山鋼日照公司燒結機布料設施優化實踐

張進坤，程 猛，陳繼濤，李志輝

（山鋼股份日照有限公司煉鐵廠，山東日照 276899）

0 引言

燒結布料就是將上道工序混合好的混合料均勻鋪到燒結機臺車上，并有一定的松散性。沿料層高度，從上到下粒度逐漸增大、含碳量逐漸降低，經過點火、燒結、破碎后，得到理想的成品燒結礦?；靹蛄辖浰笫讲剂掀餍≤囘M入燒結小礦槽漏斗，再通過活頁門調節管控，經圓輥布料器旋轉、十一輥布料器偏析布料，將混勻料布在燒結機臺車上。

燒結布料系統穩定性直接影響燒結礦質量，是影響高爐穩定順行的重要指標之一。受傳統思想的限制，燒結布料系統部件多采用不銹鋼材料，現場不耐磨，頻繁更換，活頁門布料系統不穩定，導致燒結礦質量頻繁出現波動。

1 布料設施存在問題及分析

1.1 小礦槽襯板頻繁更換

因混勻料中含有大量生石灰，混勻料均有黏性和粘附性，因此小礦槽襯板采用傳統不銹鋼（1Cr18Ni9Ti）襯板，為延長襯板使用壽命，將原設計δ=12 mm 的襯板提高為δ=16 mm，但其使用壽命不超過10 月。由于不到項修周期，每次檢修都要更換襯板，增加日常檢修工作量。同時，由于襯板螺栓孔略有移位，就會導致襯板母板被割得“千瘡百孔”；凸臺處還容易積料，導致小礦槽粘料嚴重，影響圓輥布料。

1.2 燒結機活頁門波動頻繁

原燒結機活頁門采用1 個大扇形門主門，主門上帶動8 個輔門，因為設計重量偏差，大扇形門南、北兩側油缸運行不同步，頻繁波動，液壓控制精度難以保證，對燒結機布料厚度穩定性影響較大（圖1）。各油缸控制系統雖設計有備用系統，但由于兩者共用同一油路，正常生產過程中無法實現有效切斷，沒有達到備用效果。電控系統中高壓與低壓沒有分開，存在信號干擾，會造成各液壓缸異常動作，影響燒結工藝布料穩定性。隨著燒結工藝布料精度要求的提高，該系統已經無法滿足1%的布料精度要求。

圖1 原活頁門結構

1.3 圓輥不銹鋼襯板不耐磨

原圓輥襯板使用不銹鋼（1Cr18Ni9Ti）襯板，為延長襯板使用壽命，將原裝機δ=12 mm 提高到δ=16 mm，使用4 個月后，襯板沉孔周圍沿著圓周方向形成凹環，襯板使用壽命急劇下降，同時襯板表面磨損也造成混勻料表面布料不平整，直接影響燒結礦質量。

1.4 十一輥間隙頻繁調整

臺車布料時混合料沿料層高度分布，自上而下的粒度逐漸變粗、含碳量逐漸減少，是理想布料的要求。十一輥布料器是臺車偏析布料的關鍵設備，布料效果直接影響燒結礦質量?，F十一輥輥體采用不銹鋼1Cr18Ni9Ti，硬度偏小，每次停機都需要調整輥體間隙，一旦調整不及時將會因間隙過大漏料嚴重，致使沿著臺車運行方向出現不正常波紋，經布料壓輥和抽風后料面容易出現拉鉤，嚴重影響透氣性的均勻性。

自2021 年4 月，燒結機十一輥布料器進傳動系統完成提速，將輥體轉速由32 r/min 提升到52 r/min，輥子使用壽命也隨之縮短。

1.5 布料壓輥粘料、無法調節

壓料輥采用碳鋼圓輥制作，表面容易粘料。同時，輥體表面僅靠自重將混勻料表面壓實，當料堆發生變化時，壓料輥不能隨之調整。

2 改進措施

2.1 小礦槽襯板分段設計

小礦槽上半段開口較大，下半段直線不容易粘料，先試用δ=25 mm 陶瓷襯板粘貼，粘貼完成后使用角磨機將接縫部分打磨光滑，襯板高低差不超過±2 mm，發現試用效果較好，經過項修將上半段和下半段直線部分全部更換為陶瓷襯板。

下半部分拐角位置由于角度較小，一旦出現凸臺就會造成粘料，從而影響小礦槽南、北兩端布料不到位。將不銹鋼襯板表面利用高速氧燃料噴涂（HVOF）技術，將不銹鋼表面噴涂1 mm厚的碳化鎢噴涂涂層，加工完成后拋光處理，襯板表面粗糙度要求≤0.8 μm，襯板表面硬度由原來不到35 HRC，提升到68～70 HRC。小礦槽襯板整體使用壽命由原來的10 個月延長到24個月以上。

2.2 活頁門升級改造

根據燒結生產需求，為保證布料系統穩定減少物料波動，對原燒結機活頁門進行升級改造（圖2）。取消主門結構，采用8 個輔門能夠獨立提升，提升高度300 mm；料流出口處設計有自動排大塊小門，直徑不足100 mm 的料塊能自動排出，最大提升能力400 mm。如有混合料大塊卡住時，崗位人員只需精準提升局部輔門就能完成作業，將燒結布料影響降低到最小。

圖2 改造后的活頁門結構

新系統采用比例閉環控制系統，控制精度為1%。液壓缸控制方式均采用一用一備控制方式，兩者能夠實現電控切換，并且保證正常生產過程中液壓系統就能檢修更換。液壓缸均可實現任意位置停止且長時間保持不動，消除原液壓缸運行“死區”。根據液壓缸控制活頁門與圓輥之間的距離，設計實現遠程操作與現場機旁箱操作，機旁箱具有機旁強制和機旁手動功能。

泵站采用恒壓變量間歇工作方式，泵站配管，配管所用材料，包括法蘭和接頭等，都為1Cr18Ni9Ti。油箱制作和配管都必須采用氬弧焊。系統壓力傳感器和溫度傳感器都包含數顯和模擬量輸出功能，所有的換向控制閥（包括比例閥）要求帶有緊急手動操作及燈顯示功能。

自2021 年7 月2#燒結機完成改造，現場生產得到穩定提升，燒結礦質量明顯好轉。

2.3 圓輥襯板升級改造

采購瑞典原裝進口δ=20 mm 的Hardox500 耐磨板，使用半自動火焰切割機進行下料。根據襯板定位尺寸，先將開孔位置進行回火處理，降低開孔位置的表面硬度，使用沉孔專用刀具對襯板開孔，底孔尺寸Φ20 mm，使用Φ52 mm 鉆頭擴沉孔上表面，如發現毛刺需使用磨光機打磨光滑（圖3）。根據圖紙尺寸在優先保證內弧尺寸的前提下，利用彎板機將襯板進行折彎，折彎完成后復核圖紙尺寸，為方便安裝每兩件拼接一個圓，每件襯板沉孔數量為24 個。

圖3 圓輥襯板

為防止沉孔周圍最先磨損，設計配套圓輥襯板專用螺釘，螺釘采用40Cr 鍛造，經熱處理，螺釘頭部設計一字口方便安裝，同時保證圓周方向位置無凸起（圖4）。為防止襯板螺釘脫落，配套使用M20 的六角鎖緊螺母緊固。

圖4 圓輥襯板專用螺釘

每次利用檢修機會，將圓輥襯板沉孔周圍進行堆焊處理，降低襯板磨損速度?，F場圓輥襯板已使用10 月，其厚度只磨損4 mm，預計在線使用壽命在24 個月以上。

2.4 碳化鎢十一輥輥體的應用

為延長輥體在線使用壽命，十一輥輥體表面利用高速氧燃料噴涂（HVOF）技術，將機加工完成的輥體表面噴涂碳化鎢粉末，形成致密的、結合強度高而無分層現象的高質量噴涂層。為防止輥體表面粘料，噴涂完成后進行拋光處理，輥體輥面表面粗糙度≤0.8 μm，輥體表面硬度由原來不到35 HRC，提升到68 HRC 以上。

為適應碳化鎢十一輥輥體使用壽命，輥子軸承采用了NSK 進口調心輥子軸承。輥子間隙調整時間由原來每次檢修調整，延長到4 個月調整一次。

2.5 配重可調不銹鋼布料壓輥的應用

十一輥輥體改為不銹鋼輥體，表面進行打磨，根據料堆調整輥體壓實重量，將軸承座兩側安裝拐臂，利用配重隨時調整壓料輥重量，改善了料層表層或上層透氣性，防止表層透氣性過好，保證燒結過程中透氣性較為均勻，改善點火效果，減少表層返礦量。

3 改造效果

（1）燒結礦物理指標、堿度和亞鐵均有改善，轉鼓指數升高1.2%，返礦率下降4%，粒度5～10 mm 下降1.6%，堿度合格率為85.1%，亞鐵合格率為93.2%，具體指標如表1 所示。

表1 燒結礦物化指標

（2）通過燒結機布料設施的優化改造，燒結機初始布料波紋已經由原料沿臺車運行方向轉變為正常的沿著臺車寬度方向，經布料壓輥和抽風后依舊平整，布料得到改善，透氣均勻性提高，紅火層連續穩定。

（3）燒結檢修周期延長，由原來每月一次停機，逐漸延長到每2 個月停機一次，減少維修職工的勞動強度。

4 結語

通過燒結布料設施的優化改造，燒結過程關鍵操作參數全面改善，布料系統穩定性，紅火層均勻性和連續性增強，燒結返礦量明顯下降，燒結礦質量和產量提高。