天铁7#烧结机停机事故原因分析与改进

2012-10-23关中

天津冶金 2012年6期

关中

（天津天铁冶金集团有限公司第二炼铁厂，河北涉县056404）

1 引言

天铁7#烧结机于2009年6月投产运行。该系统由1台抽风烧结工艺的400 m2带式烧结机，2台SJ21000烧结主抽风机，2台德国西门子7800 kW同步电动机，6个混匀矿槽，2个白云石槽，4个生石灰槽，2个冷返矿槽，1个添加剂槽，1个焦粉槽，1个煤粉槽及1个20万m2的综合机械混匀料场组成。投产运行后经常出现停机现象，严重影响着生产的顺利进行。通过对出现的问题分析后得知，停机大都是由于成品系统板式给矿系统和上料系统胶带漏堵塞造成，为使烧结机稳效增产，提出了改进方案，改进后效果较好，提高了烧结机利用系数，创造了较高的经济效益。

2 烧结工艺特点

2.1 工艺流程

7#烧结机上料系统按物料输送路程先后经过配料室、一次混圆筒合料机、二次混圆筒合料机、烧结机大矿槽的顺序。成品系统按烧结矿输送路程从烧结机机尾、单齿辊破碎机、鼓风环式冷却机、筛分室的顺序。配料室应用重量配料方式，以运输带秤计量公斤数为准。一次混合为1台Φ4.4×24.5 m圆筒混合机，安装角度2.5°，混合时间约为4 min。二次圆混合为1台Φ4.4×26 m圆筒混合机，安装角度2.5°，混合时间约为4 min。鼓风环式冷却机冷却面积为460 m2，中径Φ48 m，拦板高1500 mm，料层厚度1400 mm。选用5台G4-73 No29.5D离心风机，冷却时间约75 min。筛分间共有3台1.05×6.0 m（双向）环保型悬臂振动筛，上下垂直布置。筛分室：一次筛分级＞20 mm为烧结机铺底料，二次筛分级为5～10 mm的烧结矿通过溜槽与一次筛筛上＞20 mm的烧结矿给到同一条胶带机上，进入成品烧结矿运输系统；三次筛分级为＜5 mm的冷返矿由胶带机运往配料室。原料上料系统见图1，成品流程系统见图2。

图1 原料上料系统

图2 成品流程系统

2.2 烧结原料条件的整合

针对天铁低成本战略，原料含铁品位高低兼用，原料品种多、杂的特点，制定了严格的原料配比要求，稳定控制Si、CaO的含量，根据物料的物理化学成分以及物料的渗透性，有效地掌控混匀料的水分。水加入量的多少对烧结料制粒效果有着很大影响，水加入量根据混匀料内水，熔剂中白云石粉及生石灰消化作用而定。返矿作为烧结矿筛分后的筛下产物，由于其粒度相对较大，加上其具有疏松多孔的结构和一定温度，在混合料制粒过程中易成为小球的“核心”。经测得，92%以上小于5 mm的烧结矿返矿在一次混合后，85%以上返矿完成造球，混匀料制粒的粒度得到充分改善，经过一混低压蒸汽预热小球在适当降温后，在二混中得到进一步成长，同时对保持物料温度也起到一定作用，避免了物料因水分过高造成原燃料大面积凝结成块，堵漏子以及水分过小，使干料、粉料无透气性，对胶带设备造成危害等现象。在烧结配料过程中最难掌控的就是水分，水控制的多或少都会给生产带来很多麻烦，直接影响到烧结矿的质量，同时影响下一个循环的进行。另外，实践证明通过对物料特性观察，针对冬天块多夏天雨多的特点，在不同季节做出相应的调整是有必要的。细化物料的结构，做出精准的物料结构分析对生产环节至关重要，是保障物料与设备在生产过程中协调的主导因素。合理的烧结制粒可以较好地对应原料变化，并可得到较高的烧结利用系数和较好的还原性能。鉴于此，水的控制有待分布加入与PLC控制的运用进一步提高。

2.3 原燃料的均粒

在烧结生产过程中制粒是个关键的环节，制粒效果的好坏将影响烧结矿的单项成分稳定性及烧结过程。固体燃料粒度的大小对制粒也有一定影响，固体燃料粒级应控制在小于3 mm，当精粉率较高时，最好控制在0.5～3 mm。烧结实验证明：粒度过大，燃烧速度慢，烧结带变宽，烧结透气性变差，垂直烧结速度下降，烧结机利用系数会降低。粒度过小，烧结速度过快，高温区停留时间短，液相反应进行不完全，烧结矿强度变差，成品率下降，烧结机利用系数降低。在生产过程中把大于8 mm的铁原料破碎，强化混合料制粒工艺，减少混合料中小于3 mm粒级的含量，增加3～8 mm粒级的含量，特别增加3～5 mm粒级的含量，改善烧结料的粒度组成，使烧结料的粒度整体趋于均匀。在造球过程中加入一种有机粘合剂，它是一种新型聚合物，其主要成分为碳水化合物，特点是溶于水后粘结性强，形成一种单一以返矿为中心的造球的技术，制粒效果均匀，透气性明显改善，主管负压显著提高，杜绝了烧结矿白点、死心现象。研究表明，返矿配比在20%～30%，返矿粒度（ld）:5 mm＞ld＞3 mm 时造球效果颇佳，具有运输途中粒度破坏率低，经过下料点顺畅，泥滚铺料松散不粘结、不拉沟、不积料的特点，在上料系统中为系统的顺行起到决定性作用。

3 设备及漏子配置的改进

3.1 下料漏子改进

在以往下料点不正的情况下偏料，堵料造成联锁停机，在原有漏斗基础上改进为现有的下料漏子，在漏子进料口一端安装迎料板，迎料板下用双三角支架支撑可以通过钢丝绳调节迎料板角度，支架两侧装有防护网防止料干喷出，防护网由推杆及卡槽进行控制。改进后漏斗克服了现有技术存在的不足，具有结构精巧，易于岗位操作，便于清理，处理灵活，控制效果良好等优点。实践证明，应用它能够随时控制胶带的下料点，有效避免挂料现象，使得下料通畅，防止堵漏子的现象发生，减少停机处理事故频次，提高漏子使用寿命。同时，由于减少人工清料频次，大幅度降低岗位人员的劳动强度，保证了岗位作业安全，经济效益非常显著。

3.2 翻板改小车机构改进

在过去的生产过程中，切换物料系统的机构多数设计成翻板。翻板体积笨大，一般需要两个人同时操作，耗力耗时。通过对漏子口对接和下料点改变，用双漏子下方加箱体支点构架，设轮式走行机构，地面加钢轨，移动小车载两个相同漏斗可以通过在钢轨上位置改变物料的品种，轨道上还设有小车运行安全极限。运行小车机构顺畅，更加易于推广改进，小车机构可以根据运行环境设计成通过PLC信号开关控制或液压系统控制。在PLC中设置系统故障，变频器故障超限等报警，小车有两个正常工作点，确保小车在生产过程的运行及安全。

3.3 板式给矿的改进

板式给矿机运行常见滑料现象，尤其是各连接部位螺栓极易松动，螺母磨损非常厉害。据统计，板式给矿机发生的事故中，切断螺栓、卡链板、掉链斗事故频频。而且尾部链轮磨损严重，且发现链板卡阻、滚子骑齿、啮合不好，运转时有异常响声和振动。再加上现场粉尘浓度大，环境恶劣，润滑油遇尘后成为油泥，以致润滑作用不明显，烧结矿从其上散落下来尤为突出，抢修处理极为困难。成品矿由于温度高，对设备维护要求更高，通过改变下料角度、下料点、加长衬板、护板高度、在传动机构安装半密封罩，板式给矿结构得到优化，下料不受启停影响，很好地解决了上述问题，使现场环境灰尘得到明显改善，保障了成品系统长久运行无故障。根据上年反馈信息表明，烧结机在单位时间上造成停机，点火器下面的烧结矿很容易过熔，由于抽风时间的延长，烧结矿的液相会增多，烧结机的篦条会适当受损，烧结矿液相过多时易粘篦条，减少篦条的使用寿命。当篦条发生形变或脱落，在台车料面上形成风洞，将直接影响抽风利用率及局部烧结矿质量，严重时会使主管负压降低。烟气杂质量增多，降低风机叶片使用寿命。恶性循环极大地给成品系统造成危害，致使检修难度增加。成品系统每停5 min，烧结机实际停机小时（t）＞5 min，风机电损耗=15600 kW×0.08 h=1248 kW·h。板式给矿的改进，在保障成品系统的同时，也保证了烧结机有效循环的正常运行，对获取经济利益起到了很大作用。

4 实施效果

通过优化烧结工艺操作，烧结机长时间稳定运行，避免了过去料面凸洼不平及拉沟现象。点火均布料线防止了台车过点火器后欠熔或过熔问题，使终点风温及风压得到有效控制，杜绝了风洞的出现。成品烧结矿全铁稳定率达到100%，一级品稳定率100%。主体设备经过改进后，创一年来运行单周最高水平，月完成作业率95%以上，成功超额完成年计划产量。

设备的改进使事故台时呈递减趋势，事故台时最高月比前两年平均月事故台时降低8%，烧结机利用系数最高月比前两年烧结机平均利用系数提高近1倍，备件损耗总和比前两年总和降低40%，油脂单耗比前两年平均单耗降低20%。固燃耗单耗比前两年平均年单耗下降7%，电耗单耗比前两年平均年单耗下降11.5%，吨矿成本比前两年平均月降低5%～7%。近两年多的生产实践证明，针对两个系统所做的改进取得了可观的经济效益。