贾柯亮 吴战林 彭元飞
(龙钢公司炼铁厂 陕西 韩城 715405)
摘 要:近几年，龙钢400㎡烧结机逐步实施厚料层烧结生产，随着料层厚度的增加，料面控制难度加大，导致生产操作频繁调整，本文主要介绍了该厂针对烧结料面优化提出的一系列改造措施以及取得的成效。
关键词:烧结机；料面优化
1 前言
料面控制是烧结生产过程中极其重要的环节，工艺要求布料操作时应满足规定的料层厚度和合理的偏析效果，料面平整无拉沟。现代烧结生产广泛使用梭式布料器-缓冲矿槽-圆辊给料机-多辊布料器联合布料装置进行布料，布料效果的好坏直接影响点火效果、烧结速度、终点位置的变化，从而增加表层烧结矿层返矿量，形成台车的“边部效应”，降低烧结矿产质量。
2 面临的生产现状
龙钢400㎡烧结机于2018年3月系统中修后将台车栏板加高至800mm，料层厚度由750mm增加到820mm，逐渐实现了厚料层烧结生产技术升级，至2020年12月，该厂又逐步将台车栏板加高至900mm，料层达到920mm。随着料层厚度的增加，料面控制难度加大，通过提高岗位人员操作技能水平、加强工艺纪律检查等措施后，料面基本能够达到平整，但人员劳动强度明显加大，布料操作需要2人不断调整，返矿量增加、固燃升高的趋势没有较大改观。为了改善这种现状，该厂采取一系列措施进行了料面优化攻关。
3 针对料面优化采取的措施
3.1减轻缓冲矿槽粘料
烧结机混合料缓冲矿槽是烧结生产中储存物料的重要设备，衔接了物料输送系统与布料烧结环节，对物料的连续输送起到一定缓冲作用，保证了烧结生产的连续性。龙钢400㎡烧结机矿槽由于设计缺陷，频繁出现仓壁粘料，甚至被迫停机来清理粘料（如图1），严重影响烧结生产的连续性和布料的均匀稳定性，进而造成大面积缺料、台车边缘欠料、料面起伏不平等情况。
图1 改造前
改造过程分为三步进行：首先，拆除原矿槽附带的疏堵机，杜绝了因疏堵机故障而造成的粘料隐患；其次，在原矿槽内壁全部贴陶瓷衬板，四角用钢板进行封堵，并做弧面处理，减轻了仓体四角粘料的问题；最后，将仓体外部安装的的四个面共8个空气炮增加至16个，上下两排每面4个，增加作用面积，可由电脑自动控制或现场手动控制，处理仓壁粘料效果良好（如图2）。改造后的混合料缓冲矿槽有效容积较之前增加，储存物料能力提升，缓冲作用加强，料位控制更加稳定，布料效果得到了很好的改善。
图2 改造后
3.2安装联合布料器
龙钢400m2烧结机台车布料控制系统为扇形阀+合页门结构，均为人工操作调整，由于调整距离滞后、人员技术水平及精心程度等因素影响，实际料面频繁出现超、欠料现象，不仅影响整体点火效果的一致性，同时也导致烧结矿中偶尔出现夹生料的现象，引起机尾红层欠均匀，返矿量不稳定。
2021年11月-12月利用系统检修时间对台车布料控制系统进行改造，安装联合布料器（图3），实现了自动化布料，减少了人工操作造成的生产过程波动，料面持续平整，机尾红层均匀、烧结终点一致。料层厚度从920mm提升到930mm，烧结机负压提高0.3MP，台车两侧撒料情况减少，内返量明显下降。
图3 安装联合布料器
3.3压料辊改造
在生产过程中，一般要对经过布料后的烧结料面进行优化处理，以获得所需的的料层透气性和料面平整度，从而提高点火效果，使风量沿烧结机台车宽度方向趋于一致,减轻台车“边部效应”，提升风机抽风效率。压料辊作为强化料面的装置，其工作原理是利用自身重力对烧结料面进行压实、平整。龙钢400㎡烧结机一直采用的是一体式压料辊，由于设备自身重量及点火炉高温的影响，容易出现压料辊卡滞的情况，不但丧失了原本的功能，还会带来反作用，造成料面拉沟。
该厂技术人员通过调查研究，提出变一体式压料辊为分体式的改造方案。通过将现有一体式压料辊改为一长两短的三段式叠加布局，并根据各段压辊的长短制作调节支架（如图4）。改造后的压料辊不再出现卡滞现象，转动灵活；而且还可以通过调节支架的调整来获得实际生产所需的压实度，促进料面平整以及合理偏析，台车“边部效应”得到有效抑制。
图4 三段式压料辊
3.4增设料面喷吹蒸汽装置
为保证台车上所装的生料全部烧透，需要为垂直烧结过程提供足够的燃烧时间和热量，保证烧结料在台车上有足够的时间使垂直烧结充分反应。增强空气与料层之间热交换有两种办法：一种是增加料层吸入的空气量，可以通过增加混合料的透气性，增加风量来实现，此种方法存在瓶颈，并且龙钢400㎡烧结机两台主抽风机均已全频运行，此种方法不易实施；另一种办法是提高空气比热，该方法可以通过增加烧结料面喷吹蒸汽来实现（如图5）。
图5 料面喷吹蒸汽
烧结面蒸汽喷吹装置是该厂拥有自主知识产权的实用新型专利技术，其主要工程量是铺设11排蒸汽管道至烧结机中后段料面，对烧结料面实施蒸汽喷吹，优化烧结过程气氛控制，使烧结反应更加充分，一是有利于减缓和减少表层烧结矿过快冷却带来的粉化现象；二是喷吹热蒸汽可以提高抽风温度，减少冷风对烧结过程的不利影响。除此之外，碳和水在高温状态下发生化学反应生成助燃气体CO和H2，促进烧结过程的进行，能够缩短生料在台车上的烧结时间，提高垂直烧结速度，降低燃料消耗。
4 产生的效果
经过一系列工艺技术改造措施的实施，料面控制得到进一步优化，为厚料层生产操作、各项生产参数优化提供了有利条件，400㎡烧结机小时上料量由880t提高至900t，料层控制在930mm，矿槽清料周期延长15天，烧结内返比例由25.46%降至23.51%。表1是实施料面优化攻关前后部分烧结参数、指标的对比变化。
表1 攻关前后部分参数指标对比
参数指标 攻关前 攻关后 对比
（2021.01-2021.03） （2022.01-2022.03）
上料量,h/t 880 900 20
料层厚度,mm 920 930 10
矿槽清料周期,d 25 40 15
利用系数, t/㎡•h 1.46 1.55 0.09
固燃消耗, kgce/t 41.84 40.53 -1.31
内返占比,% 25.46 23.51 -1.95
返矿率,% 26.71 25.64 -1.07
5 结论
①龙钢400㎡烧结机通过减轻缓冲矿槽粘料、安装联合布料器、改造压料辊、增设料面喷吹蒸汽装置等措施，矿槽清料周期得以延长，料位控制更加稳定，混合料布料效果得到了很好的改善，布料偏析趋于合理；烧结料层透气性可根据生产需要进行调节；料层控制和料面平整度大幅提升，有效减少表层烧结矿返矿量，料面优化攻关成效显著。
②料面控制优化之后，有效减少了料面波动对烧结过程的影响，改善了烧结生产条件，烧结矿产质量明显提升，固燃下降，各项技术质量指标均不同程度得到改善，有利于烧结机产能的正常发挥。
参考文献
[1] 张汉泉等.《烧结球团理论与工艺（第二版）》[M].化学工业出版社，2018.
[2] 冯二莲等.《现代烧结生产实用技术》[M].山西兴达科技出版社，2018.