賈柯亮 吳戰林 彭元飛
(龍鋼公司煉鐵廠 陜西 韓城 715405)
摘 要:近幾年，龍鋼400㎡燒結機逐步實施厚料層燒結生產，隨著料層厚度的增加，料面控制難度加大，導致生產操作頻繁調整，本文主要介紹了該廠針對燒結料面優化提出的一系列改造措施以及取得的成效。
關鍵詞:燒結機；料面優化
1 前言
料面控制是燒結生產過程中極其重要的環節，工藝要求布料操作時應滿足規定的料層厚度和合理的偏析效果，料面平整無拉溝。現代燒結生產廣泛使用梭式布料器-緩沖礦槽-圓輥給料機-多輥布料器聯合布料裝置進行布料，布料效果的好壞直接影響點火效果、燒結速度、終點位置的變化，從而增加表層燒結礦層返礦量，形成臺車的“邊部效應”，降低燒結礦產質量。
2 面臨的生產現狀
龍鋼400㎡燒結機于2018年3月系統中修后將臺車欄板加高至800mm，料層厚度由750mm增加到820mm，逐漸實現了厚料層燒結生產技術升級，至2020年12月，該廠又逐步將臺車欄板加高至900mm，料層達到920mm。隨著料層厚度的增加，料面控制難度加大，通過提高崗位人員操作技能水平、加強工藝紀律檢查等措施后，料面基本能夠達到平整，但人員勞動強度明顯加大，布料操作需要2人不斷調整，返礦量增加、固燃升高的趨勢沒有較大改觀。為了改善這種現狀，該廠采取一系列措施進行了料面優化攻關。
3 針對料面優化采取的措施
3.1減輕緩沖礦槽粘料
燒結機混合料緩沖礦槽是燒結生產中儲存物料的重要設備，銜接了物料輸送系統與布料燒結環節，對物料的連續輸送起到一定緩沖作用，保證了燒結生產的連續性。龍鋼400㎡燒結機礦槽由于設計缺陷，頻繁出現倉壁粘料，甚至被迫停機來清理粘料（如圖1），嚴重影響燒結生產的連續性和布料的均勻穩定性，進而造成大面積缺料、臺車邊緣欠料、料面起伏不平等情況。
圖1 改造前
改造過程分為三步進行：首先，拆除原礦槽附帶的疏堵機，杜絕了因疏堵機故障而造成的粘料隱患；其次，在原礦槽內壁全部貼陶瓷襯板，四角用鋼板進行封堵，并做弧面處理，減輕了倉體四角粘料的問題；最后，將倉體外部安裝的的四個面共8個空氣炮增加至16個，上下兩排每面4個，增加作用面積，可由電腦自動控制或現場手動控制，處理倉壁粘料效果良好（如圖2）。改造后的混合料緩沖礦槽有效容積較之前增加，儲存物料能力提升，緩沖作用加強，料位控制更加穩定，布料效果得到了很好的改善。
圖2 改造后
3.2安裝聯合布料器
龍鋼400m2燒結機臺車布料控制系統為扇形閥+合頁門結構，均為人工操作調整，由于調整距離滯后、人員技術水平及精心程度等因素影響，實際料面頻繁出現超、欠料現象，不僅影響整體點火效果的一致性，同時也導致燒結礦中偶爾出現夾生料的現象，引起機尾紅層欠均勻，返礦量不穩定。
2021年11月-12月利用系統檢修時間對臺車布料控制系統進行改造，安裝聯合布料器（圖3），實現了自動化布料，減少了人工操作造成的生產過程波動，料面持續平整，機尾紅層均勻、燒結終點一致。料層厚度從920mm提升到930mm，燒結機負壓提高0.3MP，臺車兩側撒料情況減少，內返量明顯下降。
圖3 安裝聯合布料器
3.3壓料輥改造
在生產過程中，一般要對經過布料后的燒結料面進行優化處理，以獲得所需的的料層透氣性和料面平整度，從而提高點火效果，使風量沿燒結機臺車寬度方向趨于一致,減輕臺車“邊部效應”，提升風機抽風效率。壓料輥作為強化料面的裝置，其工作原理是利用自身重力對燒結料面進行壓實、平整。龍鋼400㎡燒結機一直采用的是一體式壓料輥，由于設備自身重量及點火爐高溫的影響，容易出現壓料輥卡滯的情況，不但喪失了原本的功能，還會帶來反作用，造成料面拉溝。
該廠技術人員通過調查研究，提出變一體式壓料輥為分體式的改造方案。通過將現有一體式壓料輥改為一長兩短的三段式疊加布局，并根據各段壓輥的長短制作調節支架（如圖4）。改造后的壓料輥不再出現卡滯現象，轉動靈活；而且還可以通過調節支架的調整來獲得實際生產所需的壓實度，促進料面平整以及合理偏析，臺車“邊部效應”得到有效抑制。
圖4 三段式壓料輥
3.4增設料面噴吹蒸汽裝置
為保證臺車上所裝的生料全部燒透，需要為垂直燒結過程提供足夠的燃燒時間和熱量，保證燒結料在臺車上有足夠的時間使垂直燒結充分反應。增強空氣與料層之間熱交換有兩種辦法：一種是增加料層吸入的空氣量，可以通過增加混合料的透氣性，增加風量來實現，此種方法存在瓶頸，并且龍鋼400㎡燒結機兩臺主抽風機均已全頻運行，此種方法不易實施；另一種辦法是提高空氣比熱，該方法可以通過增加燒結料面噴吹蒸汽來實現（如圖5）。
圖5 料面噴吹蒸汽
燒結面蒸汽噴吹裝置是該廠擁有自主知識產權的實用新型專利技術，其主要工程量是鋪設11排蒸汽管道至燒結機中后段料面，對燒結料面實施蒸汽噴吹，優化燒結過程氣氛控制，使燒結反應更加充分，一是有利于減緩和減少表層燒結礦過快冷卻帶來的粉化現象；二是噴吹熱蒸汽可以提高抽風溫度，減少冷風對燒結過程的不利影響。除此之外，碳和水在高溫狀態下發生化學反應生成助燃氣體CO和H2，促進燒結過程的進行，能夠縮短生料在臺車上的燒結時間，提高垂直燒結速度，降低燃料消耗。
4 產生的效果
經過一系列工藝技術改造措施的實施，料面控制得到進一步優化，為厚料層生產操作、各項生產參數優化提供了有利條件，400㎡燒結機小時上料量由880t提高至900t，料層控制在930mm，礦槽清料周期延長15天，燒結內返比例由25.46%降至23.51%。表1是實施料面優化攻關前后部分燒結參數、指標的對比變化。
表1 攻關前后部分參數指標對比
參數指標 攻關前 攻關后 對比
（2021.01-2021.03） （2022.01-2022.03）
上料量,h/t 880 900 20
料層厚度,mm 920 930 10
礦槽清料周期,d 25 40 15
利用系數, t/㎡•h 1.46 1.55 0.09
固燃消耗, kgce/t 41.84 40.53 -1.31
內返占比,% 25.46 23.51 -1.95
返礦率,% 26.71 25.64 -1.07
5 結論
①龍鋼400㎡燒結機通過減輕緩沖礦槽粘料、安裝聯合布料器、改造壓料輥、增設料面噴吹蒸汽裝置等措施，礦槽清料周期得以延長，料位控制更加穩定，混合料布料效果得到了很好的改善，布料偏析趨于合理；燒結料層透氣性可根據生產需要進行調節；料層控制和料面平整度大幅提升，有效減少表層燒結礦返礦量，料面優化攻關成效顯著。
②料面控制優化之后，有效減少了料面波動對燒結過程的影響，改善了燒結生產條件，燒結礦產質量明顯提升，固燃下降，各項技術質量指標均不同程度得到改善，有利于燒結機產能的正常發揮。
參考文獻
[1] 張漢泉等.《燒結球團理論與工藝（第二版）》[M].化學工業出版社，2018.
[2] 馮二蓮等.《現代燒結生產實用技術》[M].山西興達科技出版社，2018.