10 mm 粒級作為小成品與大于10 mm 粒級合，經各自成品皮帶輸送至高爐。

篩分效率≥85%，燒結礦中小于5 mm 級別的含量≤5%。

2.6 成品料倉

篩分后共設計2 條成品皮帶，皮帶上部預留自動取樣位置，用于檢驗成品燒結礦的物理、化學性能。篩分室輸出的兩條皮帶機經轉運站，可直送高爐礦槽，系統能力為950 ～1 100 t/h，也可卸料至成品倉儲存。成品料倉上的皮帶配移動卸礦車，具備自動尋倉灌倉功能，共設置10 個筒倉，總儲量為70 000 t。

2.7 礦石受料槽

在成品倉料外側設有2 個礦石受料槽，塊礦、落地的燒結礦可經汽車卸至礦石受料槽，經槽下皮帶機運至高爐礦槽。

3 結語

河鋼樂亭2 臺360 m2燒結機在工藝設計和設備選型上都采用了行業先進的技術，涉及原燃料輸入到成品燒結礦儲存輸出的整個工藝流程。整個工程總圖布置緊湊，工藝流程合理，是河鋼集團乃至全國鋼鐵行業的典型工程案例。