劉 祚，李春波
(凌源鋼鐵股份有限公司，遼寧 朝陽 122500)
摘 要: 介紹了 2021 年以來凌鋼第二煉鐵廠 1# 燒結(jié)機為了提高燒結(jié)礦轉(zhuǎn)鼓強度而進行的系列生產(chǎn)實踐。結(jié)果表明，采用厚料層燒結(jié)、實行生產(chǎn)參數(shù)標(biāo)準(zhǔn)化控制、強化熱風(fēng)燒結(jié)作用、提高混合料布料精度、提高機前混合料溫度等措施可有效提高燒結(jié)礦轉(zhuǎn)鼓強度，滿足高爐的生產(chǎn)需要。
關(guān)鍵詞: 燒結(jié)礦; 轉(zhuǎn)鼓強度; 料層厚度 ; 返礦率; 熱風(fēng)燒結(jié)
0 引言
燒結(jié)礦轉(zhuǎn)鼓指數(shù)是衡量燒結(jié)礦冷態(tài)強度的重要指標(biāo)，直接影響燒結(jié)礦成礦率以及高爐的技經(jīng)指標(biāo)。高轉(zhuǎn)鼓強度的燒結(jié)礦可降低高爐返礦率，提高燒結(jié)礦的入爐量，降低倒運加工成本，同時更有利于高爐的穩(wěn)定順行，為高爐提產(chǎn)降耗提供了重要保障。
1 生產(chǎn)概況
凌鋼現(xiàn)共有 3 臺燒結(jié)機，分別為 1# 240 m2燒結(jié)機、2# 180 m2 燒結(jié)機、3# 320 m2燒結(jié)機。1# 燒結(jié)機于 2008 年 12 月投產(chǎn)，有效燒結(jié)面積為240 m2，利用系數(shù) 1. 3 t /m2 . h，設(shè)計年產(chǎn)燒結(jié)礦273 萬 t。2020 年 3# 燒結(jié)機投產(chǎn)后，1# 燒結(jié)機的產(chǎn)量壓力得到緩解，為提高燒結(jié)礦轉(zhuǎn)鼓強度所進行的一系列探索實踐提供了一定條件。
2 提高轉(zhuǎn)鼓強度的措施
2. 1 厚料層燒結(jié)技術(shù)
1# 燒結(jié)機于 2021 年 1 月至 4 月將燒結(jié)機機速由 1. 55 m/min 分 4 個階段逐步降低至 1. 25m/min，料層 厚 度 由 770 mm 逐 步 提 高 至 800mm，實現(xiàn)了慢機速、厚料層燒結(jié)。厚料層燒結(jié)強化了料層自動蓄熱作用，優(yōu)化了垂直燃燒速度的合理性，延長了燒結(jié)帶高溫保持時間，改善了鐵酸鈣發(fā)育和粘結(jié)相形成的條件，提高了強度較好的中間料層燒結(jié)礦比例，減少了表層燒結(jié)礦的比例，最終達到提高燒結(jié)礦強度的目的。
2. 2 制定生產(chǎn)標(biāo)準(zhǔn)化參數(shù)控制制度
燒結(jié)生產(chǎn)所用的原料和熔劑種類多、變化大，生產(chǎn)狀態(tài)波動頻繁，因此，如何提高燒結(jié)生產(chǎn)的連續(xù)穩(wěn)定性是一項重要的工作。為此，第二煉鐵廠為 1# 燒結(jié)機制定了 “生產(chǎn)標(biāo)準(zhǔn)化參數(shù)控制制度”，這一全新的操作制度對機速、料層厚度、投料量、焦粉配比、各料種熔劑配加量、內(nèi)返配加量、燒結(jié)煙道負壓等參數(shù)制定統(tǒng)一控制標(biāo)準(zhǔn)，并結(jié)合實際生產(chǎn)動態(tài)調(diào)整優(yōu)化控制參數(shù)。通過此制度的執(zhí)行，1# 燒結(jié)機重要生產(chǎn)參數(shù)的控制更加科學(xué)、規(guī)范，同時消除了因操作人員個人操作理念和習(xí)慣的差異所造成的生產(chǎn)頻繁波動，生產(chǎn)狀態(tài)的持續(xù)穩(wěn)定性得到了大幅度提高。
2. 3 提高混合料布料精度
1# 燒結(jié)機原有混合料布料系統(tǒng)的大扇形門、插板門均為手動操作，以手拉葫蘆控制大扇形門開度，以手搖滑輪控制鋼絲繩長度來控制插板門高度，在布料過程中難以精確、便捷的調(diào)整料層厚度，且職工勞動強度大，故障率高，嚴(yán)重影響布料效果，最終影響生產(chǎn)狀態(tài)的穩(wěn)定。
2021 年 4 月，1# 燒結(jié)機扇形門重新設(shè)計制作，提高調(diào)整精度，具體做了優(yōu)化改動: ①將原設(shè)計 5 個等寬插板門改造為 2 個小邊門、3 個大中門，利于調(diào)整邊門抑制邊緣效應(yīng)的同時不影響中間料層平整度; ②將大扇形門改造為機旁液壓推桿控制方式，小插板門改造為機旁電動推桿控制方式并以毫米為控制單位，使得調(diào)整料面更加精準(zhǔn)便捷，有效減少了因料面不平、料層厚度不適宜而導(dǎo)致的生產(chǎn)狀態(tài)波動，具體見圖 1。
2. 4 提高混合料料溫
將混合料料溫提高到露點溫度以上來降低過濕層的措施對消除燒結(jié)過程的不利影響具有重要意義。1# 燒結(jié)機分別在制粒機內(nèi)、點火爐之前用蒸汽對混合料進行預(yù)熱，取得了良好效果。
首先，回收 1# 燒結(jié)環(huán)冷機余熱鍋爐產(chǎn)生的無法回收發(fā)電的低參蒸汽。鋪設(shè)管道將低參蒸汽接至制粒機內(nèi)，在制粒機內(nèi)均勻的將蒸汽噴灑至混合料中以起到預(yù)熱混合料的作用。
其次，利用檢修機通過鋪設(shè)管道將系統(tǒng)蒸汽引至點火爐前。綜合考慮臺車寬度、料層厚度、點火爐高度等因素后自制兩組分別帶 12 個噴嘴的蒸汽管道，將蒸汽均勻的噴至即將進入點火爐的料面上，利用此區(qū)域的負壓將噴射的蒸汽帶入料面中，起到了預(yù)熱混合料的作用，具體見圖 2。
通過以上兩項改造措施，機前混合料溫度由55 ～ 57 ℃提高至59 ～ 61 ℃，有效地弱化了過濕層對燒結(jié)生產(chǎn)的不利影響，改善燒結(jié)生產(chǎn)狀態(tài)，提高燒結(jié)礦質(zhì)量。
2. 5 強化熱風(fēng)燒結(jié)技術(shù)的應(yīng)用
熱風(fēng)燒結(jié)技術(shù)主要是利用環(huán)冷機煙罩的高溫廢氣加熱燒結(jié)料層。在厚料層燒結(jié)工藝中，自動蓄熱作用較強，料層下部熱量過剩，上部熱量不足，而熱風(fēng)燒結(jié)通過引入環(huán)冷機煙罩的熱廢氣使通過料層的風(fēng)溫升高，上部料層的燒結(jié)溫度升高，減少上、下層的溫差。同時，還可替代部分固體燃料的燃燒熱，降低固體燃料消耗。可見，采用熱風(fēng)燒結(jié)技術(shù)對提高燒結(jié)礦產(chǎn)質(zhì)量、降低能耗具有重要意義。凌鋼 1# 燒結(jié)機原有熱風(fēng)煙罩僅為 5 m，環(huán)冷鼓風(fēng)機的正壓及主抽風(fēng)機的負壓形成的無動力熱風(fēng)輸送路徑將環(huán)冷機 1 冷段末端及 2 冷段前端的熱廢氣輸送至該熱風(fēng)煙罩實現(xiàn)熱風(fēng)燒結(jié)。但因該熱風(fēng)煙罩長度過短，不能完全消化上述路徑輸送過來的熱廢氣，造成熱量浪費。且過短的熱風(fēng)煙罩對表層燒結(jié)礦的保溫范圍及保溫作用大大降低。
因此，1# 燒結(jié)機結(jié)合生產(chǎn)實際條件設(shè)計了 8 m 長的熱風(fēng)煙罩，安裝至原有熱風(fēng)煙罩后方，并將熱風(fēng)管道與原熱風(fēng)主管道相連，增加熱風(fēng)煙罩的整體面積。通過料面的負壓作用提高管道內(nèi)熱風(fēng)流速，在未增加風(fēng)機、未改變環(huán)冷機熱廢氣回收范圍的情況下以較小的投資及設(shè)備改造規(guī)模提高了熱風(fēng)燒結(jié)系統(tǒng)回收環(huán)冷機熱風(fēng)的能力。具體設(shè)計及實物圖見圖 3、圖 4。
3 實踐成果
將2020 年、2021 年、2022 年1# 燒結(jié)機燒結(jié)礦部分質(zhì)量數(shù)據(jù)進行比對，具體見表 1。
由表中數(shù)據(jù)可見，2022 年1# 燒結(jié)機燒結(jié)礦二元堿度由2020年的 2. 27倍降至 2. 09倍，同時高爐燒結(jié)入爐配比由 64. 24% 提高至70. 90% ，在此前提條件下，1# 燒結(jié)機燒結(jié)礦轉(zhuǎn)鼓指數(shù)提高了 2. 91% ， 返礦率降低了2. 24% ，高爐槽返降低了 24. 8 kg /t。1# 燒結(jié)機燒結(jié)礦的轉(zhuǎn)鼓指數(shù)、返礦率等主要冷強度質(zhì)量指標(biāo)均取得了明顯進步，為高爐穩(wěn)定順行提供了更有力的保障。
4 結(jié)語
實踐結(jié)果表明凌鋼 1# 燒結(jié)機為了提高燒結(jié)礦轉(zhuǎn)鼓強度而采取的厚料層燒結(jié)技術(shù)、實施生產(chǎn)標(biāo)準(zhǔn)化參數(shù)控制制度、提高混合料布料精度、提高機前混合料溫度及強化熱風(fēng)燒結(jié)技術(shù)應(yīng)用等措施是切實有效的。隨著 2022年10月1# 燒結(jié)機系統(tǒng)改造升級的完成，1#燒結(jié)機將繼續(xù)致力于燒結(jié)礦質(zhì)量的再提升和燒結(jié)系統(tǒng)熱能的極致利用，為高爐穩(wěn)定順行、燒結(jié)綠色低碳發(fā)展以及節(jié)能降耗不斷探索前進。