河鋼樂(lè)亭2 臺(tái)360 m2 燒結(jié)機(jī)工藝設(shè)計(jì)特點(diǎn)

劉 洋 董洪旺 范勤芳

（唐鋼國(guó)際工程技術(shù)股份有限公司）

0 前言

為適應(yīng)環(huán)保要求和國(guó)家發(fā)展需要，河鋼集團(tuán)在唐山市樂(lè)亭縣臨港工業(yè)園區(qū)內(nèi)建設(shè)了河鋼樂(lè)亭有限公司（以下簡(jiǎn)稱“樂(lè)鋼”）。樂(lè)鋼是一個(gè)集原料、焦化、石灰、燒結(jié)、球團(tuán)、煉鐵、煉鋼、軋鋼為一體的現(xiàn)代化全流程鋼鐵企業(yè)。其中，燒結(jié)車間建設(shè)了2 臺(tái)360 m2燒結(jié)機(jī)。這兩條燒結(jié)機(jī)生產(chǎn)線集成了行業(yè)最前沿的技術(shù)，包括自動(dòng)配料技術(shù)、混合料自動(dòng)加水技術(shù)、煙氣循環(huán)技術(shù)等。工序流程從原料接受開始到成品輸出到高爐礦槽結(jié)束，包括燃料破碎系統(tǒng)、配料系統(tǒng)、混合系統(tǒng)、燒結(jié)冷卻系統(tǒng)、成品篩分及貯運(yùn)系統(tǒng)等。

1 燒結(jié)生產(chǎn)規(guī)模

為滿足高爐生產(chǎn)的需求，擬建2 臺(tái)360 m2燒結(jié)機(jī)，其利用系數(shù)設(shè)計(jì)為1.25 t/（m2·h），年作業(yè)時(shí)間為8 160 h，年產(chǎn)高堿度燒結(jié)礦775.2 萬(wàn)t。產(chǎn)品為溫度小于120 ℃的冷燒結(jié)礦，粒度5～150 mm，小于5 mm 的含量＜5%，堿度2.1。燒結(jié)礦的主要化學(xué)成分見表1。

表1 燒結(jié)礦性能指標(biāo)

2 工藝車間組成

車間主要生產(chǎn)系統(tǒng)包括：燃料破碎系統(tǒng)（煤緩沖倉(cāng)、燃料破碎室、轉(zhuǎn)運(yùn)站及通廊）、配料系統(tǒng)（配料室、轉(zhuǎn)運(yùn)站及通廊）、混合系統(tǒng)（混合機(jī)、制粒機(jī)、加水泵站、轉(zhuǎn)運(yùn)站及通廊）、燒結(jié)冷卻系統(tǒng)（燒結(jié)主廠房、環(huán)冷機(jī)、轉(zhuǎn)運(yùn)站及通廊）、燒結(jié)風(fēng)機(jī)系統(tǒng)（主抽風(fēng)機(jī)室、煙氣循環(huán)系統(tǒng)）、成品篩分系統(tǒng)（成品篩分室、轉(zhuǎn)運(yùn)站及通廊）、成品輸出系統(tǒng)（皮帶機(jī)、轉(zhuǎn)運(yùn)站、成品倉(cāng)）、能源介質(zhì)接入系統(tǒng)及相關(guān)公輔設(shè)施。

2.1 燃料破碎系統(tǒng)

燒結(jié)用固體燃料為焦粉和無(wú)煙煤，焦粉來(lái)自高爐返焦和焦化廠粉焦，無(wú)煙煤來(lái)自料場(chǎng)，在煤緩沖倉(cāng)儲(chǔ)存后輸出，燃料由膠帶機(jī)運(yùn)輸至燒結(jié)區(qū)域燃料破碎室，經(jīng)破碎后送至配料室參與配料。

（1）煤緩沖倉(cāng)。燒結(jié)用無(wú)煙煤由原料系統(tǒng)經(jīng)皮帶輸送至煤緩沖倉(cāng)，進(jìn)緩沖倉(cāng)的皮帶機(jī)輸送能力為1 000 t/h，2 個(gè)煤緩沖倉(cāng)單倉(cāng)儲(chǔ)量約為460 t，以保證燒結(jié)煤的供應(yīng)穩(wěn)定。每個(gè)倉(cāng)下設(shè)有手動(dòng)閘板，倉(cāng)下設(shè)拖拉皮帶，變頻調(diào)速控制，給料能力為200 t/h，煤經(jīng)倉(cāng)下皮帶運(yùn)送至燃料破碎室。

（2）燃料破碎室。這里共設(shè)置4 個(gè)破碎系列，2 個(gè)系列破碎焦粉，1 個(gè)系列破碎煤，1 個(gè)系列備用。燃料經(jīng)由皮帶機(jī)，通過(guò)犁式分料器送至4 個(gè)破碎系列的中間倉(cāng)，單個(gè)料倉(cāng)的儲(chǔ)量約為100 t。每個(gè)破碎系列由1 臺(tái)Φ1 200 mm×1 000 mm 對(duì)輥破碎機(jī)和1 臺(tái)Φ1 200 mm×1 000 mm 四輥破碎機(jī)串聯(lián)組成。燃料經(jīng)兩段破碎后，0～3 mm 部分占90% 以上，經(jīng)破碎后的燃料由膠帶機(jī)送至配料室。

2.2 配料系統(tǒng)

參與配料的原燃料包括混勻礦、燃料、熔劑等。各種含鐵原料在料場(chǎng)與石灰石、白云石、除塵灰等混勻配料后，作為混勻礦由料場(chǎng)轉(zhuǎn)運(yùn)站分出，運(yùn)送至燒結(jié)廠區(qū)配料室參與配料。高爐返礦由高爐區(qū)域轉(zhuǎn)運(yùn)站分出，送至燒結(jié)廠區(qū)配料室。熔劑有生石灰、輕燒白云石、石灰石、白云石等，進(jìn)廠粒度均為0～3 mm。生石灰、輕燒白云石采用罐車運(yùn)輸，氣動(dòng)輸送至配料室礦倉(cāng)；石灰石、白云石在料場(chǎng)混勻配料槽加入，作為混勻礦運(yùn)至配料室的混勻礦槽。

配料室采用雙列布置，每列17 個(gè)礦倉(cāng)：混勻礦倉(cāng)6 個(gè)，燃料倉(cāng)3 個(gè)，生石灰、高爐返礦、燒結(jié)返礦倉(cāng)各2 個(gè)，輕燒白云石、除塵灰倉(cāng)各1 個(gè)。配料均為自動(dòng)重量配料。各種原料均自行閉環(huán)定量調(diào)節(jié)，再通過(guò)總定系統(tǒng)與邏輯控制系統(tǒng)，組成自動(dòng)重量配料系統(tǒng)。

2.3 混合系統(tǒng)

配好的各種原料經(jīng)膠帶機(jī)運(yùn)至混合機(jī)進(jìn)行混勻，設(shè)2 臺(tái)Φ 4 200 mm×18 000 mm 圓筒混合機(jī)，每臺(tái)燒結(jié)機(jī)對(duì)應(yīng)一臺(tái)混合機(jī)。筒體轉(zhuǎn)速為6 r/min，安裝角度為2.5°，混合時(shí)間為2.8 min，填充率為11.1%～12.9%。混合料加水潤(rùn)濕混勻后，由膠帶機(jī)運(yùn)至制粒機(jī)。

混勻好的混合料經(jīng)膠帶機(jī)運(yùn)往制粒機(jī)，設(shè)2臺(tái)Φ 4 500 mm×22 000 mm 圓筒制粒機(jī)，每臺(tái)燒結(jié)機(jī)對(duì)應(yīng)一臺(tái)制粒機(jī)。筒體轉(zhuǎn)速為6 r/min，安裝角度為2.2°，制粒時(shí)間為3.69 min，填充率為10.22%～11.84%。圓筒制粒機(jī)排料后由膠帶機(jī)運(yùn)往燒結(jié)機(jī)室。

混合機(jī)、制粒機(jī)進(jìn)、出料口設(shè)除塵設(shè)施，混合機(jī)廠房經(jīng)皮帶通廊至梭式廠房前設(shè)置自然通風(fēng)設(shè)施，如排風(fēng)口或通風(fēng)帽，梭式皮帶上方密封罩安裝自然通風(fēng)設(shè)施，將熱氣排至廠房外。

為實(shí)現(xiàn)混合機(jī)、制粒機(jī)平穩(wěn)自動(dòng)加水，設(shè)置獨(dú)立的加水系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)主控集中控制。在混合機(jī)入料口皮帶、混合機(jī)出料口皮帶、制粒機(jī)出口設(shè)置水分自動(dòng)檢測(cè)裝置，混合機(jī)制粒機(jī)自動(dòng)加水裝置?；旌稀⒅屏９灿靡粋€(gè)加水泵站，包括泵房、儲(chǔ)水池，水池與泵房連體共建。每臺(tái)混料設(shè)備分別設(shè)置供水泵組，由儲(chǔ)水池加壓供水。供水干管設(shè)流量調(diào)節(jié)閥，水泵采用變頻電機(jī)，與工藝水分測(cè)定儀連鎖，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制加水。

2.4 燒結(jié)冷卻系統(tǒng)

共有2 臺(tái)燒結(jié)機(jī)，每臺(tái)燒結(jié)機(jī)的有效面積為382.5 m2，臺(tái)車寬4.5 m，長(zhǎng)度為1.5 m，燒結(jié)機(jī)的有效抽風(fēng)長(zhǎng)度為85 m，臺(tái)車欄板高800 mm，料層厚度為780 mm。

設(shè)置一個(gè)主控樓作為集中控制室和電氣室，實(shí)現(xiàn)集中操作管理。采用先進(jìn)的燒結(jié)控制技術(shù)，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化生產(chǎn)。主控樓連接兩個(gè)燒結(jié)機(jī)主廠房。

燒結(jié)采用鋪底料工藝。鋪底料粒度為10～20 mm，鋪底料由皮帶機(jī)從成品燒結(jié)礦篩分室運(yùn)到燒結(jié)室的鋪底料礦槽貯存，經(jīng)過(guò)鋪底料礦槽下的給料閘門和擺動(dòng)漏斗，將鋪底料均勻布到燒結(jié)機(jī)上。鋪底料礦槽采用壓力稱重傳感器式料位裝置。

混合料經(jīng)點(diǎn)火后進(jìn)行抽風(fēng)燒結(jié)，點(diǎn)火燃料為高爐煤氣，設(shè)引火裝置，引火介質(zhì)為焦?fàn)t煤氣，助燃空氣從環(huán)冷機(jī)引熱風(fēng)，滿足點(diǎn)火溫度（1 100±50）℃的工藝要求。

在燒結(jié)機(jī)尾部，燒結(jié)餅經(jīng)Φ2 400 mm×4 800 mm單輥破碎機(jī)破碎至0～150 mm。單輥破碎機(jī)采用卷?yè)P(yáng)機(jī)移動(dòng)式篦床，主軸和篦板通水冷卻。

燒結(jié)機(jī)降塵管的灰塵經(jīng)電動(dòng)重錘式刀口閥和燒結(jié)機(jī)下的小格散料卸至皮帶機(jī)收集，并作為成品由皮帶機(jī)運(yùn)到冷燒結(jié)礦皮帶機(jī)，系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)自動(dòng)放灰。

采用煙氣循環(huán)技術(shù)，按18%～23%的燒結(jié)煙氣進(jìn)行循環(huán)設(shè)計(jì)，每臺(tái)燒結(jié)系統(tǒng)各配置2 臺(tái)循環(huán)風(fēng)機(jī)、2 臺(tái)高溫多管除塵器及附屬設(shè)施。循環(huán)方式為內(nèi)循環(huán)，選取燒結(jié)機(jī)大煙道頭尾部分風(fēng)箱的風(fēng)量和環(huán)冷機(jī)三段熱風(fēng)混合，混風(fēng)后通過(guò)風(fēng)機(jī)引入燒結(jié)機(jī)料面，循環(huán)煙氣要求含氧量≥18%，電除塵器入口廢氣溫度≥130 ℃，循環(huán)風(fēng)溫≥200 ℃。

每臺(tái)燒結(jié)機(jī)設(shè)2 臺(tái)四電場(chǎng)靜電除塵器和2 臺(tái)風(fēng)量為16 500 m3/min（工況）的主抽風(fēng)機(jī)，抽風(fēng)機(jī)進(jìn)口全壓17 500 Pa。在抽風(fēng)機(jī)出口設(shè)有消聲器。

破碎后的燒結(jié)礦進(jìn)入環(huán)冷機(jī)，冷卻面積為415 ㎡，處理能力達(dá)850 t/h。中心環(huán)直徑為Φ 44 m，臺(tái)車欄板的高度為1.6 m，料層厚度為1.5 m，臺(tái)車寬3.5 m，有效冷卻時(shí)間為60～120 min。臺(tái)車上、下部密封均采用水密封形式。保證夏季環(huán)冷后的燒結(jié)礦溫度在120 ℃以下，冷卻后的燒結(jié)礦經(jīng)環(huán)冷機(jī)下板式給礦機(jī)卸到排料皮帶機(jī)上，運(yùn)到成品篩分室整粒。

共有2 臺(tái)環(huán)冷機(jī)，每臺(tái)配套選用離心通風(fēng)機(jī)5臺(tái)，風(fēng)機(jī)進(jìn)、出風(fēng)口設(shè)置膨脹節(jié)，每臺(tái)風(fēng)機(jī)全壓3 400 Pa，流量為368 000 m3/h，夏季工作時(shí)，可4號(hào)風(fēng)機(jī)全開，5 號(hào)風(fēng)機(jī)變頻，冬季工作時(shí)，可4 號(hào)風(fēng)機(jī)變頻，5 號(hào)風(fēng)機(jī)不開，4 號(hào)、5 號(hào)風(fēng)機(jī)共用一套變頻器。

2.5 成品篩分室

成品篩分室由185 mm×700 mm和185 mm×600 mm環(huán)保型懸臂振動(dòng)篩垂直串聯(lián)組成，該立式組合篩裝置具有高效、節(jié)能、環(huán)保等特點(diǎn)。串聯(lián)振動(dòng)篩共3 個(gè)系列，每臺(tái)燒結(jié)機(jī)對(duì)應(yīng)1 個(gè)系列，2 個(gè)系列工作，1 個(gè)系列備用。各燒結(jié)系統(tǒng)冷卻后的燒結(jié)礦經(jīng)車式三通分料器通過(guò)三條皮帶機(jī)供至3 個(gè)篩分系列。

一次篩分機(jī)篩上為10～20 mm 粒級(jí)和大于20 mm粒度的成品礦，篩下粒度小于10 mm的進(jìn)入二次篩；一次篩分能力為730 t/h。其中，10～20 mm 粒級(jí)經(jīng)鋪底料皮帶機(jī)（雙機(jī)共用）輸送至燒結(jié)機(jī)鋪底料礦槽，作為鋪底料使用，鋪底料采用自溢三通出料，篩下鋪底料皮帶采用變頻電機(jī)驅(qū)動(dòng)，實(shí)現(xiàn)由主控遠(yuǎn)程變頻調(diào)速控制鋪底料流量。皮帶輸送能力為200 t/h。

經(jīng)二次篩分后，分出0～5 mm 和5～10 mm 粒級(jí)成品礦，篩分能力為550 t/h。其中，0～5 mm 粒級(jí)作為冷返礦，經(jīng)各自系統(tǒng)的皮帶機(jī)分別運(yùn)至配料室返礦礦倉(cāng)參加配料，返礦單系統(tǒng)輸送能力為350 t/h，5～10 mm 粒級(jí)作為小成品與大于10 mm 粒級(jí)合，經(jīng)各自成品皮帶輸送至高爐。

篩分效率≥85%，燒結(jié)礦中小于5 mm 級(jí)別的含量≤5%。

2.6 成品料倉(cāng)

篩分后共設(shè)計(jì)2 條成品皮帶，皮帶上部預(yù)留自動(dòng)取樣位置，用于檢驗(yàn)成品燒結(jié)礦的物理、化學(xué)性能。篩分室輸出的兩條皮帶機(jī)經(jīng)轉(zhuǎn)運(yùn)站，可直送高爐礦槽，系統(tǒng)能力為950 ～1 100 t/h，也可卸料至成品倉(cāng)儲(chǔ)存。成品料倉(cāng)上的皮帶配移動(dòng)卸礦車，具備自動(dòng)尋倉(cāng)灌倉(cāng)功能，共設(shè)置10 個(gè)筒倉(cāng)，總儲(chǔ)量為70 000 t。

2.7 礦石受料槽

在成品倉(cāng)料外側(cè)設(shè)有2 個(gè)礦石受料槽，塊礦、落地的燒結(jié)礦可經(jīng)汽車卸至礦石受料槽，經(jīng)槽下皮帶機(jī)運(yùn)至高爐礦槽。

3 結(jié)語(yǔ)

河鋼樂(lè)亭2 臺(tái)360 m2燒結(jié)機(jī)在工藝設(shè)計(jì)和設(shè)備選型上都采用了行業(yè)先進(jìn)的技術(shù)，涉及原燃料輸入到成品燒結(jié)礦儲(chǔ)存輸出的整個(gè)工藝流程。整個(gè)工程總圖布置緊湊，工藝流程合理，是河鋼集團(tuán)乃至全國(guó)鋼鐵行業(yè)的典型工程案例。