球团链篦机运行故障原因浅析

2022-06-17连军峰王玉梅田长磊

新疆钢铁 2022年1期

连军峰，王玉梅，田长磊

(新疆昆玉钢铁有限公司)

1 问题的提出

新疆昆玉钢铁有限公司60万t氧化球团生产线采用链篦机-回转窑-环冷机生产工艺。链篦机篦床受偏抽影响烧损较严重，在实行间歇式生产模式期间，利用停机期间对篦床进行维修更换，正常生产期间链篦机可以稳定运行，间歇式生产模式球团矿产量控制在2200～2300t/d。2019年球团链篦机及三大主机耐材大修后采用连续满负荷运行，并逐步提产至2420t/d，2021年通过再次攻关增产至2500t/d后，链篦机篦床西侧烧损逐步加剧，多次出现小轴、侧板、链节等断裂卡阻停机等，因链篦机运行故障频发，影响生产的连续性、稳定性。

2 链篦机故障多发原因分析

链篦机是链篦机-回转窑-环冷机式球团生产的主要设备之一，主要承载着生球干燥、预热，为回转窑焙烧提供合格的预热球的作用。因昆玉球团风系统(见图1)设计不能满足目前生产需要，链篦机篦床一侧烧损严重，运行稳定性差。

图1 昆玉球团链篦机风系统

分析主要原因：

(1)昆玉球团链篦机设置高温风机一台，主抽风机一台，篦床整体均为双侧单机抽风，且高温风机及主抽风机抽风方式是由链篦机两侧大烟道上方通过竖直抽风支管向上抽风后汇总至抽风主管，导致然后经风链篦机篦床两侧抽风风量不平衡。经测量，链篦机干燥一段、干燥二段西侧支管最高风速51m/s、最低风速24m/s，东侧支管最高36m/s、最低风速18m/s；预热段西侧支管最高风速47m/s，东侧支管最高38m/s；最高风速检测数据远远大于设计要求25～28m/s。因链篦机两侧抽风不平衡，篦床物料进入干燥一段、二段后西侧部分生球被抽至风箱支管及烟道，造成篦床西侧球团量减少，造成风量大对西侧篦床磨损较大；进入预热段后因篦床西侧球团数量减少、篦床间隙较大等，高温烟气主要从篦床西侧穿过，同时系统内粉末伴随高温烟气一起穿过西侧篦床，更加加剧了篦床的磨损、烧损。导致预热段篦床篦板出现东侧发暗(约400℃)，西侧发红(约700℃)的现象，造成篦板出现不均匀的热变形。

(2)昆玉球团环冷机2#鼓风机风量90000Nm3/h，环冷二段气体温度600℃，现有回热管道管径为DN1600mm，扣除管道内部100mm耐材，实际回热通经为1400mm，通过计算理论热风运行流速约51m/s，远远大于设计要求的20～25m/s，按照设计风速、风量倒推二次回热风管道管径应为Φ2520mm。因环冷机二次回热风管偏细，导致环冷二段回热风量不足，影响链篦机干燥二段温度偏低，生球干燥效果差，球团进入预热段初期仍在进行干燥处理，为保证预热效果，提高高温风机抽风量，加剧了链篦机篦床的烧损程度。

(3)近几年，球团连续生产并不断提产，在逐步提高生产负荷条件下，为保证球团矿质量，提高并保持链篦机预热段温度，加速了链篦机篦床的烧损。

(4)受链篦机小轴采购周期等影响，昆玉球团自行研究使用大量自制小轴。自制小轴屈服强度383MPa，抗拉强度600MPa；原装小轴屈服强度402MPa、561MPa，抗拉强度823MPa、844MPa，使用的自制小轴长度分别为900mm、300mm，导致链篦机篦床整体的承载能力降低，期间对生产工艺调整、设备运行能力等研判不足，未及时压减产能，造成篦床故障多发。

(5)高温、主抽风抽风分支主管自大烟道竖直向上抽风，竖直向上的抽风支管类似重力除尘器，导致大烟道粉尘沉积，球团连续生产超过2个月后大烟道积灰增多，风系统流通不畅。为确保球团的干燥、预热效果，不断提高主抽风机、高温风机变频，导致篦床局部烧损加剧，影响链篦机篦床的连续、稳定运行。

3 近几年链篦机实施的改造

3.1 风系统积灰问题的解决

根据近几年生产实际，球团因链篦机风箱支管较长(5.91m)且均为水平设置，连续生产超过1个月后支管积灰逐步加重，直接影响风系统畅通及生产稳定。通过研究在烟道支管下方开孔制作小灰仓和卸灰孔，并制定在线清灰制度，要求每两天对支管积灰进行放灰处理，改善效果较好。

风箱支管闸板割除：因链篦机风箱支管较长(5.91m)且均为水平设置，正常生产时风箱支管闸板调节使用频次低，且闸板存在直接加速支管的积灰，改造增加风箱支管卸灰孔后，长周期生产后期闸板附近仍有大量粉尘沉积，影响风系统平衡，故利用检修时间割除风箱支管闸板，通过执行在线清灰制度，风箱支管积灰基本得到解决。但因风箱支管闸板被割除后风系统无调节手段，对链篦机风系统偏抽控制有一定影响。

大烟道增加积灰沉降管：因球团链篦机烟道汇集风量需经过一段竖直向上的抽风分支主管后进入主抽风总管，主抽风机抽风过程中竖直向上的抽风分支主管类似重力除尘器，导致链篦机烟道积灰量较大，长生产周期后期烟道内积灰直接影响风系统平衡，且影响主抽风机做功效率。通过改造增加大烟道积灰沉降管，每个沉降管之间间距为3～4m，生产期间要求每半个月对大烟道积灰进行一次放灰处理，以畅通大烟道热风循环。

3.2 链篦机风系统偏抽及控制措施

现场生产中因链篦机风系统篦床两侧抽风不平衡对篦床的使用寿命影响较大，2021年8月中上旬为缓解篦床烧损现象，在执行风箱支管在线清灰的同时，对风箱支管及主抽风机分支主管进行了改造增加插板进行东、西两侧风量调节。

(1)在链篦机西侧主抽风机分支主管段(竖直段)及高温风机回抽分支主管段(竖直段)增加插板，利用插板进行东西两侧风量调节，以缓解西侧偏抽现象；

(2)在东西两侧风箱支管增加插板，主管风速调整基本均衡后，微调东西两侧风箱支管，初步实现整体风系统的基本平衡控制。链篦机风箱支管及主抽风机分支主管改造后主要参数指标见表1。

表1 改进后链篦机风箱支管及主抽风机分支主管参数指标

3.3 平衡热工系统温度，设置回转窑窑尾挡风墙

原设计中，球团回转窑窑尾无挡风墙。昆玉球团建成投产后，回转窑温度持续较低(1000～1150℃)，球团矿质量差；链篦机预热段温度较高(基本在1020～1060℃，设计为850～950℃)，篦床温度高(600℃)。为使热工温度分布合理，在回转窑窑尾溜槽两侧各增加一座400mm×900mm挡风墙，回转窑焙烧温度提升至1100～1200℃，球团矿抗压强度提升至2000～2200N，链篦机预热段温度降至950～980℃，篦床温度降至500～550℃。

2019年球团大修后，随着提产链篦机预热段温度970～1020℃，伴随着偏抽篦床一侧发红，考虑回转窑正压未再增加窑尾挡风墙大小。

4 关于球团链篦机下一步改进措施

4.1 球团风系统的改进

针对球团风系统，计划进行如下改进：(1)环冷机二次回热风管道由原Φ1600mm改造更换为Φ2520mm，增加二次回热风管道通风面积。预计可保证环冷机二段废气全部回用至链篦机干燥二段，确保生球干燥效果，解决生球进入预热段后仍需干燥的问题，以改善正常工况下球团预热效果差的现象；另二次回热风管道加粗后，环冷二段蹿风进入环冷一段的废气量减少，进入回转窑内的热风量将有所降低，进而影响回转窑内通过的风量减少，预计降低高温风机变频1～3Hz可满足生产工艺制度的需要，从而减少预热段穿过篦床的热风量，减缓对篦床的冲刷、烧损。(2)对主抽风机2支分支主管(竖直段)及高温风机2支分支主管(竖直段)各增加1套DN2000耐高温电动控制阀替代前期临时增加的插板，同时配置热电偶、压力变送器及流量计等，另对预热段11#、12#风箱4支分支管各增加1套DN900耐高温电动控制阀，以便于链篦机偏抽调节控制，有效缓解偏抽对篦床烧损较严重的现象。

4.2 优化工艺设备管控措施，保护篦床稳定运行

(1)目前链篦机烟罩热电偶共四个(干燥一段、二段各一个，预热段两个)，在链篦机烟罩两侧增加热电偶数量6～8个，有效指导链篦机工艺调整控制；加强生产工艺管控，根据篦床温度及时调整料批，严格控制预热段温度≤980℃，确保篦床温度<520℃，降低篦床烧损程度。

(2)风系统改造后，重点研究热工系统各段温度、风量平衡，在保证热工艺温度控制合理、球团矿质量合格的条件下，逐步提高并稳定生产料批，完成球团矿产量目标。

(3)研究制定链篦机篦床安装、维修验收标准，提高篦床检维修质量，并制定回程篦床测温反馈制度，要求岗位按照每2小时对回程篦床进行一次测温，做好记录并反馈。

4.3 其他措施

(1)根据实际生产情况，结合工艺、设备技改时，在保证设备能力允许的条件下进行合理优化改造，将保证生产、设备整体运行稳定放在首位。

(2)合理调整球团配矿结构，深入研究热工艺制度调整控制，严格控制回转窑结圈增长在窑皮保护合理范围之内；若阶段性需配加部分粗粒度性价比料生产时，平衡控制粗粒度铁精粉(-200目比例小于80%的铁精粉)配比≤25%；并合理控制生产节奏，严格控制回转窑结圈增长厚度≤300mm，避免因结圈异常增长导致的生产工况波动，保证生产、设备稳定顺行。

(3)链-回-环三大主机耐材质保期满后，提高下一次耐材大修质量标准，控制三大主机耐材稳定运行，防止因耐材损坏而影响设备的稳定运行。