徐慧如 李 超 朱 旺 周建灃

(北京首鋼股份有限公司，河北 唐山 064400)

0 引言

2021年1月份首鋼遷鋼360 m2三燒結(jié)機(jī)正式投產(chǎn)，日產(chǎn)燒結(jié)礦12 000 t以上，主要為遷鋼1#、2#高爐直接供料，三燒結(jié)機(jī)生產(chǎn)波動(dòng)對(duì)高爐生產(chǎn)效率影響較大。投產(chǎn)初期，部分工藝參數(shù)仍處于摸索階段、設(shè)備設(shè)施有待改進(jìn)、配吃各種固體廢棄物等因素影響，三燒先后經(jīng)歷過兩次大面積篦條糊堵。篦條之間的間隙是燒結(jié)過程中主要的氣流通道，篦條糊堵會(huì)造成透氣性急劇變差、總管負(fù)壓升高、風(fēng)量分布不均等問題，嚴(yán)重制約燒結(jié)礦產(chǎn)量的提高及質(zhì)量的穩(wěn)定，另外清理篦條糊堵勞動(dòng)強(qiáng)度大，也額外增加了工人工作負(fù)擔(dān)。

1 篦條糊堵現(xiàn)象的形成過程

燒結(jié)機(jī)臺(tái)車篦條糊堵現(xiàn)象的形成分兩個(gè)過程。首先，鋪底料中部分小顆粒料進(jìn)入篦條間隙，臺(tái)車往復(fù)運(yùn)動(dòng)中，有些小粒度燒結(jié)礦未被震落，仍卡在在間隙中，限制篦條活動(dòng)量。當(dāng)其集聚到一定程度后，被堵區(qū)域的透氣性變差，通過的風(fēng)量減少，造成局部過濕。然后，燒結(jié)料中的堿金屬，在抽風(fēng)和過濕帶作用下粘附在篦條和小粒燒結(jié)礦的表面，在水的協(xié)助下電化學(xué)(熔鹽)腐蝕篦條，細(xì)粉料和灰

開始填充縫隙，出現(xiàn)了最初的粘結(jié)物[1]。隨著生產(chǎn)的進(jìn)行，粘結(jié)物越來越多，透氣性進(jìn)一步惡化，直至篦條糊死。

2 三燒篦條糊堵的原因

2.1 鋪底料中小顆粒物料含量高

目前絕大多數(shù)燒結(jié)機(jī)都設(shè)有鋪底料工藝。鋪底料可以避免篦條和燒結(jié)燃燒帶直接接觸，降低篦條溫度，延長篦條使用壽命；減少篦條粘料，降低勞動(dòng)強(qiáng)度；防止混合料從篦條間隙抽走，減少廢氣含塵量，延長風(fēng)機(jī)壽命。理論上，鋪底料最小粒級(jí)應(yīng)大于篦條間隙。三燒篦條間隙設(shè)計(jì)寬度為8 mm，由于制造精度和裝配等問題，實(shí)際篦條間隙大部分在9～11 mm之間，而三燒鋪底料粒級(jí)為10～18 mm，造成部分小顆粒鋪底料卡在篦條間隙中，形成堵塞物，限制篦條活動(dòng)。

2.2 瓦斯灰?guī)胼^多堿金屬

通過對(duì)三燒篦條粘結(jié)物成分進(jìn)行化驗(yàn)(見表1)，發(fā)現(xiàn)粘結(jié)物中K2O、Na2O含量偏高。K2O和Na2O的沸點(diǎn)都低于1 000 ℃，燃燒帶溫度能達(dá)到1 200～1 300 ℃，隨著燃燒帶下移，堿金屬不斷蒸發(fā)出來進(jìn)入廢氣中，遇到較低溫度的篦條后重新凝固，粘附在混合料顆粒與篦條之間形成粘結(jié)物。

表1 篦條粘結(jié)物成分 %

通過對(duì)進(jìn)廠原料和電場除塵灰進(jìn)行化驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)瓦斯灰和電場除塵灰堿金屬含量也偏高(見表2、表3)。電場除塵灰堿金屬含量高是因?yàn)榛旌狭现胁糠治搅藟A金屬的粉塵在主抽作用下進(jìn)入煙氣系統(tǒng)，在電除塵器被脫除，堿金屬隨粉塵進(jìn)入電場除塵灰中，再加上電場除塵灰循環(huán)利用，導(dǎo)致堿金屬富集。而混合料中堿金屬主要由瓦斯灰?guī)耄泽鳁l粘結(jié)物中堿金屬主要來自于瓦斯灰。

2.3 混合料溫度低，水分波動(dòng)大

三燒采用二次配料工藝，一次配料主要配加金屬料、熔劑和少量返礦，返礦配比約7%；二次配料配加一配混合料、高返、自返，返礦配比約37%。由于一次配料返礦配比較小，造成一配混合料粘性大，二配兩個(gè)中間倉容易蓬倉，因此取消了中間倉蒸鍋預(yù)熱混合料工藝，造成混合料溫度低。同時(shí)白灰質(zhì)量不穩(wěn)定，水溶實(shí)驗(yàn)溫度在40～80 ℃之間波動(dòng)，造成混合料溫度低和水分波動(dòng)。

泥輥混合料平均溫度47 ℃，低于露點(diǎn)溫度。混合料水分受白灰質(zhì)量影響較大并且波動(dòng)頻繁，水分儀中線設(shè)置在7.1%左右，白灰質(zhì)量好時(shí)，水分儀顯示6.7%左右；白灰質(zhì)量不好時(shí)，水分儀顯示7.5%左右?；旌狭蠝囟鹊汀⑺执髸r(shí)會(huì)造成過濕帶變厚，容易引起篦條糊堵。

2.4 燒結(jié)機(jī)終點(diǎn)位置不明顯

360 m2燒結(jié)機(jī)共設(shè)22個(gè)風(fēng)箱。1#～20#風(fēng)箱通過主抽管道與主抽風(fēng)機(jī)相連，21#和22#風(fēng)箱通過內(nèi)循環(huán)管道與耐熱風(fēng)機(jī)相連，正常生產(chǎn)終點(diǎn)位置控制在20#～21#風(fēng)箱。從4月份開始，21#風(fēng)箱溫度逐漸降低到150 ℃左右，明顯低于20#風(fēng)箱，燒結(jié)機(jī)出現(xiàn)“假”終點(diǎn)，如圖1所示，影響集控工對(duì)終點(diǎn)位置的判斷，經(jīng)常出現(xiàn)跑終點(diǎn)現(xiàn)象。燒結(jié)終點(diǎn)是判斷燒結(jié)生產(chǎn)過程是否完成的標(biāo)志，燒結(jié)終點(diǎn)滯后，導(dǎo)致終點(diǎn)溫度低、機(jī)尾紅層厚、甚至出現(xiàn)生料，未燃燒的燒結(jié)料會(huì)粘附于篦條的表面和縫隙間。此時(shí)的篦條溫度較低，有利于堿金屬物質(zhì)在篦條間隙冷凝，加劇篦條的糊堵程度[2]。

2.5 脫硫入口溫度超標(biāo)，燒結(jié)機(jī)被迫后推終點(diǎn)或上調(diào)主抽兌冷風(fēng)閥

三燒采用活性炭脫硫脫硝工藝流程，活性炭在重力和塔底出料裝置的作用下向下移動(dòng)依次通過脫硝段和脫硫段，系統(tǒng)中存在活性炭運(yùn)動(dòng)的“死區(qū)”，為了避免這部分活性炭著火，脫硫入口溫度按140～145 ℃控制，燒結(jié)機(jī)總管溫度不超180 ℃。但是燒結(jié)機(jī)參數(shù)較好時(shí)，脫硫入口溫度經(jīng)常超過上限，為了滿足脫硫脫硝入口溫度要求，燒結(jié)機(jī)被迫后推終點(diǎn)或上調(diào)主抽兌冷風(fēng)閥，不僅嚴(yán)重影響生產(chǎn)節(jié)奏，還會(huì)造成跑終點(diǎn)、終點(diǎn)溫度低等問題，對(duì)篦條產(chǎn)生不良影響。

3 解決燒結(jié)機(jī)篦條糊堵的措施

3.1 優(yōu)化鋪底料粒級(jí)

更換成品篩篩板，將鋪底料粒級(jí)從10～18 mm提升到12～20 mm，降低小顆粒鋪底料比例，避免小顆粒鋪底料卡在篦條間隙之間，確保篦條之間有足夠大的活動(dòng)量。

3.2 穩(wěn)定瓦斯灰配比

堿金屬是造成篦條糊堵的重要因素，主要來源于瓦斯灰。參考京唐公司防止燒結(jié)篦條糊堵的措施：燒結(jié)混勻礦K2O和Cl質(zhì)量分?jǐn)?shù)分別控制<0.06%和<0.05%，混合料K2O和Cl質(zhì)量分?jǐn)?shù)分別控制<0.09%和<0.05%[2]。目前瓦斯灰配比按2%～3%控制，根據(jù)倉存及時(shí)調(diào)整，穩(wěn)定瓦斯灰配比，避免大加大減增加燒結(jié)機(jī)堿金屬負(fù)荷。

3.3 提高混合料溫度，穩(wěn)定混合料水分

生產(chǎn)實(shí)踐表明，提高混合料溫度可以減少料層中水汽冷凝，減小過濕帶。目前二混水箱采用蒸汽伴熱，水溫按80 ℃左右控制，緩沖礦倉安裝蒸鍋，采用蒸汽預(yù)熱提高混合料溫度，減小過濕帶。白灰質(zhì)量得到顯著提高，水溶實(shí)驗(yàn)溫度穩(wěn)定在90～98 ℃，減少因白灰質(zhì)量波動(dòng)引起混合料水分、溫度的波動(dòng)。目前泥輥混合料平均溫度約55 ℃，較前期提升8 ℃，混合料水分穩(wěn)定在7.2%左右，水分波動(dòng)問題得到解決。

3.4 20#、21#風(fēng)箱之間隔板修復(fù)，燒結(jié)終點(diǎn)便于控制

通過7月份檢修，發(fā)現(xiàn)20#、21#風(fēng)箱之間隔板損壞，如圖2所示，造成耐熱風(fēng)機(jī)和主抽風(fēng)機(jī)搶風(fēng)嚴(yán)重，從料面通過的風(fēng)量減少，20#、21#風(fēng)箱溫度降低，導(dǎo)致燒結(jié)主機(jī)參數(shù)頁面的煙道溫度柱狀圖的20#、21#風(fēng)箱位置會(huì)出現(xiàn)“假”終點(diǎn)，誤導(dǎo)集控工對(duì)終點(diǎn)位置的判斷，導(dǎo)致真終點(diǎn)滯后。

20#與21#風(fēng)箱隔板恢復(fù)后，主抽風(fēng)機(jī)和耐熱風(fēng)機(jī)搶風(fēng)情況明顯緩解，通過料面的有效風(fēng)量增加，20#和21#風(fēng)箱終點(diǎn)溫度恢復(fù)正常，燒結(jié)機(jī)終點(diǎn)位置明顯，便于集控工進(jìn)行控制，跑終點(diǎn)現(xiàn)象減少，如圖3所示。

3.5 燒結(jié)機(jī)大煙道安裝內(nèi)置鍋爐

結(jié)合三燒17天大修，三燒的兩個(gè)大煙道各安裝一套內(nèi)置鍋爐。鍋爐安裝在17#和18#風(fēng)箱之間，處于燒結(jié)機(jī)大煙道煙氣最高溫區(qū)，通過換熱可以明顯降低燒結(jié)機(jī)總管溫度，滿足脫硫脫硝系統(tǒng)入口溫度要求。脫硫脫硝兌冷風(fēng)閥門開度下調(diào)，由50%下降到35%，入口溫度下降，燒結(jié)機(jī)不再通過后推終點(diǎn)位置調(diào)整總管溫度，燒結(jié)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)趨于穩(wěn)定。

3.6 安裝篦條清掃裝置

篦條與篦條、篦條與隔熱架之間存在許多小顆粒的鋪底料，其中一部分在燒結(jié)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)過程中依靠重力會(huì)自然掉落，還有一部分卡在間隙中間，必須在外力的作用下才能落下。間隙中的料粒不及時(shí)處理會(huì)限制篦條的活動(dòng)量，并且容易形成粘結(jié)物糊堵篦條，所以有必要在燒結(jié)機(jī)下部安裝篦條清掃裝置。安裝篦條清掃裝置以后，當(dāng)燒結(jié)機(jī)臺(tái)車轉(zhuǎn)到下部時(shí)，通過清掃刷對(duì)篦條進(jìn)行清掃，可將篦條間隙中的一部分小顆粒鋪底料清理掉，確保篦條活動(dòng)量足夠大。

3.7 定期清理臺(tái)車篦條，防止惡化

作業(yè)區(qū)平時(shí)將140塊臺(tái)車的篦條平均分配到4個(gè)生產(chǎn)班組，每個(gè)班承包35塊，由燒結(jié)工負(fù)責(zé)篦條狀況的檢查和清理。遇到燒結(jié)機(jī)檢修時(shí)，組織職工對(duì)燒結(jié)機(jī)篦條糊堵集中進(jìn)行清理，作業(yè)人員用鋼釬、撬棍等工具在燒結(jié)機(jī)上清理糊堵的篦條，并及時(shí)更換燒損的篦條、隔熱架。

4 結(jié)語

通過分析篦條糊堵原因，針對(duì)鋪底料中小顆粒物料含量高、瓦斯灰?guī)雺A金屬、混合料溫度低和水分波動(dòng)大、燒結(jié)機(jī)終點(diǎn)位置不明顯、脫硫入口溫度超標(biāo)等問題，結(jié)合現(xiàn)場實(shí)際生產(chǎn)情況，三燒采取優(yōu)化鋪底料粒級(jí)、提高混合料溫度、穩(wěn)定瓦斯灰配比、修復(fù)20#和21#風(fēng)箱之間隔板、大煙道安裝內(nèi)置鍋爐、增設(shè)燒結(jié)機(jī)篦條清掃裝置、定期清理臺(tái)車篦條等措施，有效解決了燒結(jié)機(jī)篦條糊堵問題,自7月份大修開機(jī)以來，篦條狀況良好，為三燒產(chǎn)質(zhì)量提高提供有力保障。