球團(tuán)生產(chǎn)工藝是一種通過高溫氣體焙燒，把細(xì)磨的鐵精礦粉制成球團(tuán)的方法。球團(tuán)礦作為良好的高爐爐料，與高堿度燒結(jié)礦搭配，可使高爐達(dá)到增產(chǎn)、節(jié)能，提高經(jīng)濟(jì)效益的目的，是鋼鐵生產(chǎn)中的重要一環(huán)。鏈箅機(jī)－回轉(zhuǎn)窯氧化球團(tuán)生產(chǎn)線具有產(chǎn)品質(zhì)量高、原料適應(yīng)性強(qiáng)、單機(jī)生產(chǎn)能力大、可用煤做燃料、操作成本低等優(yōu)點(diǎn)，是目前國內(nèi)外大型氧化球團(tuán)生產(chǎn)線首選的生產(chǎn)設(shè)備。河鋼宣鋼煉鐵廠球團(tuán)作業(yè)區(qū)1＃鏈箅機(jī)回轉(zhuǎn)窯年產(chǎn)100萬t合格的氧化球團(tuán)礦，生產(chǎn)工藝十分復(fù)雜，整條生產(chǎn)線由原料系統(tǒng)、配料系統(tǒng)、烘干系統(tǒng)、潤磨系統(tǒng)、造球系統(tǒng)、鏈箅機(jī)系統(tǒng)、回轉(zhuǎn)窯系統(tǒng)、環(huán)冷機(jī)等多個系統(tǒng)構(gòu)成。投產(chǎn)以來，工序能耗高、造球質(zhì)量波動大、回轉(zhuǎn)窯結(jié)圈周期短等問題嚴(yán)重制約了球團(tuán)礦的生產(chǎn)效率?；诤愉撔?＃回轉(zhuǎn)窯的工藝概況和系統(tǒng)功能，針對影響目標(biāo)參數(shù)實(shí)現(xiàn)的限制性因素，制定實(shí)施了4大工藝優(yōu)化方案，即生球質(zhì)量優(yōu)化，鏈箅機(jī)熱工制度優(yōu)化，回轉(zhuǎn)窯環(huán)冷機(jī)用風(fēng)優(yōu)化，輥篩篩分優(yōu)化等措施，旨在提高球團(tuán)礦質(zhì)量，穩(wěn)定生產(chǎn)。

河鋼宣鋼1?；剞D(zhuǎn)窯由于原設(shè)計缺陷、設(shè)備老化、工藝參數(shù)匹配不合理等問題，存在窯頭正壓，回轉(zhuǎn)窯頻繁結(jié)圈，產(chǎn)、質(zhì)量水平低等問題，需從工藝、設(shè)備角度系統(tǒng)分析影響其提產(chǎn)提質(zhì)的關(guān)鍵因素，找準(zhǔn)切入點(diǎn)，包括生球質(zhì)量有待提高，生球篩分有待提高，焙燒熱工制度需進(jìn)一步完善，系統(tǒng)用風(fēng)應(yīng)合理調(diào)整以及相關(guān)設(shè)備、設(shè)施優(yōu)化改造。

2.1.1加強(qiáng)造球前各工序操作，穩(wěn)定原料水分

造球前原料水分的精確控制及水分穩(wěn)定性直接影響生球質(zhì)量和成球效果。若采用濕度最小的礦粉造球，由于毛細(xì)水不足，母球長大很慢，而且結(jié)構(gòu)脆弱、強(qiáng)度極低；若礦粉濕度過大，盡管初始成球較快，但易造成母球相互黏結(jié)變形，生球粒度不均勻，同時過濕的礦粉還容易黏結(jié)在造球盤上。過濕的生球強(qiáng)度也很差，在運(yùn)輸過程中易變形、黏結(jié)破裂；干燥焙燒時將導(dǎo)致料層的透氣性變差，爆裂溫度降低，干燥焙燒時間延長，產(chǎn)量與質(zhì)量下降。

一般，礦粉的適宜成球水分是8％～10％，且水分波動范圍很窄，一般不超過±0.5％，這就需對造球前水分的穩(wěn)定性加以控制。

（1）為穩(wěn)定干燥工序，實(shí)行每日跑盤制度，發(fā)現(xiàn)下料量超出正常范圍時，及時進(jìn)行處理，保證下料的準(zhǔn)確性和穩(wěn)定性。針對高爐煤氣壓力波動大的現(xiàn)狀，對1＃回轉(zhuǎn)窯兩臺干燥機(jī)燒嘴的電動調(diào)節(jié)閥進(jìn)行更換，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程調(diào)節(jié)。在干燥崗位及中控室安裝煤氣壓力報警裝置，當(dāng)煤氣壓力≤3.0kPa及≥12kPa時或1min內(nèi)煤氣壓力變化超1kPa時觸發(fā)警報，崗位人員根據(jù)煤氣壓力波動情況，及時對煤氣電動調(diào)閥進(jìn)行調(diào)整，從而穩(wěn)定干燥出口水分在（6.0±0.5）％，干燥后水分穩(wěn)定率提高10個百分點(diǎn)，如表1所示。

（2）針對潤磨工序，為了提高磨機(jī)精粉處理量，減少磨機(jī)“脹肚”現(xiàn)象，保護(hù)設(shè)備正常運(yùn)行，干燥后水分控制在（6.0±0.5）％，生球造球適宜水分控制在（7.0±0.5）％。通過實(shí)際生產(chǎn)摸索發(fā)現(xiàn)，造球盤中大量加水易產(chǎn)生泥疙瘩，導(dǎo)致成球快，生球的質(zhì)量得不到保證，影響后續(xù)生產(chǎn)。通過改變工藝思路，在磨機(jī)后皮帶上增加打水管，對精粉進(jìn)行均勻加水，使造球前原料水分穩(wěn)定在（6.5±0.5）％，這樣造球盤中加水量減少近一半，成球效果及生球質(zhì)量得到了提高，可滿足后續(xù)生產(chǎn)要求。

2.1.2造球工藝優(yōu)化，改善生球質(zhì)量

生球質(zhì)量在很大程度上決定著成品球團(tuán)礦的質(zhì)量和產(chǎn)量，因此力求實(shí)現(xiàn)生球粒度均勻、機(jī)械強(qiáng)度高、熱穩(wěn)定性好、水分適宜。

（1）造球工藝改進(jìn)。造球盤的工藝參數(shù)包括直徑、轉(zhuǎn)速、邊高等。適宜的轉(zhuǎn)速才能使物料沿著造球盤工作面滾動。造球盤的轉(zhuǎn)速與傾角和物料性質(zhì)有關(guān)。傾角過大，圓盤內(nèi)的物料帶不到母球形成區(qū)；傾角過小，盤內(nèi)的物料全拋到盤邊，盤心出現(xiàn)空料不能造球。造球盤的傾角一般為45°～50°。造球盤的邊高與傾角和直徑有關(guān)，傾角小，邊高越大，填充率也越大，成球時間越長。經(jīng)生產(chǎn)觀察，以出球效果及生球質(zhì)量好的造球盤為標(biāo)準(zhǔn)，對其他造球盤進(jìn)行工藝調(diào)整，將造球盤的角度均調(diào)整為47°，旋轉(zhuǎn)刮刀的轉(zhuǎn)速均調(diào)整為10r/min，旋轉(zhuǎn)刮刀與底襯的距離調(diào)整為30～40mm。改進(jìn)后，出球效果明顯好轉(zhuǎn)，落下強(qiáng)度提升到5～8次，生球流量的穩(wěn)定性、布料的平整性均得到了提升。

（2）造球盤加水設(shè)施優(yōu)化向造球盤內(nèi)加水加料是一項重要和復(fù)雜的操作的。生產(chǎn)過程中水和混合料是分別加入造球盤中，但兩者關(guān)系十分密切，加水與加料配合良好、適宜，才能造出水分適宜、粒度均勻的生球。加入水量與生球質(zhì)量有較大的關(guān)系：加水量低于適宜值，成球速度減慢，生球粒度偏小，出球率減少；加水量高于適宜值，成球速度加快，產(chǎn)量提高，但是生球強(qiáng)度下降。加入造球盤中的物料應(yīng)保證料面疏松。造球過程中加水方法一般有兩種：一是滴狀水，加在下料點(diǎn)區(qū)域，形成母球；一種是霧狀水，噴到母球表面，使其迅速長大。通過對造球盤加水設(shè)施摸索，對造球盤下料小皮帶頭輪位置、加水管的布局和位置、固定刮刀及旋轉(zhuǎn)刮刀、造球盤襯板進(jìn)行了改造。造球盤落料點(diǎn)較之前向盤內(nèi)延伸了100mm，小皮帶下料點(diǎn)到邊板距離達(dá)到43cm（圖1），加水管由之前的一根管增加為互相垂直的兩根管（圖2），成球效果明顯提升。

經(jīng)過改進(jìn)，生球的落下強(qiáng)度、抗壓強(qiáng)度及抗磨性能改善，大球、雜球明顯減少，成球效果明顯提升，生球的爆裂溫度有所提高，減少了生球在鏈箅機(jī)中干燥、預(yù)熱時產(chǎn)生的粉末。生球粒級組成見圖3。

當(dāng)物料從潤磨機(jī)中潤磨完成之后，會經(jīng)過皮帶機(jī)被傳送到圓盤造球機(jī)之中，開始進(jìn)行造球。從造球盤排出物料不僅有粒度合格的生球，還有部分大球、小球和粉末。為了去除不合格的大球、小球和粉末，必須設(shè)置篩分裝置。篩分裝置包括25根大輥篩、41根小輥篩，大輥篩將＞16mm粒級以上的生球及雜球篩分出去，小輥篩將8mm粒級以下的生球及粉末篩分出去，這樣可以避免把大量粉末和超粒級生球帶入鏈箅機(jī)，使生球粒度均勻，改善料層透氣性，提高產(chǎn)品球團(tuán)礦的產(chǎn)量、質(zhì)量。輥篩除了篩分功能外，對生球還有再造功能，可使生球進(jìn)一步壓實(shí)，去除毛刺，光滑表面，提高強(qiáng)度，有利于生球干燥、焙燒的順利進(jìn)行。經(jīng)研究，對輥篩進(jìn)行了全面改造，提高了篩分效果。

（1）將小輥篩篩輥加長100mm，改造后小輥篩東西兩側(cè)的長度分別比鏈箅機(jī)篦床寬度增加約30mm，保證了鏈箅機(jī)兩邊布料量；同時調(diào)整布料車在各區(qū)域的停留時間。小輥篩東西兩側(cè)加裝把邊，流料板兩側(cè)加裝擋板縮口后，鏈箅機(jī)料面非常平整，從東至西測量料面4個點(diǎn)的高度為：172mm、170mm、169mm、171mm，布料效果非常好（圖4），徹底消除了鏈箅機(jī)東西兩側(cè)布料虧料的現(xiàn)象。

（2）輥篩兩側(cè)與擋料板接觸的位置是輥篩極易損壞的部位，一是由于擋料板與輥篩摩擦而產(chǎn)生磨損，二是從潤磨機(jī)漏出的小鋼球很容易卡在輥篩與擋料板之間的空隙，產(chǎn)生磨損。更換下的輥篩往往中部比較完好，而端部磨損嚴(yán)重，為了提升篩分效果和減少備件的消耗，將輥篩端部300mm由空心改為實(shí)心耐磨不銹鋼材質(zhì)（圖5），提高耐磨性，避免了大球進(jìn)入鏈箅機(jī)的機(jī)會和由于磨損產(chǎn)生輥篩斷裂的事故。

（3）輥篩的安裝傾角也非常重要。傾角過小，會降低篩分能力，不能滿足生產(chǎn)要求；傾角過大，篩分能力有所提高，但會降低篩分效率。1?；剞D(zhuǎn)窯小輥篩角度為11°，略大，利用檢修，將輥篩重新安裝，輥篩角度降至10.5°后，篩分效果及效率明顯提高（圖6）。

（4）球團(tuán)用原料經(jīng)過潤磨機(jī)磨細(xì)后供造球使用，潤磨機(jī)內(nèi)定期添加直徑100mm的鋼球用于磨礦。鋼球經(jīng)過不斷地磨損，直徑越來越小，當(dāng)鋼球直徑小于25mm后，從潤磨機(jī)出料篦板縫中隨物料進(jìn)入下游皮帶，再進(jìn)入造球及輥篩，從而影響造球質(zhì)量及輥篩壽命。為此設(shè)置發(fā)明了揀鋼球裝置（圖7），將出潤磨機(jī)后進(jìn)入皮帶的鋼球揀出，減少對造球及輥篩工序的影響。

通過對造球及輥篩的改造，改善了鏈箅機(jī)布料效果，提高了生球干燥、預(yù)熱效果，球團(tuán)礦質(zhì)量大幅提升；提高了輥篩篩分能力，減少了濕返料進(jìn)入下道工序的含量，使進(jìn)入鏈箅機(jī)的粉末減少，顯著改善回轉(zhuǎn)窯窯況。濕返料量由100t/h降至63t/h，比例由50.0％降至31.5％。

由于設(shè)計原因，1＃鏈箅機(jī)的溫度梯度及熱工參數(shù)合理性不夠，各段溫度差較大，升溫速率快。在原有設(shè)施條件下，人為降低預(yù)熱溫度，對應(yīng)測定布料后入鏈箅機(jī)1＃風(fēng)箱碎球粒級及干燥一段煙罩溫度變化情況，找出預(yù)熱段煙罩溫度、干燥一段煙罩溫度與1?；蚁渲兴榱详P(guān)系，確定河鋼宣鋼原料條件下生球爆裂溫度，如表2所示。

由表2可以看出，當(dāng)干燥一段溫度在280℃以下時，1?；蚁渌榍虼蠓葴p少，說明生球爆裂溫度在280～285℃。同時，優(yōu)化干燥二段控制在630～800℃，預(yù)熱段控制在1000～1050℃。合理目標(biāo)溫度參數(shù)確定后，進(jìn)行如下調(diào)整：

（1）鏈箅機(jī)三段內(nèi)隔墻調(diào)整生球干燥的目的是使生球安全地承受預(yù)熱階段的溫度應(yīng)力，避免進(jìn)入預(yù)熱階段時產(chǎn)生裂紋或爆裂。生球的干燥過程也是提高其熱穩(wěn)定性的過程，干燥介質(zhì)的溫度高、流速大、濕度小，則干燥速度快。但若干燥速度過快，則生球表面汽化也快，當(dāng)生球?qū)裥圆顣r，內(nèi)部擴(kuò)散速度低于表面，造成內(nèi)部仍還有水分，而表面已形成干燥外殼，輕者使球產(chǎn)生裂紋，重者產(chǎn)生爆裂。從生產(chǎn)中看，干燥一段的1＃灰箱中有大量粉末和碎球，說明生球在干燥一段有爆裂現(xiàn)象。為了降低干燥一段和二段的溫度，將干燥一段和二段之間隔墻的孔封堵六分之五，使孔洞的面積由1.26㎡減至0.20㎡；干燥二段與預(yù)熱段之間隔墻的孔封堵二分之一，使孔洞的面積由040㎡減至0.20㎡。改造后（圖8），干燥一段和干燥二段溫度均降低，加熱速率變慢，使得溫度梯度更加合理，控制了生球爆裂的發(fā)生。改造前與改造后鏈箅機(jī)各段溫度對比見表3。

（2）鏈箅機(jī)煙罩進(jìn)風(fēng)管改造由于生球干燥所需時間占整個焙燒周期的1/4，1?；剞D(zhuǎn)窯東西兩個耐熱風(fēng)機(jī)的回?zé)犸L(fēng)均進(jìn)入干燥一段，而且匯入同一根管道，預(yù)熱段抽回的熱風(fēng)集中在距干燥一段進(jìn)口3～4ｍ的位置，干燥一段內(nèi)的溫度均勻性差，由于熱量集中且位于剛進(jìn)入鏈箅機(jī)煙罩的位置，所以生球極易產(chǎn)生爆裂，也不利于干燥一段干燥作用的發(fā)揮。為此，在煙罩進(jìn)風(fēng)管南側(cè)2m的位置新增加一根直徑1000mm鋼管，與原有舊管道連接，這樣回?zé)犸L(fēng)從南北兩根管道進(jìn)入干燥一段內(nèi)，溫度不再集中，溫度均勻性得到改善，提高了干燥效果，如圖9所示。

2.4.1合理調(diào)整主槍內(nèi)外風(fēng)比例及高爐、焦?fàn)t煤氣比例，動態(tài)控制回轉(zhuǎn)窯內(nèi)高溫點(diǎn)位置

（1）優(yōu)化主槍燃燒器內(nèi)、外風(fēng)操作?；剞D(zhuǎn)窯主槍燃燒器從外向內(nèi)通道順序：軸流風(fēng)、旋流風(fēng)、高爐煤氣、焦?fàn)t煤氣、中心風(fēng)（圖10）。煤氣從通道按一定的擴(kuò)散角向外噴出，旋流風(fēng)與噴出的煤氣混合以高速度螺旋前進(jìn)，與高速射出的軸流風(fēng)束相遇。軸流風(fēng)束的插入進(jìn)一步增強(qiáng)了煤氣與風(fēng)的混合（包括周圍的二次風(fēng)），并可調(diào)節(jié)火焰的發(fā)散程度，能按需要調(diào)節(jié)火焰的長短、粗細(xì)，直到獲得所需的火焰形狀。中心風(fēng)促使中心部分少量回流煤氣燃燒，使燃燒更為充分，并起穩(wěn)流的作用。在燃燒器的外側(cè)增加攏焰罩防止軸向火焰發(fā)散，起到穩(wěn)定火焰的功效。經(jīng)過生產(chǎn)摸索，形成了助燃風(fēng)內(nèi)、外風(fēng)調(diào)整制度及高爐、焦?fàn)t煤氣使用規(guī)定。每周對內(nèi)、外風(fēng)進(jìn)行兩次調(diào)整，開度30％和70％輪換，這樣窯內(nèi)火焰長度就會得到有效調(diào)整，內(nèi)風(fēng)加大后，與噴出的煤氣混合，火焰發(fā)散范圍面積加大；外風(fēng)加大后，與噴出的煤氣混合，可增加火焰長度。通過在生產(chǎn)時使用手持測溫槍對回轉(zhuǎn)窯窯頭、窯中、窯尾各部位進(jìn)行測溫，和檢修時工藝人員對回轉(zhuǎn)窯內(nèi)、外風(fēng)按照不同比例進(jìn)行調(diào)整混合，并進(jìn)入回轉(zhuǎn)窯，通過觀察放置于回轉(zhuǎn)窯內(nèi)測風(fēng)儀的具體狀態(tài)，判斷測量內(nèi)、外風(fēng)可達(dá)到窯內(nèi)最遠(yuǎn)距離相結(jié)合的方法，綜合分析出窯內(nèi)高溫點(diǎn)從原來的5m集中區(qū)域，已擴(kuò)大至窯頭到窯尾之間的30m區(qū)域，高溫點(diǎn)不再集中，能有效防止結(jié)圈的產(chǎn)生。

（2）高爐煤氣用量大、焦?fàn)t煤氣用量小會使窯內(nèi)焙燒溫度不夠，火焰過長，造成球團(tuán)焙燒不充分，影響球團(tuán)礦質(zhì)量；高爐煤氣用量小、焦?fàn)t煤氣用量大，會使窯內(nèi)溫度過高，火焰短且集中，容易形成結(jié)圈。生產(chǎn)發(fā)現(xiàn)，焦?fàn)t煤氣用量2000～2600m3/h、高爐煤氣用量10000～15000m3/h為最適宜的比例，并隨時根據(jù)實(shí)際生產(chǎn)情況進(jìn)行調(diào)整，保證窯壁溫度在1200～1250℃。

2.4.2環(huán)冷機(jī)溫度壓力優(yōu)化環(huán)冷機(jī)冷卻是焙燒

球團(tuán)礦過程中的重要環(huán)節(jié)，它雖然不直接作用于焙燒固結(jié)過程，卻極大地影響固結(jié)的結(jié)果。冷卻速度過快，沿球團(tuán)半徑收縮不均勻，產(chǎn)生應(yīng)力，使球團(tuán)礦強(qiáng)度降低。當(dāng)冷卻速度為70～80℃/min時，球團(tuán)礦強(qiáng)度最高，既能滿足球團(tuán)礦的強(qiáng)度，要求也能達(dá)到較好的冷卻效果。

改進(jìn)措施如下：

（1）環(huán)冷機(jī)一段與二段、二段與三段風(fēng)箱間通風(fēng)孔全部封堵，環(huán)冷機(jī)一段與二段隔墻下降400mm（圖11），可以有效防止風(fēng)箱間的竄風(fēng)，也可以減少環(huán)冷機(jī)一段、二段、三段之間熱量的流通，形成良好的回?zé)釡囟取?/span>

（2）環(huán)冷機(jī)布料厚度由550mm提高至650mm，平料坨刮料，保證布料平整。在滿足冷卻效果的前提下，適當(dāng)降低機(jī)速，可增加厚度，降低冷卻速度，促進(jìn)球團(tuán)礦再次氧化和強(qiáng)度提升。環(huán)冷機(jī)布料料層厚度為550mm時，成品球抗壓強(qiáng)度為2560N/個，布料厚度提高至650mm后，成品球抗壓速度為2580N/個，增加20N/個。調(diào)整前，環(huán)冷一段溫度控制在950℃以上，環(huán)冷二段溫度控制在700～850℃；環(huán)冷一段壓力為2.0～2.3kPa，環(huán)冷二段壓力為1.8～2.1kPa，通過調(diào)整，環(huán)冷一段溫度控制在1000～1050℃，環(huán)冷二段溫度控制在650～750℃；環(huán)冷一段壓力為2.1～2.5kPa，環(huán)冷二段壓力為2.0～2.4kPa，達(dá)到了環(huán)冷一二段不串風(fēng)的效果，環(huán)冷機(jī)熱量得到充分利用，改善了回轉(zhuǎn)窯的焙燒效果，節(jié)省了煤氣使用量。

通過對造球設(shè)施改進(jìn)、參數(shù)優(yōu)化，改善了成球效果，提高了生球流量和質(zhì)量的穩(wěn)定性；輥篩的改造大大提高了篩分效果，減少了粉末入窯量；通過合理進(jìn)行溫度匹配，優(yōu)化工藝參數(shù)，有效防止了生球爆裂；對回轉(zhuǎn)窯環(huán)冷機(jī)的用風(fēng)改進(jìn)，控制了各部回?zé)犸L(fēng)梯度。扣除因環(huán)保管控及檢修影響的停機(jī)，改造前后河鋼宣鋼1?；剞D(zhuǎn)窯主要經(jīng)濟(jì)指標(biāo)見表4。生球質(zhì)量提升、輥篩篩分改進(jìn)、生球爆裂溫度工業(yè)試驗(yàn)研究、合理參數(shù)的匹配調(diào)整以及回轉(zhuǎn)窯、環(huán)冷機(jī)用風(fēng)的優(yōu)化已在河鋼宣鋼1?；剞D(zhuǎn)窯生產(chǎn)中得到應(yīng)用，回轉(zhuǎn)窯結(jié)圈時間由1.5個月延長至4個月，產(chǎn)量水平明顯提高。

上述措施的創(chuàng)新和應(yīng)用，深化了河鋼宣鋼1＃鏈箅機(jī)－回轉(zhuǎn)窯長周期地穩(wěn)定順行，回轉(zhuǎn)窯結(jié)圈時間延長，產(chǎn)量水平提高，達(dá)到3145t/d，在全國同類型鏈箅機(jī)－回轉(zhuǎn)窯中處于先進(jìn)水平。同時，改造后生產(chǎn)設(shè)備維持在較優(yōu)的狀態(tài)，降低了生產(chǎn)過程的波動，確保了生產(chǎn)安全、穩(wěn)定和持續(xù)運(yùn)行。