高爐緊湊式礦焦槽技術的發展和應用

潘鐵毅

（中冶南方工程技術有限公司）

0 引言

現代化的、高冶煉強度和高產的大型高爐，每晝夜需要連續的供應原、燃料上萬噸。礦焦槽是高爐供料系統的重要組成部分，有貯存、篩分、稱量、供配料等功能。結合皮帶機上料和料車上料兩種上料方式以及總圖條件，礦焦槽的布置形式千變萬化[1-9]。隨著高爐供料技術的不斷發展和新建高爐越來越緊的占地要求，緊湊式礦焦槽技術得到了長足發展。筆者對單座高爐緊湊式礦焦槽技術和兩座（多座）緊湊式礦焦槽技術進行了介紹和對比分析。

1 單座高爐緊湊式礦焦槽技術案例

緊湊式礦焦槽技術一般有占地小、功能齊全、布置緊湊、子系統依附于主體設施建設等特點。常規礦焦槽技術和緊湊式礦焦槽技術特點的對比見表1。

表1 常規礦焦槽技術和緊湊式礦焦槽技術特點的對比

1.1 沙鋼5 800 m3高爐緊湊式礦焦槽技術

作為現代大型高爐的典范，沙鋼5 800 m3高爐投產于2009年10月份，年產鐵水450 萬t[10]。礦焦槽具有原燃料槽下篩分及稱量、焦丁回收、燒結礦丁回收的功能；槽下篩下的碎焦和碎燒結礦，通過依附于礦焦槽柱的皮帶機輸送至碎焦槽和碎燒結礦槽，經碎焦槽下和碎燒結礦槽下的振動篩進行二次篩分，篩分后的焦丁和礦丁經分散稱量斗稱量后卸入槽下供料皮帶機（在無需回收燒結礦丁時，燒結礦槽下振動篩篩下的碎燒結礦通過可逆皮帶機反向外運）；槽下設置1條供料皮帶機；采用皮帶機上料，含碎焦碎礦槽的礦焦槽總面積為2 247 m2。受總圖布置的限制，礦焦槽布置在有限的、面積狹小的場地。礦焦槽布置如圖1所示[11,12]。

圖1 沙鋼5 800 m3高爐緊湊式礦焦槽布置

槽下振動篩的篩網等部件，通過設置在槽下的電葫蘆，配合振動篩平臺上的軌道，移出礦焦槽兩側進行檢修維護。

1.2 馬鋼3 200 m3高爐緊湊式礦焦槽技術

馬鋼3 200 m3高爐于2016年9月投產，年產鐵水270 萬t。同樣受總圖布置的限制，在可利用的場地上，礦焦槽與鐵路線穿插交錯布置。礦焦槽具有原燃料槽下篩分及稱量、焦丁回收、礦丁回收的功能；槽下篩下的碎焦和碎燒結礦，通過與供料皮帶機同向的皮帶機輸送至碎焦、碎礦篩分樓，經碎焦、碎礦篩分樓的振動篩進行二次篩分，篩分后的焦丁和礦丁經稱量斗稱量后卸入上料主皮帶機；槽下設置1條供料皮帶機；采用皮帶機上料，含碎焦碎礦槽的礦焦槽總面積為1 871 m2。不同于沙鋼5 800 m3高爐的是，馬鋼3 200 m3高爐不僅回收燒結礦丁，也回收球團礦丁；其焦丁和礦丁回收系統與槽前轉運站合建，礦丁斗直接架在主皮帶機尾部，最大程度減少了高爐加礦丁時的虧料時間。礦焦槽布置如圖2所示。

1.3 某3 200 m3高爐A緊湊式礦焦槽技術方案

某3200 m3高爐A技術方案，設計鐵水年產能269 萬t。采用了緊湊式礦焦槽技術，具有原燃料槽下篩分及稱量、焦丁回收、燒結礦丁回收的功能，碎焦槽和碎燒結礦槽的布置方式、返焦和返礦皮帶機的布置與沙鋼5 800 m3高爐類似，但運輸方向不同；不同于沙鋼5 800 m3高爐和馬鋼3 200 m3高爐的是，本方案槽下不僅有分散稱量的功能，在集中轉運站也可以進行集中稱量，所以槽下設置1條供焦皮帶機和1條供礦皮帶機；采用皮帶機上料，含碎焦碎礦槽的礦焦槽總面積為1 932 m2。礦焦槽布置如圖3所示。

圖3 某3 200 m3高爐A緊湊式礦焦槽布置

1.4 某3 200 m3高爐B緊湊式礦焦槽技術方案

某3 200 m3高爐B技術方案，設計鐵水年產能260 萬t。受老廠區的占地緊張和原料來料方向的限制，采用了緊湊式礦焦槽技術。與沙鋼5 800 m3高爐、馬鋼3 200 m3高爐和3 200 m3高爐A的最大不同是采用料車上料，料車主卷揚機設置在礦焦槽頂部。礦焦槽具有原燃料槽下篩分及稱量、料坑集中稱量、焦丁回收和礦丁回收的功能，碎焦槽和碎燒結礦槽的布置方式、返焦和返礦皮帶機的布置與某3 200 m3高爐A類似；槽下設置2條供礦皮帶機和2條供焦皮帶機；含碎焦碎礦槽的礦焦槽總面積為1 600 m2。礦焦槽布置如圖4所示。

圖4 某3 200 m3高爐B緊湊式礦焦槽布置

1.5 4個案例技術方案對比

上述4個案例的礦焦槽均采用了緊湊式的技術，均具有原燃料槽下篩分及稱量、焦丁回收、礦丁回收的功能，具有這些功能的系統均與礦焦槽合建或與槽前轉運站合建，布置緊湊、占地小；均未設檢修維護不便的大傾角皮帶機；系統供料能力均能滿足高爐生產的需求。4個案例的礦焦槽功能和主要特點對比見表2。

表2 4個案例的礦焦槽功能和主要特點對比

2 兩座或多座高爐緊湊式礦焦槽技術案例

兩座或多座高爐礦焦槽合建也是緊湊式礦焦槽技術發展和應用的重點，例如首鋼京唐公司1號和2號5 500 m3高爐[14]、巴西CSA 3 270 m3高爐、龍鋼3號和4號1 800 m3高爐[15]、攀鋼1 750 m3高爐[16]等。

2.1 龍鋼3號和4號1 800 m3高爐緊湊式礦焦槽技術方案

龍鋼3號和4號1 800 m3高爐分別投產于2010年12月和11月，兩座高爐設計年產鐵水290 萬t，兩座高爐的礦焦槽合建，每座高爐的礦焦槽均為單排布置。礦焦槽具有原燃料槽下篩分及稱量、焦丁回收的功能；槽下篩下的碎焦，通過布置于礦焦槽和上料主皮帶機之間的碎焦篩分樓，進行二次篩分，篩分后的焦丁經分散稱量斗稱量后卸入槽下供料皮帶機；每高爐槽下設置1條供料皮帶機；兩座高爐的槽下供料皮帶機平行布置；返焦采用大傾角皮帶機運輸。采用皮帶機上料，兩座高爐含碎焦篩分樓和返礦倉的礦焦槽總面積為2 124 m2。礦焦槽布置如圖5所示。

圖5 龍鋼3號和4號1 800 m3高爐緊湊式礦焦槽布置

2.2 晉南鋼鐵一期1號和2號1 860 m3高爐緊湊式礦焦槽技術方案

晉南鋼鐵一期1號和2號1 860 m3高爐均投產于2019年。與龍鋼3號和4號高爐類似，兩座高爐的礦焦槽合建；不同之處是有沒有廢鋼加入和礦丁回收工藝。每座高爐的礦焦槽均為單排布置。礦焦槽具有原燃料槽下篩分及稱量、焦丁回收、礦丁回收、廢鋼加入的功能；槽下篩下的碎焦和碎燒結礦，通過與供料皮帶機同向的皮帶機輸送至碎焦、碎礦篩分樓，經碎焦、碎礦篩分樓的振動篩進行二次篩分，篩分后的焦丁和礦丁經稱量斗稱量后卸入上料主皮帶機；每高爐槽下設置1條供料皮帶機；兩座高爐的槽下供料皮帶機平行布置；返焦和返礦采用大傾角皮帶機運輸。采用皮帶機上料，兩座高爐含碎焦篩分樓和碎礦篩分樓的礦焦槽總面積為2 108 m2（不含廢鋼加入系統）。礦焦槽布置如圖6所示。

圖6 晉南鋼鐵一期1號和2號1 860 m3高爐緊湊式礦焦槽布置

2.3 某高爐C、D、E、F緊湊式礦焦槽技術方案

某正在實施的四座爐容均為1 250 m3的高爐C、D、E、F，單座高爐礦焦槽單列布置，每兩座高爐礦焦槽合建并列共柱布置，槽前原料從兩套合建的礦焦槽中間輸送。較3.1和3.2而言，本技術方案中的四座高爐槽前轉運站以及槽前運輸皮帶機通廊合建，布置更為緊湊。另外，與3.1和3.2不同的是，每套礦焦槽（每兩座高爐）的礦焦槽下供料皮帶機的輸送方向一致。

同晉南鋼鐵一期1號和2號高爐礦焦槽類似，某C、D、E、F四座高爐具有原燃料槽下篩分及稱量、焦丁回收、礦丁回收、廢鋼加入的功能；返焦和返礦采用大傾角皮帶機運輸。應用戶要求，這四座高爐燒結礦儲存時間較長（長達32 h）。四座高爐采用皮帶機上料，每兩座高爐含碎焦篩分樓和碎礦篩分樓的礦焦槽總面積為2 728m2（不含廢鋼加入系統）。礦焦槽布置如圖7所示。

圖7 某C、D、E、F高爐緊湊式礦焦槽布置

2.4 某2×2 950 m3高爐G和H緊湊式礦焦槽技術方案

某2×2 950 m3高爐G和H技術方案，兩座高爐設計鐵水年產能500 萬t。兩高爐礦焦槽被槽上供料系統串聯，每座高爐的礦焦槽均采用雙排共柱布置。

礦焦槽具有原燃料槽下篩分及稱量和焦丁回收的功能。較3.1、3.2、3.3而言，這兩座高爐的礦焦槽相對獨立，只是槽上供料系統和返礦系統合建。對大型高爐而言，其優點：一是兩排礦焦槽可共用分散稱量斗，稱量斗及其稱量壓頭數量少，槽下平臺檢修和巡檢區域大；二是返礦返焦系統均采用普通皮帶機，不采用大傾角皮帶機，檢修維護方便。

采用皮帶機上料，兩座高爐含碎焦篩分樓和返礦倉的礦焦槽的總面積為2 764 m2。具體礦焦槽布置如圖8所示。

圖8 某2×2 950 m3高爐G、H緊湊式礦焦槽布置

2.5 4個案例技術方案對比

上述4個案例均是兩座或多座高爐的緊湊式礦焦槽技術，兩座高爐的礦焦槽合并布置，均具有原燃料槽下篩分及稱量、焦丁回收功能，部分礦焦槽還具有礦丁回收和廢鋼加入功能。具有這些功能的系統均在礦焦槽區域附屬布置，布置緊湊、占地小；其中前三個案例在返焦和返礦子系統中采用了大傾角皮帶機，大大減少了皮帶機運輸距離、減少了轉運皮帶機的數量、減少了槽下供料系統的面積和投資；而某2×2 950 m3高爐屬于大型高爐，槽下設計未采用大傾角皮帶機。4個案例的系統供料能力均能滿足高爐生產的需求。4個案例的礦焦槽功能和主要特點對比見表3。

表3 4個案例的礦焦槽功能和主要特點對比

3 結語

緊湊式礦焦槽技術是現代化高爐的發展趨勢，一般具有原燃料槽下篩分、稱量、焦丁回收和礦丁回收的功能， 以適應現代化高爐精料和節能降耗的需求；其中焦丁回收系統和礦丁回收系統均與礦焦槽或槽前轉運站等主體設施合建，或在礦焦槽區域附屬布置，布置緊湊、占地小；依據各項目具體情況看是否設置大傾角皮帶機；根據用戶需要，可設置集中稱量斗；結合廠區總圖布置，酌情選用皮帶機上料或料車上料。