馬鋼鏈篦機-回轉窯長壽實踐

端 飛，宋云鋒，段再基，陳連發

(馬鋼股份公司煉鐵總廠 安徽馬鞍山 243000)

1 概述

馬鋼煉鐵總廠鏈篦機-回轉窯生產線包含的設備較多，主要由烘干筒、潤磨機、造球盤、鏈篦機、回轉窯、環冷機以及主抽風機等組成，目前年產能穩定在220萬t左右。我廠投產之初，鏈篦機-回轉窯生產周期較短，約為一年，生產穩定性不足，產量及質量也未達到設計要求，不僅影響著高爐系統的原料結構，同時大修周期短也意味著設備的維修費用高，整個系統的經濟效益隨之下降。特別是在生產周期后期，耐材剝落等情況時有發生，導致設備頻繁開停機，系統頻繁的升降溫進一步惡化耐材的使用環境，形成了惡性循環。因此我廠對影響鏈窯生產線長壽因素進行了分析并針對性的采取了措施。

2 原因分析

2.1 配料系統設備不完善

配料系統作為鏈窯生產系統的一部分，其生產的連續性對后續造球和焙燒有著十分重要的意義。我廠最初設計產能為150萬t，因此鏈窯配料系統設備因設計能力整體偏小，在提產后導致設備故障率大幅提升。雖經過小幅改進，但仍不能滿足現代化高標準生產的需要，尤其是烘干筒托輪的使用壽命僅僅達到3至5個月，而且出現突然故障會導致系統停止上料，后續造球以及焙燒系統被迫停機，高溫設備及耐材出現溫度大幅波動情況，影響其使用壽命，最終導致鏈篦機-回轉窯大修周期縮短，經濟效益下降。

2.2 造球工序不穩定

造球是球團生產中最重要的工序，造球的穩定代表著整個系統的穩定運行。我廠造球工序的穩定性受影響的因素較多，有給料量，來料水分，造球盤設備等。造球工序欠穩，就會導致后續焙燒系統溫度波動加大，對高溫設備的壽命帶來影響。同時造球系統波動大會導致生球量變化大，生球在鏈篦機上干燥預熱效果不充分，導致進入回轉窯的粉末增多，回轉窯結圈周期縮短，直接影響系統耐材的使用壽命，進而導致系統不能長壽運行。我廠投產之初由于造球系統的波動，系統大約兩個月就會停機處理結圈問題，回轉窯耐材的使用壽命也僅僅只有一年。

2.3 耐材使用壽命低

球團生產工藝對耐材的要求十分高，耐材使用壽命的高低直接影響著整個鏈篦機-回轉窯的壽命長短。球團經過鏈篦機干燥預熱，然后經鏟料板、大溜槽進入回轉窯進行高溫固結。在回轉窯窯內，火焰射流以及二次回熱風從窯頭射入窯中，球團從窯尾翻滾至窯頭。球團在回轉窯窯內是球團礦生產在一個非常重要的環節，一方面殘留的磁鐵礦顆粒繼續氧化，另一方面生成的赤鐵礦晶粒擴散增強并產生再結晶，再結晶的晶粒生長使得顆粒間孔隙充盈，球團孔隙率下降，體積收縮，整體變得致密，抗壓強度大幅度上升。回轉窯筒體內襯由耐火材料覆蓋，耐火材料的使用壽命，直接影響著鏈篦機-回轉窯整個系統的大修周期，我廠從優化熱工參數以及延長回轉窯結圈周期入手，延長回轉窯耐火材料使用壽命。

3 延長鏈篦機-回轉窯壽命的措施

3.1 改進配料系統設備

針對配料系統設備故障率偏高，嚴重影響鏈窯生產的問題，我廠對配料系統部分設備重新設計，旨在增加其承載能力，延長其使用壽命。我們對系統上料量進行優化設計，根據生產需要調整各皮帶機的寬度來滿足生產需要，同時改進烘干筒托輪設計，確保烘干筒平穩運行。經過改進后，配料系統故障率大幅下降，目前烘干筒托輪的使用壽命穩定在一年六個月。

3.2 穩定造球工序

3.2.1 提高造球給料穩定性

由于之前我廠造球給料量是定頻控制，導致造球盤給料量瞬時波動幅度在5 t/h-10 t/h，通過將造球給料控制方式由定頻控制改成定量變頻控制，造球盤給料量瞬時波動幅度控制在3t/h以內，造球給料量的穩定性大大提高。

3.2.2 降低生球水分

我廠通過對影響生球水份的原因進行分析，得出主要因素通過大量的數據統計針對性采取以下措施來降低生球水分。

針對在原料水份方面波動較大。夏季，冬季，雨季都可能對原料水份有較大影響，我們要求行車抓干料入倉，從而降低一些烘干的煤氣使用量。在烘干后水份方面我廠要求把水分控制在7.2±0.2%。同時要求調節烘干煤氣用量并第一時間通知造球崗位，避免造球盤波動，影響生球水份。

針對造球水分添加控制。原來我廠造球盤緊密區添加霧化水，導致生球水分居高不下，通過禁止在造球盤緊密區加水，生球水分明顯下降，經過長期的數據跟蹤，生球水份下降約0.3%；目前我廠造球盤的填充率對生球水份也產生較大的影響，同一造球盤給料量分別在55 t/h時和45 t/h時取樣，水份分別為9.3%和8.5%。從這方面就能反映出給料量大小決定了給水量的大小和出球時生球水份的大小是成正比關系，所以盡量把造球的給料量設置在45t/h左右最為理想。通過攻關，生球水份平均值從9.3%下降到8.5%，減少了生球水分過大對球團后續干燥、預熱、焙燒帶來的影響，給企業帶來很大的經濟效益。

3.2.3 定期平整造球盤底料床

通過定期洗盤并對造球盤的刮刀進行檢查和調整，確保大小刮刀對齊，同時也會對小輥篩的輥子變形嚴重的及時更換，對輥篩的間隙進行調整。一個月進行周期性維護，這樣調整以后造球盤的底料床比較平整，小輥篩的輥子變形得到了及時更換，提高了輥篩的篩分效率，有利于減少粉料進入系統，減少了粉末入窯，窯內能見度高、氣氛好，成品球的焙燒實物質量較好。

3.3 延長回轉窯耐火材料使用壽命

3.3.1 延長回轉窯結圈周期

回轉窯結圈主要是生產過程中回轉窯窯內粉末量過多，系統產生的除塵灰量上升，因此延長回轉窯結圈周期，需要控制系統的除塵灰量。2017年12月項目實施前，我廠鏈篦機-回轉窯噸球除塵灰處于上升趨勢，從2015上半年的7.75 kg/t上升到10.45 kg/t，上升幅度34.84%，針對此狀況，降低噸球除塵灰量成為急需解決的難題。通過分析發現生球在鏈篦機上布料不平整和生球質量差是導致鏈篦機-回轉窯噸球除塵灰高的主要原因，通過調整生球落下強度、降低生球水分、采取改進擺動皮帶變頻工作方式、延長擺動皮帶頭輪長度、優化擺動皮帶與寬皮帶運行速度匹配和優化造球小輥篩間隙分布等措施，生球質量得到明顯提高，鏈篦機料層厚度差也明顯降低，最終鏈篦機-回轉窯系統噸球除塵灰穩定在5.90 kg/t左右，效果顯著。

3.3.2 優化熱工參數

在鏈篦機-回轉窯球團礦生產過程中，高溫氣體不斷的對鏈篦機篦床的球團進行干燥、預熱，球團與氣體間會發生傳熱傳質過程，以及物理化學反應[1]，進而達到一定的溫度和強度以滿足后續回轉窯和環冷機的進一步焙燒[2]。其中影響球團質量的因素較多，如焙燒溫度、加熱速度、高溫焙燒時間、氣氛特性、孔隙率、燃料燃燒、精礦中含硫量、冷卻方法、生球尺寸等[3]，都會影響球團質量，焙燒溫度在球團焙燒過程中是球團質量的關鍵影響因素之一，還會影響工序能耗、安全生產等。鏈窯各溫度參數的確定方法，通過統計鏈窯的歷史數據，以球團礦FeO含量、球團礦抗壓強度、噸球除塵灰量以及能耗等為多目標函數，以鏈窯各溫度參數為自變量函數，最終得到鏈窯最佳熱工參數控制范圍，如表1：

表1 鏈密最佳熱工參數控制范圍

4 結語

通過采取改進配料系統設備、穩定造球工序、延長耐材使用壽命等措施，烘干筒托輪使用壽命達到1年6個月以上，造球工序的穩定性大幅提高，同時提供優化了熱工參數降低了除塵灰量，成品球質量得到提升，提高了成品率，減少了煙氣粉末，提高電除塵工作效率，凈化了煙氣，回轉窯結圈周期從60天延長到200天以上，耐材的使用壽命和鏈篦機-回轉窯系統大修周期也大幅提升至2年以上。