热烧结矿排料结构的研究及技术改进

贺勤 糜杰 李伟华 聂绍昌

（新余钢铁股份有限公司烧结厂，江西新余 338001）

1 前言

新钢115m2烧结机的在设计过程中，选用了热矿筛及小格拉链机工艺，采用热返矿来预热混合料，提高料温，改善混合料透气性，提高烧结矿产量[1]。在十余年的生产过程中，热矿筛及小格拉链机工艺确实为烧结生产带来了不菲的效益，但在钢铁行业整体节能减排形式的推动下，现存热矿筛及小格拉链机工艺随着热矿筛设备老化，其弊端也日益凸显。热矿筛工艺主要存在以下问题：①热返矿量有波动，引起混合料水分的波动，从而影响混合制粒效果；②热矿筛及小格拉链机故障率较高，且故障抢修时间较长，限制了主机的作业率；热矿筛及小格拉链机耗较高；③热矿筛筛板、小格拉链机刮板和链条属于易损件，更换周期短，备件成本高；④热矿筛及小格拉链机工种操作环境为高温、高含尘区，工艺操作环境恶劣。取消热矿筛及小格拉链机，不但是取消热返矿，稳定烧结过程，提高烧结矿产量；还降低设备故障率，节省备件和电费成本，实现节能降耗的目标。

2 现状分析

热矿筛主要筛除烧结过程中部分≤5mm粒级的烧结矿颗粒。应用和不应用热筛工艺的优缺点分析如下：

1）应用热筛工艺的优点

应用热筛，对于烧结整粒工艺而言可以降低成品烧结矿中≤5mm 粒级的比例：对于冷筛工艺来说。则可减少进入环冷机中的小颗粒烧结矿含量，提高环冷机的冷却效果。降低冷却机面积，节约投资。同时大幅度提高混合料的料温。

2）应用热筛工艺的缺点

不利于设备的运行和检修：热筛在高温多尘的工作环境，因作业环境恶劣，设备故障率高，抢检修极为困难，而且作业人员的劳动环境极为恶劣，不利于安全；不利于生产的稳定，热返矿的存在极大的影响了烧结混合料水份的稳定性；不利于改善现场环境：有热筛的烧结整理工艺，其环境相当恶劣：①热筛周围高温多尘，岗位员工的作业条件极差；②因温度太高，加剧了热返矿的扬尘量，特别是在热筛筛体、配加热返矿的下料口；③从热返矿配入点至混合料矿槽的沿途，高温季节因为往热返矿上打水控制热返矿过高的温度而产生大量的夹带粉尘的蒸汽，而低温季节往往是因混合料温度高而环境低导致的温差大产生大量的夹带粉尘的蒸汽，恶化沿途皮带通廊的环境。

3 理论分析及改进措施

3.1 理论分析

1）鼓风机冷却能力验算。改造后减少了热矿筛振动对烧结矿的影响，烧结矿成块状率将提高，但细小颗粒增加，料层透气性变差，担心经过冷却后有红矿产生，通过对现场情况的了解以及对冷却系统能力的验算如下：

鼓风机风量验算：

冷却1t 烧结矿所需冷却空气量Q，m3/h，用热平衡公式计算：

式中：Q实为冷却1t 烧结矿的实际风量（工况），m3/h；

T为通过风机的废气温度，℃；

T1为热烧结矿平均温度，一般取750℃；

T2为排料平均温度，一般取100-150℃；

T2'为冷空气温度，常温为20℃；

C1为热烧结矿平均比热，kj/（kg℃）；

C2为冷烧结矿平均比热，kj/（kg℃）；

C"为空气平均比热，取1.302kj/（kg℃）；

K为热交换系数，吸热与放热比值，一般取0.95；

因此1t烧结矿所需冷却空气量为：

总风量为：163Q=163×2316=377508m3/h

台车密封漏风率约为15%-20%。按照20%选取每台风机表态风量为：

则4台风机风量为：116281×4=465124m3/h＞377508m3/h

根据以上验算结果，鼓风机冷却能力满足改造热烧结矿冷却要求。

2）115m2烧结机风箱没有翻板阀，烧结机开、停机时漏风严重，生料较多，易堵斗子等问题。针对此问题，将对1#、2#、3#风箱进行微负压改造，减少生料量，同时在热矿溜槽、大块溜槽分别开2 个、3 个人孔门，以便堵料时清理。

3）针对冷返矿矿仓容量小容易满仓、排放困难等问题，抬高返矿矿仓原有的排料管角度，由30°抬高到35°。恢复测料位装置，随时掌握料位情况，以便对返矿圆盘进行操作。

4）热矿筛取消后，配料结构减少了热返矿，降低了混合料料温，对烧结矿生产有一定的影响。对此在一号混合机和混合料斗加装蒸汽管，利用180℃蒸汽对烧结生料进行加温，保证料温在50℃以上。

5）115m2烧结机1#、2#电场除尘每2 个小时排一次灰，每天排灰量在15-20 吨左右，且含有多种有害微量元素，属于危化品。若经灰-1 皮带输送到烧-1皮带上，在热烧结矿的作用下，产生有害烟雾，危害岗位员工的身体健康，同时除尘灰粘附在烧结矿上，将带入到高炉中，对炼铁也产生影响。因此拆除绞笼出口处的加湿机，采用布袋装灰，同时在此安装一台单轨吊，以便装车。

6）小格层散料如何进入成品系统。小格拉链机改用下料斗卸料后，通过下料管将散料排放到灰-1皮带机上。通过现场勘查后，将灰-1 皮带传动机构抬高，在其下面安装一条9 米长的皮带机，与烧-1 皮带连通，进入成品系统。

7）新增溜槽总重为32.9吨，小于原热矿筛总重54吨，同时也请了新钢设计院对此进行了核算，因此采用溜槽代替热矿筛对楼层框架结构承重没有影响。

8）排料角度。通过对现场的勘察，首先根据热矿筛平台结构条件，以及烧结块运动安息角≥35°要求，同时为了降低堵料故障的发生，需尽量提高溜槽下料角度，因此，在设计过程中，逐步增加下料溜槽的角度，同时消除干扰因素，直到热矿筛改造设计的热矿溜槽上段角度为42°、下段45°，大块料斗上段38°、下段41°，且均大于碎烧结块运动安息角35°，满足下料要求。

3.2 方案实施

1）拆除现有的热矿筛和单辊破碎机给矿漏斗，将单辊破碎机破碎后的热烧结矿通过溜槽给至环冷机，单辊破碎机破碎后的热烧结矿仍从环冷机布料斗的上部进入环冷机。

2）拆除现有的小格拉链机给料漏斗，新增小格斜溜槽，将小格散料通过溜槽送入环冷机上。

3）拆除原热返矿配加仓和圆盘给料机，保留原散料皮带，原散料仍给至混-1胶带机参加配料。

4 实施后的效果

1）结构简单，故障率低，维护方便，降低安全风险，采用溜槽下料，结构简单，不存在振动器损坏、契杆松动、筛板磨损等故障，减少设备停机时间，提高了设备作业率。

2）节约备品备件和电费成本，利用下料溜槽代替热矿筛和小格拉链机后，降低设备故障，提高设备作业率，降低备件成本，可节约热筛筛框（不锈钢）46.09 万元；同时热筛、冷筛轴承、筛板、盲板、墙板、契杆、小格链条等消耗备件以及润滑油费用约120万元/年。同时降低了电耗成本。

3）提高烧结矿产量，热矿筛改造后，单辊破碎后的烧结矿通过给矿漏斗和溜槽直接送到环冷机，进入到成品系统，每年可增产约10万吨烧结矿；小格拉链机改造后，烧结机生产过程中的成品散料进入到成品系统，每天能增加烧结矿约80t/d，则每年（按340d计）增产：80×340=2.72万吨。共计12.72万吨/年。