【技術文獻】燒結節能提效集成新技術在柳鋼2 # 360 m2 燒結機上的運用

燒結節能提效集成新技術在柳鋼2 # 360 m2燒結機上的應用

吳丹偉，劉武楊，劉 華，熊愛臣，向小平 ，譚世全

( 廣西柳州鋼鐵集團有限公司燒結廠，廣西 柳州 505001)

摘 要: 介紹了柳鋼 2 # 360 m2 燒結機系統上進行的節能提效集成新技術，其主要有熟熔劑的精準配料技術、圓筒混合機不黏料和制粒效果提升技術、混勻料料溫提升技術、鋪底料粒級優化技術等。該集成技術應用後取得了較明顯的效果，其有利於提高生產效率，改善產品質量，降低能耗。對國內同類燒結生產線的節能提效具有一定的借鑒意義。

關鍵詞: 燒結; 節能提效; 精準配料; 圓筒混合機; 混勻料料溫; 鋪底料優化

1 前 言

柳鋼2 # 360 m2 燒結機系統於 2008 年 4 月投產，該生產線採用成熟的熟熔劑雙螺旋給料、厚料層均質燒結系列技術等，裝配、技術水平均達到當時國內先進水平。但隨著設備的老化、工藝條件的變化，近年來該系統出現了熟熔劑下料波動大、混合料混勻制粒效果差、燒結過程透氣性下降、燒結台車隔熱墊、爐條燒損大等現象，導致了作業率低、生產效率差、能耗高等問題，嚴重影響了該燒結系統的技術經濟指標的完成。通過研究分析近10 年來燒結工序節能提效技術的發展現狀發現，現已經形成許多技術成熟的節能提效技術，如強化原料及燒結混合料的混勻效果、採用鋪底料及厚料層燒結工藝、混合料預熱工藝等［1］。

結合本燒結廠實際運行情況，通過考察、比較和論證，最終選用熟熔劑精準下料、圓筒混合機不黏料和制粒效果提升、混勻料料溫提升和鋪底料優化分級等技術，於 2017 年 4 月 20 日開始在 2 # 360 m2 燒結機系統上進行節能提效集成技術的應用化改造。本文對該技術的改造方案及效果做了簡要介紹，以供同行參考。

2 技術方案

2． 1 熟熔劑精準配料技術

長期以來，熟熔劑的雙螺旋配料方式，由於結構簡單、故障率低、揚塵少等優點，一直被做標配選用。但由於其存在著受物料粒度和填充率等因素的影響而導致的下料精度差的缺陷，已漸漸不能滿足燒結礦生產的要求，亟需尋找新的熟熔劑配料技術。近年來，隨著新技術、新工藝的不斷湧現，螺旋給料器 + 精確計量鬥 + 全封閉拉出式皮帶裝置成功地解決了精度不夠和粉塵外逸的問題。改造前後熟熔劑精準配料系統如圖1 所示。

本廠在進行如圖 1 所示的改造過程中，並進行了如下優化:

( 1) 由於計量鬥起到穩流的關鍵作用，而之前廠家設計的計量鬥容積為 8． 5 m3 ，容積較小穩流不明顯，本次改造在高度方向已不可能增加的條件下，在寬度方向增加了約 20% 的有效容積;在料位控制上，採用縮小上下限反饋區間的方法，保持給料螺旋大致恒定的轉速來避免螺旋頻繁啟停; 且在計量鬥內物料的計量方面，將原來的一個傳感器改成對稱分布在計量鬥四個角的四個傳感器，多點累積運算所得計量鬥物料總重量，這樣計量更準確;

( 2) 對計量鬥下方的出料整形裝置進行了優化，將其側板由垂直皮帶改為 75°傾角，並將側板下部離皮帶的間隙由3 mm 減少到1． 5 mm，避免間隙過大造成粉料外溢;

( 3) 對於內部全封閉空間存在狹小不好清理的問題，考慮在皮帶秤周邊增加壓縮空氣自動脈沖吹掃裝置和漏鬥整形抑塵一體化裝置，有效地解決了粉塵逃逸和皮帶計量部位的積料問題。

上述裝置於2017 年6 月開始在2 # 360 m 2 燒結生產線上應用，表 1 為改造前( 2017 年 4 月)和改造後( 2017 年 6 月) 的 12 # ～16 # 倉熟熔劑拋盤精度值( 平均標準偏差) 。

從上表可以看出: 改造後，熟熔劑的下料精度( 平均標準偏差) 明顯提高，最高的提升了0. 328%，最低的也提高了 0． 129%，這對提高混合料水分和燒結礦成分的穩定發揮了關鍵作用。

2． 2 混合圓筒不黏料和制粒效果提升技術

黏料是圓筒混合機的首要問題，其次是耐磨問題，它們不僅相互影響，還嚴重影響著生產及設備安全。有證據表明，由於圓筒內部黏料後造成的負荷不均勻，對其傳動結構產生的不良衝擊，會直接縮短其使用壽命; 而有生產實踐表明，檢修時所發生的安全事故，有約 1/3 與清理圓筒內部積料有關［2］。同時由於圓筒內部黏料，會造成筒體內部有效容積下降，從而使混合時間減少，填充率降低。而根據研究表明，混合制粒效果取決於混合圓筒的填充率和混合時間［1］。因此，解決圓筒混合機黏料與耐磨問題，提升其制粒效果對燒結廠節能提效具有一定作用。解決黏料問題，襯板、提升條的材質和參數、加水方式等都是關鍵。根據2010 ～2015 年生產經驗，結合查閱物料在圓筒內運動的理論［3］，在與生產廠家良好溝通的條件下，最終決定在橡膠材質的基礎上黏合耐磨陶瓷片，保持提升條有效高度不變，將橡膠材質的提升條按照一定的角度( 圓筒的不同部位採用不同的提升角) 直接附著在橡膠襯板上成為一體，再將陶瓷預先黏合在橡膠襯板和提升條的面板上。這樣充分利用了橡膠的彈性和陶瓷的耐磨性，從而有利於延長其使用壽命，而安裝時只需將襯板用螺桿固定在筒壁上就可以了，節省了約 50% 左右的安裝時間。具體見圖2 ～圖4。

改造前後圓筒混合機內部物料的黏結情況及制粒效果分別如圖 5 與表 2 所示。由圖 5 可知，改造後，較好地解決了圓筒混合機襯板提升條的黏料問題。由表2 可知，改造後，混合料3 ～5 mm 和 5 ～ 6． 3 mm 粒級含量有較大幅度的提升，尤其是 ＜3 mm 粒級含量下降了3． 98%，圓筒混合機的制粒效果得到了改善。此外，據統計:普通橡膠襯板的使用壽命為 12 個月，復合襯板( 橡膠 + 耐磨陶瓷片) 理論壽命為 36 個月，目前使用了約 10 個月，未見磨損或脫落的情況。

由以上分析可見，此改造較好地解決了圓筒襯板提升條黏料問題，提高了其耐磨性，改善了圓筒混合機的混勻制粒效果。且這樣改造最直接的好處是每次檢修不用考慮清理圓筒內部黏料和修補提升條襯板脫落的問題，既降低了勞力強度，提高了安全系數，又節省了檢修時間。下步準備在柳鋼燒結廠的其他生產線上全面推廣。

2． 3 混勻料料溫提升技術

柳鋼燒結廠的混合料很長時間沒有使用外部熱源預熱工藝，近年來多方面因素綜合作用，使得混合料的溫度越來越低，由過去的 55 ～ 60℃逐漸下降到 40 ～45 ℃，過濕層較厚，造成燒結過程的透氣性下降，大煙道溫度下降，負壓上升，燒結料層徘徊在 680 ～700 mm 之間。從而導致固體燃耗高，轉鼓指數較低。為了解決這一問題，混合料槽採用了蒸汽預熱混合料新技術。具體措施如下:

在離料槽下部四周若干米高處( 主要考慮物料的黏附情況) ，以一定的向下斜角( 確保氣管不堵) 插入若干根直徑相等的蒸汽管，蒸汽管內輸入大煙道餘熱回收系統的飽和蒸汽，待泥輥漏鬥到達一定料位時蒸汽以一定的壓力自動噴出，將飽和蒸汽的熱量充分傳導至混合料中，以提高料溫並補充部分水分。現場泥輥漏鬥蒸汽管布置圖如圖 6 所示。

用蒸汽預熱混合料後，燒結過程發生了一些顯著而積極的改變，特別是風箱溫度( 見圖 7) 。從圖中可以看出，燒結廢氣溫度上升點( Burn Rising Point，BRP) 已經提前了兩個風箱，且風箱溫度比改造前有不同程度的上升。

通過此技術，能夠將 2 # 360 m 2 燒結機混合料的溫度由 40 ～45 ℃穩步提升到 65 ～70 ℃，超過了「露點」溫度，消除了燒結料層的過濕現象，過程透氣性改善，主管負壓下降，溫度上升，而且不會因為氣溫的降低和熔劑質量的下降受到影響。同時為提高燒結料層、降低燃料消耗發揮了積極作用。具體參數和相關結果如表 3 所示。

2． 4 鋪底料粒級優化技術

柳鋼2 # 360 m2 燒結系統一直使用6 ～16 mm的粒級燒結礦作為鋪底料，由於篩分工藝本身的限制，鋪底料中細粒級含量大，台車爐條燒損後間隙變大，鋪底料未能真正起到工藝作用。其大部分進入煙道，部分夾塞在爐條中，導致爐條大部分直接裸露在高溫環境中而燒損嚴重; 同時由於通風面積明顯縮小，通風點不均勻，導致燒結均勻性不一致，產量低、能耗高。為了較好地解決這一問題，柳鋼燒結廠根據實際情況，採用了鋪底料粒級優化技術，具體做法如下:

將原有鋪底料進料皮帶頭部抬高 2 m，對應的皮帶支架，除塵管道進行相應改造; 另外，在其頭部增設一台孔徑為 10 mm，處理量為 180 t/h的棒條篩，並增加相應的除塵管道; 同時，將原鋪底料漏鬥進行分倉改造，按 4∶6 的比例在中間用12 mm 厚鋼板進行分隔，粗粒級倉占比為 40%，細粒級倉占比 60%，並做到溢流處理，鋪底料小鬥做同樣的分隔處理，使鋪底料下層粗顆粒厚度約為 28 mm，上層細粒級占厚度約為 42 mm; 並增加棒條篩下鋪底料倉的對應漏鬥及溜槽等。

鋪底料優化分級技術前後台車爐條夾塞效果及燒結礦質量和能耗指標分別如圖 8 與表 4所示。由圖 8 可知，改造後爐條夾塞明顯減少。由表 4 可知，改造後燒結礦的轉鼓指數上升了0. 38%，－0． 5 mm 粒度下降了 0． 54%，－10 mm下降了 1． 63%，固體燃耗( 焦粉 + 煤粉) 綜合下降了 0． 63 kgce/t，煤氣消耗下降了 0． 42 m3 /t，電耗下降了 3． 17 kW·h/t。因此，此技術改造，有效地解決了之前鋪底料存在的問題。其既能較好地保護爐條、隔熱墊免受高溫燒損，又能減少爐條夾塞，保證燒結通風面積，還能減少大煙道的灰量，降低能耗，提高系統生產能力。

3 結 論

通過本次節能提效集成技術的應用，一方面較好地解決了 2 # 360 m2 燒結機系統存在的效率低、能耗高、產品質量不夠穩定等問題，收到了較好的經濟效益; 另一方面又能較好地保持設備的穩定性，較大幅度地降低安全風險，發揮了較好的社會效益，值得借鑒與推廣。

參考文獻

［1］ 王梁． 燒結工序節能降耗新技術發展趨勢［J］． 中國冶金，2015，12( 25) : 64 ～70．

［2］ 傅菊英，薑濤，朱德慶． 燒結球團學［M］． 長沙: 中南工業大學出版社，1996: 180 ～181．

［3］ 何雲華，白雲華． 圓筒混合機內物料運動狀態研究［J］．燒結球團，2007，30( 2) : 1 ～4．

0311-88357930

全國冶金人都關注了

每日更新冶金技術文獻