天钢焦炭系统增加一次筛分实践

2013-11-08李宏飞

天津冶金 2013年1期

关键词：闸板振动筛皮带机

杨宇，李宏飞

（天津钢铁集团有限公司炼铁厂，天津 300301）

1 引言

焦炭筛分是高炉炼铁生产工艺过程中的一个重要组成部分，其目的是为了提高入炉焦炭的粒度，减少焦炭入炉粉末，提高高炉的利用系数，对高炉顺行有着非常重要的意义。

2 焦炭系统存在的问题

随着高炉产量、质量及冶炼强度等各项指标的不断提高，对入炉焦炭的质量特别是粒度要求越来越高，筛分效率不好会对高炉整体的透气性有较大影响。从表1 可以看出焦炭质量的变化对高炉炼铁的影响是比较大的。

天津钢铁集团有限公司（以下简称天钢）没有焦化厂，所有焦炭全部外购，因此焦炭的质量参差不齐。外购焦炭存在的主要问题包括焦粉及水分含量高、粒度级别差距较大，仅仅依靠矿槽的筛分不能满足入炉焦炭的粒度要求。随着高炉冶炼强度的增加，原设计焦炭筛分系统能力已经不能满足目前高炉的生产工艺要求。由于焦槽槽下筛分设备安装空间的限制，靠增加筛分设备的规格和能力是行不通的，因此必须异地设计一套筛分系统，用于在焦炭进入焦槽系统前，先对焦炭进行一次筛分，提前将一部分小颗粒焦炭和粉末筛除，然后筛上的焦炭通过皮带运至焦槽，再通过槽下焦炭筛分系统进一步筛分，以取得良好的筛分效果。

表1 焦炭质量对高炉主要指标的影响（来源）

3 增加一次筛分系统方案的提出

天钢焦槽槽下筛分设备自投入使用到目前已运行五六年。一方面，原设计焦炭筛分设备筛分能力有所下降；另一方面，由于高炉产量、质量及高炉冶炼强度的增加，对于相关各项指标要求越来越高，尤其对焦炭的含粉量及粒度要求很高。而原设计筛分系统的设备能力，已经不能满足目前高炉的工艺要求。因此，迫切需要对焦炭筛分系统的设备进行改造。为了提高筛分效果，我们决定提前进行一次筛分，将大部分小颗粒焦炭和粉末筛除。筛后的焦炭再进入原焦炭筛分系统，进行二次筛分，以获得最佳的筛分效果，促进高炉稳定顺行，不断改善高炉生产的各项经济技术指标，取得更大的经济效益。

方案组成。通过对焦炭输送路由的全面考察和分析，设计在原料厂J6 皮带机东侧，原料厂3#除尘器北侧，增加一套筛分系统。该焦炭筛分系统主要设备包括三条固定式带式输送机、两台振动筛（一用一备）和一条摆动带式输送机。所增加的筛分系统的工艺流程：焦炭由J6 皮带机上的固定卸矿车及溜槽输送到1#皮带机上，1#皮带机直接将焦炭输送至振动筛上方的下料溜槽后，经振动筛进行筛分。合格的焦炭（即筛上物）通过下料溜槽送到2#皮带机上，2#皮带机再将合格焦炭输送至J6 皮带机上方的下料溜嘴，最后一次筛分合格的焦炭返回到J6 皮带机上，与原系统对接。经振动筛筛分下来的不合格焦炭即小颗粒焦炭及焦粉（也称为筛下物），通过3#皮带机经溜槽输送至摆动式皮带机上，筛下物通过摆动式皮带机均匀的堆放在原料厂指定的卸料处。归纳起来，该焦炭一次筛分系统主要由固定式卸料机，带式输送机，振动筛及相关的配套设施等组成。

4 主要设备的技术参数及投资概算

4.1 固定式卸矿车

主要由固定平台、皮带机架、上下改向滚筒、平衡架、闸板阀、溜槽体、除尘系统及电气控制系统组成。

4.2 1#皮带机

主要由机架、电机、传动滚筒、改向滚筒、托辊、胶带、拉紧装置、清扫装置、除尘及电气控制系统组成。

胶带机型号：10063；输送能力500 t/h；带速2.5 m/s。

电动滚筒型号：WO2-37-2.5-630X1000S；胶带型号：cc-56；带宽1 000 mm；机长53 m；提升高度：3.115 m。

4.3 2#皮带机

主要由机架、电机、传动滚筒、改向滚筒、托辊、胶带、拉紧装置、清扫装置、除尘及电气控制系统组成。

胶带机型号：10063；输送能力500t/h；带速2.5 m/s。

电动滚筒型号：WO2-37-2.5-630X1000S；胶带型号：cc-56；带宽1 000 mm；机长5.95 m；提升高度：8.615 m。

4.4 3#皮带机

主要由机架、电机、传动滚筒、改向滚筒、压带轮、托辊、胶带、拉紧装置、清扫装置、除尘及电气控制系统组成。

胶带机型号：6550；输送能力150 t/h；带速1.25 m/s。

电动滚筒型号：WO2-11-1.25-500-650s；胶带型号：cc-56；带宽650 mm；机长40.8 m；提升高度：3.115 m。

4.5 4#摆动式皮带机

4#摆动式皮带机可旋转角度为120°。主要由机架、电机、传动滚筒、摆动驱动装置、改向滚筒、托辊、胶带、拉紧装置、清扫装置及电气控制系统组成。（机械部分利旧）。

4.6 振动筛

型号：XBSFJ245X520-I，技术参数见表2。

表2 焦炭振动筛技术参数

4.7 自动控制系统

采用可编程控制器（PLC）对整个筛分系统进行远程自动控制。

4.8 电气部分、钢结构及土建部分（略）

以上总投资约180 万元。

5 工艺流程

焦炭由J6 皮带机上的固定卸矿车，经溜槽将焦炭输送到1#皮带机上，1#皮带机直接将焦炭输送至振动筛上方的下料溜槽，焦炭送入振动筛上进行筛分。两台振动筛（开一备一）分列在筛分车间两侧，两振动筛中间位置为振动筛的工作位。筛分系统工作时，一台振动筛移到工作位进行筛分作业，另一台振动筛备用。经过振动筛的筛分，合格的焦炭（即筛上物）通过下料溜槽送到2#皮带机上，2#皮带机再将合格的焦炭，经2#皮带机上方的下料溜槽输送回J6 皮带，与原系统对接。经振动筛筛分下的不合格小颗粒焦炭（即筛下物），通过3#皮带机输送至摆动式皮带机上，筛下物通过摆动式皮带机，均匀的堆放在原料厂指定的卸料处，再用装载机运至配料处进行回收利用。

5.1 自动控制流程

启动时：当原料场J6 启动时，整个预筛分系统才可进行自动化操作。此时为PLC 控制，按下系统起动按钮后，2#皮带机、3#皮带机、4#皮带机同时起动2#皮带机正常起动后，延时10 s，振动筛自动起动；同时4#皮带机在起动后延时15 s，摆动装置驱动电机起动在振动筛正常运转10 s 后，1#皮带机起动在1#皮带机正常起动10 s 后，卸料车二通漏斗旁侧闸板阀开启，同时中间下料闸板阀关闭，整个系统进入正常运转状态，从J6 皮带机输送来的焦炭就可以正常进入筛分系统进行筛分了。

5.2 停机时

5.2.1 正常人为停机

首先，在电控室内按下系统停止按钮。固定式卸料车二通漏斗旁侧闸板阀关闭，同时中间下料闸板阀开启。当二通漏斗旁侧闸板阀关闭时间超过15 s 时，整个系统其它设备全部自动停止正常旁侧闸板阀关闭到位后，延时10 s，1#皮带机停止1#皮带机停止后，延时10 s，振动筛自动停止振动筛电机停止，延时10 s，2#皮带机、3#皮带机和4#皮带机同时停止4#皮带机停止延时15 s 后，摆动装置驱动电机停止。

5.2.2 非正常停止

为保证设备和人身安全，当原料场J6 皮带机停机时，整个系统自动全部停止；另外当现场皮带机拉绳拉动、皮带机严重跑偏以及系统设备发生故障时，整个系统自动全部停止。

6 新增筛分系统改造后的使用效果及经济效益

新增焦炭筛分系统投入使用后，筛分后的焦炭粒度组成更加合理，入炉焦炭的质量得到了很大的提高，有效降低了焦比。同时筛分下的焦粉返回原料厂，送往烧结厂进行再利用，提高了焦炭的利用率，取得最大的使用价值。筛分后的焦炭促进了高炉稳定顺行，高炉利用系数明显提高，同时改善了生铁质量及各项经济技术指标。筛分系统自2010年2月投入使用后，天钢两座高炉综合月产量和利用系数如表3 所示。

由此我们可以看出，焦炭预筛分系统自投入使用以后，高炉产量及利用系数明显提高，铁水产量多次刷新天钢日产记录和月产记录。入炉焦比、燃料比等指标有明显改善，与2009年相比，所获得的经济效益显著。燃料比降低17 kg/tFe，焦比降低53 kg/tFe，煤比上升26 kg/tFe，焦炭每月消耗减少1 700 元×0.053 t/tFe ×7 710 t=69.47 万元，煤比增加1 000 元×0.026 t/tFe ×7 710 t=20 万元，每月可节省49.47 万元，每年可产生效益49.47 万元×12=593.64 万元，每年产生的效益远大于设备投入。

一次筛分系统各设备目前运行良好，对焦炭的预筛分效果明显，使进入高炉贮焦槽的焦炭粒度得到明显提高。并且我们根据不同季节焦炭的湿度及粒度的不同，采用了不同形式的筛棒形式，最大限度的发挥振动筛的功能，提高了筛分效率，改善了高炉的顺行情况，炉况在2010年1月以后一直稳定顺行，高炉炼铁成本不断下降，各项经济技术指标不断优化。