熱燒結礦排料結構的研究及技術改進

賀勤 糜杰 李偉華 聶紹昌

（新余鋼鐵股份有限公司燒結廠，江西新余 338001）

1 前言

新鋼115m2燒結機的在設計過程中，選用了熱礦篩及小格拉鏈機工藝，采用熱返礦來預熱混合料，提高料溫，改善混合料透氣性，提高燒結礦產量[1]。在十余年的生產過程中，熱礦篩及小格拉鏈機工藝確實為燒結生產帶來了不菲的效益，但在鋼鐵行業整體節能減排形式的推動下，現存熱礦篩及小格拉鏈機工藝隨著熱礦篩設備老化，其弊端也日益凸顯。熱礦篩工藝主要存在以下問題：①熱返礦量有波動，引起混合料水分的波動，從而影響混合制粒效果；②熱礦篩及小格拉鏈機故障率較高，且故障搶修時間較長，限制了主機的作業率；熱礦篩及小格拉鏈機耗較高；③熱礦篩篩板、小格拉鏈機刮板和鏈條屬于易損件，更換周期短，備件成本高；④熱礦篩及小格拉鏈機工種操作環境為高溫、高含塵區，工藝操作環境惡劣。取消熱礦篩及小格拉鏈機，不但是取消熱返礦，穩定燒結過程，提高燒結礦產量；還降低設備故障率，節省備件和電費成本，實現節能降耗的目標。

2 現狀分析

熱礦篩主要篩除燒結過程中部分≤5mm粒級的燒結礦顆粒。應用和不應用熱篩工藝的優缺點分析如下：

1）應用熱篩工藝的優點

應用熱篩，對于燒結整粒工藝而言可以降低成品燒結礦中≤5mm 粒級的比例：對于冷篩工藝來說。則可減少進入環冷機中的小顆粒燒結礦含量，提高環冷機的冷卻效果。降低冷卻機面積，節約投資。同時大幅度提高混合料的料溫。

2）應用熱篩工藝的缺點

不利于設備的運行和檢修：熱篩在高溫多塵的工作環境，因作業環境惡劣，設備故障率高，搶檢修極為困難，而且作業人員的勞動環境極為惡劣，不利于安全；不利于生產的穩定，熱返礦的存在極大的影響了燒結混合料水份的穩定性；不利于改善現場環境：有熱篩的燒結整理工藝，其環境相當惡劣：①熱篩周圍高溫多塵，崗位員工的作業條件極差；②因溫度太高，加劇了熱返礦的揚塵量，特別是在熱篩篩體、配加熱返礦的下料口；③從熱返礦配入點至混合料礦槽的沿途，高溫季節因為往熱返礦上打水控制熱返礦過高的溫度而產生大量的夾帶粉塵的蒸汽，而低溫季節往往是因混合料溫度高而環境低導致的溫差大產生大量的夾帶粉塵的蒸汽，惡化沿途皮帶通廊的環境。

3 理論分析及改進措施

3.1 理論分析

1）鼓風機冷卻能力驗算。改造后減少了熱礦篩振動對燒結礦的影響，燒結礦成塊狀率將提高，但細小顆粒增加，料層透氣性變差，擔心經過冷卻后有紅礦產生，通過對現場情況的了解以及對冷卻系統能力的驗算如下：

鼓風機風量驗算：

冷卻1t 燒結礦所需冷卻空氣量Q，m3/h，用熱平衡公式計算：

式中：Q實為冷卻1t 燒結礦的實際風量（工況），m3/h；

T為通過風機的廢氣溫度，℃；

T1為熱燒結礦平均溫度，一般取750℃；

T2為排料平均溫度，一般取100-150℃；

T2'為冷空氣溫度，常溫為20℃；

C1為熱燒結礦平均比熱，kj/（kg℃）；

C2為冷燒結礦平均比熱，kj/（kg℃）；

C"為空氣平均比熱，取1.302kj/（kg℃）；

K為熱交換系數，吸熱與放熱比值，一般取0.95；

因此1t燒結礦所需冷卻空氣量為：

總風量為：163Q=163×2316=377508m3/h

臺車密封漏風率約為15%-20%。按照20%選取每臺風機表態風量為：

則4臺風機風量為：116281×4=465124m3/h＞377508m3/h

根據以上驗算結果，鼓風機冷卻能力滿足改造熱燒結礦冷卻要求。

2）115m2燒結機風箱沒有翻板閥，燒結機開、停機時漏風嚴重，生料較多，易堵斗子等問題。針對此問題，將對1#、2#、3#風箱進行微負壓改造，減少生料量，同時在熱礦溜槽、大塊溜槽分別開2 個、3 個人孔門，以便堵料時清理。

3）針對冷返礦礦倉容量小容易滿倉、排放困難等問題，抬高返礦礦倉原有的排料管角度，由30°抬高到35°。恢復測料位裝置，隨時掌握料位情況，以便對返礦圓盤進行操作。

4）熱礦篩取消后，配料結構減少了熱返礦，降低了混合料料溫，對燒結礦生產有一定的影響。對此在一號混合機和混合料斗加裝蒸汽管，利用180℃蒸汽對燒結生料進行加溫，保證料溫在50℃以上。

5）115m2燒結機1#、2#電場除塵每2 個小時排一次灰，每天排灰量在15-20 噸左右，且含有多種有害微量元素，屬于危化品。若經灰-1 皮帶輸送到燒-1皮帶上，在熱燒結礦的作用下，產生有害煙霧，危害崗位員工的身體健康，同時除塵灰粘附在燒結礦上，將帶入到高爐中，對煉鐵也產生影響。因此拆除絞籠出口處的加濕機，采用布袋裝灰，同時在此安裝一臺單軌吊，以便裝車。

6）小格層散料如何進入成品系統。小格拉鏈機改用下料斗卸料后，通過下料管將散料排放到灰-1皮帶機上。通過現場勘查后，將灰-1 皮帶傳動機構抬高，在其下面安裝一條9 米長的皮帶機，與燒-1 皮帶連通，進入成品系統。

7）新增溜槽總重為32.9噸，小于原熱礦篩總重54噸，同時也請了新鋼設計院對此進行了核算，因此采用溜槽代替熱礦篩對樓層框架結構承重沒有影響。

8）排料角度。通過對現場的勘察，首先根據熱礦篩平臺結構條件，以及燒結塊運動安息角≥35°要求，同時為了降低堵料故障的發生，需盡量提高溜槽下料角度，因此，在設計過程中，逐步增加下料溜槽的角度，同時消除干擾因素，直到熱礦篩改造設計的熱礦溜槽上段角度為42°、下段45°，大塊料斗上段38°、下段41°，且均大于碎燒結塊運動安息角35°，滿足下料要求。

3.2 方案實施

1）拆除現有的熱礦篩和單輥破碎機給礦漏斗，將單輥破碎機破碎后的熱燒結礦通過溜槽給至環冷機，單輥破碎機破碎后的熱燒結礦仍從環冷機布料斗的上部進入環冷機。

2）拆除現有的小格拉鏈機給料漏斗，新增小格斜溜槽，將小格散料通過溜槽送入環冷機上。

3）拆除原熱返礦配加倉和圓盤給料機，保留原散料皮帶，原散料仍給至混-1膠帶機參加配料。

4 實施后的效果

1）結構簡單，故障率低，維護方便，降低安全風險，采用溜槽下料，結構簡單，不存在振動器損壞、契桿松動、篩板磨損等故障，減少設備停機時間，提高了設備作業率。

2）節約備品備件和電費成本，利用下料溜槽代替熱礦篩和小格拉鏈機后，降低設備故障，提高設備作業率，降低備件成本，可節約熱篩篩框（不銹鋼）46.09 萬元；同時熱篩、冷篩軸承、篩板、盲板、墻板、契桿、小格鏈條等消耗備件以及潤滑油費用約120萬元/年。同時降低了電耗成本。

3）提高燒結礦產量，熱礦篩改造后，單輥破碎后的燒結礦通過給礦漏斗和溜槽直接送到環冷機，進入到成品系統，每年可增產約10萬噸燒結礦；小格拉鏈機改造后，燒結機生產過程中的成品散料進入到成品系統，每天能增加燒結礦約80t/d，則每年（按340d計）增產：80×340=2.72萬噸。共計12.72萬噸/年。