白玮
（山钢股份莱芜分公司炼铁厂，山东莱芜271104）
摘要：山钢股份莱芜分公司炼铁厂对3 台105 m2烧结机进行了一系列技术改造，包括烧结熔剂破碎工艺优化，配料自动化控制系统改造，混合料温度提升，混合机筒体衬板及安装改造，烧结机漏风治理，单辊篦板保护帽改造等。改造后，烧结机作业率98.02%，烧结矿合格率98.19%，产量355.9 万t。
关键词：烧结机；技术改造；作业率；产量
1 前言
山钢股份莱芜分公司炼铁厂老区现有3 台105m2烧结机，经过历年的设备大修与改造及工艺优化改进，3 台烧结机满足了生产工艺的要求，提高了烧结矿的产量。近年来，随着钢铁产能的过剩，钢铁市场的持续低迷，及高炉对烧结矿的产量、质量的要求不断提高，炼铁厂进行了一系列的技术改造与创新，提高了设备作业率，降低了生产成本和能耗，提高了烧结矿产量和质量，取得了显著效果。
2 存在问题
2.1 烧结熔剂破碎工艺复杂
白云石块储存在原料场，用皮带机运送至熔剂料仓，再经锤式破碎机破碎、振动筛筛分，＞3 mm 的筛上物返回锤式破碎机继续破碎，＜3 mm 的筛下物运送至配料室参与配料。原系统共有30 条皮带机、3 个圆盘给料机、2 台锤式破碎机、3 台熔剂振动筛、8个中转料仓、2 台电除尘器等设备，导致加工费用增加，并且岗位扬尘、噪音污染严重。
2.2 配料系统自动化程度低
原有烧结配料系统始建于1991 年，后扩容改造为两期，为3×105 m2烧结机提供烧结配料。配料系统自动化控制程度低，多为手动操作，配料效率和配料精度不高，直接影响烧结配料的精度和烧结矿的质量。
2.3 混合机系统混匀效果差
原有提高混合料温度的方法为直接从混合机筒体内通入蒸汽，热交换利用系数低，蒸汽利用率只有20%～30%，并且蒸汽在冷凝过程中产生大量水分，影响混合料水分含量，造成烧结生产波动。混合机筒体衬板磨损严重，混匀效果差。原有混合机由于衬板材质不耐磨、衬板的尺寸、形状，安装方法、固定方式的不合理，筒体衬板磨损严重，在混合机运行过程中出现筒壁粘料，进料口甩料，混匀、制粒效果差，料层透气性差，导致烧结矿质量差，产量低。
2.4 烧结机系统漏风
烧结机的漏风制约着烧结生产能力的提高，造成生产成本上升，各种消耗升高。烧结机系统漏风表现为主抽风机到烧结风箱之间的漏风，烧结机本体部位的漏风。
2.5 单辊篦板保护帽易脱落
烧结机单辊篦板保护帽为单根布置，经常造成保护帽脱落，并且每次更换保护帽需将重达40 t 左右的轴辊系统及附属系统吊起，更换难度大，时间长。保护帽使用寿命短，3 个月左右就必须对保护帽进行调头更换，制约着烧结机的生产。
3 改造措施
3.1 烧结熔剂破碎工艺优化改造
针对原有烧结熔剂破碎工艺存在的缺陷，进行工艺优化改造。在原有4#转运站1#皮带机机尾位置新建一个汽车受料槽，用汽车运输白云石粉卸至受料槽，经拉式皮带机、斗式提升机、皮带机运输白云石粉到4#转运站1#皮带上，进入原有物料输送系统。
新建受料槽采用自卸车受料，有效容积18 m3，受料槽内壁贴尼龙衬板，受料槽安装2 台仓壁振动器。用拉式皮带给料机从料仓排料，送入斗式提升机。用斗式提升机提升物料至新皮带机。用皮带机将物料运输至4#转运站1#皮带机。电气系统新增功率32 kW，用8#低配室供电，增加变频器1 套。受料槽的扬尘和增加的落料点扬尘，由原有的30 m2电除尘器进行除尘。
备用料线改造。延长原有熔筛6#皮带机5 m，熔筛6#机头新建溜槽至2#转运站2#皮带。该料线作为备用料线，仅在斗提升机大修时备用，运行时间少，在打满熔剂圆盘3 个料仓的情况下可以保证烧结用料3 d 以上。
通过改造，每吨节约熔剂费用15 元，年节约电费120 多万元，经济效益显著，同时降低了岗位扬尘、噪音污染，改善了现场环境。
3.2 配料自动化控制改造
利用烧结机年修的机会分别对一期、二期配料自动化控制系统进行改造。将旧配料秤拆除，改造为高精度配料秤，新配料秤积算仪由4-20 mA 信号输出，信号参与PLC 控制，将原有PLC 系统升级改造，双期设立独立的PLC 系统，实现精确配料。改造现有电气控制系统，新增加2 面进线柜，34 面控制柜，34 台现场操作箱，更换现场设备的控制电缆、负荷电缆及电缆桥架等，所有电气设备参与PLC 系统控制。
项目改造后，实现了自动配料功能，配料精度由85%提高至98%，提高了烧结配料自动化控制系统的控制水平，提高了烧结矿质量。
3.3 混合机系统改造
3.3.1 混合料温度提升改造
将蒸汽加热混合料温度的方式改造为先加热清水，提高水温，然后将加热后的温水加入混合机筒体内，以此提高混合料的温度。
1）旧水浴除尘水池分离改造。充分利用现有的水浴除尘水池，将水浴除尘水池进行分离改造，分为两个水池，一部分仍作为水浴除尘水池，另一部分作为改造料温提升蓄水池。通过对循环水泵循环水量、管道平均流速、管道长度、循环水回入水池的时间等计算，将旧水浴除尘水池分离出65.7 m3作为新的料温提升蓄水池，满足料温提升用水量。
2）加热、供水系统的安装。将蒸汽管道引入蓄水池底部，增加分管，利用各分管散布的蒸汽开孔进行分散加热。同时在出水管道上设置蒸汽补温系统，保证水温大于80 ℃。在水池内部安装3 台污水泵（扬程30 m、流量25 m3/h），两用一备，将升温后的热水打往一次混合机内。在蒸汽管道上安装流量表，并将温度、压力在线显示等数据引入一混值班室内。
3）料温提升水池的补水。料温提升水池的补水采用冲洗管道循环补水，补水管道安装流量计和电动调节阀，便于流量调节。同时在蓄水池中安装水位报警系统。
通过改造，冬季蒸汽用量由16.5 t/h 降至10.36t/h，夏季蒸汽用量由8.5 t/h 降至5.6 t/h，降低了蒸汽消耗，节约了能源,经济效益显著。
3.3.2 混合机筒体衬板及安装改造
1）选用高耐磨的衬板。采用新型含油尼龙衬板代替原有的高分子聚乙烯衬板。新型衬板具有极高的耐磨性和较低的摩擦系数。
2）改造衬板的结构形式。原有的衬板为平板式、光面，易粘料。改造后的衬板设计有一个主导流条和两条辅导流条。主导流条为“一”字形，设置在衬板的对角线位置。辅导流条为“一”字形，设置在主导流条的两侧，对称分布。图1 为衬板结构示意图。
3）改造衬板的安装形式。在混合机筒体进料口位置的安装方法为沿圆周设置2 圈衬板，每圈衬板为9 块，共计18 块衬板。衬板安装方向为使导流条的方向与混合机筒体旋转的方向相同，保证进料口不粘料、不积压。筒体本体及出料口位置的安装方法为沿圆周设置衬板，直到布满整个筒体，共计9圈衬板，每圈衬板为9 块，共计81 块衬板。衬板安装方向使导流条的方向与混合机筒体旋转的方向相反，整个导流条在筒体内形成了多个螺旋线，延长了混合料在筒体内的混合时间，保证了混合物料的运行轨迹，提高了混合料制粒效果。图2 为衬板在筒体内的安装示意图。
4）改造衬板固定方式。由于原有的固定螺母只是沉埋到衬板中部，在生产过程中，当衬板磨损到只剩衬板固定螺母的一半时，螺母已磨完，衬板失去紧固力，从而脱落。将现有的螺母上设置带“n”的保护帽，在制作中制成一体结构。材质为不锈钢,大大提高了耐磨性能。
通过改造，延长筒体使用寿命1 a 以上，减少因更换衬板造成停机，影响烧结矿的产量。避免了筒壁粘料和进料口甩料，提高了混匀效果和制粒效果，提高了料层透气性和烧结矿质量。
3.4 烧结机漏风治理
近年来，针对烧结机漏风率不断进行攻关改造。通过烧结机头、机尾密封，滑道密封、润滑，台车本体、栏板，风路系统，大烟道，主降尘管道，风箱弯管等部位漏风率的治理，大大降低了烧结机漏风率。主要介绍两项专利技术。
1）对烧结机台车栏板进行改造，由分体式结构改造为双层护角一体式结构。改造后烧结机台车栏板为一个整体，在台车栏板上部安装双层护角进行保护，在台车栏板本体内部安装耐磨导热衬板。台车栏板本体材质为碳素结构钢Q235，本体外部焊接立筋，栏板本体上部内外两侧焊接双层护角，护角为耐磨钢板，尺寸为200×50×12，材质为16M钢。耐磨导热衬板通过螺栓固定在台车栏板本体内侧，耐磨导热衬板材质为球墨铸铁，形状为长条形，分体式，平行于台车栏板安装。
通过改造，解决了台车栏板易开裂，使用寿命低、更换频繁的缺陷，减少了烧结机的漏风率，降低了烧结机电耗。图3 为台车栏板结构示意图。
2）大烟道卸灰阀改造为复式电动双层卸灰阀。双层卸灰阀包括手（电）动插板阀、上卸灰阀、下卸灰阀、中间灰箱和驱动装置。上下卸灰阀通过中间灰箱上下配置，驱动装置分别控制上下卸灰阀之一打开或关闭。卸灰阀工作时，首先在下卸灰阀关闭的状态下开启上卸灰阀，将灰尘卸到中间灰箱中，然后关闭上卸灰阀并打开下卸灰阀，再将中间灰箱中的灰尘卸出。在此过程中，始终有一卸灰阀处于关闭状态，保证了系统的气密性，使其负压状态不受影响，从而为在线卸灰提供了保障。
通过改造，解决了由于阀芯粘料导致的密封不严、漏风现象的发生，大大降低了系统的漏风率。
3.5 单辊篦板保护帽改造为双联保护帽
对单辊篦板保护帽进行改造，改造为双联保护帽。双联保护帽包括凸起部分和凹槽部分，凸起部分由两根平行保护帽组成，两根平行保护帽的一端通过连接桥相连接，另一端设置凸起；凹槽部分也由两根平行保护帽组成，两根平行保护帽的一端也通过连接桥相连接，另一端设置与凸起相匹配的凹槽；将凸起部分与凹槽部分固定在一起。平行保护帽的长度为1 260 mm。
通过改造，双联保护帽使用寿命延长1 a 以上，减少了检修次数和设备维修费用。
4 结语
近年来，通过对烧结机系统进行的多项技术改造与创新，提高了烧结机的作业率，烧结矿的技术性能指标得到提升，提高了烧结矿的产量和质量。2014 年烧结机作业率达到98.02%，烧结矿的合格率达到98.19%，烧结矿品位53.05%，筛分指数4.3%，转鼓指数76.46%，固体燃耗54.64 kg/t，综合电耗51.07 kW·h/t，烧结矿产量达到了355.9 万t。