柳鋼110㎡燒結(jié)機(jī)自投產(chǎn)以來(lái),通過(guò)更換泥輥漏斗內(nèi)壁襯板并在倉(cāng)壁安裝疏堵機(jī)、布料閘門(mén)(離合門(mén))的改造、增加一排壓料板和采用空氣加濕技術(shù)等一系列措施,使燒結(jié)料面更平整,點(diǎn)火效果良好,混合料偏析減少,改善燒結(jié)礦的物理性能、提高燒結(jié)礦的經(jīng)濟(jì)技術(shù)指標(biāo)。
燒結(jié)生產(chǎn)中為了改進(jìn)料面點(diǎn)火效果,降低工序能耗特別是降低煤氣消耗和固體燃耗,一般采取提高布料質(zhì)量,用厚料層低溫?zé)Y(jié)來(lái)實(shí)現(xiàn)。在臺(tái)車(chē)寬度方向上燒結(jié)混合料的水分、粒度和化學(xué)成分不偏析,透氣性均勻的料層;混合料層具有一定的松散性,預(yù)防臺(tái)車(chē)底部的料壓緊;持續(xù)供料,在燒結(jié)機(jī)臺(tái)車(chē)上高度一樣,料面平整,不起伏,無(wú)魚(yú)尾紋;料層的橫截面從下而上燃料含量逐漸增加,混合料粒度逐漸變細(xì)。這就是最理想的布料狀況。
燒結(jié)生產(chǎn)工藝流程:中和礦(鐵礦粉)、燃料(焦粉、煤粉)、熔劑(生石灰、輕燒白云石、石灰石粉)、返礦按照一定的配比給料,通過(guò)輸送帶運(yùn)輸?shù)交炝舷到y(tǒng),在一混圓筒先混勻后加水潤(rùn)濕,在二混圓筒制粒,送到布料小車(chē),經(jīng)過(guò)泥輥漏斗,通過(guò)泥輥、七輥、松料器布到已經(jīng)鋪好鋪底料的燒結(jié)機(jī)臺(tái)車(chē)上,隨著臺(tái)車(chē)運(yùn)轉(zhuǎn),經(jīng)過(guò)點(diǎn)火器點(diǎn)火,在抽風(fēng)的作用下,從料面向下燃燒。在燒結(jié)機(jī)機(jī)尾燃燒到底形成燒結(jié)餅,倒入單輥漏斗進(jìn)行熱破碎,進(jìn)入環(huán)冷機(jī)進(jìn)行鼓風(fēng)冷卻。
通過(guò)皮帶送到篩分系統(tǒng)進(jìn)行整粒,小于或等于5mm的顆粒作為返礦,送入返礦倉(cāng)重新配料;大于5mm的顆粒是合格的燒結(jié)礦,送到成品倉(cāng)再轉(zhuǎn)運(yùn)給高爐;部分10-20mm的顆粒送往鋪底料倉(cāng),作為鋪底料進(jìn)行內(nèi)循環(huán)。柳州鋼鐵股份有限公司燒結(jié)廠在2003年10月份建成第一臺(tái)110㎡燒結(jié)機(jī)。其混合料送到布料小車(chē)然后進(jìn)入泥輥漏斗,通過(guò)泥輥漏斗底部泥輥的轉(zhuǎn)動(dòng)送給七輥布料器,七輥布料器的轉(zhuǎn)動(dòng)使混合料粒度發(fā)生偏析,混合料流布到臺(tái)車(chē)上,完成布料流程。給料時(shí)大時(shí)小,燒結(jié)機(jī)料面有起伏,混合料粒度偏析不合理等布料過(guò)程存在的問(wèn)題,是燒結(jié)機(jī)提高料層的不利因素,惡化燒結(jié)礦的質(zhì)量,降低燒結(jié)礦的產(chǎn)量。
為此,陸續(xù)調(diào)整或改造布料系統(tǒng)設(shè)備,使燒結(jié)料面更平整,點(diǎn)火效果良好,混合料偏析減少,改善燒結(jié)礦的物理性能提高燒結(jié)礦的產(chǎn)量。
(一)重新設(shè)置布料小車(chē)行程并增加前端擋料板
泥輥漏斗頂部進(jìn)料口是長(zhǎng)方形,布料小車(chē)在泥輥漏斗上方沿泥輥漏斗進(jìn)料口長(zhǎng)度方向往返行走,將混合料布入泥輥漏斗,布料小車(chē)在泥輥漏斗上方兩端的停留時(shí)間不相等,有時(shí)間差,導(dǎo)致泥輥漏斗料位不平整。導(dǎo)致泥輥水平面受到混合料的壓力不相等。
混合料從布料小車(chē)進(jìn)入泥輥漏斗,混合料離開(kāi)布料小車(chē)時(shí)攜帶動(dòng)能,以拋物線的軌跡落入泥輥漏斗,混合料的粒度不均勻,小顆粒物料相對(duì)大顆粒物料粘性大,小顆粒混合料相對(duì)大顆?;旌狭纤綊伋龅木嚯x近一些。
泥輥漏斗混合料的容積密度不均勻,近布料小車(chē)端的混合料容積密度大,遠(yuǎn)布料小車(chē)混合料容積密度相對(duì)較小,對(duì)泥輥布料的均勻性造成影響?;旌狭喜荚跓Y(jié)機(jī)臺(tái)車(chē)寬度方向料層的容積密度不一樣,抽風(fēng)時(shí)空氣穿過(guò)料層受到的阻力不均勻。阻力低的區(qū)域有相對(duì)較多的風(fēng)量通過(guò),燒結(jié)速度太快,熱量在料層傳輸速度太快,燃燒過(guò)程生成液相過(guò)少,液相固結(jié)的量不夠多,造成燒結(jié)礦轉(zhuǎn)鼓強(qiáng)度下降,返礦率上升;阻力高的區(qū)域只有相對(duì)較少的風(fēng)量通過(guò),燒結(jié)速度降低,不能燃燒到料層底部,有夾生的現(xiàn)象,燒結(jié)礦的轉(zhuǎn)鼓降低,同時(shí)造成出礦率下降。
依據(jù)混合料在燒結(jié)機(jī)臺(tái)車(chē)上偏析程度、燒結(jié)過(guò)程的生產(chǎn)參數(shù)、燒結(jié)機(jī)機(jī)尾斷面的燃燒情況,布料小車(chē)往返的停留的時(shí)間重新設(shè)置,泥輥漏斗內(nèi)遠(yuǎn)離布料小車(chē)端與靠近布料小車(chē)端料流大致相等,料位的平整度得到提高。在布料小車(chē)的前端增加一塊擋料板,混合料流撞擊擋料板后再垂直落入泥輥漏斗,減少混合料在泥輥漏斗內(nèi)水平方向的偏析。
布料小車(chē)往返的停留的時(shí)間重新設(shè)置、布料小車(chē)前端增加擋料板后,泥輥漏斗內(nèi)料面平整度提高、臺(tái)車(chē)上混合料偏析減少,燒結(jié)礦轉(zhuǎn)鼓指數(shù)略有上升,返礦率下降。
(二)更換泥輥漏斗襯板并在倉(cāng)壁安裝疏堵機(jī)
泥輥漏斗內(nèi)壁結(jié)料嚴(yán)重,給燒結(jié)生產(chǎn)帶來(lái)了很大的不便。泥輥漏斗內(nèi)有效容積減少,因泥輥漏斗內(nèi)壁結(jié)料特別是漏斗底部結(jié)料,燒結(jié)機(jī)臺(tái)車(chē)虧料現(xiàn)象容易出現(xiàn),燒結(jié)機(jī)料面在靠近臺(tái)車(chē)欄板區(qū)域布料不滿,很不平整,在燃燒過(guò)程中通過(guò)料層風(fēng)量分布不均勻,料層的燃燒速度不一致,有的區(qū)域液相增加,有的區(qū)域液相減少,液相分布不均勻加劇,導(dǎo)致燒結(jié)礦轉(zhuǎn)鼓指數(shù)等指標(biāo)惡化,返礦率上升;高料位時(shí),因泥輥漏斗結(jié)料嚴(yán)重,造成泥輥漏斗有效容積減少,泥輥漏斗存料量減少,緩沖時(shí)間減少,泥輥漏斗容易鋪倉(cāng)。
漏斗內(nèi)壁結(jié)料嚴(yán)重時(shí),結(jié)料容易“塔橋”導(dǎo)致泥輥漏斗出料不暢或全部堵死,導(dǎo)致上道生產(chǎn)工序混配料系統(tǒng)停機(jī),整個(gè)生產(chǎn)中斷,需要停機(jī)清理泥輥漏斗結(jié)料,在重新開(kāi)機(jī)時(shí)混合料的水分波動(dòng)更大,生產(chǎn)的連續(xù)性造成嚴(yán)重影響。
當(dāng)泥輥內(nèi)壁漏斗結(jié)料嚴(yán)重,造成泥輥漏斗有效容積減少,需停機(jī)用高壓水槍清理結(jié)料,每次耗時(shí)1-2小時(shí)。停機(jī)清理泥輥漏斗,為了穩(wěn)定主抽風(fēng)機(jī)的運(yùn)行,清理漏斗期間,主抽風(fēng)機(jī)的電氣設(shè)備不能停止運(yùn)行。主抽風(fēng)機(jī)等主要電氣設(shè)備消耗了很多的電能,導(dǎo)致每噸燒結(jié)礦的電耗增加。清理泥輥漏斗,只能用人工進(jìn)行清理,工人勞動(dòng)強(qiáng)度大。采用粘料系數(shù)小的耐磨陶瓷襯板替換泥輥漏斗內(nèi)壁的耐磨鑄石板。在倉(cāng)壁安裝疏堵機(jī)。疏堵機(jī)由8個(gè)疏松拉桿、8個(gè)液壓缸、1個(gè)信號(hào)器、1個(gè)電器控制柜、1個(gè)液壓站等組成。該裝置如圖1所示。
工作時(shí),首先泥輥漏斗下的泥輥開(kāi)始轉(zhuǎn)動(dòng)運(yùn)行,電器控制柜會(huì)接收到信號(hào)器發(fā)出信號(hào),電器控制柜根據(jù)設(shè)定的程序自動(dòng)運(yùn)行,液壓站電機(jī)啟動(dòng)帶動(dòng)高壓油泵運(yùn)轉(zhuǎn),液壓油流過(guò)電磁換向閥換通過(guò)高壓油管輸送到泥輥漏斗外壁液壓缸,液壓缸上下來(lái)回移動(dòng),疏松拉桿在液壓缸的驅(qū)動(dòng)下緊貼泥輥漏斗內(nèi)壁上下移動(dòng),將內(nèi)壁的結(jié)料刮下,刮料完成,等待下一個(gè)運(yùn)行周期。
泥輥停止運(yùn)行并超過(guò)設(shè)定的時(shí)間后,電器控制柜會(huì)接收到信號(hào)器發(fā)出信號(hào),電器控制柜根據(jù)設(shè)定的程序暫停運(yùn)行,液壓站電機(jī)停止運(yùn)轉(zhuǎn),液壓油回流到油缸,疏堵機(jī)停止運(yùn)行,等待下一次運(yùn)行3。疏堵機(jī)安裝前,一個(gè)星期停機(jī)一次用高壓水槍清理泥輥漏斗結(jié)料;安裝后,一個(gè)月停機(jī)清理一次泥輥漏斗結(jié)料。疏堵機(jī)的清理結(jié)料效果明顯,燒結(jié)機(jī)作業(yè)率得到提高,燒結(jié)礦能耗指標(biāo)下降。
(三)布料閘門(mén)(離合門(mén))的改造
混合料泥輥漏斗底端的出料口安裝布料的閘門(mén)(離合門(mén))。110㎡燒結(jié)機(jī)臺(tái)車(chē)的寬度是3000mm,因此泥輥的長(zhǎng)度和閘門(mén)總長(zhǎng)度也為3000mm。原來(lái)閘門(mén)一共是6塊。兩端兩塊的長(zhǎng)度是300mm,中間四塊的長(zhǎng)度是600mm。生產(chǎn)中,閘門(mén)通常開(kāi)啟一定角度后固定不變,閘門(mén)與泥輥之間產(chǎn)生一定的空隙。
隨著泥輥的轉(zhuǎn)動(dòng),混合料從空隙中排除,流向七輥,形成料流。為了保持布到臺(tái)車(chē)上的料是平整的,閘門(mén)每一處料的流量需相同。在物料自身重力的作用下以及泥輥的推動(dòng)下,閘門(mén)就會(huì)收到料流的壓力。閘門(mén)的長(zhǎng)度越長(zhǎng),受到的壓力就越大。
為了保持閘門(mén)的角度不變即每一處料流的相同,每一塊閘門(mén)都會(huì)根據(jù)受到壓力的大小壓上相對(duì)應(yīng)的配重塊,配重塊向上連接鋼絲繩,鋼絲繩繞過(guò)定滑輪連接掛鉤,掛鉤與調(diào)節(jié)桿連接。
燒結(jié)工根據(jù)燒結(jié)技術(shù)參數(shù)確定燒結(jié)機(jī)料層的厚度,隨著泥輥的轉(zhuǎn)動(dòng)混合料完成布料,當(dāng)閘門(mén)與泥輥卡大塊石頭、雜物,或缺料時(shí),需及時(shí)調(diào)整閘門(mén)開(kāi)口度、泥輥的轉(zhuǎn)速、燒結(jié)機(jī)機(jī)速2。由于原料的原因,混合料中含有堅(jiān)硬的大塊料,把鐵礦粉進(jìn)行多次破碎,完全消滅大快料,從經(jīng)濟(jì)上來(lái)說(shuō),是不允許的。當(dāng)大快料的尺寸比閘門(mén)與圓輥的間隙大時(shí),將閘門(mén)頂開(kāi),大快料就會(huì)卡在間隙中,被頂開(kāi)處,料的流量發(fā)生改變。臺(tái)車(chē)上料層的平整性被破壞。
燒結(jié)工發(fā)現(xiàn)閘門(mén)有料塊卡以后,跑出去將閘門(mén)抬起來(lái),讓大料塊順利的排出。而操作室與泥輥平臺(tái)有一段距離,跑出去需要時(shí)間,這段時(shí)間布料是不平整的,在大塊料多的情況下,燒結(jié)工需反反復(fù)復(fù)跑來(lái)跑去,工作量大。同時(shí)生產(chǎn)情況暫時(shí)脫離了燒結(jié)工的監(jiān)控。將中間四塊閘門(mén)的長(zhǎng)度改為300mm,中間4塊600mm的閘門(mén)變?yōu)?塊300mm的閘門(mén),改造方案見(jiàn)表1。每塊閘門(mén)的配重是原來(lái)閘門(mén)的一半。
改造后,大塊料通過(guò)閘門(mén)時(shí),受到閘門(mén)的壓力減小,在泥輥的推動(dòng)下,能夠通過(guò)閘門(mén)。大塊料卡在閘門(mén)的現(xiàn)象迅速減少。燒結(jié)料面的起伏的現(xiàn)象得到改善。
(四)增加一排壓料板
布料作業(yè)時(shí),混合料布到臺(tái)車(chē)上,燒結(jié)機(jī)勻速向前移動(dòng),使混合料在燒結(jié)機(jī)臺(tái)車(chē)上的厚度均勻。一般情況下是穩(wěn)定燒結(jié)機(jī)機(jī)速,通過(guò)調(diào)節(jié)泥輥的轉(zhuǎn)速來(lái)控制燒結(jié)機(jī)原始料層的厚度。原始料層表面布不是光滑的,是波紋狀的。為提高點(diǎn)火效果,在料面點(diǎn)火前設(shè)置壓料板,110㎡燒結(jié)機(jī)設(shè)置了一排壓料板,原始料層通過(guò)第一排壓料板后,兩塊壓料板交接處壓料效果不好。
鏈條固定的壓料板,在平料作業(yè)時(shí)會(huì)發(fā)生滑動(dòng),相鄰兩塊平料板之間平料的效果不理想,兩塊平料板相接的部位有縫隙,縫隙處混合料是凸起的,凸起部位的混合料經(jīng)過(guò)點(diǎn)火器后,難以固結(jié),粉末較多,是劣質(zhì)的燒結(jié)礦。燒結(jié)機(jī)表層劣質(zhì)燒結(jié)礦增加,導(dǎo)致燒結(jié)礦返礦率上升,成品率下降。為保證燒結(jié)機(jī)料面的點(diǎn)火效果,需要提高點(diǎn)火強(qiáng)度,造成燒結(jié)礦的煤氣消耗上升,綜合能耗提高。
為此,在第一排壓料板后500mm處增加一排壓料板,消除第一排兩塊壓料板相接處壓料效果不理想的影響。使用后,第一排兩塊壓料板相接處凸起的混合料被第二排壓料板壓平,燒結(jié)機(jī)料面比單排平料板時(shí)平整,燒結(jié)機(jī)料面的點(diǎn)火效果良好,燒結(jié)料面整體青黑色,不過(guò)熔、不泛黃,燒結(jié)機(jī)表層劣質(zhì)燒結(jié)礦含量減少,燒結(jié)礦的返礦率下降,成品率上升。煤氣使用量略有下降,燒結(jié)礦的煤氣消耗下降,綜合能耗下降。
(五)采用空氣加濕技術(shù)
為了提高料層的垂直燒結(jié)速度,在燒結(jié)機(jī)9號(hào)風(fēng)箱料層上方補(bǔ)加蒸汽。其原理如下:料層頂部生成的高溫?zé)Y(jié)礦加熱抽入的空氣。這一熱交換過(guò)程使頂部料層產(chǎn)生的燒結(jié)礦得到冷卻??諝獯┻^(guò)燒結(jié)礦帶為下層未燃燒的料層提高熱量,垂直燒結(jié)速度是被這一熱交換速度決定著。
為保證混合料層燒透,需要垂直燒結(jié)速速降低,而這需要降低燒結(jié)機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)速度,但這樣影響燒結(jié)礦的產(chǎn)量。除了空氣的吸入與比熱和料層的透氣性這三個(gè)因素對(duì)空氣與料層之間的換熱量有很大影響,燒結(jié)速度也對(duì)其有很大影響。通過(guò)增大燒結(jié)速度可增大空氣與料層之間的換熱量。而增大燒結(jié)速度的方法有如下兩種:
(1)增大空氣比熱;
(2)提高料層吸入的空氣量。
這其中的原因如下。干燥空氣的比熱比蒸汽小很多。干燥空氣的比熱與蒸汽的比熱之比約為0.55。因此,在吸入與先前同樣多的干燥空氣的同時(shí)在燒結(jié)料層上噴入蒸汽將大幅度提高料層與射入混合氣體的換熱速度,從而加快燒結(jié)過(guò)程。最終,使得料層中出現(xiàn)的高溫帶較小,料層的透氣性能被強(qiáng)化。
由于料層內(nèi)空氣流動(dòng)所受阻力減小,所以抽風(fēng)機(jī)的負(fù)荷減輕。在一定范圍內(nèi)提高垂直燒結(jié)速度可以提高燒結(jié)機(jī)的臺(tái)時(shí)產(chǎn)量。110㎡燒結(jié)機(jī)的上料量從55Kg/m提高到57Kg/m。詳見(jiàn)表2。
(六)增加鋪底料的厚度
燒結(jié)機(jī)泥輥布混合料前,先在燒結(jié)臺(tái)車(chē)上先布一層小顆粒燒結(jié)礦,小顆粒燒結(jié)礦通過(guò)整粒篩分產(chǎn)生,最小粒度為10mm,最大粒度為20mm,這一層小顆粒燒結(jié)礦稱為鋪底料。在泥輥漏斗的前方設(shè)置鋪地料倉(cāng),鋪底料倉(cāng)的有效容積能夠滿足從開(kāi)始布鋪地料到整粒篩分出鋪底料進(jìn)入鋪底料倉(cāng)期間的用量。鋪底料在燒結(jié)生產(chǎn)中的作用:
一是隔離燃燒層與篦條直接接觸,降低篦條、隔熱墊、臺(tái)車(chē)橫梁在生產(chǎn)中承受的最高溫度,減少篦條在燒結(jié)生產(chǎn)中的損耗,減少臺(tái)車(chē)橫梁在生產(chǎn)中的變形,降低燒結(jié)礦的生產(chǎn)成本。
二是降低燒結(jié)餅粘篦條的現(xiàn)象,減少回車(chē)道格篩大塊積料,減輕工人的勞動(dòng)強(qiáng)度。
三是有除塵的作用,抽風(fēng)燒結(jié)時(shí),減少小顆粒物料被抽走,降低煙氣中的粗塵量,減輕對(duì)風(fēng)箱、導(dǎo)氣管的磨損,減少大煙道除塵灰量,縮短大煙道周期內(nèi)排灰的時(shí)間。
四是可以消除燒結(jié)中過(guò)濕層現(xiàn)象或降低過(guò)濕層的厚度,提高燒結(jié)礦的產(chǎn)質(zhì)量。110㎡燒結(jié)機(jī)鋪底料原來(lái)的厚度是30mm,篦條偶爾有粘料的現(xiàn)象,篦條的消耗與國(guó)內(nèi)同型號(hào)的燒結(jié)機(jī)比高。對(duì)鋪底料的工藝參數(shù)進(jìn)行更改,厚度提高到60mm。運(yùn)行情況見(jiàn)表3。
110㎡燒結(jié)機(jī)布料系統(tǒng)改進(jìn)后,泥輥漏斗內(nèi)布料平整,減少了泥輥布料偏析;泥輥漏斗內(nèi)壁結(jié)料減少,減少因漏斗結(jié)料停機(jī)沖洗漏斗的時(shí)間,提高了燒結(jié)機(jī)作業(yè)率;料面比改進(jìn)前平整,降低了點(diǎn)火煤氣的消耗,表層劣質(zhì)燒結(jié)礦的含量減少,燒結(jié)礦的出礦率提高。燒結(jié)礦的冶金性能指標(biāo)也得到改善,滿足了高爐對(duì)燒結(jié)礦的要求。