摘  要  鏈篦機(jī)—回轉(zhuǎn)窯法生產(chǎn)球團(tuán)礦的主要特點(diǎn)之一就是通過能源的循環(huán)利用實(shí)現(xiàn)降低能耗。本文主要介紹了昆鋼兩條年產(chǎn)120萬噸鏈篦機(jī)-回轉(zhuǎn)窯生產(chǎn)線通過降低事故停機(jī)率、提高環(huán)冷機(jī)料層平整度，提高回?zé)犸L(fēng)利用效率、提高入窯煤氣及助燃風(fēng)壓力、加強(qiáng)中央燒嘴火焰剛性的控制、工藝參數(shù)的控制調(diào)整等措施，降低了煤氣消耗及電耗，進(jìn)而達(dá)到降低生產(chǎn)成本的目的。

關(guān)鍵詞  生球強(qiáng)度  風(fēng)壓  回?zé)犸L(fēng)  事故率  消耗  成本

1  引言

昆鋼兩條年產(chǎn)120萬噸鏈篦機(jī)-回轉(zhuǎn)窯-環(huán)冷機(jī)氧化球團(tuán)生產(chǎn)線分別于2004年7月及2008年6月建成投產(chǎn)，主要使用鐵精礦為昆鋼礦山生產(chǎn)大紅山精礦及攀西釩鈦精礦；使用燃料為焦?fàn)t煤氣和高爐煤氣的混合氣體；使用粘接劑為鈉基膨潤土。大紅山鐵精礦SiO₂含量高、釩鈦精礦進(jìn)廠夾雜石塊等雜物多，且兩種主要原料靜態(tài)成球性指數(shù)均為弱成球性，不利于造球；回轉(zhuǎn)窯中容易結(jié)圈，影響系統(tǒng)穩(wěn)定順行； 因近幾年實(shí)行淘汰落后產(chǎn)能及搬遷轉(zhuǎn)型，昆鋼本部現(xiàn)單系統(tǒng)生產(chǎn)（僅開一座高爐，一條焦化生產(chǎn)線），系統(tǒng)出現(xiàn)故障時(shí)均會(huì)導(dǎo)致球團(tuán)用煤氣保供不足，待煤氣停機(jī)；為平衡燒結(jié)系統(tǒng)鐵礦石需求，氧化球團(tuán)生產(chǎn)線頻繁出現(xiàn)待精礦停機(jī)導(dǎo)致雙機(jī)開停機(jī)頻繁，回?zé)犸L(fēng)利用效率不高。在外圍條件無法改變的情況下，降低生產(chǎn)成本主要是通過減少零星故障停機(jī)，提高回?zé)犸L(fēng)利用效率、降低煤氣消耗來實(shí)現(xiàn)。

1  項(xiàng)目實(shí)施過程中采取措施

1.1  去除原料中雜物，減少流程卡停

釩鈦精是通過火車從攀枝花進(jìn)廠，由于車皮填縫等需要，含有大量的稻草、編織袋、石頭、大塊等雜物，稻草、編織袋容易人工撿出，但石頭、大塊難以排除，造球系統(tǒng)為閉路循環(huán)，會(huì)造成大、小球輥篩、拖料電子秤等設(shè)備卡停，導(dǎo)致造球過程不穩(wěn)定，為此，進(jìn)行了流程改造，將B10₃膠帶機(jī)下B10₄膠帶機(jī)下料直漏斗改為擺式漏斗；增加一套膠帶機(jī)及雜物篩系統(tǒng)，新增膠帶機(jī)流程上與主機(jī)系統(tǒng)不連鎖，雜物篩卡停時(shí)不會(huì)導(dǎo)致主機(jī)停機(jī)，在輥篩排料端運(yùn)出雜物，用小板車集中運(yùn)到指定地點(diǎn)堆存后集中運(yùn)走，減少雜物在系統(tǒng)內(nèi)造成惡性循環(huán)。

圖1  改造后的流程圖

表1  球團(tuán)近期使用原料理化指標(biāo)（%）

表2  球團(tuán)膨潤土使用指標(biāo)情況（%）

1.2  提高生球強(qiáng)度，減少入爐粉末

由于使用的主要鐵原料大紅山精礦中SiO₂含量較高，在原料條件無法改變的情況下，只有通過過程控制來延緩回轉(zhuǎn)窯結(jié)圈，根據(jù)回轉(zhuǎn)窯結(jié)圈的主要原因?yàn)槿霠t粉末和局部高溫，而回轉(zhuǎn)窯中的粉末主要來自小球輥篩篩分不完全部分, 另一部分是由于球團(tuán)在回轉(zhuǎn)窯中受到摩擦剝落而產(chǎn)生的，為此采取了降低單盤上料量，延長造球時(shí)間來提高生球強(qiáng)度，使生球落下強(qiáng)度保持在8次/個(gè)球以上，減少粉未及轉(zhuǎn)運(yùn)過程跌落粉化幾率；干燥時(shí)適當(dāng)降低鏈篦機(jī)機(jī)速，延長干燥時(shí)間來提高預(yù)熱球強(qiáng)度，減少生球在干燥時(shí)的爆裂現(xiàn)象來降低入爐粉末。

1.3  調(diào)整窯頭格篩傾角，提高環(huán)冷機(jī)熱廢氣余熱回收效率

原設(shè)計(jì)中回轉(zhuǎn)窯窯頭格篩落料點(diǎn)位置與環(huán)冷機(jī)臺(tái)車中心線存在偏差，環(huán)冷機(jī)臺(tái)車料層內(nèi)外環(huán)偏差大；因使用鐵精礦中SiO₂含量較高，生產(chǎn)過程中回轉(zhuǎn)窯結(jié)圈現(xiàn)象不可避免，當(dāng)結(jié)圈塊達(dá)到一定厚度時(shí)由于重力及回轉(zhuǎn)窯運(yùn)轉(zhuǎn)的機(jī)械力作用，結(jié)圈塊就會(huì)脫落，堆積在窯頭格篩上，需要人工在窯頭處冒著高溫扒出，難以處理，嚴(yán)重時(shí)導(dǎo)致窯頭堵死停機(jī)，同時(shí)因結(jié)圈塊堆積或卡堵在窯頭格篩中間，導(dǎo)致下料不均，環(huán)冷機(jī)臺(tái)車布料偏晰較大，偏差達(dá)150～300 mm，形成邊緣效應(yīng)，造成回?zé)犸L(fēng)溫低，不利于熱量的綜合利用且影響球團(tuán)礦的質(zhì)量。為此在窯頭增加了一根上部格篩支座，將回轉(zhuǎn)窯窯頭水冷梁格篩的傾角從以前的13°提升到32°，把格篩向回轉(zhuǎn)窯方向平移70 mm。改造后因格篩傾角增大，脫落結(jié)圈塊堆積在窯頭格篩上幾率降低，崗位人員勞動(dòng)強(qiáng)度降低；每月雙機(jī)因結(jié)圈塊堵死窯頭格篩導(dǎo)致的停機(jī)次數(shù)由4次，每次處理時(shí)間2 h左右減少至每月雙機(jī)不超過1 h，提高了生產(chǎn)作業(yè)率，為球團(tuán)穩(wěn)定生產(chǎn)奠定了基礎(chǔ)，減少了因停機(jī)導(dǎo)致回轉(zhuǎn)窯升降溫導(dǎo)致的燃料浪費(fèi)；環(huán)冷機(jī)臺(tái)車布料偏晰由原來的150～300 mm減小到40～80 mm，料層基本平整，環(huán)冷I、II段爐罩溫度在環(huán)冷鼓風(fēng)機(jī)同等風(fēng)門開度的情況下爐罩溫度較改造前提高50～70 ℃，回轉(zhuǎn)窯窯頭壓力由原來的正壓轉(zhuǎn)為-20 Pa負(fù)壓狀態(tài)，回?zé)犸L(fēng)流順暢，鏈篦機(jī)、回轉(zhuǎn)窯干燥和焙燒狀況得到改善，煤氣消耗降低。

1.4  增大助燃風(fēng)管道直徑，增加助燃風(fēng)通過率，延長回轉(zhuǎn)窯火焰長度

由于球團(tuán)Ⅱ期原助燃風(fēng)管道直徑只有219 ㎜，風(fēng)壓提高至16 KPa時(shí)就會(huì)因風(fēng)阻過大而導(dǎo)致助燃風(fēng)機(jī)頻繁跳停，為保持助燃風(fēng)機(jī)平穩(wěn)運(yùn)行不得不將部分助燃風(fēng)放散，導(dǎo)致窯內(nèi)火焰剛性較差呈發(fā)散狀態(tài)，火焰長度不夠，窯內(nèi)高溫區(qū)比較靠后，溫度分布不合理，熱能利用率低，加速回轉(zhuǎn)窯結(jié)圈速度。為提高助燃風(fēng)風(fēng)量與壓力將助燃風(fēng)管道的管徑由原來∮219 ㎜改為∮325 ㎜。改造后管道氣流通過性提高，取消了放散，助燃風(fēng)壓力由16 KPa提高到24 KPa，回轉(zhuǎn)窯火焰剛性提高，火焰的延伸性也得到加強(qiáng)，高溫焙燒區(qū)由12 m延長至18 m左右，使窯內(nèi)溫度分布更合理并提高了鏈篦機(jī)頭部溫度。

1.5  焦氣加壓機(jī)工頻改變頻

昆鋼球團(tuán)生產(chǎn)線焦?fàn)t煤氣加壓站配置有型號(hào)為ML84WD型和ARE-250HG型加壓機(jī)各兩臺(tái)，雙機(jī)生產(chǎn)時(shí)開ML84WD型1臺(tái)，ARE-250HG型1臺(tái)（一供一備），單機(jī)生產(chǎn)時(shí)開ARE-250HG型1臺(tái)即可，均為工頻控制。因焦?fàn)t煤氣管道及加壓機(jī)內(nèi)使用一段時(shí)間后就會(huì)有焦油殘留，一旦主機(jī)故障停機(jī)或計(jì)劃檢修停機(jī)時(shí)，必須停加壓機(jī)，停機(jī)后加壓機(jī)軸承、密封件、葉輪易被焦油粘死，再次啟動(dòng)時(shí)經(jīng)常無法立即正常，冬季尤為明顯，只能通蒸汽加熱吹掃焦油，由于蒸汽加熱吹掃焦油時(shí)間較長，需使用管子鉗進(jìn)行人工盤加壓機(jī)，有時(shí)還要拆卸進(jìn)、出口膨脹節(jié)處理后才能使用，而加壓機(jī)不正常時(shí)由于煤氣壓力不足，回轉(zhuǎn)窯溫度升不到生產(chǎn)所需溫度，影響及時(shí)投料。為此，利用大修時(shí)間，焦?fàn)t煤氣加壓站4臺(tái)煤氣加壓機(jī)均增加變頻器。改造后煤氣加壓機(jī)在系統(tǒng)檢修時(shí)，可通過慢轉(zhuǎn)電機(jī)帶動(dòng)及增加回流閥開度使其處于長期運(yùn)行狀態(tài)，使用時(shí)通過調(diào)整慢轉(zhuǎn)電機(jī)頻率及降低回流閥開度調(diào)整煤氣壓力，能將壓力及時(shí)調(diào)整至所需，使得投料時(shí)間縮短，預(yù)熱球產(chǎn)生量減少，節(jié)約了煤氣消耗，延長設(shè)備使用壽命，減少設(shè)備修復(fù)費(fèi)用，有效降低備件消耗。

1.6  小球輥篩潤滑系統(tǒng)改造

因小球輥篩長期處于高溫、粉塵的惡劣環(huán)境中運(yùn)行，現(xiàn)場(chǎng)潤滑分配形式為1個(gè)單線分配器對(duì)應(yīng)8個(gè)軸承座，共計(jì)64個(gè)潤滑點(diǎn)。使用中循環(huán)遞進(jìn)出油時(shí)間長，基礎(chǔ)油遇熱蒸發(fā)，容易皂化，分配器不出油，長時(shí)間導(dǎo)致電磁閥閥芯卡死，潤滑點(diǎn)不出油，小球輥篩軸承因潤滑不良造成軸承損壞，影響正常的生產(chǎn)。為此采取了以下措施：①在原有的潤滑系統(tǒng)上增加數(shù)字分油盒15套，將原用的單線分配器拆除，實(shí)現(xiàn)每個(gè)電磁閥對(duì)應(yīng)一個(gè)軸承座的單點(diǎn)式供油方式；②將軸承座上的加油槽進(jìn)行加寬、對(duì)軸承座的內(nèi)腔進(jìn)行擴(kuò)容，增加軸承座內(nèi)部的蓄油量；③將原用的調(diào)心輥?zhàn)虞S承改成深溝球軸承，增加軸承的使用壽命；④將原用軸頭固定軸承軸向位移的鎖緊螺母改成軸擋，增加軸承座內(nèi)部的蓄油量。改造后主機(jī)因小球輥篩的故障造成停機(jī)時(shí)間降低，由原來的平均每月/2次，每次2 h左右降至平均每月0.5 h左右。降低了輥?zhàn)虞S承及輥?zhàn)与姍C(jī)的更換頻率，降低了備件費(fèi)用及人工費(fèi)用，降低了崗位人員的勞動(dòng)強(qiáng)度。

1.7  成品系統(tǒng)增加大塊清除裝置及下料漏斗改造

成品輸送系統(tǒng)因回轉(zhuǎn)窯結(jié)圈塊脫落時(shí)扁平狀或粒度小于格篩間隙的結(jié)圈塊會(huì)掉入環(huán)冷機(jī)臺(tái)車內(nèi)，然后進(jìn)入成品系統(tǒng)，導(dǎo)致后序流程漏斗卡阻，崗位人員勞動(dòng)量大，可能造成膠帶損傷。針對(duì)這一問題，采取了在E102膠帶機(jī)尾部加裝一組具有一定斜度的固定格篩，在機(jī)頭正前方制作溜槽，延伸至廠房外部大撮箕內(nèi)。改造后利用膠帶機(jī)帶速給大塊的外拋力經(jīng)過格篩過濾清除大塊，下滑到廠房外部大撮箕內(nèi)集中，定期利用裝載機(jī)鏟運(yùn)至成品堆場(chǎng)固定點(diǎn)，解決了因結(jié)圈塊堵塞漏斗及成品堆取料機(jī)尾車漏斗的問題，降低了故障停機(jī)及大塊對(duì)膠帶的損傷，崗位人員勞動(dòng)強(qiáng)度降低，人員得以優(yōu)化。

圖2  原 流 程

圖3  改造后流程圖

1.8  提高回轉(zhuǎn)窯火焰剛性，延長火焰長度

回轉(zhuǎn)窯使用的燒嘴為五通道燒嘴，由外到內(nèi)依次為外風(fēng)、高氣、內(nèi)風(fēng)、焦氣、中心風(fēng)。生產(chǎn)過程中外風(fēng)開完，內(nèi)風(fēng)開至2/5左右，中心風(fēng)開完，確保火焰長度；高氣、焦氣視回轉(zhuǎn)窯溫度及NOx濃度控制，助燃風(fēng)壓力盡量控制在22 KPa左右，焦?fàn)t煤氣入口壓力盡量控制在10 KPa以上，高爐煤氣壓力盡量控制在20～24 KPa以上；適當(dāng)降低1^#環(huán)冷鼓風(fēng)機(jī)鼓風(fēng)量，增大2^#環(huán)冷鼓風(fēng)機(jī)鼓風(fēng)量 ，使火焰不散亂，延長火焰長度，使進(jìn)入回轉(zhuǎn)窯的預(yù)熱球高溫焙燒時(shí)間延長。

1.9  熱工控制過程改進(jìn)

通過一段時(shí)間對(duì)球團(tuán)礦抗壓強(qiáng)度、NOx排放均濃度，焦氣單耗、高氣單耗的對(duì)比，據(jù)此確定了生產(chǎn)過程中適宜的熱工參數(shù)如表3所示。

表3  球團(tuán)1^#機(jī)系統(tǒng)正常熱工參數(shù)表

2  效果檢查

2.1  停機(jī)時(shí)間對(duì)比情況

表4 改造前、后停機(jī)原因及時(shí)間對(duì)比

由表4可見，通過項(xiàng)目的開展，生產(chǎn)過程中因雜物、結(jié)圈塊堵停流程導(dǎo)致的生產(chǎn)操

作臺(tái)時(shí)降低16.25 h，因小球輥篩潤滑不良導(dǎo)致的停機(jī)時(shí)間共減少25.07 h，但機(jī)械事故停機(jī)時(shí)間增加22.77 h，綜合停機(jī)時(shí)間降低18.55 h。

注：表中統(tǒng)計(jì)數(shù)字已剔除不可控的外因影響。

2.2  指標(biāo)完成情況對(duì)比

表5  球團(tuán)生產(chǎn)指標(biāo)對(duì)比

由表5可見，改造后因零星停機(jī)故障降低，升降溫次數(shù)減少，較改造前焦?fàn)t煤氣降低1.72 m³/t，高爐煤氣降低1.24 m³/t，電耗降低0.27 kwh/t，球團(tuán)礦合格品率升高4.34 %。

3  結(jié)語

通過以上項(xiàng)目的開展，昆鋼球團(tuán)兩條鏈篦機(jī)—回轉(zhuǎn)窯—環(huán)冷機(jī)生產(chǎn)線生產(chǎn)、電器事故停機(jī)率降低，升降溫次數(shù)減少，有效促進(jìn)了各項(xiàng)指標(biāo)的進(jìn)步，對(duì)降低球團(tuán)生產(chǎn)成本起到了較好的促進(jìn)作用。

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