高炉紧凑式矿焦槽技术的发展和应用

潘铁毅

（中冶南方工程技术有限公司）

0 引言

现代化的、高冶炼强度和高产的大型高炉，每昼夜需要连续的供应原、燃料上万吨。矿焦槽是高炉供料系统的重要组成部分，有贮存、筛分、称量、供配料等功能。结合皮带机上料和料车上料两种上料方式以及总图条件，矿焦槽的布置形式千变万化[1-9]。随着高炉供料技术的不断发展和新建高炉越来越紧的占地要求，紧凑式矿焦槽技术得到了长足发展。笔者对单座高炉紧凑式矿焦槽技术和两座（多座）紧凑式矿焦槽技术进行了介绍和对比分析。

1 单座高炉紧凑式矿焦槽技术案例

紧凑式矿焦槽技术一般有占地小、功能齐全、布置紧凑、子系统依附于主体设施建设等特点。常规矿焦槽技术和紧凑式矿焦槽技术特点的对比见表1。

表1 常规矿焦槽技术和紧凑式矿焦槽技术特点的对比

1.1 沙钢5 800 m3高炉紧凑式矿焦槽技术

作为现代大型高炉的典范，沙钢5 800 m3高炉投产于2009年10月份，年产铁水450 万t[10]。矿焦槽具有原燃料槽下筛分及称量、焦丁回收、烧结矿丁回收的功能；槽下筛下的碎焦和碎烧结矿，通过依附于矿焦槽柱的皮带机输送至碎焦槽和碎烧结矿槽，经碎焦槽下和碎烧结矿槽下的振动筛进行二次筛分，筛分后的焦丁和矿丁经分散称量斗称量后卸入槽下供料皮带机（在无需回收烧结矿丁时，烧结矿槽下振动筛筛下的碎烧结矿通过可逆皮带机反向外运）；槽下设置1条供料皮带机；采用皮带机上料，含碎焦碎矿槽的矿焦槽总面积为2 247 m2。受总图布置的限制，矿焦槽布置在有限的、面积狭小的场地。矿焦槽布置如图1所示[11,12]。

图1 沙钢5 800 m3高炉紧凑式矿焦槽布置

槽下振动筛的筛网等部件，通过设置在槽下的电葫芦，配合振动筛平台上的轨道，移出矿焦槽两侧进行检修维护。

1.2 马钢3 200 m3高炉紧凑式矿焦槽技术

马钢3 200 m3高炉于2016年9月投产，年产铁水270 万t。同样受总图布置的限制，在可利用的场地上，矿焦槽与铁路线穿插交错布置。矿焦槽具有原燃料槽下筛分及称量、焦丁回收、矿丁回收的功能；槽下筛下的碎焦和碎烧结矿，通过与供料皮带机同向的皮带机输送至碎焦、碎矿筛分楼，经碎焦、碎矿筛分楼的振动筛进行二次筛分，筛分后的焦丁和矿丁经称量斗称量后卸入上料主皮带机；槽下设置1条供料皮带机；采用皮带机上料，含碎焦碎矿槽的矿焦槽总面积为1 871 m2。不同于沙钢5 800 m3高炉的是，马钢3 200 m3高炉不仅回收烧结矿丁，也回收球团矿丁；其焦丁和矿丁回收系统与槽前转运站合建，矿丁斗直接架在主皮带机尾部，最大程度减少了高炉加矿丁时的亏料时间。矿焦槽布置如图2所示。

1.3 某3 200 m3高炉A紧凑式矿焦槽技术方案

某3200 m3高炉A技术方案，设计铁水年产能269 万t。采用了紧凑式矿焦槽技术，具有原燃料槽下筛分及称量、焦丁回收、烧结矿丁回收的功能，碎焦槽和碎烧结矿槽的布置方式、返焦和返矿皮带机的布置与沙钢5 800 m3高炉类似，但运输方向不同；不同于沙钢5 800 m3高炉和马钢3 200 m3高炉的是，本方案槽下不仅有分散称量的功能，在集中转运站也可以进行集中称量，所以槽下设置1条供焦皮带机和1条供矿皮带机；采用皮带机上料，含碎焦碎矿槽的矿焦槽总面积为1 932 m2。矿焦槽布置如图3所示。

图3 某3 200 m3高炉A紧凑式矿焦槽布置

1.4 某3 200 m3高炉B紧凑式矿焦槽技术方案

某3 200 m3高炉B技术方案，设计铁水年产能260 万t。受老厂区的占地紧张和原料来料方向的限制，采用了紧凑式矿焦槽技术。与沙钢5 800 m3高炉、马钢3 200 m3高炉和3 200 m3高炉A的最大不同是采用料车上料，料车主卷扬机设置在矿焦槽顶部。矿焦槽具有原燃料槽下筛分及称量、料坑集中称量、焦丁回收和矿丁回收的功能，碎焦槽和碎烧结矿槽的布置方式、返焦和返矿皮带机的布置与某3 200 m3高炉A类似；槽下设置2条供矿皮带机和2条供焦皮带机；含碎焦碎矿槽的矿焦槽总面积为1 600 m2。矿焦槽布置如图4所示。

图4 某3 200 m3高炉B紧凑式矿焦槽布置

1.5 4个案例技术方案对比

上述4个案例的矿焦槽均采用了紧凑式的技术，均具有原燃料槽下筛分及称量、焦丁回收、矿丁回收的功能，具有这些功能的系统均与矿焦槽合建或与槽前转运站合建，布置紧凑、占地小；均未设检修维护不便的大倾角皮带机；系统供料能力均能满足高炉生产的需求。4个案例的矿焦槽功能和主要特点对比见表2。

表2 4个案例的矿焦槽功能和主要特点对比

2 两座或多座高炉紧凑式矿焦槽技术案例

两座或多座高炉矿焦槽合建也是紧凑式矿焦槽技术发展和应用的重点，例如首钢京唐公司1号和2号5 500 m3高炉[14]、巴西CSA 3 270 m3高炉、龙钢3号和4号1 800 m3高炉[15]、攀钢1 750 m3高炉[16]等。

2.1 龙钢3号和4号1 800 m3高炉紧凑式矿焦槽技术方案

龙钢3号和4号1 800 m3高炉分别投产于2010年12月和11月，两座高炉设计年产铁水290 万t，两座高炉的矿焦槽合建，每座高炉的矿焦槽均为单排布置。矿焦槽具有原燃料槽下筛分及称量、焦丁回收的功能；槽下筛下的碎焦，通过布置于矿焦槽和上料主皮带机之间的碎焦筛分楼，进行二次筛分，筛分后的焦丁经分散称量斗称量后卸入槽下供料皮带机；每高炉槽下设置1条供料皮带机；两座高炉的槽下供料皮带机平行布置；返焦采用大倾角皮带机运输。采用皮带机上料，两座高炉含碎焦筛分楼和返矿仓的矿焦槽总面积为2 124 m2。矿焦槽布置如图5所示。

图5 龙钢3号和4号1 800 m3高炉紧凑式矿焦槽布置

2.2 晋南钢铁一期1号和2号1 860 m3高炉紧凑式矿焦槽技术方案

晋南钢铁一期1号和2号1 860 m3高炉均投产于2019年。与龙钢3号和4号高炉类似，两座高炉的矿焦槽合建；不同之处是有没有废钢加入和矿丁回收工艺。每座高炉的矿焦槽均为单排布置。矿焦槽具有原燃料槽下筛分及称量、焦丁回收、矿丁回收、废钢加入的功能；槽下筛下的碎焦和碎烧结矿，通过与供料皮带机同向的皮带机输送至碎焦、碎矿筛分楼，经碎焦、碎矿筛分楼的振动筛进行二次筛分，筛分后的焦丁和矿丁经称量斗称量后卸入上料主皮带机；每高炉槽下设置1条供料皮带机；两座高炉的槽下供料皮带机平行布置；返焦和返矿采用大倾角皮带机运输。采用皮带机上料，两座高炉含碎焦筛分楼和碎矿筛分楼的矿焦槽总面积为2 108 m2（不含废钢加入系统）。矿焦槽布置如图6所示。

图6 晋南钢铁一期1号和2号1 860 m3高炉紧凑式矿焦槽布置

2.3 某高炉C、D、E、F紧凑式矿焦槽技术方案

某正在实施的四座炉容均为1 250 m3的高炉C、D、E、F，单座高炉矿焦槽单列布置，每两座高炉矿焦槽合建并列共柱布置，槽前原料从两套合建的矿焦槽中间输送。较3.1和3.2而言，本技术方案中的四座高炉槽前转运站以及槽前运输皮带机通廊合建，布置更为紧凑。另外，与3.1和3.2不同的是，每套矿焦槽（每两座高炉）的矿焦槽下供料皮带机的输送方向一致。

同晋南钢铁一期1号和2号高炉矿焦槽类似，某C、D、E、F四座高炉具有原燃料槽下筛分及称量、焦丁回收、矿丁回收、废钢加入的功能；返焦和返矿采用大倾角皮带机运输。应用户要求，这四座高炉烧结矿储存时间较长（长达32 h）。四座高炉采用皮带机上料，每两座高炉含碎焦筛分楼和碎矿筛分楼的矿焦槽总面积为2 728m2（不含废钢加入系统）。矿焦槽布置如图7所示。

图7 某C、D、E、F高炉紧凑式矿焦槽布置

2.4 某2×2 950 m3高炉G和H紧凑式矿焦槽技术方案

某2×2 950 m3高炉G和H技术方案，两座高炉设计铁水年产能500 万t。两高炉矿焦槽被槽上供料系统串联，每座高炉的矿焦槽均采用双排共柱布置。

矿焦槽具有原燃料槽下筛分及称量和焦丁回收的功能。较3.1、3.2、3.3而言，这两座高炉的矿焦槽相对独立，只是槽上供料系统和返矿系统合建。对大型高炉而言，其优点：一是两排矿焦槽可共用分散称量斗，称量斗及其称量压头数量少，槽下平台检修和巡检区域大；二是返矿返焦系统均采用普通皮带机，不采用大倾角皮带机，检修维护方便。

采用皮带机上料，两座高炉含碎焦筛分楼和返矿仓的矿焦槽的总面积为2 764 m2。具体矿焦槽布置如图8所示。

图8 某2×2 950 m3高炉G、H紧凑式矿焦槽布置

2.5 4个案例技术方案对比

上述4个案例均是两座或多座高炉的紧凑式矿焦槽技术，两座高炉的矿焦槽合并布置，均具有原燃料槽下筛分及称量、焦丁回收功能，部分矿焦槽还具有矿丁回收和废钢加入功能。具有这些功能的系统均在矿焦槽区域附属布置，布置紧凑、占地小；其中前三个案例在返焦和返矿子系统中采用了大倾角皮带机，大大减少了皮带机运输距离、减少了转运皮带机的数量、减少了槽下供料系统的面积和投资；而某2×2 950 m3高炉属于大型高炉，槽下设计未采用大倾角皮带机。4个案例的系统供料能力均能满足高炉生产的需求。4个案例的矿焦槽功能和主要特点对比见表3。

表3 4个案例的矿焦槽功能和主要特点对比

3 结语

紧凑式矿焦槽技术是现代化高炉的发展趋势，一般具有原燃料槽下筛分、称量、焦丁回收和矿丁回收的功能， 以适应现代化高炉精料和节能降耗的需求；其中焦丁回收系统和矿丁回收系统均与矿焦槽或槽前转运站等主体设施合建，或在矿焦槽区域附属布置，布置紧凑、占地小；依据各项目具体情况看是否设置大倾角皮带机；根据用户需要，可设置集中称量斗；结合厂区总图布置，酌情选用皮带机上料或料车上料。