濟(源)鋼5 0萬t球團生產線設計特點及生產實踐

    王方軍  伍榮燕

(河南濟源鋼鐵(集團)有限公司)

摘要  本文詳細介紹了濟(源)鋼新建50萬t鏈篦機-回轉窯球團生產線的工藝設計特點，以及投產后兩年來的生產運行情況。通過沒備改造和工藝改進，快速實現了達產和生產的穩定運行，為高爐提供了優質的球團礦。

關鍵詞  球團  鏈篦機-回轉窯  設計特點  設備改造  生產指標

1  前  言

         濟源鋼鐵公司為實現年產250萬t鐵的發展目標，合理改善高爐爐料結構，配合4×508 m³高爐的生產需要，于2005年9月開始籌建50萬t鏈篦機-回轉窯球團工程。其主要設計指標：利用系數6．5 t／(m²·h)，年作業率90．4％，成品球團礦粒度為8～16mm，品位62．0％，FeO≤2．0％，抗壓強度≥2000 N／個，R₂≤0．3。該工程自2007年4月投產以來，累計生產球團礦90余萬t，利用系數9．29 t／(m²·h)，FeO含量1．48％，堿度0．11，球團礦轉鼓指數92．60％，抗壓強度2025 N／個，設備作業率95．23％，達到或超過了工程設計能力，為高爐提供了優質的球團礦。

2  50萬t球團生產線設計特點

         濟(源)鋼50萬t球團生產線在消化、吸收國內外先進經驗的基礎上，采用鏈篦機-回轉窯球團法，廣泛應用新材料、新工藝、新設備和新結構，以提高設備運轉的可靠性，降低投資、提高使用壽命、降低運行成本、方便檢修更換。其設計特點如下。

2．1精礦倉庫

         精礦由汽車從原料堆場送至精礦倉庫內，精礦倉庫儲量約為4000 t。通過抓斗吊將鐵礦粉給到4個鐵礦粉倉內，由配料秤和輸送皮帶完成鐵礦粉的配料和輸送。鐵礦粉倉可貯存生產用鐵礦粉約8 h。

2．2膨潤土倉庫

         膨潤土倉庫占地面積6×12 m，包括膨潤土儲存倉庫和膨潤土添加系統。膨潤土倉有效容積為40 m³，可儲存32 t膨潤土，滿足約20 h的生產用量。

2．3  干燥室

          干燥室占地面積9×30 m，室內配置一臺Ø2．4×18 m干燥筒，正常工作處理能力為60 t／h。

2．4潤磨室

          潤磨室占地面積18×24 m，室內配置一臺Ø3．5×6．2 m潤磨機，單臺處理量為70 t／h。

2．5造球室

          造球室占地面積13．7×32 m，配備3臺Ø6．0 m圓盤造球機，單機生產能力為60t／h，2臺運行，1臺備用。

2．6生球篩分、布料系統

          生球篩分、布料系統由大球輥篩、寬皮帶機、輥式布料器和返料皮帶機組成。大球輥篩由14輥組成，輥長1200 mm，輥徑120 mm；寬皮帶機可變頻調速，帶寬3000mm；45輥輥式布料器輥長2500 mm，輥徑120 mm。

2．7鏈篦機-回轉窯-環冷機系統

          鏈篦機、回轉窯和環冷機三大主機組成焙燒系統。生球在鏈篦機上干燥和預熱，在回轉窯中焙燒、固結，環冷機中進行冷卻。

          鏈篦機有效面積為2．5×33 mm，采用3 m風箱，共11個風箱。鏈篦機分3段，干燥Ⅰ段12 m，干燥Ⅱ段9 m，預熱段12m。

          回轉窯規格為Ø3．5×29 m，斜度為4．0％，工作轉速1．1 r／min，兩檔支承。

          環冷機有效冷卻面積為40 m²，中徑12．5 m，臺車寬1．53 m。環冷機正常處理能力80 t／h，并配備3臺鼓風冷卻風機。

2．8主引風系統

          來自鏈篦機干燥段風箱的廢煙氣匯集后，經除塵器、主引風機、煙道通過煙囪外排。

          除塵器采用182多管除塵器，配備兩臺風量為100000 m³／h的高溫風機。

          兩臺主引風機風量為200000 m³／h，負壓6 kPa，通過182多管除塵器、主引風機煙囪排出的廢煙氣含塵濃度≤80 mg／m³，煙囪高35 m，上口流速為2l m／s。

2．9成品系統

          成品球通過環冷機下的緩沖倉卸到成品皮帶機上，運至成品料倉和3^#、4^#、5^#、6^#高爐高架料倉。

2．10自動控制系統

          根據工藝要求，對主要生產流水線設備設有自動控制和機旁手動控制兩種方式。設計采用“三電一體化”計算機控制系統，通過分布在現場各控制室的遠程IO設備，把采集到的數據傳輸給設在主控室計算機控制系統，由系統完成傳動系統的順序控制、自動閉環回路的控制、工藝流程顯示、工藝參數監測、報表、打印等功能，達到對系統自動控制要求。

3  生產實踐

          50萬t球團生產線投產后總體生產情況良好，投產兩年來設備運行平穩，各項生產指標完成較好，球團礦利用系數達到9．29 t／(m² ·h)，轉鼓指數92．60％，抗壓強度2025 N／個，FeO含量1．48％，堿度0．1l，設備作業率95．23％。投產后，通過加強技術改造、工藝控制及優化操作參數，取得了良好的效果，快速實現了生產的持續穩定運行。

3．1工藝、設備技術改造

3．1．1鏈篦機兩側增設備用冷卻水箱

          鏈篦機冷卻系統設計上沒有考慮備用水箱，生產時鏈篦機預熱段、干燥Ⅱ段溫度最高達1000℃，如果發生突然停電、斷水事故，設備無法冷卻，將會造成主傳動軸、上托輪軸嚴重燒壞。為避免此類事故發生，我們制做了2個1000×1500×4500 mm水箱，采用人工操作加水，與預熱段和干燥Ⅱ段44個冷卻點相連接，在突然斷水的情況下，將冷卻水互換到備用水箱上，確保設備不受損傷。

3．1．2鏈篦機側封磚漏風改造

           在生產過程中由于抽風負壓作用，鏈篦機兩側有部分密封磚頻繁被抽進煙罩內，造成鏈篦機兩則嚴重漏風，鏈篦機風箱的負壓過低，生球干燥預熱效果變差。經過調查分析認為主要原因為輕質耐火磚重量輕，在高溫時耐火材料變形輕質耐火磚松動。為此，根據密封位置結構情況我們采用異形耐火磚，利用檢修機會將原有耐火磚全部拆除更換。改造后鏈篦機側封磚封閉效果良好，風箱負壓明顯上升，改造效果見表l。

3．1．3  篩分、布料系統改造

         原有篩分、布料系統存在以下問題：大球輥篩篩分面積小，造成部分成品生球返回造球盤，降低了產量，增加了生產成本。大球篩流槽、破碎機經常堵死。返1^#帶下流槽經常堵死，造成生產過程中頻繁減料批或停車，影響正常生產。為此，我們將14輥、1．2 m寬輥式篩分機改為17輥、2．6 m寬輥式篩分機，增加篩分面積提高篩分效率，同時將大球篩-梭式布料器-寬皮帶-小球篩布料結構改造成梭式布料器-大球篩-小球篩，使篩分、布料系統結構上更緊湊，并節省一條寬皮帶機。取消破碎機，自制平臺及大流槽，過篩后的大球通過自身重力落下摔碎。對返l^#帶流槽進行加大更換，解決堵料問題。

3．1．4降低膨潤土單耗攻關

         50萬t球團生產線投產初期膨潤土單耗最高達41．95 kg／_球，嚴重影響球團礦質量和成本。為降低膨潤土單耗，我們圍繞著降低膨潤土單耗為目標開展了一系列攻關活動：(1)加強工藝研究，嚴格控制膨潤土用量。規定膨潤土配比使用上限，并加大膨潤土配比工藝監督考核力度。(2)加強配料秤管理，定期校秤和檢查，確保配料準確。(3)合理調整潤磨機工藝參數，增加耐磨球日加量，提高出潤磨機-200目精粉粒級。(4)強化工藝操作，對造球盤工藝操作參數和鏈篦機料層厚度、車速和各段溫度及高爐煤氣與焦爐煤氣流量、比例等參數進行改進優化。通過技術攻關，膨潤土消耗最低降到16．39 kg／t_球，大大降低了生產成本。降低膨潤土消耗產生的年直接經濟效益約500萬元，加之球團礦品位上升，高爐焦比、煤比降低，生鐵產量增加，其產生的間接效益也很可觀。

3．1．5提高球團礦抗壓強度

         球團投產后球團礦抗壓強度很低，平均抗壓強度800 N／個，嚴重制約高爐生產。通過穩定煤氣壓力，穩定熱源，加強工藝控制，提高生球粒度合格率和生球強度，合理控制鏈篦機、回轉窯轉速和溫度等措施將球團礦抗壓強度提高到2000 N／個以上，解決了球團礦抗壓強度低的問題，為高爐穩產高產和進一步降低消耗奠定了良好基礎。

3．1．6鏈篦機潤滑系統改造

         原有鏈篦機干油潤滑采用雙線集中潤滑系統和人工加油，由于自身原理與結構的局限，致使許多軸承、活動點等摩擦點在無潤滑劑的情況下工作，摩損程度加劇，設備維修周期縮短。為此，我們將原有干油潤滑系統拆除，采用北京中冶華潤科技發展有限公司的ZDRH-3000型智能集中潤滑系統，成功解決了設備潤滑中潤滑點供油不足、維護不方便等缺點，實現潤滑的集中管理，提高員工工作效率，增加生產的綜合效益。

3．2生產技術經濟指標

         50萬t球團生產線2007年4月份投產，經過投產兩年來的生產實踐和不斷改進，并強化生產操作，快速實現了達產及生產的穩定順行，各項技術經濟指標完成較好。2007年4月～2008年12月累計生產球團礦90．85萬t，利用系數9．29 t／(m²·h)，球團礦轉鼓指數92．60％，抗壓強度2025 N／個，設備作業率95．23％，達到或超過了工程設計能力，充分發揮了鏈篦機-回轉窯球團生產線的產質量優勢，為濟(源)鋼煉鐵穩產增效發揮了重要作用。50萬t球團生產線投產兩年來主要生產技術經濟指標列于表2。

3．3存在的問題及下一步工作重點

        目前球團生產存在的問題：①隨著煉鐵產量的不斷提高，球團礦供應緊張。按高爐13％～15％的球團礦入爐配比計算，需要日產1500～1800 t球團礦，球團礦年生產能力要求達到55萬t以上。②受煤氣系統管網的影響，高爐、焦爐煤氣壓力有時波動較大，嚴重影響球團礦產質量。③球團用精粉粒度偏粗，-200目粒級平均只有55．0％。④與先進企業相比，我公司膨潤土單耗偏高。⑤球團礦產量上升，鏈篦機料層厚度、機速必須提高，加之自產舞鋼精粉(其配比為10％～15％)結構致密、難焙燒，導致球團礦氧化不充分，FeO含量上升。從表2球團主要生產技術經濟指標看出，2008年球團礦產量增加，同時FeO含量總體水平也大幅度上升，由2007年的1．09％上升到2008年的1．87％。

         因此，為提高球團礦產質量，下一步我們的工作重點：①潤磨機潤磨效果攻關；②提高生球強度；③做好煤氣供應協調工作，穩定熱源；④膨潤土單耗控制在15 kg／t_球以下；⑤做好球團礦產量和FeO含量攻關。

3．4經濟效益分析

          鏈篦機-回轉窯生產線年產合格球團礦50萬t，生產l t球團礦需要精粉990 kg膨潤土21 kg，按精粉進廠價930元、膨潤土420元、加工費50元／t(包括工資福利、水、電、氣等)、球團礦銷售價1170元／t計算．則生產l t球團礦成本：

             0．990×930+0．02l×420+50=979．52(元／t)

          生產l t球團礦盈利：

             l 170－979．52=190．48(元／t)

           鏈篦機-回轉窯生產線年直接經濟效益：

            50×190．48=9524(萬元／a)

           加上用本廠球團替換國產球團后，高爐入爐品位上升，焦比、煤比降低，生鐵產量增加，其產生的綜合經濟效益更可觀。

4  結  語

           濟源鋼鐵公司50萬t球團生產線采用了多項國內外成熟穩定、實用可靠的先進工藝和設備。經過投產后兩年來的不斷改進，并強化生產操作，快速實現了達產及生產的穩定順行。