薛澤勛

（天津天鐵冶金集團(tuán)有限公司煉鐵廠，河北涉縣056404）

0 引言

近年來，天鐵集團(tuán)根據(jù)原料市場(chǎng)的變化，堅(jiān)持國(guó)內(nèi)、國(guó)外兩種資源并重的方針，不斷拓寬原料來源渠道，原料品種不斷增加，進(jìn)廠原料包括地方精礦、國(guó)礦、酸性精礦、澳粉、南非粉、印度粉、進(jìn)口精礦、鋼泥等。除以上各種鐵料外，燒結(jié)生產(chǎn)所用原料還包括二次返礦、白煤、焦粉、石灰石、白云石、瓦斯灰、鋼渣等。由于燒結(jié)原料種類的多樣性和復(fù)雜性，國(guó)內(nèi)外大多數(shù)鋼鐵企業(yè)均通過建設(shè)中和混勻料場(chǎng)完成對(duì)各種含鐵原料的中和混勻作業(yè)，最終形成混勻料，或進(jìn)入緩沖礦倉(cāng)，或直接送入燒結(jié)車間。原料系統(tǒng)輸送物料的種類大幅減少，既使原料系統(tǒng)能力與燒結(jié)生產(chǎn)能力相匹配，也便于原料系統(tǒng)的生產(chǎn)管理和操作。但料場(chǎng)、原料系統(tǒng)存在較大的工藝缺陷，在原料系統(tǒng)生產(chǎn)管理、系統(tǒng)操作、設(shè)備維護(hù)工作中經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)一系列問題，嚴(yán)重制約燒結(jié)礦產(chǎn)量和質(zhì)量的提高，以及燒結(jié)各項(xiàng)技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)的進(jìn)一步改善，改進(jìn)現(xiàn)有的原料上料工藝系統(tǒng)顯得尤為迫切。

1 存在的問題

（1）上料系統(tǒng)工藝落后且與現(xiàn)有燒結(jié)生產(chǎn)能力不相匹配。燒結(jié)料場(chǎng)、原料系統(tǒng)是早期與一燒車間4臺(tái)50 m2燒結(jié)機(jī)配套建成的，料場(chǎng)為功能簡(jiǎn)單的堆料場(chǎng)。隨著新燒結(jié)機(jī)的建成投產(chǎn)以及燒結(jié)管理、技術(shù)的迅速進(jìn)步，有效燒結(jié)面積增加了1倍多，燒結(jié)礦產(chǎn)量由160萬t增加到500萬t以上，原料的需求量大幅增加。

（2）原燃料種類繁多，原料受卸、堆貯、周轉(zhuǎn)、輸送量隨之大幅度增加。料場(chǎng)的堆貯能力明顯不足，不僅易造成各種物料混堆，而且由于原料貯量少、周轉(zhuǎn)期短，一旦某一物料不能及時(shí)進(jìn)廠，就會(huì)虧料或斷料。

（3）燒結(jié)料場(chǎng)主要接收國(guó)礦、地方精礦的受卸、堆貯、簡(jiǎn)單的混勻作業(yè)和輸送。根據(jù)堆料場(chǎng)的工藝特點(diǎn)，對(duì)于各種物化性能具有一定差異性的鐵料只能分開堆存，分別輸送入倉(cāng)。二料場(chǎng)工藝上與一料場(chǎng)相銜接，精礦通過一料場(chǎng)生產(chǎn)系統(tǒng)和原料系統(tǒng)送入燒結(jié)車間。精礦屬于用量很大的燒結(jié)原料，在輸送二料場(chǎng)精礦時(shí)，一料場(chǎng)兩臺(tái)主要用于中和混勻的堆取料機(jī)作業(yè)時(shí)間受限，每天均處于飽和工作狀態(tài)，一料場(chǎng)鐵料由于沒有得到充分混勻，進(jìn)入燒結(jié)車間不同批次物料物化成分相差較大，燒結(jié)礦生產(chǎn)和質(zhì)量穩(wěn)定性受到很大影響。如能將精礦以其它途徑進(jìn)入燒結(jié)車間，減輕堆取料機(jī)負(fù)擔(dān)，增加堆取料機(jī)混勻操作時(shí)間，提高原料質(zhì)量和穩(wěn)定性，燒結(jié)礦產(chǎn)質(zhì)量將會(huì)進(jìn)一步提高。

（4）包括二料場(chǎng)精礦在內(nèi)的主要鐵原料均通過原料輸送系統(tǒng)進(jìn)入精礦倉(cāng)，系統(tǒng)流程長(zhǎng)、設(shè)備多、事故點(diǎn)多。隨著燒結(jié)產(chǎn)能的增加，要求系統(tǒng)輸送量是原設(shè)計(jì)能力3倍以上，原料品種繁多，系統(tǒng)處于滿負(fù)荷運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)，設(shè)備得不到正常的維護(hù)檢修，甚至帶病作業(yè)。一臺(tái)設(shè)備出現(xiàn)大故障，系統(tǒng)就處于癱瘓狀態(tài)，易造成燒結(jié)車間待料的重大生產(chǎn)事故。原料系統(tǒng)工藝落后造成原料供需緊張，原料系統(tǒng)成為制約燒結(jié)生產(chǎn)的“瓶頸”。對(duì)原料系統(tǒng)工藝技術(shù)改造勢(shì)在必行。

2 改造方案與實(shí)施

2.1 目標(biāo)

為原料上料系統(tǒng)設(shè)計(jì)一套上料系統(tǒng)，二料場(chǎng)原料可以直接輸送到燒結(jié)礦倉(cāng)，實(shí)現(xiàn)雙系統(tǒng)上料。

2.2 要求

應(yīng)充分考慮場(chǎng)地條件的制約，盡可能地與原系統(tǒng)銜接，在設(shè)備選型上，在保證使用要求的前提下，盡可能地選用標(biāo)準(zhǔn)設(shè)備，并與現(xiàn)有備件通用。

2.3 實(shí)施

（1）準(zhǔn)備工作。根據(jù)工作要求，到燒結(jié)廠進(jìn)行調(diào)研，了解、熟悉生產(chǎn)工藝要求，收集數(shù)據(jù)，對(duì)原料上料系統(tǒng)工藝技術(shù)改造的必要性和可行性進(jìn)行分析。準(zhǔn)備資料初步擬定設(shè)計(jì)方案，對(duì)方案進(jìn)行分析、論證，確定直撥料系統(tǒng)總體方案，皮帶輸送系統(tǒng)載荷分析。查閱類似裝置的相關(guān)圖紙，確定本次設(shè)計(jì)的工作方案，繪制總裝草圖，載荷計(jì)算并繪制零部件圖。皮帶的張力計(jì)算，驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)，選擇繪制驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)安裝圖；皮帶支承裝置設(shè)計(jì)，繪制相關(guān)部件、零件圖；皮帶清掃裝置設(shè)計(jì)，繪制相關(guān)部件、零件圖；皮帶尾部張緊裝置設(shè)計(jì)、計(jì)算，繪制相關(guān)部件、零件圖；繪制總裝圖。

（2）建設(shè)二料場(chǎng)。為解決燒結(jié)產(chǎn)能增加造成的原料供需矛盾，設(shè)計(jì)開發(fā)了第二料場(chǎng)。二料場(chǎng)建成后，燒結(jié)料場(chǎng)面積翻倍，主要接收國(guó)礦、地方精礦的受卸、堆貯、簡(jiǎn)單的混勻作業(yè)和輸送，燒結(jié)料場(chǎng)功能得到強(qiáng)化，但仍屬于功能單一的堆料場(chǎng)。堆料場(chǎng)的工藝特點(diǎn)決定了各種物化性能存在一定差異性的鐵料只能分開堆存，分別輸送入倉(cāng)。

（3）直撥料系統(tǒng)。二料場(chǎng)在工藝上與一料場(chǎng)相銜接，精礦通過一料場(chǎng)生產(chǎn)系統(tǒng)和原料系統(tǒng)送入燒結(jié)車間。二料場(chǎng)在最初設(shè)計(jì)中預(yù)留了工藝接口，即在二料場(chǎng)2#轉(zhuǎn)運(yùn)站設(shè)有分料裝置，并在原料受料槽建設(shè)轉(zhuǎn)運(yùn)站，二料場(chǎng)精礦既能進(jìn)入一料場(chǎng)生產(chǎn)系統(tǒng)，也能進(jìn)入原料受料槽。如果從原料受料槽轉(zhuǎn)運(yùn)站直接到精礦倉(cāng)系統(tǒng)輸送物料，則會(huì)形成從二料場(chǎng)到精礦倉(cāng)直撥料系統(tǒng)。

（4）建設(shè)跨公路轉(zhuǎn)運(yùn)站和架設(shè)高空通廊。皮帶運(yùn)輸技術(shù)是運(yùn)輸散狀物料較好的方式。從場(chǎng)地空間上看，唯一可利用的是燒結(jié)與焦化狹長(zhǎng)地帶及廠區(qū)重要的交通線11#公路，這一空間管網(wǎng)較多。經(jīng)過現(xiàn)場(chǎng)仔細(xì)測(cè)繪反復(fù)論證，通過建設(shè)跨公路轉(zhuǎn)運(yùn)站和架設(shè)高空通廊，可躲開煤氣、蒸汽、給排水等管線，同時(shí)可保證11#公路正常行車。由于系統(tǒng)周圍均是工業(yè)建筑物，受現(xiàn)場(chǎng)條件限制，從受料槽轉(zhuǎn)運(yùn)站引出的皮帶通廊需經(jīng)過受料槽，受料槽上部為鋼筋混泥土框架結(jié)構(gòu)，皮帶通廊支腿部分基礎(chǔ)與受料槽重疊。通過對(duì)受料槽部分框架梁采用加固技術(shù)，可保證通廊支腿的基礎(chǔ)施工和安裝。

（5）工藝銜接。與原料原系統(tǒng)的工藝銜接是確保直撥料系統(tǒng)建成的關(guān)鍵。結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際，將系統(tǒng)直接1轉(zhuǎn)2皮帶機(jī)銜接，可保證系統(tǒng)的獨(dú)立性。

（6）安全性。直撥料系統(tǒng)運(yùn)送的原料主要以精礦為主，含水量較大，對(duì)環(huán)境不會(huì)造成粉塵污染。運(yùn)行后不會(huì)產(chǎn)生重大的危險(xiǎn)源。系統(tǒng)中設(shè)備安全采用對(duì)傳動(dòng)部分加裝檢修平臺(tái)，鋼斜梯及欄桿，對(duì)傳動(dòng)軸加護(hù)罩等，在安全方面可行。

3 改造效果

（1）精礦不經(jīng)堆取料機(jī)，直接進(jìn)入燒結(jié)車間,具有良好的節(jié)電、節(jié)能效益。直撥料系統(tǒng)投產(chǎn)運(yùn)行后，每天增加5 000 t的上料量，堆取料機(jī)取料按照800 t/h計(jì)算，5 000 t的上料量可供堆取料機(jī)工作6.25 h，堆取料機(jī)1h電機(jī)總功率為238 kW，整機(jī)電耗為250 kW·h，堆取料機(jī)年節(jié)電57萬kW·h。

（2）新上料系統(tǒng)輸送物料比原上料系統(tǒng)工藝流程短,皮帶電機(jī)功率比原上料系統(tǒng)所有皮帶電機(jī)功率減少120 kW·h，皮帶系統(tǒng)年節(jié)電10.5萬kW·h。

（3）項(xiàng)目預(yù)算投資600多萬元，項(xiàng)目建成后，系統(tǒng)流程縮短，物料供給充分、成分更加均勻，節(jié)電、節(jié)能以及提高燒結(jié)礦產(chǎn)質(zhì)量所帶來的直接經(jīng)濟(jì)效益預(yù)計(jì)300多萬元/年，不到兩年即可收回投資。

4 結(jié)束語(yǔ)

經(jīng)過對(duì)各種傳動(dòng)方案、結(jié)構(gòu)方案及表達(dá)方案進(jìn)行比較，選擇了較為合理的方案。在設(shè)計(jì)過程中制作了必要的標(biāo)準(zhǔn)件，如電動(dòng)機(jī)、聯(lián)軸器等的選用和校核。對(duì)非標(biāo)準(zhǔn)件進(jìn)行了設(shè)計(jì)計(jì)算、工藝及結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、材料的選擇及熱處理方法確定等。在滿足使用性能的前提下，力求結(jié)構(gòu)緊湊，安裝調(diào)試方便經(jīng)濟(jì)。

原料系統(tǒng)工藝技術(shù)改造開發(fā)完成后，上料系統(tǒng)由單系統(tǒng)變?yōu)殡p系統(tǒng)，生產(chǎn)流程更為優(yōu)化，原系統(tǒng)生產(chǎn)負(fù)荷降低40%。雙系統(tǒng)上料后，新建系統(tǒng)工藝流程大幅縮短，日增加物料輸送量1.5萬t。原料系統(tǒng)工藝技術(shù)改造實(shí)施后，燒結(jié)料場(chǎng)具備一定中和混勻能力，原料質(zhì)量提高，結(jié)構(gòu)穩(wěn)定，為鋼鐵企業(yè)最終產(chǎn)品質(zhì)量提高創(chuàng)造了良好條件。