減少鏈篦機料層厚度差

宋云鋒，段再基，張瑞先，端 飛，黃世來

（馬鋼股份有限公司煉鐵總廠，安徽馬鞍山243000 ）

引言

鏈篦機-回轉窯方式是三種球團礦生產的主要方式之一，在生產過程中，高溫氣體穿過鏈篦機移動的篦床，對篦床上的球團干燥、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。其中鏈篦機布料是至關重要的一個環節，布料偏差直接影響成品球的質量、回轉窯結圈周期以及能耗水平等。一般鏈篦機料厚差要小于30 mm，如果布料偏差超過要求，會直接導致生球在鏈篦機內鼓干、抽干、預熱等過程不均勻，不僅導致生球容易出現炸裂，也嚴重影響到成品球的產量與質量。馬鋼220萬t/a 鏈篦機-回轉窯生產線通過攻關，鏈篦機料層厚度差從38 mm 降低到14 mm，各項指標大幅度改善。

1 原因分析

該廠鏈篦機采用的布料方式是擺動皮帶+寬皮帶+大輥篩方式，生球經皮帶機輸送到擺動皮帶上（寬1 400 mm），擺動皮帶依據四連桿機構原理運行（圖1），即在擺動圓盤的轉動下，帶動擺動桿拉著整條擺動皮帶圍繞主軸做往復運動，使得擺動皮帶上的生球分布到寬皮帶上（寬4 750 mm），再經過輥式布料器篩分，使生球均勻地布到鏈篦機篦床上，此種布料方式出現鏈篦機料層不均勻的情況，橫向和縱向厚度差過大，影響鏈篦機-回轉窯系統的穩定。布料不均存在的原因分析：

(1)四連桿機構自身存在的缺陷。如圖1 所示，由于四連桿機構自身存在的缺陷，擺動皮帶在做往復運動的過程中，在寬皮帶左右兩側的時間并不均勻對稱，導致寬皮帶左右兩側生球量不對稱，時間長的一側生球量較多，時間短的一側生球量較少。

圖1 擺動皮帶運行原理示意圖

(2)擺動皮帶、寬皮帶運行速度與生球量不匹配。擺動皮帶布到寬皮帶上的物料是成“Z”字型連續的，若寬皮帶速度較慢，則會出現較小間隔的“Z”字型。若寬皮帶速度較快，則出現較大間隔的“Z”字型。如果出現寬皮帶速度過慢，寬皮帶上球量過多，擺動皮帶擺頭就會碰到寬皮帶上的生球，出現生球破碎情況；如果出現寬皮帶速度過快，大輥篩會出現物料時斷時續，鏈篦機布料出現拉溝現象。

(3)大輥篩兩側漏球量不一致。大輥篩在長期的運行過程中，由于大輥篩兩側輥面磨損、輥篩間隙變化、軸承磨損以及彎曲等原因，導致大輥篩兩側的漏球量不一致，到鏈篦機篦床兩側的生球量不一致。

(4)大輥篩到鏈篦機溜料板兩側擋板過長。在正常生產過程中，鏈篦機篦床兩側的側板處都有邊緣效應，寬約10 cm的薄料層，原因是溜料板兩側擋板呈倒“八”字型焊接，兩側擋板過長導致溜料板寬度收縮過多，即出現邊緣料層較薄的情況。

(5)運行造球盤數兩側不對稱。由于造球盤開啟盤數不對稱，造成輸送生球皮帶機上的本身載料的不對稱，會造成物料分布不對稱。

2 均勻鏈篦機料層措施

2.1 擺動皮帶變頻改造

通過擺動皮帶變頻改造，使得擺動皮帶在作往復運動的過程中，在寬皮帶左右兩側的時長基本一致，具體措施：

(1)在擺動機構轉盤上增加一個接近開關，當擺頭位于在寬皮帶一側準備換方向時，對應的轉盤感應塊（長寬高30cm×20cm×0.5cm，材質：碳素結構鋼）正好位于接近開關上方，此時作為擺動皮帶分段布料的零點。

(2)設定好擺動皮帶和寬皮帶赫茲數。當兩側料層厚度差較大時，適當降低擺動皮帶赫茲數或者增加變頻赫茲數的差值，增加擺頭在兩側的速度差，提高調整幅度。

(3)生產過程中，測量鏈篦機料層厚度和擺頭在寬皮帶上的一側（零點）運行到另一側所需時間的分布。

(4)編寫擺動皮帶變頻控制程序。

(5)設定好變頻延遲的時間和變頻的赫茲數，輸入擺動皮帶變頻控制程序內。

(6)投入擺動皮帶變頻控制程序，在料厚區加快擺動速度，在料薄區降低擺動皮帶赫茲數，實現鏈篦機橫向均勻布料。

2.2 合理匹配生球量、擺動皮帶和寬皮帶運行速度

合理匹配生球量、擺動皮帶和寬皮帶運行速度的主要方法。現場觀察大輥篩上的物料是持續穩定的，而不是時斷時續。如果大輥篩上的物料出現時斷時續，說明生球量、擺動皮帶和寬皮帶運行速度三者之間匹配不合理。經過生產實踐，生球量210～310 t/h的匹配表如表1所列。

表1 生球量、擺動皮帶、寬皮帶運行速度以及機速匹配表

另外，由于球團原料的水分、成分等波動，導致造球物料的成球性波動，生球量的波動給布料的均勻性帶來難題，為了穩定生球量，對原料系統的穩定性進行攻關。增加原料綜合倉存儲量、精礦粉室內打堆、行車抓干料等措施，烘干筒的進料水分從11%降到10%，通過及時檢測烘干筒進出物料的水分，把烘干筒出料水分從7.6%控制到7.2%左右。加強對磨機電流的監控，要求磨機磨料量穩定在170 t/h 到180 t/h 之間；明確造球穩定的三個指標，一是生球流量波動幅度20 t/h 以內，二是生球落下強度在（5～7）次/0.5 m 之間，三是造球濕返率約20%，四是優化造球盤加水管分布。

2.3 提高大輥篩間隙穩定性

大輥篩功能是篩分生球，當因輥篩松動或者磨損等原因，間隙增大，出現漏合格球，大輥篩輥子長4 500 mm，有時輥子兩端的間隙不一致，為了提高大輥篩間隙穩定性，采取以下措施：

(1)優化輥篩間隙調整方法。在調整輥篩間隙時，同一個間隙的測量，至少需要測量3 個點，各點間隙7～9 mm，測點分布為中間加左右兩端，而且各點間隙相差1～2 mm。

(2)定期檢查或更換輥子。利用每次檢修的機會，檢查輥子輥面磨損情況，輥子直徑標準137～140 mm,直徑小于137 mm的輥子需要更換，直徑小于134 mm 的輥子報廢；輥子轉動時晃動幅度大、輥身彎曲變形的，及時進行更換。

(3)優化檢修標準。在安裝前，首先對每一根輥進行彎曲度測量（用一個劃針作為檢驗工具），軸的彎曲度在2 mm 以上的輥視為不合格品不能使用；軸承座油路通暢，潤滑油填充占油腔2/3；軸承座、減速機地腳螺栓緊固齊全；輥子長度要一致，同時要求兩側擋皮與輥子間隙不得超過7～9 mm；輥篩輥安裝完后，應轉動靈活、無卡阻現象。

2.4 其它措施

(1)鏈篦機溜料板兩側擋板下沿割除150 mm，減少倒“八”字型擋料板長度，增加溜料板布料寬度，與篦床寬度（4 500 mm）平齊，提高鏈篦機布料均勻性。

(2)造球工序兩側造球盤進行對稱開啟（如果造球盤總數是奇數，多一個造球盤的一側的單盤給料量適當下調），提高輸送生球皮帶機上的本身載料對稱性，提高鏈篦機布料的物料均勻性。

(3)加強鏈篦機篦板的維護。鏈篦機料層厚度差除了受布料系統的影響外，還與鏈篦機篦板的狀況有關，篦板是鏈篦機篦床的重要組成部分，屬于易損的工藝設備，如果得不到及時修復，大量生球從篦床漏下，在布料階段或者在干燥預熱過程中，鏈篦機料層厚度差上升，高溫氣流從漏球較多的部位穿過，出現“風短路”，料層橫向氣流極度不均，系統熱能得不到充分利用。

3 結語

（1）生產穩定性提高。球團礦FeO 含量月均值從1.04%下降到0.41%；粒度組成中10～16 mm 的比例從80.23%上升到90.06%。

（2）能耗指標下降。煤氣消耗從0.699 GJ/t下降到0.526 GJ/t；電耗從28.644 kWh/t下降到27.550 kWh/t；工序能耗從32.36 kgce/t下降到22.07 kgce/t。

（3）質量提升。球團抗壓強度由2 329 N提高到2 549 N。

（4）基本解決了回轉窯結圈難題。結圈周期從20天延長到200天以上，鏈篦機-回轉窯大修周期從2年延長到2.5年以上。