周建灃，岳宏亮，錢澤正，李 超，王春來，辛 越
(北京首鋼股份有限公司 煉鐵作業部燒結作業區，河北 唐山 064404)
摘要: 針對首鋼遷鋼新建 360 m2 燒結機主抽風門調整頻繁，運行不穩，導致燒結機篦條糊堵嚴重，燒結礦產量、質量波動較大的情況，借鑒他人研究結合生產實際，從堵塞物成分、糊堵機理、堵塞物來源分析了篦條糊堵的原因，并提出了解決措施。通過減少燒結過程中濕帶厚度、提高混合料溫度、控制終點位置、平衡固廢、安裝篦條震打裝置等措施，燒結機篦條糊堵問題明顯減輕，燒結礦較鼓強度提升 1． 25% ，成品率上升 2． 7% 。
關鍵詞: 燒結機; 篦條; 糊堵; 濕帶厚度; 料溫; 終點控制; 震打裝置
0 引言
隨著鋼鐵行業競爭日趨激烈，燒結工序不斷開發和應用節能降耗技術，同時國家對環保要求愈發嚴格，燒結工序的環保技術也得到重視和發展，大型燒結機的應用是發展的必然趨勢。首鋼遷鋼360 m2燒結機自 2021 年 2 月試車投產以來，遇到諸多前所未有的問題制約著生產，其中篦條糊堵問題最為突出，嚴重影響燒結礦的產量、質量，是迫在眉睫需要解決的問題。本文從燒結技術和工藝層面，對篦條糊堵的成因進行剖析，并理論聯系生產實際，一步步摸索出對應的解決措施，為今后燒結生產積累了寶貴的經驗。
1 燒結機篦條糊堵問題
篦條是燒結機臺車的關鍵部件之一，在混合料粉塵和有害元素的侵蝕作用下造成糊堵，影響篦條的使用壽命和燒結機的正常生產。
在實際燒結生產過程中，燒結機篦條糊堵( 圖1) 主要是指篦條及隔熱架上逐步粘料，料越粘越多，導致篦條和隔熱架活動間隙變小，篦條活動困難，逐漸使整塊臺車篦條糊死［1，2］。具體表現為:
( 1) 燒結機由北向南運行，篦條從兩端或東側開始糊堵，逐漸往中間延伸，最終導致整個臺車篦條糊堵，且篦條間隙小、密，糊堵加劇;
( 2) 篦條與篦條之間沾滿料;
( 3) 篦條兩端和隔熱架之間沾滿料;
( 4) 臺車粘結有白色的物質，兩個隔熱架之間的縫隙粘料。
清理篦條糊堵難度大，費時費力，導致燒結產量下降，質量也受到嚴重影響。因此，解決篦條糊堵對提高燒結礦產量、質量十分重要。
2 篦條糊堵原因分析
2． 1 燒結終點位置的判斷對篦條糊堵的影響
360 m2 燒結機試車投產過程中，存在以下影響燒結機穩定運行的問題:
( 1) 經配料室圓盤配料后，進入強混機對混合料進行混合，然后進入二次配料混合料倉，由于混合料水分大，倉體粘料頻繁蓬倉，導致下料量不穩，混合料含碳量波動較大;
( 2) 煙氣溫度高且波動大，主抽風門調整頻繁;
( 3) 二配倉頻繁蓬倉，無法進行倉位高控和蒸汽通入;
( 4) 混合料溫度提高手段單一;
( 5) 白灰質量差，影響料層透氣性;
( 6) 燒結終點和溫度控制不好。
以上問題會導致燃燒不充分、紅層厚，嚴重時下層出現生料，未燃燒的燒結料會粘附于篦條表面和縫隙，此時篦條溫度較低，有利于堿金屬物質在篦條間隙“冷凝”，加劇篦條的糊堵。
燒結機長期運轉，20#、21#風箱之間隔板( 圖2) 損壞，造成煙氣循環風機和主抽風機搶風嚴重，從料面通過的風量減少。同時 20 #、21 #風箱溫度降低，造成主機參數頁面中相應風箱位置出現假終點( 圖3) 。對終點位置的判斷出現失誤，導致真實燒結終點滯后，機尾燒結餅紅層較厚，甚至底部會出現生料，故終點長期滯后是燒結機篦條糊堵的根本原因。
2． 2 混合料粒度、溫度、水分對篦條糊堵的影響
燒結過程中，混合料主要由鐵精礦、熔劑、燃料、返礦、固廢等組成。白灰在燒結混合制粒過程中起粘附作用，白灰質量差會導致粘附效果不佳，同時二、三混混合機加水不合理使得燒結混合料中 1 mm 以下物料比例增多。小粒級混合料布到燒結機臺車后，隨著燒結過程的進行，在干燥帶、過濕帶形成大量粉塵，同時抽風通過篦條間隙，加劇了糊堵程度［1］。
目前，二混混合后混合料溫度 55 ℃ 左右、礦槽溫度 53 ℃。前期生產實踐表明，混合料料溫提高到露點以上可以減少料層中水汽的冷凝，消除過濕層［3］。當過濕層消除后，料層下部含水量降低，改善了混合料透氣性，減少了粉塵在篦條上的粘結量?；旌狭纤謥碜砸韵聨讉€方面: 混合料本身自帶水分、一次配料室加水、強混混合機混勻、二次混合機加水混勻制粒、三次混合機強化制粒、蒸汽等。
混合料水分大，導致燒結過程中過濕層厚，是篦條糊堵形成的一個重要原因。
2． 3 高爐瓦斯灰、除塵灰對篦條糊堵的影響
由表 1、表 2 數據可知，除塵灰中含有 30% 左右的堿金屬、氯離子，且親水性差，混合過程中達不到潤濕的目的，不利于混合和制粒。瓦斯灰成球性差，產生的粉末多。由表 3 中篦條粘結物的成分可以看 出，鉀、氯、鈉 含 量 較 高，分 別 達 到 7． 34% 、9． 36% 和 2． 04% ，鉀鈉與氯的摩爾數之比為 1∶ 1，說明存在大量堿金屬氯化物。由于堿金屬熔點、沸點較低( 表4) ，混合料中焦粉燃燒形成的還原性氣氛有利于堿金屬化合物還原成金屬狀態。在經過燒結燃燒帶時，由于燃燒帶溫度一般在 1 300 ℃ 以上［4］，高于 K、Na 的沸點，堿金屬則以氣態的形式隨燒結煙氣下移。在此過程中，氣態堿金屬與混合料接觸被冷卻，到達篦條位置時溫度低于 500 ℃，堿金屬與煙氣中的粉塵、水氣、Cl － 以及微細粉塵發生一系列物理化學反應，形成固態化合物，附著在篦條附近的各個表面［4，5］。持續的堿金屬富集會導致篦條之間的間隙、隔熱架之間填滿附著物，最終形成堅硬的糊堵物，造成篦條糊堵。
2． 4 鋪底料粒度對篦條糊堵的影響
鋪底料的作用，一是防止混合料直接接觸燒結機臺車篦條而發生堵塞，以及小顆粒物料產生漏料情況; 二是保護臺車篦條，使其減輕或免受燒蝕。由于成品振篩篩板的原因，鋪底料粒度偏細，鋪底料罐倉下料偏析造成東側粒度偏細，鋪底料小顆粒夾在篦條中間無法活動，隨抽風而來的混合料粉塵更容易粘在篦條之間，導致燒結機糊堵嚴重［6，7］。
3 控制措施及效果
3． 1 降低混合料水分，提高混合料溫度，減小過濕層厚度
減少過濕帶厚度，必須嚴格控制水分［8］，使燒 結布料圓輥處混合料水分由( 7． 8 ± 0． 2) % 降低至( 7． 0 ± 0． 2) % 。采取以下措施:
( 1) 將測水儀改到強混下道工序，穩定進入二次配倉混合料水分，保證二次配料倉不粘料下料穩定。
( 2) 提高燒結工、混合工的操作技能，要求先估測，再實際測量，并不斷進行對比，提高崗位判斷水分的技能，人為合理低控混合料水分。
( 3) 采用自動加水技術，生產過程中要避免燒結機速大加大減，確保二配料層的穩定性。降低混合料水分，減少過濕層冷凝水量，在一定程度上抑制篦條糊堵現象。另外，由表 5 可知，采用二混加水、三混少量補充的方式，可降低混合料中1 mm以下粒度的占比，改善混合料透氣性。由于自身工藝流程的缺陷，混合料倉無法通入蒸汽提高混合料溫度，因此采用二混水箱通入蒸汽的方式提高水溫。
( 4) 外購白灰質量波動大，廠內白灰窯升級改造投入生產后，產量、質量無法滿足生產需要，后期制定進廠白灰質量標準、管控措施，提高白灰質量，減少主機生產的波動。
3． 2 合理控制高堿、高氯物料的配比
堿金屬和氯元素是造成篦條糊堵的根源［9，10］。 由于堿金屬、氯離子的存在，要盡量避免終點靠后或出現生料的情況發生，減少堿金屬在篦條的富集。正常生產時，燒結過程中的終點位置控制在 69～ 75 m 左右，提高燒結終點溫度，有利于提高篦條溫度，降低物料在篦條上的凝結幾率，同時也將未完全制粒的除塵灰、固廢粉末進行融合，減少吸入到篦條之間的粉塵含量。
3． 3 合理配加固廢量
生產實踐表明，瓦斯灰親水性差，不利于造球，燒結生產過程中易被風抽走，粘結在篦條縫隙間，造成篦條糊堵。當瓦斯灰配比達到 3% 時，篦條糊堵快且嚴重，不可控制; 當配比降至 1% 時，篦條糊堵明顯改善，但如果不及時處理也會有發展的趨勢; 當不配加瓦斯灰時，篦條糊堵可明顯緩解。所以，首先應該采取分批次小比例配吃的原則，避免集中配吃; 其次，劃分承包區，檢修期間組織人員清理，將糊堵嚴重的篦條進行更換。
3． 4 控制燒結終點位置
燒結機大修后，將 20 #和 21 #風箱隔板恢復，主抽風機和耐熱風機搶風情況明顯緩解，通過增加料面的有效風量，20 #和 21 #風箱終點溫度恢復正常，燒結機終點位置明顯，如圖 5 所示。
3． 5 改善燒結鋪底料粒度、厚度
前期由于篩板間隙小，導致粒度小于 10 mm 的燒結礦偏多，鋪底料粒度偏細，通過改善篩板，有效減少 10 mm 粒度以下燒結礦占比，從而減少了篦條間夾雜的鋪底料，減輕了篦條糊堵現象。
3． 6 增加篦條震打裝置
組織篦條清理的過程中，使用釬子敲打篦條可以將篦條之間的粘料震下去，使用類似于電震的震打裝置可以有效降低篦條粘料的速度。通過對燒結機篦條進行不間斷地震打，對篦條間隙中的小顆粒燒結礦和粉塵進行清理，可增加篦條間隙面積。萊鋼已經在其燒結機上安裝震打裝置，取得了一定效果; 首鋼 360 m2 燒結機大修改造期間已經安裝了篦條震打器( 圖 6) ，使用過程中可以有效減緩篦條糊堵，保證燒結生產穩定運行。
4 改善效果
通過提高混合料溫度、混合料粒度、合理控制水分、穩定二配下料、配吃本廠白灰、修復風箱隔板等手段，穩定終點位置，燒結機篦條糊堵問題得到明顯緩解。表 6 所示為改善前后燒結礦質量?？芍?，料厚由 700 mm 提高到 790 mm，燒結礦產量、質量及生產穩定指標得到明顯改善，轉鼓強度均值上升 1． 25% ，10 mm 以下粒級降低 6． 02% ，平均粒徑提高 1． 56% ，成品率上升2． 7% ，燒結機運行穩定。
5 結語
篦條糊堵一旦形成會造成透氣性變差，終點位置后移進一步加劇篦條糊堵現象的形成，最后導致整塊臺車篦條全部糊死，燒結過程不能均勻正常進行，嚴重影響燒結礦產量和質量。通過對機尾密封板材質、構造進行升級強化，加強生產工藝控制，實施低水、低碳操作，提高白灰質量，穩定固廢配加量，保證了生產的順利進行。
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