連軍峰，王玉梅，田長磊

(新疆昆玉鋼鐵有限公司)

1 問題的提出

新疆昆玉鋼鐵有限公司60萬t氧化球團(tuán)生產(chǎn)線采用鏈篦機(jī)-回轉(zhuǎn)窯-環(huán)冷機(jī)生產(chǎn)工藝。鏈篦機(jī)篦床受偏抽影響燒損較嚴(yán)重，在實(shí)行間歇式生產(chǎn)模式期間，利用停機(jī)期間對篦床進(jìn)行維修更換，正常生產(chǎn)期間鏈篦機(jī)可以穩(wěn)定運(yùn)行，間歇式生產(chǎn)模式球團(tuán)礦產(chǎn)量控制在2200～2300t/d。2019年球團(tuán)鏈篦機(jī)及三大主機(jī)耐材大修后采用連續(xù)滿負(fù)荷運(yùn)行，并逐步提產(chǎn)至2420t/d，2021年通過再次攻關(guān)增產(chǎn)至2500t/d后，鏈篦機(jī)篦床西側(cè)燒損逐步加劇，多次出現(xiàn)小軸、側(cè)板、鏈節(jié)等斷裂卡阻停機(jī)等，因鏈篦機(jī)運(yùn)行故障頻發(fā)，影響生產(chǎn)的連續(xù)性、穩(wěn)定性。

2 鏈篦機(jī)故障多發(fā)原因分析

鏈篦機(jī)是鏈篦機(jī)-回轉(zhuǎn)窯-環(huán)冷機(jī)式球團(tuán)生產(chǎn)的主要設(shè)備之一，主要承載著生球干燥、預(yù)熱，為回轉(zhuǎn)窯焙燒提供合格的預(yù)熱球的作用。因昆玉球團(tuán)風(fēng)系統(tǒng)(見圖1)設(shè)計(jì)不能滿足目前生產(chǎn)需要，鏈篦機(jī)篦床一側(cè)燒損嚴(yán)重，運(yùn)行穩(wěn)定性差。

圖1 昆玉球團(tuán)鏈篦機(jī)風(fēng)系統(tǒng)

分析主要原因：

(1)昆玉球團(tuán)鏈篦機(jī)設(shè)置高溫風(fēng)機(jī)一臺，主抽風(fēng)機(jī)一臺，篦床整體均為雙側(cè)單機(jī)抽風(fēng)，且高溫風(fēng)機(jī)及主抽風(fēng)機(jī)抽風(fēng)方式是由鏈篦機(jī)兩側(cè)大煙道上方通過豎直抽風(fēng)支管向上抽風(fēng)后匯總至抽風(fēng)主管，導(dǎo)致然后經(jīng)風(fēng)鏈篦機(jī)篦床兩側(cè)抽風(fēng)風(fēng)量不平衡。經(jīng)測量，鏈篦機(jī)干燥一段、干燥二段西側(cè)支管最高風(fēng)速51m/s、最低風(fēng)速24m/s，東側(cè)支管最高36m/s、最低風(fēng)速18m/s；預(yù)熱段西側(cè)支管最高風(fēng)速47m/s，東側(cè)支管最高38m/s；最高風(fēng)速檢測數(shù)據(jù)遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于設(shè)計(jì)要求25～28m/s。因鏈篦機(jī)兩側(cè)抽風(fēng)不平衡，篦床物料進(jìn)入干燥一段、二段后西側(cè)部分生球被抽至風(fēng)箱支管及煙道，造成篦床西側(cè)球團(tuán)量減少，造成風(fēng)量大對西側(cè)篦床磨損較大；進(jìn)入預(yù)熱段后因篦床西側(cè)球團(tuán)數(shù)量減少、篦床間隙較大等，高溫?zé)煔庵饕獜捏鞔参鱾?cè)穿過，同時(shí)系統(tǒng)內(nèi)粉末伴隨高溫?zé)煔庖黄鸫┻^西側(cè)篦床，更加加劇了篦床的磨損、燒損。導(dǎo)致預(yù)熱段篦床篦板出現(xiàn)東側(cè)發(fā)暗(約400℃)，西側(cè)發(fā)紅(約700℃)的現(xiàn)象，造成篦板出現(xiàn)不均勻的熱變形。

(2)昆玉球團(tuán)環(huán)冷機(jī)2#鼓風(fēng)機(jī)風(fēng)量90000Nm3/h，環(huán)冷二段氣體溫度600℃，現(xiàn)有回?zé)峁艿拦軓綖镈N1600mm，扣除管道內(nèi)部100mm耐材，實(shí)際回?zé)嵬ń?jīng)為1400mm，通過計(jì)算理論熱風(fēng)運(yùn)行流速約51m/s，遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于設(shè)計(jì)要求的20～25m/s，按照設(shè)計(jì)風(fēng)速、風(fēng)量倒推二次回?zé)犸L(fēng)管道管徑應(yīng)為Φ2520mm。因環(huán)冷機(jī)二次回?zé)犸L(fēng)管偏細(xì)，導(dǎo)致環(huán)冷二段回?zé)犸L(fēng)量不足，影響鏈篦機(jī)干燥二段溫度偏低，生球干燥效果差，球團(tuán)進(jìn)入預(yù)熱段初期仍在進(jìn)行干燥處理，為保證預(yù)熱效果，提高高溫風(fēng)機(jī)抽風(fēng)量，加劇了鏈篦機(jī)篦床的燒損程度。

(3)近幾年，球團(tuán)連續(xù)生產(chǎn)并不斷提產(chǎn)，在逐步提高生產(chǎn)負(fù)荷條件下，為保證球團(tuán)礦質(zhì)量，提高并保持鏈篦機(jī)預(yù)熱段溫度，加速了鏈篦機(jī)篦床的燒損。

(4)受鏈篦機(jī)小軸采購周期等影響，昆玉球團(tuán)自行研究使用大量自制小軸。自制小軸屈服強(qiáng)度383MPa，抗拉強(qiáng)度600MPa；原裝小軸屈服強(qiáng)度402MPa、561MPa，抗拉強(qiáng)度823MPa、844MPa，使用的自制小軸長度分別為900mm、300mm，導(dǎo)致鏈篦機(jī)篦床整體的承載能力降低，期間對生產(chǎn)工藝調(diào)整、設(shè)備運(yùn)行能力等研判不足，未及時(shí)壓減產(chǎn)能，造成篦床故障多發(fā)。

(5)高溫、主抽風(fēng)抽風(fēng)分支主管自大煙道豎直向上抽風(fēng)，豎直向上的抽風(fēng)支管類似重力除塵器，導(dǎo)致大煙道粉塵沉積，球團(tuán)連續(xù)生產(chǎn)超過2個(gè)月后大煙道積灰增多，風(fēng)系統(tǒng)流通不暢。為確保球團(tuán)的干燥、預(yù)熱效果，不斷提高主抽風(fēng)機(jī)、高溫風(fēng)機(jī)變頻，導(dǎo)致篦床局部燒損加劇，影響鏈篦機(jī)篦床的連續(xù)、穩(wěn)定運(yùn)行。

3 近幾年鏈篦機(jī)實(shí)施的改造

3.1 風(fēng)系統(tǒng)積灰問題的解決

根據(jù)近幾年生產(chǎn)實(shí)際，球團(tuán)因鏈篦機(jī)風(fēng)箱支管較長(5.91m)且均為水平設(shè)置，連續(xù)生產(chǎn)超過1個(gè)月后支管積灰逐步加重，直接影響風(fēng)系統(tǒng)暢通及生產(chǎn)穩(wěn)定。通過研究在煙道支管下方開孔制作小灰倉和卸灰孔，并制定在線清灰制度，要求每兩天對支管積灰進(jìn)行放灰處理，改善效果較好。

風(fēng)箱支管閘板割除：因鏈篦機(jī)風(fēng)箱支管較長(5.91m)且均為水平設(shè)置，正常生產(chǎn)時(shí)風(fēng)箱支管閘板調(diào)節(jié)使用頻次低，且閘板存在直接加速支管的積灰，改造增加風(fēng)箱支管卸灰孔后，長周期生產(chǎn)后期閘板附近仍有大量粉塵沉積，影響風(fēng)系統(tǒng)平衡，故利用檢修時(shí)間割除風(fēng)箱支管閘板，通過執(zhí)行在線清灰制度，風(fēng)箱支管積灰基本得到解決。但因風(fēng)箱支管閘板被割除后風(fēng)系統(tǒng)無調(diào)節(jié)手段，對鏈篦機(jī)風(fēng)系統(tǒng)偏抽控制有一定影響。

大煙道增加積灰沉降管：因球團(tuán)鏈篦機(jī)煙道匯集風(fēng)量需經(jīng)過一段豎直向上的抽風(fēng)分支主管后進(jìn)入主抽風(fēng)總管，主抽風(fēng)機(jī)抽風(fēng)過程中豎直向上的抽風(fēng)分支主管類似重力除塵器，導(dǎo)致鏈篦機(jī)煙道積灰量較大，長生產(chǎn)周期后期煙道內(nèi)積灰直接影響風(fēng)系統(tǒng)平衡，且影響主抽風(fēng)機(jī)做功效率。通過改造增加大煙道積灰沉降管，每個(gè)沉降管之間間距為3～4m，生產(chǎn)期間要求每半個(gè)月對大煙道積灰進(jìn)行一次放灰處理，以暢通大煙道熱風(fēng)循環(huán)。

3.2 鏈篦機(jī)風(fēng)系統(tǒng)偏抽及控制措施

現(xiàn)場生產(chǎn)中因鏈篦機(jī)風(fēng)系統(tǒng)篦床兩側(cè)抽風(fēng)不平衡對篦床的使用壽命影響較大，2021年8月中上旬為緩解篦床燒損現(xiàn)象，在執(zhí)行風(fēng)箱支管在線清灰的同時(shí)，對風(fēng)箱支管及主抽風(fēng)機(jī)分支主管進(jìn)行了改造增加插板進(jìn)行東、西兩側(cè)風(fēng)量調(diào)節(jié)。

(1)在鏈篦機(jī)西側(cè)主抽風(fēng)機(jī)分支主管段(豎直段)及高溫風(fēng)機(jī)回抽分支主管段(豎直段)增加插板，利用插板進(jìn)行東西兩側(cè)風(fēng)量調(diào)節(jié)，以緩解西側(cè)偏抽現(xiàn)象；

(2)在東西兩側(cè)風(fēng)箱支管增加插板，主管風(fēng)速調(diào)整基本均衡后，微調(diào)東西兩側(cè)風(fēng)箱支管，初步實(shí)現(xiàn)整體風(fēng)系統(tǒng)的基本平衡控制。鏈篦機(jī)風(fēng)箱支管及主抽風(fēng)機(jī)分支主管改造后主要參數(shù)指標(biāo)見表1。

表1 改進(jìn)后鏈篦機(jī)風(fēng)箱支管及主抽風(fēng)機(jī)分支主管參數(shù)指標(biāo)

3.3 平衡熱工系統(tǒng)溫度，設(shè)置回轉(zhuǎn)窯窯尾擋風(fēng)墻

原設(shè)計(jì)中，球團(tuán)回轉(zhuǎn)窯窯尾無擋風(fēng)墻。昆玉球團(tuán)建成投產(chǎn)后，回轉(zhuǎn)窯溫度持續(xù)較低(1000～1150℃)，球團(tuán)礦質(zhì)量差；鏈篦機(jī)預(yù)熱段溫度較高(基本在1020～1060℃，設(shè)計(jì)為850～950℃)，篦床溫度高(600℃)。為使熱工溫度分布合理，在回轉(zhuǎn)窯窯尾溜槽兩側(cè)各增加一座400mm×900mm擋風(fēng)墻，回轉(zhuǎn)窯焙燒溫度提升至1100～1200℃，球團(tuán)礦抗壓強(qiáng)度提升至2000～2200N，鏈篦機(jī)預(yù)熱段溫度降至950～980℃，篦床溫度降至500～550℃。

2019年球團(tuán)大修后，隨著提產(chǎn)鏈篦機(jī)預(yù)熱段溫度970～1020℃，伴隨著偏抽篦床一側(cè)發(fā)紅，考慮回轉(zhuǎn)窯正壓未再增加窯尾擋風(fēng)墻大小。

4 關(guān)于球團(tuán)鏈篦機(jī)下一步改進(jìn)措施

4.1 球團(tuán)風(fēng)系統(tǒng)的改進(jìn)

針對球團(tuán)風(fēng)系統(tǒng)，計(jì)劃進(jìn)行如下改進(jìn)：(1)環(huán)冷機(jī)二次回?zé)犸L(fēng)管道由原Φ1600mm改造更換為Φ2520mm，增加二次回?zé)犸L(fēng)管道通風(fēng)面積。預(yù)計(jì)可保證環(huán)冷機(jī)二段廢氣全部回用至鏈篦機(jī)干燥二段，確保生球干燥效果，解決生球進(jìn)入預(yù)熱段后仍需干燥的問題，以改善正常工況下球團(tuán)預(yù)熱效果差的現(xiàn)象；另二次回?zé)犸L(fēng)管道加粗后，環(huán)冷二段躥風(fēng)進(jìn)入環(huán)冷一段的廢氣量減少，進(jìn)入回轉(zhuǎn)窯內(nèi)的熱風(fēng)量將有所降低，進(jìn)而影響回轉(zhuǎn)窯內(nèi)通過的風(fēng)量減少，預(yù)計(jì)降低高溫風(fēng)機(jī)變頻1～3Hz可滿足生產(chǎn)工藝制度的需要，從而減少預(yù)熱段穿過篦床的熱風(fēng)量，減緩對篦床的沖刷、燒損。(2)對主抽風(fēng)機(jī)2支分支主管(豎直段)及高溫風(fēng)機(jī)2支分支主管(豎直段)各增加1套DN2000耐高溫電動(dòng)控制閥替代前期臨時(shí)增加的插板，同時(shí)配置熱電偶、壓力變送器及流量計(jì)等，另對預(yù)熱段11#、12#風(fēng)箱4支分支管各增加1套DN900耐高溫電動(dòng)控制閥，以便于鏈篦機(jī)偏抽調(diào)節(jié)控制，有效緩解偏抽對篦床燒損較嚴(yán)重的現(xiàn)象。

4.2 優(yōu)化工藝設(shè)備管控措施，保護(hù)篦床穩(wěn)定運(yùn)行

(1)目前鏈篦機(jī)煙罩熱電偶共四個(gè)(干燥一段、二段各一個(gè)，預(yù)熱段兩個(gè))，在鏈篦機(jī)煙罩兩側(cè)增加熱電偶數(shù)量6～8個(gè)，有效指導(dǎo)鏈篦機(jī)工藝調(diào)整控制；加強(qiáng)生產(chǎn)工藝管控，根據(jù)篦床溫度及時(shí)調(diào)整料批，嚴(yán)格控制預(yù)熱段溫度≤980℃，確保篦床溫度<520℃，降低篦床燒損程度。

(2)風(fēng)系統(tǒng)改造后，重點(diǎn)研究熱工系統(tǒng)各段溫度、風(fēng)量平衡，在保證熱工藝溫度控制合理、球團(tuán)礦質(zhì)量合格的條件下，逐步提高并穩(wěn)定生產(chǎn)料批，完成球團(tuán)礦產(chǎn)量目標(biāo)。

(3)研究制定鏈篦機(jī)篦床安裝、維修驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)，提高篦床檢維修質(zhì)量，并制定回程篦床測溫反饋制度，要求崗位按照每2小時(shí)對回程篦床進(jìn)行一次測溫，做好記錄并反饋。

4.3 其他措施

(1)根據(jù)實(shí)際生產(chǎn)情況，結(jié)合工藝、設(shè)備技改時(shí)，在保證設(shè)備能力允許的條件下進(jìn)行合理優(yōu)化改造，將保證生產(chǎn)、設(shè)備整體運(yùn)行穩(wěn)定放在首位。

(2)合理調(diào)整球團(tuán)配礦結(jié)構(gòu)，深入研究熱工藝制度調(diào)整控制，嚴(yán)格控制回轉(zhuǎn)窯結(jié)圈增長在窯皮保護(hù)合理范圍之內(nèi)；若階段性需配加部分粗粒度性價(jià)比料生產(chǎn)時(shí)，平衡控制粗粒度鐵精粉(-200目比例小于80%的鐵精粉)配比≤25%；并合理控制生產(chǎn)節(jié)奏，嚴(yán)格控制回轉(zhuǎn)窯結(jié)圈增長厚度≤300mm，避免因結(jié)圈異常增長導(dǎo)致的生產(chǎn)工況波動(dòng)，保證生產(chǎn)、設(shè)備穩(wěn)定順行。

(3)鏈-回-環(huán)三大主機(jī)耐材質(zhì)保期滿后，提高下一次耐材大修質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)，控制三大主機(jī)耐材穩(wěn)定運(yùn)行，防止因耐材損壞而影響設(shè)備的穩(wěn)定運(yùn)行。

5 結(jié)束語

通過對鏈篦機(jī)風(fēng)系統(tǒng)的改進(jìn)，解決了一些問題。還需要對鏈篦機(jī)風(fēng)系統(tǒng)進(jìn)行進(jìn)一步改造，改進(jìn)前對工藝、設(shè)備要進(jìn)行充分研究、論證。鏈篦機(jī)要實(shí)現(xiàn)長期穩(wěn)定運(yùn)行，需要深入研究生產(chǎn)工藝控制，嚴(yán)格按照控制標(biāo)準(zhǔn)要求執(zhí)行，將加強(qiáng)日常設(shè)備維護(hù)管控，確保整個(gè)生產(chǎn)產(chǎn)線的順行。