曹树志

（河钢集团河钢唐钢公司 ,河北 唐山 063016）

摘要：烧结系统功能精度管理主要包括配料精度、加水精度、烧结机布料精度等方面，这些精度的好坏关系到烧结料面均匀性、成份稳定性、垂直烧结速度控制等方面，属于全流程管理模式。烧结工序有效管控上述因素，可以有效提高烧结矿产质量，创造高炉入炉精料水平，同时能够有效降低烧结工序能耗，提升烧结产线作业效率。

关键词：烧结；精度；均匀性；稳定性

0 引言

河钢唐钢 1#烧结机于 1989 年 6 月投产，2#烧结机于 1993 年 11 月投产，原面积为 180m²，于 2005 年 3 月由 180m² 加长改造成 210m²，3#265m² 烧结机于1999 年 10 月 26 日建成投产。配料系统采用圆盘给料机与称量皮带的组合方式，烧结机布料系统采用梭式布料机→楔形混合料槽→圆辊布料机→微调闸门→反射板的布料方式。目前炼铁厂北区烧结因环保限产频繁，停两台烧结机已经常态化，烧结限产状态时维持 265m² 单机生产或 1 台 210m² 加 265m²“一大一小”生产，实施烧结工序精度提升，有助于提高烧结矿产质量，为高炉提供优质烧结矿。

1 烧结工艺设备现状

1.1 精度控制的意义

实施烧结精度控制能够有效提升物料混匀的均匀性，有效控制料层上、中、下部的烧结速度，实现“均匀烧结”，并且烧结矿成份稳定，粒度均匀合适。在提高烧结矿产量的同时，获得良好的烧结矿质量，并且能有效降低烧结工序各项能耗水平，具有投资小、见效快的特点。

1.2 现状分析

河钢唐钢北区烧结系统投产已经接近 30 年，烧结机布料工艺设备老化，布料精度下降，在目前进一步提高烧结矿质量的生产形势下形成一定制约。

1.2.1 烧结配料精度

烧结工序配料作业是通过配料室称量皮带来完成的，各种燃料、熔剂、含铁物料按照一定比例经过称量皮带的输出完成配料作业。每次称量发生皮带长度变 化、跑偏或者调整之后由于皮带机松紧度发生变化，皮带秤的零点都会发生变化，进而影响烧结矿成份的稳定性。

称量皮带运输物料时，由于物料存在一定的粘料问题，当物料水分的变化、环境温度的变化引起粘料状况也随之变化，造成皮带秤的零点存在误差，导致下料量不稳，称量精度降低。混匀矿下料量偏差 2.4kg/s,燃料、熔剂偏差 0.25kg/s。如何保证称重精度的精度，直接影响烧结过程的稳定性。

1.2.2 烧结布料精度

河钢唐钢烧结机布料闸门整体由多块闸门组成，通过定滑轮改变牵引轨迹，最终过渡到终端实现由涡轮蜗杆进行控制，岗位操作采用人工操作方式，岗位操作难度加大。闸门尺寸多达几种：400mm×2、550mm×2、720mm×2，出料量不易控制，造成台车宽度方向上分布不均匀，甚至造成流料现象。

1.2.3 烧结机料层厚度检测手段

在铁前烧结生产中，烧结机厚料层作业可以提高烧结矿的质量和成品率。在一些烧结机布料过程中，由于没有测厚装置，岗位布料存在操作随意性。另外烧结机料层容易因混合料水分的波动而波动，造成烧结料层薄厚不均，影响料层的透气性，因而影响烧结矿产质量。

1.2.4 烧结机布料器

烧结生产中，平整的烧结机料面是保证烧结生产稳定顺行的基础。改造前河钢唐钢的布料装置为分体式，由 6 块平料器组合而成，每一块由支撑结构、平料结构独立组成，利用平料器重力作用进行平料作业。由于采用分体式分布，平料器之间产生“拉钩”现象，中心部位由于重力不够形成凸面现象，另外由于分体式造成受热不均，平料器变形造成料面水平方向受力不均，料面压实度不足，平整度差，不利于实现均匀烧结。

2 精度控制措施

河钢唐钢烧结生产上述精度问题已经严重影响到了烧结矿质量，统计 2017年烧结矿成份稳定率：TFe±0.5%：92.2%；FeO±1.0%：91.8%；R2±0.08：93.7%已经出现一定程度下滑，甚至波及了高炉的顺行状况。2018 年 1 月至 2018 年 12月先后对烧结配料系统、烧结机布料工艺系统实施工艺精度攻关活动，并取得了非常好的效果,具体改造内容及实施效果如下。

2.1 配料室称量皮带精度改造

为了提升烧结配料室称量精度，从称量皮带粘料和皮带松紧度变化跑偏两个方面入手，针对烧结物料和称量皮带秤设备特性，借助称量皮带自转连续清扫装置（图 1）和称量皮带松紧调整装置（图 2）稳定称量皮带工作状况，该项技术主要特点：

（1）能够借助称量皮带自转连续清扫称量皮带的粘料，使称量皮带不粘料或者保持一定量的较少粘料。

（2）减轻了工人手工铲料的劳动强度，彻底根除人工不能及时清理的难题，消除皮带秤的零点误差，提高皮带秤的称量精度。

（3）能够自动对称量皮带的松紧度和皮带跑偏问题进行调整，使称量皮带松紧度适中且恒定，称量皮带居中运转，保证皮带秤下料精度稳定。

（4）降低操作人员的劳动强度，避免安全事故的发生，装置需要检修维护时，直接将其抬起即可，操作方便。

应用烧结配料室称量皮带清扫和松紧调整装置后，配料精度提升明显。一般情况下，混匀矿下料量核对偏差不超 1kg/s,燃料、熔剂偏差不超 0.15kg/s。即使在物料粘度特别大或是更换新皮带 1 个月以内保证混匀矿不超 2kg/s,燃料熔剂偏差不超 0.2kg/s，极大提升后续烧结工艺状态的稳定。

2.2 烧结机布料系统改造

2.2.1 烧结机布料闸门电动执行器控制

针对烧结机布料闸门人工控制料面波动和闸门不规则的弊端，从布料闸门电动数显控制和闸门尺寸标准化（图 3）方面入手，实施烧结机布料闸门电动改造（图 4），改造后的闸门相对以前具有以下优点：

（1）、实现了机械化作业替代传统手工作业，经验操作转变成数字化标准控制。现场闸门整齐美观、开度可视化。

（2）延台车整体分布，布料更加均匀。消除了“拉钩”和“鼓包”现象”。电动执行器控制布料闸门开度[3]，增设显示仪表进行量化，杜绝了人工手动“估算”操作的不稳定性。

（3）电动执行器控制布料闸门开度（增设闸门开度数显），减少了布料控制的随意性，2018 年料面波动次数减少 156 次，同比减少 72%，烧结机机尾温度波动极差±80°以内，促进了生产过程稳定和四班操作的统一。

（4）整体结构强度增强。由于闸门碰撞变形而造成的闸门脱落等事故全年减少 15 次。

图 3 闸门结构形式标准化                         图 4 电动执行器控制闸门

2.2.2 烧结机厚料层作业报警装置

河钢唐钢烧结机没有测厚装置，针对料层厚度无法量化岗位布料操作存在随意性的弊端，提供一种结构简单、成本低廉的烧结机料层厚度报警装置^[5]（图 5），起到了厚料层作业报警监控作用。

（1）当烧结机料层厚度[4]超过设定值（1#：700mm；2#:650mm；3#:700mm）该装置可立即发出报警信号，提示岗位工及时调整料层厚度，减少料面波动。

（2）可以秉承厚料层作业，稳定料面作业，极大提高了烧结矿质量，河钢唐钢采用厚料层作业后，烧结矿转鼓 78.5%提高至 79%。

（3）装置连接接触限位，料层低于设定值后触发接触限位，引发声光报警。

2.2.3 烧结机“一体式”平料器

原有“分体式”平料器存在料面“拉钩”平整度差、料面水平方向上作用力不一致的问题，主要体现在水平方向料面压实度不足，分体控制产生拉钩影响料面平整度方面。改进在“平料”与压实度方面进行研究，具有以下特点：

（1）整体结构形成一定重量 0.5t，增加料面压实度[1]，料面压实度增加，有利于烧结矿液相形成，有利于烧结矿质量的提升。（表 1）

表 1：厚料层平料器作用下烧结矿液相组成

（2）平料机构延伸到整个台车宽度，使平料板与料面充分接触（图 6）。通过平料板与压板，料面平整度极大改善，有利于烧结过程中料层水平方向均匀一致。

（3）根据实际料面需要通过吊挂系统进行高度调整达到灵活布料的作用[6]（图 7）。

与原先的布料状态相比较，新型布料器实施后，料面“鼓包”“凹面”现象彻底消除，造成这种现象的原因就是老平料器工作的不稳定^[2]和岗位操作的随意性，机械化量化控制料面远远好于人工操作。原平料器整体重量偏轻也造成料面不稳定，特别是分体式控制造成料面“6 道划痕”，由于重量不足造成压实度不足。“一体式”平料器能够有效提高烧结过程的稳定性。

3 实施效果

统计 2018 年 1 月精度提升改造后至 12 月北区烧结生产工艺技术指标以及参数情况，列表进行分析：（表 2）

烧结系统实施设备精度提升措施后，2018 年以来烧结矿质量提升非常明显，转鼓指数 78.5%提高到 79%，为高炉强化冶炼提供了支撑，2018 年全年北区烧结系统可增产 34.8 万吨。因环保限产烧结矿“供不应求”的局面随着烧结矿产量的提升得到一定缓解。同在烧结矿产质量得到提升的同时，烧结固体燃耗实现一定程度的下降。

4 结语

唐钢本部烧结系统运行约 30 年，工艺产线老化问题突出，在这种背景下，2018 年开始实施产线精度提升工作，配料精度提升后混匀矿下料量核对偏差不超 1kg/s,燃料、熔剂偏差不超 0.15kg/s，为烧结机操作创造基础；烧结机布料精度提升后料面波动次数减少 72%，烧结机机尾温度波动控制在±80°以内。在栏板加高的基础上实现均质厚料层作业。烧结工艺精度提升改造后，烧结矿产质量实现明显改善，在环保限产频繁的时期起到了重要的支撑作用，为高炉的强化生产奠定了基础。

参考文献

[1] 何金贤 龚瑞娟等. 河钢唐钢 360m² 烧结机优质稳产的生产实践 河北冶金, 2015(4) 37-40.

[2] 王玮、王珂 265 m² 烧结机布料系统的改进.烧结球团 2011(1) 25-27.

[3] 任慧丽、刘延俊等.烧结机布料闸门开度控制的电液比例系统机械与电子 2010(11) 61-63.

[4] 刘涛、宋雁彬 宣钢 360 m² 烧结机提高料层厚度生产实践 河北冶金 2017 （6） 61-64.

[5] 崔晓东、范兰涛等 河钢河钢唐钢 3#烧结机栏板加高改造实践 河北冶金 2019（2）26-28.

[6] 田高强 宣钢 360m2 烧结机布料系统改造 河北冶金 2015（4）32-34.