端 飛，宋云鋒，段再基，陳連發(fā)

(馬鋼股份公司煉鐵總廠 安徽馬鞍山 243000)

1 概述

馬鋼煉鐵總廠鏈篦機-回轉(zhuǎn)窯生產(chǎn)線包含的設(shè)備較多，主要由烘干筒、潤磨機、造球盤、鏈篦機、回轉(zhuǎn)窯、環(huán)冷機以及主抽風(fēng)機等組成，目前年產(chǎn)能穩(wěn)定在220萬t左右。我廠投產(chǎn)之初，鏈篦機-回轉(zhuǎn)窯生產(chǎn)周期較短，約為一年，生產(chǎn)穩(wěn)定性不足，產(chǎn)量及質(zhì)量也未達到設(shè)計要求，不僅影響著高爐系統(tǒng)的原料結(jié)構(gòu)，同時大修周期短也意味著設(shè)備的維修費用高，整個系統(tǒng)的經(jīng)濟效益隨之下降。特別是在生產(chǎn)周期后期，耐材剝落等情況時有發(fā)生，導(dǎo)致設(shè)備頻繁開停機，系統(tǒng)頻繁的升降溫進一步惡化耐材的使用環(huán)境，形成了惡性循環(huán)。因此我廠對影響鏈窯生產(chǎn)線長壽因素進行了分析并針對性的采取了措施。

2 原因分析

2.1 配料系統(tǒng)設(shè)備不完善

配料系統(tǒng)作為鏈窯生產(chǎn)系統(tǒng)的一部分，其生產(chǎn)的連續(xù)性對后續(xù)造球和焙燒有著十分重要的意義。我廠最初設(shè)計產(chǎn)能為150萬t，因此鏈窯配料系統(tǒng)設(shè)備因設(shè)計能力整體偏小，在提產(chǎn)后導(dǎo)致設(shè)備故障率大幅提升。雖經(jīng)過小幅改進，但仍不能滿足現(xiàn)代化高標(biāo)準(zhǔn)生產(chǎn)的需要，尤其是烘干筒托輪的使用壽命僅僅達到3至5個月，而且出現(xiàn)突然故障會導(dǎo)致系統(tǒng)停止上料，后續(xù)造球以及焙燒系統(tǒng)被迫停機，高溫設(shè)備及耐材出現(xiàn)溫度大幅波動情況，影響其使用壽命，最終導(dǎo)致鏈篦機-回轉(zhuǎn)窯大修周期縮短，經(jīng)濟效益下降。

2.2 造球工序不穩(wěn)定

造球是球團生產(chǎn)中最重要的工序，造球的穩(wěn)定代表著整個系統(tǒng)的穩(wěn)定運行。我廠造球工序的穩(wěn)定性受影響的因素較多，有給料量，來料水分，造球盤設(shè)備等。造球工序欠穩(wěn)，就會導(dǎo)致后續(xù)焙燒系統(tǒng)溫度波動加大，對高溫設(shè)備的壽命帶來影響。同時造球系統(tǒng)波動大會導(dǎo)致生球量變化大，生球在鏈篦機上干燥預(yù)熱效果不充分，導(dǎo)致進入回轉(zhuǎn)窯的粉末增多，回轉(zhuǎn)窯結(jié)圈周期縮短，直接影響系統(tǒng)耐材的使用壽命，進而導(dǎo)致系統(tǒng)不能長壽運行。我廠投產(chǎn)之初由于造球系統(tǒng)的波動，系統(tǒng)大約兩個月就會停機處理結(jié)圈問題，回轉(zhuǎn)窯耐材的使用壽命也僅僅只有一年。

2.3 耐材使用壽命低

球團生產(chǎn)工藝對耐材的要求十分高，耐材使用壽命的高低直接影響著整個鏈篦機-回轉(zhuǎn)窯的壽命長短。球團經(jīng)過鏈篦機干燥預(yù)熱，然后經(jīng)鏟料板、大溜槽進入回轉(zhuǎn)窯進行高溫固結(jié)。在回轉(zhuǎn)窯窯內(nèi)，火焰射流以及二次回?zé)犸L(fēng)從窯頭射入窯中，球團從窯尾翻滾至窯頭。球團在回轉(zhuǎn)窯窯內(nèi)是球團礦生產(chǎn)在一個非常重要的環(huán)節(jié)，一方面殘留的磁鐵礦顆粒繼續(xù)氧化，另一方面生成的赤鐵礦晶粒擴散增強并產(chǎn)生再結(jié)晶，再結(jié)晶的晶粒生長使得顆粒間孔隙充盈，球團孔隙率下降，體積收縮，整體變得致密，抗壓強度大幅度上升?；剞D(zhuǎn)窯筒體內(nèi)襯由耐火材料覆蓋，耐火材料的使用壽命，直接影響著鏈篦機-回轉(zhuǎn)窯整個系統(tǒng)的大修周期，我廠從優(yōu)化熱工參數(shù)以及延長回轉(zhuǎn)窯結(jié)圈周期入手，延長回轉(zhuǎn)窯耐火材料使用壽命。

3 延長鏈篦機-回轉(zhuǎn)窯壽命的措施

3.1 改進配料系統(tǒng)設(shè)備

針對配料系統(tǒng)設(shè)備故障率偏高，嚴(yán)重影響鏈窯生產(chǎn)的問題，我廠對配料系統(tǒng)部分設(shè)備重新設(shè)計，旨在增加其承載能力，延長其使用壽命。我們對系統(tǒng)上料量進行優(yōu)化設(shè)計，根據(jù)生產(chǎn)需要調(diào)整各皮帶機的寬度來滿足生產(chǎn)需要，同時改進烘干筒托輪設(shè)計，確保烘干筒平穩(wěn)運行。經(jīng)過改進后，配料系統(tǒng)故障率大幅下降，目前烘干筒托輪的使用壽命穩(wěn)定在一年六個月。

3.2 穩(wěn)定造球工序

3.2.1 提高造球給料穩(wěn)定性

由于之前我廠造球給料量是定頻控制，導(dǎo)致造球盤給料量瞬時波動幅度在5 t/h-10 t/h，通過將造球給料控制方式由定頻控制改成定量變頻控制，造球盤給料量瞬時波動幅度控制在3t/h以內(nèi)，造球給料量的穩(wěn)定性大大提高。

3.2.2 降低生球水分

我廠通過對影響生球水份的原因進行分析，得出主要因素通過大量的數(shù)據(jù)統(tǒng)計針對性采取以下措施來降低生球水分。

針對在原料水份方面波動較大。夏季，冬季，雨季都可能對原料水份有較大影響，我們要求行車抓干料入倉，從而降低一些烘干的煤氣使用量。在烘干后水份方面我廠要求把水分控制在7.2±0.2%。同時要求調(diào)節(jié)烘干煤氣用量并第一時間通知造球崗位，避免造球盤波動，影響生球水份。

針對造球水分添加控制。原來我廠造球盤緊密區(qū)添加霧化水，導(dǎo)致生球水分居高不下，通過禁止在造球盤緊密區(qū)加水，生球水分明顯下降，經(jīng)過長期的數(shù)據(jù)跟蹤，生球水份下降約0.3%；目前我廠造球盤的填充率對生球水份也產(chǎn)生較大的影響，同一造球盤給料量分別在55 t/h時和45 t/h時取樣，水份分別為9.3%和8.5%。從這方面就能反映出給料量大小決定了給水量的大小和出球時生球水份的大小是成正比關(guān)系，所以盡量把造球的給料量設(shè)置在45t/h左右最為理想。通過攻關(guān)，生球水份平均值從9.3%下降到8.5%，減少了生球水分過大對球團后續(xù)干燥、預(yù)熱、焙燒帶來的影響，給企業(yè)帶來很大的經(jīng)濟效益。

3.2.3 定期平整造球盤底料床

通過定期洗盤并對造球盤的刮刀進行檢查和調(diào)整，確保大小刮刀對齊，同時也會對小輥篩的輥子變形嚴(yán)重的及時更換，對輥篩的間隙進行調(diào)整。一個月進行周期性維護，這樣調(diào)整以后造球盤的底料床比較平整，小輥篩的輥子變形得到了及時更換，提高了輥篩的篩分效率，有利于減少粉料進入系統(tǒng)，減少了粉末入窯，窯內(nèi)能見度高、氣氛好，成品球的焙燒實物質(zhì)量較好。

3.3 延長回轉(zhuǎn)窯耐火材料使用壽命

3.3.1 延長回轉(zhuǎn)窯結(jié)圈周期

回轉(zhuǎn)窯結(jié)圈主要是生產(chǎn)過程中回轉(zhuǎn)窯窯內(nèi)粉末量過多，系統(tǒng)產(chǎn)生的除塵灰量上升，因此延長回轉(zhuǎn)窯結(jié)圈周期，需要控制系統(tǒng)的除塵灰量。2017年12月項目實施前，我廠鏈篦機-回轉(zhuǎn)窯噸球除塵灰處于上升趨勢，從2015上半年的7.75 kg/t上升到10.45 kg/t，上升幅度34.84%，針對此狀況，降低噸球除塵灰量成為急需解決的難題。通過分析發(fā)現(xiàn)生球在鏈篦機上布料不平整和生球質(zhì)量差是導(dǎo)致鏈篦機-回轉(zhuǎn)窯噸球除塵灰高的主要原因，通過調(diào)整生球落下強度、降低生球水分、采取改進擺動皮帶變頻工作方式、延長擺動皮帶頭輪長度、優(yōu)化擺動皮帶與寬皮帶運行速度匹配和優(yōu)化造球小輥篩間隙分布等措施，生球質(zhì)量得到明顯提高，鏈篦機料層厚度差也明顯降低，最終鏈篦機-回轉(zhuǎn)窯系統(tǒng)噸球除塵灰穩(wěn)定在5.90 kg/t左右，效果顯著。

3.3.2 優(yōu)化熱工參數(shù)

在鏈篦機-回轉(zhuǎn)窯球團礦生產(chǎn)過程中，高溫氣體不斷的對鏈篦機篦床的球團進行干燥、預(yù)熱，球團與氣體間會發(fā)生傳熱傳質(zhì)過程，以及物理化學(xué)反應(yīng)[1]，進而達到一定的溫度和強度以滿足后續(xù)回轉(zhuǎn)窯和環(huán)冷機的進一步焙燒[2]。其中影響球團質(zhì)量的因素較多，如焙燒溫度、加熱速度、高溫焙燒時間、氣氛特性、孔隙率、燃料燃燒、精礦中含硫量、冷卻方法、生球尺寸等[3]，都會影響球團質(zhì)量，焙燒溫度在球團焙燒過程中是球團質(zhì)量的關(guān)鍵影響因素之一，還會影響工序能耗、安全生產(chǎn)等。鏈窯各溫度參數(shù)的確定方法，通過統(tǒng)計鏈窯的歷史數(shù)據(jù)，以球團礦FeO含量、球團礦抗壓強度、噸球除塵灰量以及能耗等為多目標(biāo)函數(shù)，以鏈窯各溫度參數(shù)為自變量函數(shù)，最終得到鏈窯最佳熱工參數(shù)控制范圍，如表1：

表1 鏈密最佳熱工參數(shù)控制范圍

4 結(jié)語

通過采取改進配料系統(tǒng)設(shè)備、穩(wěn)定造球工序、延長耐材使用壽命等措施，烘干筒托輪使用壽命達到1年6個月以上，造球工序的穩(wěn)定性大幅提高，同時提供優(yōu)化了熱工參數(shù)降低了除塵灰量，成品球質(zhì)量得到提升，提高了成品率，減少了煙氣粉末，提高電除塵工作效率，凈化了煙氣，回轉(zhuǎn)窯結(jié)圈周期從60天延長到200天以上，耐材的使用壽命和鏈篦機-回轉(zhuǎn)窯系統(tǒng)大修周期也大幅提升至2年以上。