济钢320m2烧结机的工艺优化
1 前言
济钢320 m2 烧结机自2005 年9 月投产以来,遇到了一系列的生产问题,包括混合料槽粘料、冬季糊篦条、燃料破碎系统频繁停机等,针对这些问题,我们陆续进行了相应的改造优化, 最终完全解决了这些生产难题,同时优化了生产操作,使济钢320 m2 烧结机的生产达到了更高的水平。
2 工艺优化及改造
2.1 调整一混圆筒加水管角度
由于圆筒的旋转运动,筒内物料被筒壁带起,主要集中在大约与水平成45°角的方向。原设计没有考虑物料在圆筒中的运动方式和分布情况,1 # 圆筒加水管设计加水角度为与水平成 90°,导致水柱垂直喷射在圆筒下方,不仅混匀制粒效果差,而且大大加重了圆筒粘料,给生产带来极大影响。为解决该问题,我们根据物料在圆筒中的运动规律,将加水管喷头角度作相应调整,使一混加水落到物料集中的位置,提高了一混圆筒的混匀制粒效果。
2.2 二混雾化喷头的应用
为了避免混合机内扬尘将喷头堵塞,起初二混加水方式为柱状水,后经过改造消除了该处的扬尘,故在二混原喷水管道上加装了3 个雾化喷头将柱状水改为雾化水。该喷头加水半径可达一米,雾化效果非常好,极大地改善了混合料的造球制粒效果,见表1 。
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2.3 混合料槽粘料问题的解决
由于原料结构的变化和混合料槽自身设计的缺陷,我厂混合料槽曾出现过严重的粘料现象,造成了生产不稳定。为了不影响生产,需要频繁地清除粘料,该作业工作环境恶劣,劳动强度大,且有一定的危险性。通过分析,我们发现造成这种现象的原因主要是混合料槽四角为小角度圆弧角,混合料落在四角时,容易积料,且积料逐渐固结长大引起粘堵。后将料槽四角圆弧直径从125 mm 加大到800 mm ,并将衬板改为不锈钢衬板,改造后彻底解决了混合料槽粘料问题。
2.4 针对糊篦条现象建立预防与处理机制
投产后,我厂出现过几次不同程度的糊篦条现象。在篦条堵死期间,烧结矿成矿率急剧下降,各项经济技术指标及实物质量也出现了明显下滑。为此,我们在总结经验的基础上逐渐建立了糊篦条现象的预防与处理机制,主要内容如下:
(1) 进入冬季降温天气后启动此机制;
(2) 铺底料厚度保持在50 mm 以上,并保证粒度要求;
(3) 严格控制混合料水分,将二混水分值控制在7 %以内;
(4) 开启篦条振打装置。当生产出现波动, 发现篦条间隙存有小颗粒时,即开启篦条振打装置,为了保护篦条隔热垫不会振坏,一般将连续开启时间控制在24 小时之内;
(5) 增加篦条垫扣厚度,将篦条间隙由5 mm 增加至7 mm;
(6) 根据实际情况调整控制参数,包括料层、机速,负压等;
(7) 增加混合料预热装置。我们在混合料槽底部安装了蒸汽预热装置,在冬季气温低于零度时开启蒸汽预热,可将混合料温度提高至 60 ℃以上。
在采取以上措施后,彻底解决了糊篦条的问题,至今没有发生过糊篦条现象。
2.5 增设返矿预润湿
烧结工艺要求混合料具有一定的透气性, 而透气性取决于混合料的制粒效果,制粒过程主要在圆筒中进行。起初,我厂控制制粒效果主要靠调节加水量,有时为了改善透气性不得不增大加水量,而加水量过大又会对后续工序带来消极影响。为此,我们提出在一混前增加返矿加水工序。由于返矿是造球核心,将其提前润湿,可增强其在造球过程中的作用,改善混合料透气性,提高烧结矿产质量。同时,润湿返矿还可抑制混合料进入圆筒时的扬尘,改善环境。该项目在2006 年底完成后,经过实验证明,在达到相同混合料原始透气性的情况下,每小时可节水3 t ,而在总加水量一定的情况下,混合料原始透气性改善,抽风负压下降约1 kPa 。
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2.6 高炉除尘灰集中单配
在以往的生产中,高炉灰一般是与混合料简单混合后参与烧结生产,由于高炉灰无法定量准确配加,经常引起烧结工况波动和烧结矿成分异常,给生产带来很大的影响。为此,我们决定将高炉除尘灰集中单配,并对配料系统进行了相应的改造,主要内容如下:
(1) 优化返矿上料系统,高炉灰单独进仓, 精确配料,保证烧结矿成分的稳定。我们在原有配- 5 皮带的基础上平行增加了新配- 5 皮带,这样在返矿受料槽接受的物料可以根据需要任意运至配料室14 # 、15 # 或16 # 仓,实现了高炉灰单独进仓。
(2) 由于高炉灰为易扬尘物料,使用普通料仓会造成严重扬尘,污染环境,所以对料仓作了相应的密封改造。
(3) 为防止发生料仓粘堵,增加了一台振打器。
(4) 由于高炉灰配加量大大小于原配料圆盘的正常下料范围,所以对圆盘闸门进行了改造,将原来的普通闸门更换为星型液压闸门,保证下料稳定。
2.7 燃料破碎系统改造
320 m2 烧结机所用燃料需在厂内破碎,原采用筛分→对辊→四辊破碎流程,其中四辊为接头板带传动,辊子间隙调整采用液压系统控制,投产后存在以下问题:
(1) 传动板带为接头板带,由皮带扣连接, 板带经常断裂,3～4 天便要更换一次,影响生产。
(2) 给料皮带原来为普通凹式,焦粉集中在皮带中间,导致辊皮破碎面(主要为中间50 %区域) 磨损严重,使用很短时间(约2～3 个月) 即需车削辊皮。
(3) 液压系统间隙调整困难,破碎过程中辊子无料处撞击严重。
改造措施如下:
(1) 将板带由皮带扣连接改为弹性环状传动板带。
(2) 将焦粉上料皮带更换为平式,只用一个水平托辊支撑,焦粉下料口改为约与上料皮带同宽,使焦粉沿给料皮带宽度方向基本布满,实现均匀给料,从而保证了辊皮破碎面延长至与辊子长度相当,实现了均匀磨损。同时,我们还制作了0.3 mm、0.5 mm、1 mm 的垫片,根据焦粉粒度要求插在辊子移动轴承座与主体机架之间,以精准调整辊子间距,使双辊既不接触,又避免了无料处破碎辊的硬性撞击。经过上述改造后,系统运行良好,板带更换周期延长到4～5 个月,辊子更换周期由一年增至两年,消除了设备运行过程中破碎辊的硬性撞击,焦粉粒度合格率也由80 %提高到95 % 以上。
2.8 制作生石灰、白云石检测容器,实行检验操作标准化
以往配料室检测生石灰、白云石一直沿用过去的老办法,具体操作是:加水后由人工目测反应情况(如反应速度, 生烧多少, 颜色情况等) ,完全靠个人经验判断,没有量化数据,因检测人员认识上的差异,有时误差很大,会给生产带来较大影响。为此,我们建立并推行了熔剂检测标准化操作。具体做法是: 制作200 ×200 ×150 mm 的反应盒两个,分别检测生石灰和白云石;制作150 ×150 ×100 mm 取料盒两个,分别取生石灰和白云石;用取料盒取满熔剂,倒入反应盒,然后加两料盒水,反应1 分钟后,称取其质量,检测温度,观察颜色并填入记录表,以此作为判断熔剂质量的依据。
2.9 增加混合料料温检测
320 m2 烧结机投产后很长一段时间里,由于操作经验不足,没有掌握混合料粒度组成、水分及温度等参数对烧结过程的影响规律,而我厂原料结构变动较大的现实情况会导致这些参数经常变化,因此也导致工况经常波动。为了解决此问题,我们要求每班都对混合料的粒度, 水分和温度进行检测,其中粒度检测每班一次, 水分检测两次,温度测定8 次。在对大量数据进行统计分析后,找出了这些参数对我厂烧结过程影响的规律,提高了操作水平,减少了生产波动,最终提高了烧结矿的产质量。
为了进一步提高操作水平,我厂准备在烧结机上安装一套红外线在线测温装置,以便更加及时准确地获得料温数据,为操作提供依据。
2.10 皮带分料器的研发与应用
烧结配料过程中,生石灰、白云石等细粉状物料易向皮带两侧喷扑,粘在1H - 1 皮带两侧, 而后在16 # 圆盘的返矿加水处遇水后消化,在皮带回程时产生大量扬尘;同时熔剂粘结过程中发生的一系列反应也对皮带造成损害,降低其使用寿命。为此,我们在5 # 和6 # 圆盘后增加了分料器,将铁料扒开,使其基本布满皮带,让熔剂撒在铁料上不与皮带接触,从而解决粘料和影响皮带寿命的问题。
分料器的制作安装方法是:在5 # 盘和6 # 盘后分别安装支架,在支架上安装分料器。分料器上部用钢结构制作,可上下调节,下部呈V 字形。在下部V 字形结构上再安装皮带刮刀。这样一方面可以保护钢结构支架,根据刮刀磨损情况随时更换;另一方面,当皮带上有较硬大块通过时可避免发生堵卡或划坏皮带。该装置应用后,有效地避免了熔剂粘结在皮带上损坏皮带,以及造成扬尘的不良后果。
3 改造效果
自2007 年8 月完成上述改造之后至今, 320 m2烧结机运行稳定,生产组织高效有序,取得了良好的运行效果和明显的经济效益。首先,没有再发生因为混合料槽粘料、糊篦条、燃料破碎系统停机而造成的烧结机停机,烧结机停机时间大幅减少,2008 年1～11 月烧结机作业率达到了9811 % ,燃料破碎系统实现了工作时段零停机。同时,因为燃料破碎系统的高度稳定性,所以将燃料破碎时间全部安排在用电低谷时段,节约了用电成本。其次,各项经济技术指标稳步提高,2008 年1～11 月烧结矿转鼓指数提高到78192 % ,含粉指数降低至2178 % , 焦粉合格率提升至99 %以上。再次,由于作业率的提高,烧结机产量增长明显,2008 年1～11 月完成烧结矿产量32216 万t 。此外,还减少了篦条、破碎辊、板带等备件的用量,节省了大量备件费用,降低了生产成本。总之,经过一系列的工艺优化改造,济钢320 m2 烧结机运行水平快速提升,取得了极好的效果。
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