柳钢烧结厂 文雅俊
摘要：柳钢110m2 烧结机自投产以来,通过更换泥辊漏斗内壁衬板并在仓壁安装疏堵机、布料闸门（离合门）的改造、增加一排压料板和采用空气加湿技术等一系列措施,使烧结料面更平整,点火效果良好,混合料偏析减少,改善烧结矿的物理性能、提高烧结矿的经济技术指标。
关键词：疏堵机;压料板;空气加湿技术
一、前言
烧结生产中为了改进料面点火效果，降低工序能耗特别是降低煤气消耗和固体燃耗，一般采取提高布料质量，用厚料层低温烧结来实现。在台车宽度方向上烧结混合料的水分、粒度和化学成分不偏析，透气性均匀的料层；混合料层具有一定的松散性，预防台车底部的料压紧；持续供料，在烧结机台车上高度一样，料面平整，不起伏，无鱼尾纹；料层的横截面从下而上燃料含量逐渐增加，混合料粒度逐渐变细。这就是最理想的布料状况。
烧结生产工艺流程：中和矿（铁矿粉）、燃料（焦粉、煤粉）、熔剂（生石灰、轻烧白云石、石灰石粉）、返矿按照一定的配比给料，通过输送带运输到混料系统，在一混圆筒先混匀后加水润湿，在二混圆筒制粒，送到布料小车，经过泥辊漏斗，通过泥辊、七辊、松料器布到已经铺好铺底料的烧结机台车上，随着台车运转，经过点火器点火，在抽风的作用下，从料面向下燃烧。在烧结机机尾燃烧到底形成烧结饼，倒入单辊漏斗进行热破碎，进入环冷机进行鼓风冷却。通过皮带送到筛分系统进行整粒，小于或等于5mm的颗粒作为返矿，送入返矿仓重新配料；大于5mm的颗粒是合格的烧结矿，送到成品仓再转运给高炉；部分10-20mm的颗粒送往铺底料仓，作为铺底料进行内循环。柳州钢铁股份有限公司烧结厂在2003年10月份建成第一台110m2烧结机。其混合料送到布料小车然后进入泥辊漏斗，通过泥辊漏斗底部泥辊的转动送给七辊布料器，七辊布料器的转动使混合料粒度发生偏析，混合料流布到台车上，完成布料流程。给料时大时小，烧结机料面有起伏，混合料粒度偏析不合理等布料过程存在的问题，是烧结机提高料层的不利因素，恶化烧结矿的质量，降低烧结矿的产量。为此，陆续调整或改造布料系统设备，使烧结料面更平整，点火效果良好，混合料偏析减少，改善烧结矿的物理性能 提高烧结矿的产量。
二、改进布料系统
（一）重新设置布料小车行程并增加前端挡料板泥辊漏斗顶部进料口是长方形，布料小车在泥辊漏斗上方沿泥辊漏斗进料口长度方向往返行走，将混合料布入泥辊漏斗，布料小车在泥辊漏斗上方两端的停留时间不相等，有时间差，导致泥辊漏斗料位不平整。导致泥辊水平面受到混合料的压力不相等。混合料从布料小车进入泥辊漏斗，混合料离开布料小车时携带动能，以抛物线的轨迹落入泥辊漏斗，混合料的粒度不均匀，小颗粒物料相对大颗粒物料粘性大，小颗粒混合料相对大颗粒混合料水平抛出的距离近一些。泥辊漏斗混合料的容积密度不均匀，近布料小车端的混合料容积密度大，远布料小车混合料容积密度相对较小，对泥辊布料的均匀性造成影响。混合料布在烧结机台车宽度方向料层的容积密度不一样，抽风时空气穿过料层受到的阻力不均匀。阻力低的区域有相对较多的风量通过，烧结速度太快，热量在料层传输速度太快，燃烧过程生成液相过少，液相固结的量不够多，造成烧结矿转鼓强度下降，返矿率上升；阻力高的区域只有相对较少的风量通过，烧结速度降低，不能燃烧到料层底部，有夹生的现象，烧结矿的转鼓降低，同时造成出矿率下降。
依据混合料在烧结机台车上偏析程度、烧结过程的生产参数、烧结机机尾断面的燃烧情况，布料小车往返的停留的时间重新设置，泥辊漏斗内远离布料小车端与靠近布料小车端料流大致相等，料位的平整度得到提高。在布料小车的前端增加一块挡料板，混合料流撞击挡料板后再垂直落入泥辊漏斗，减少混合料在泥辊漏斗内水平方向的偏析。布料小车往返的停留的时间重新设置、布料小车前端增加挡料板后，泥辊漏斗内料面平整度提高、台车上混合料偏析减少，烧结矿转鼓指数略有上升，返矿率下降。
（二）更换泥辊漏斗衬板并在仓壁安装疏堵机
泥辊漏斗内壁结料严重，给烧结生产带来了很大的不便。泥辊漏斗内有效容积减少，因泥辊漏斗内壁结料特别是漏斗底部结料，烧结机台车亏料现象容易出现，烧结机料面在靠近台车栏板区域布料不满，很不平整，在燃烧过程中通过料层风量分布不均匀，料层的燃烧速度不一致，有的区域液相增加，有的区域液相减少，液相分布不均匀加剧，导致烧结矿转鼓指数等指标恶化，返矿率上升；高料位时，因泥辊漏斗结料严重，造成泥辊漏斗有效容积减少，泥辊漏斗存料量减少，缓冲时间减少，泥辊漏斗容易铺仓。漏斗内壁结料严重时，结料容易“塔桥”导致泥辊漏斗出料不畅或全部堵死，导致上道生产工序混配料系统停机，整个生产中断，需要停机清理泥辊漏斗结料，在重新开机时混合料的水分波动更大，生产的连续性造成严重影响。
当泥辊内壁漏斗结料严重，造成泥辊漏斗有效容积减少，需停机用高压水枪清理结料，每次耗时1-2小时。停机清理泥辊漏斗，为了稳定主抽风机的运行，清理漏斗期间，主抽风机的电气设备不能停止运行。主抽风机等主要电气设备消耗了很多的电能，导致每吨烧结矿的电耗增加。清理泥辊漏斗，只能用人工进行清理，工人劳动强度大。采用粘料系数小的耐磨陶瓷衬板替换泥辊漏斗内壁的耐磨铸石板。在仓壁安装疏堵机。疏堵机由8个疏松拉杆、8个液压缸、1个信号器、1个电 器控制柜、1个液压站等组成。该装置如图1所示。工作时，首先泥辊漏斗下的泥辊开始转动运行，电器控制柜会接收到信号器发出信号，电器控制柜根据设定的程序自动运行，液压站电机启动带动高压油泵运转，液压油流过电磁换向阀换通过高压油管输送到泥辊漏斗外壁液压缸，液压缸上下来回移动，疏松拉杆在液压缸的驱动下紧贴泥辊漏斗内壁上下移动，将内壁的结料刮下，刮料完成，等待下一个运行周期。泥辊停止运行并超过设定的时间后，电器控制柜会接收到信号器发出信号，电器控制柜根据设定的程序暂停运行，液压站电机停止运转，液压油回流到油缸，疏堵机停止运行，等待下一次运行3。疏堵机安装前，一个星期停机一次用高压水枪清理泥辊漏斗结料；安装后，一个月停机清理一次泥辊漏斗结料。疏堵机的清理结料效果明显，烧结机作业率得到提高，烧结矿能耗指标下降。
（三）布料闸门（离合门）的改造
混合料泥辊漏斗底端的出料口安装布料的闸门（离合门）。110m2烧结机台车的宽度是3000mm，因此泥辊的长度和闸门总长度也为3000mm。原来闸门一共是6快。两端两块的长度是300mm，中间四块的长度是600mm。生产中，闸门通常开启一定角度后固定不变，闸门与泥辊之间产生一定的空隙。
随着泥辊的转动，混合料从空隙中排除，流向七辊，形成料流。为了保持布到台车上的料是平整的，闸门每一处料的流量需相同。在物料自身重力的作用下以及泥辊的推动下，闸门就会收到料流的压力。闸门的长度越长，受到的压力就越大。
为了保持闸门的角度不变即每一处料流的相同，每一块闸门都会根据受到压力的大小压上相对应的配重块，配重块向上连接钢丝绳，钢丝绳绕过定滑轮连接挂钩，挂钩与调节杆连接。烧结工根据烧结技术参数确定烧结机料层的厚度，随着泥辊的转动混合料完成布料，当闸门与泥辊卡大块石头、杂物，或缺料时，需及时调整闸门开口度、泥辊的转速、烧结机机速2。由于原料的原因，混合料中含有坚硬的大块料，把铁矿粉进行多次破碎，完全消灭大快料，从经济上来说，是不允许的。当大快料的尺寸比闸门与圆辊的间隙大时，将闸门顶开， 大快料就会卡在间隙中，被顶开处，料的流量发生改变。台车上料层的平整性被破坏。烧结工发现闸门有料块卡以后，跑出去将闸门抬起来，让大料块顺利的排出。而操作室与泥辊平台有一段距离，跑出去需要时间，这段时间布料是不平整的，在大快料多的情况下，烧结工需反反复复跑来跑去，工作量大。同时生产情况暂时脱离了烧结工的监控。将中间四块闸门的长度改为300mm，中间4块600mm的闸门变为8快300mm 的闸门，改造方案见表 1。每块闸门的配重是原来闸门的一半。改造后，大块料通过闸门时，受到闸门的压力减小，在泥辊的推动下，能够通过闸门。大块料卡在闸门的现象迅速减少。烧结料面的起伏的现象得到改善。
（四）增加一排压料板
布料作业时，混合料布到台车上，烧结机匀速向前移动，使混合料在烧结机台车上的厚度均匀。一般情况下是稳定烧结机机速，通过调节泥辊的转速来控制烧结机原始料层的厚度。原始料层表面布不是光滑的，是波纹状的。为提高点火效果，在料面点火前设置压料板，110m2烧结机设置了一排压料板，原始料层通过第一排压料板后，两块压料板交接处压料效果不好。链条固定的压料板，在平料作业时会发生滑动，相邻两块平料板之间平料的效果不理想，两块平料板相接的部位有缝隙，缝隙处混合料是凸起的，凸起部位的混合料经过点火器后，难以固结，粉末较多，是劣质的烧结矿。烧结机表层劣质烧结矿增加，导致烧结矿返矿率上升，成品率下降。为保证烧结机料面的点火效果，需要提高点火强度，造成烧结矿的煤气消耗上升，综合能耗提高。为此，在第一排压料板后500mm处增加一排压料板，消除第一排两块压料板相接处压料效果不理想的影响。使用后，第一排两块压料板相接处凸起的混合料被第二排压料板压平，烧结机料面比单排平料板时平整，烧结机料面的点火效果良好，烧结料面整体青黑色，不过熔、不泛黄，烧结机表层劣质烧结矿含量减少，烧结矿的返矿率下降，成品率上升。煤气使用量略有下降，烧结矿的煤气消耗下降，综合能耗下降。
（五）采用空气加湿技术
为了提高料层的垂直烧结速度，在烧结机9号风箱料层上方补加蒸汽。其原理如下：料层顶部生成的高温烧结矿加热抽入的空气。这一热交换过程使顶部料层产生的烧结矿得到冷却。空气穿过烧结矿带为下层未燃烧的料层提高热量，垂直烧结速度是被这一热交换速度决定着。为保证混合料层烧透，需要垂直烧结速速降低，而这需要降低烧结机的运转速度，但这样影响烧结矿的产量。 除了空气的吸入与比热和料层的透气性这三个因素对空气与料层之间的换热量有很大影响，烧结速度也对其有很大影响。通过增大烧结速度可增大空气与料层之间的换热量。而增大烧结速度的方法有如下两种：（1）增大空气比热；（2）提高料层吸入的空气量。这其中的原因如下。干燥空气的比热比蒸汽小很多。干燥空气的比热与蒸汽的比热之比约为0.55。因此，在吸入与先前同样多的干燥空气的同时在烧结料层上喷入蒸汽将大幅度提高料层与射入混合气体的换热速度，从而加快烧结过程。最终，使得料层中出现的高温带较小，料层的透气性能被强化。
由于料层内空气流动所受阻力减小，所以抽风机的负荷减轻。在一定范围内提高垂直烧结速度可以提高烧结机的台时产量。110m2 烧结机的上料量从55Kg/m提高到57Kg/m。详见表2。
（六）增加铺底料的厚度
烧结机泥辊布混合料前，先在烧结台车上先布一层小颗粒烧结矿，小颗粒烧结矿通过整粒筛分产生，最小粒度为10mm，最大粒度为20mm，这一层小颗粒烧结矿称为铺底料。在泥辊漏斗的前方设置铺地料仓，铺底料仓的有效容积能够满足从开始布铺地料到整粒筛分出铺底料进入铺底料仓期间的用量。铺底料在烧结生产中的作用：一是隔离燃烧层与篦条直接接触，降低篦条、隔热垫、台车横梁在生产中承受的最高温度，减少篦条在烧结生产中的损耗，减少台车横梁在生产中的变形，降低烧结矿的生产成本。二是降低烧结饼粘篦条的现象，减少回车道格筛大块积料，减轻工人的劳动强度。三是有除尘的作用，抽风烧结时，减少小颗粒物料被抽走，降低烟气中的粗尘量，减轻对风箱、导气管的磨损，减少大烟道除尘灰量，缩短大烟道周期内排灰的时间。四是可以消除烧结中过湿层现象或降低过湿层的厚度，提高烧结矿的产质量。110m2 烧结机铺底料原来的厚度是30mm，篦条偶尔有粘料的现象，篦条的消耗与国内同型号的烧结机比高。对铺底料的工艺参数进行更改，厚度提高到60mm。运行情况见表3。
三、改进效果
110m2 烧结机布料系统改进后，泥辊漏斗内布料平整，减少了泥辊布料偏析；泥辊漏斗内壁结料减少，减少因漏斗结料停机冲洗漏斗的时间，提高了烧结机作业率；料面比改进前平整，降低了点火煤气的消耗，表层劣质烧结矿的含量减少，烧结矿的出矿率提高。烧结矿的冶金性能指标也得到改善，满 足了高炉对烧结矿的要求。
参考文献:
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