豫河球團(tuán)磨礦系統(tǒng)工藝及設(shè)備的改進(jìn)與實(shí)踐

劉俊生， 崔愛成， 宋繼超

（安鋼集團(tuán)永通球墨鑄鐵管有限責(zé)任公司， 河南 安陽 455133）

豫河球團(tuán)公司120 萬t 氧化球團(tuán)生產(chǎn)線采用鏈篦機(jī)—回轉(zhuǎn)窯—環(huán)冷機(jī)生產(chǎn)工藝，設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力為120 萬t/a，地處內(nèi)陸安陽，無自有礦山，無穩(wěn)定供礦源，所用精礦太雜、品種較多，導(dǎo)致所采購精礦粒度變化大，造球性能不穩(wěn)定，造成生產(chǎn)波動(dòng)較大。通過磨礦系統(tǒng)的應(yīng)用，增進(jìn)了寬口徑配礦及改善了礦石表面成球特性，將精礦綜合粒度-200 目65%提高到90%以上，降低膨潤土（0.6 kg/t）的同時(shí)提高了生產(chǎn)的穩(wěn)定性，并將低價(jià)赤鐵礦配比提高到了40%，擴(kuò)大了豫河資源的采購寬度。

但磨礦系統(tǒng)工藝復(fù)雜、設(shè)備較多，且陶瓷過濾板采用酸洗，經(jīng)常因?yàn)楣艿栏g、濾板堵塞、水溫過高等因素而影響生產(chǎn)。

1 磨礦系統(tǒng)工藝簡介

磨礦系統(tǒng)工藝主要設(shè)備由2 臺球磨機(jī)型號MQY40-100、礦漿池、渣漿泵、分礦箱、6 臺陶瓷過濾機(jī)型號P80/16-C、真空泵、濾液泵、運(yùn)輸帶和管道等組成，配套有供水、供電、供氣設(shè)備設(shè)施,球磨機(jī)開一備一，陶瓷過濾機(jī)開三備三。

磨礦系統(tǒng)工藝流程：細(xì)度為-200 目占65%混合精礦原料，經(jīng)運(yùn)輸帶輸送進(jìn)入球磨機(jī)，球磨機(jī)內(nèi)加入鋼球和水與混合礦在球磨機(jī)內(nèi)研磨形成礦漿，礦漿經(jīng)過除渣后進(jìn)入礦漿池，進(jìn)入礦漿池內(nèi)的礦漿經(jīng)渣漿泵輸送到礦漿分配器，再經(jīng)過分流進(jìn)入各臺陶瓷過濾機(jī)，礦漿經(jīng)陶瓷過濾機(jī)礦水分離后，得到細(xì)度為-200目占90%以上的精礦粉，精礦粉再經(jīng)運(yùn)輸帶輸送至下一道工序。

磨礦系統(tǒng)生產(chǎn)工藝流程圖見圖1。

圖1 磨礦系統(tǒng)工藝流程圖

2 存在的問題

2.1 現(xiàn)場作業(yè)差

磨礦系統(tǒng)循環(huán)水在整個(gè)生產(chǎn)過程中，按照環(huán)保要求，設(shè)計(jì)為內(nèi)部循環(huán)，循環(huán)水箱總?cè)莘e為56 m3，磨礦系統(tǒng)用水量60 m3/h，循環(huán)水箱每小時(shí)循環(huán)一次，循環(huán)水溫度在夏季持續(xù)在50 ℃以上，礦漿溫度在55 ℃以上，系統(tǒng)循環(huán)水只能靠生產(chǎn)過程中的常溫精礦和循環(huán)水熱消耗補(bǔ)水（約50 t/d）降低溫度，循環(huán)水不能得到冷卻。球磨機(jī)軸瓦溫度55 ℃報(bào)警，60 ℃停機(jī)，正常生產(chǎn)時(shí)軸瓦溫度持續(xù)在報(bào)警溫度以上運(yùn)行，時(shí)常發(fā)生停機(jī)現(xiàn)象，影響生產(chǎn)的連續(xù)性。同時(shí)因系統(tǒng)循環(huán)水溫度高，在磨礦生產(chǎn)過程中，現(xiàn)場產(chǎn)生大量煙汽，導(dǎo)致廠房內(nèi)溫度高、濕度大，現(xiàn)場作業(yè)環(huán)境差。

2.2 陶瓷過濾機(jī)故障頻繁

陶瓷過濾機(jī)濾板反沖洗水由濾液泵提供，在濾液閥打開排放時(shí)，反沖洗水壓力過低，不能起到?jīng)_洗濾板作用，過濾機(jī)循環(huán)使用周期縮短，倒機(jī)頻繁。濾液排放時(shí)，各臺過濾機(jī)排水壓力不均衡，導(dǎo)致距離遠(yuǎn)的過濾機(jī)壓力增大，濾液不能正常排放。同時(shí)因?yàn)V液水串聯(lián)排放，濾板經(jīng)常出現(xiàn)漏漿現(xiàn)象而不能及時(shí)發(fā)現(xiàn)，循環(huán)水水質(zhì)變差，濾板透氣性、吸水性變差，陶瓷過濾機(jī)生產(chǎn)效率降低。

陶瓷過濾機(jī)排液系統(tǒng)由高、中、低三個(gè)液位點(diǎn)控制氣動(dòng)閥實(shí)現(xiàn)濾液水的正常吸收和排放，用以保證過濾機(jī)系統(tǒng)壓力平衡，在生產(chǎn)過程中經(jīng)常出現(xiàn)壓力不穩(wěn)、液位高報(bào)警停機(jī)，影響生產(chǎn)運(yùn)行。

2.3 系統(tǒng)循環(huán)水管道腐蝕嚴(yán)重

陶瓷過濾機(jī)在生產(chǎn)過程中，過濾板需要用硝酸清洗濾板微孔中殘留的微小精礦顆粒，得以提高濾板的透氣性，有效提升濾板循環(huán)使用，致使系統(tǒng)循環(huán)水中含少量硝酸，循環(huán)水具有一定酸性，從而具有腐蝕性，循環(huán)水管道為普通Ф273 mm 鋼管和Ф108 mm 鋼管，不具備防腐蝕性能，管道腐蝕嚴(yán)重，經(jīng)常出現(xiàn)漏水漏漿現(xiàn)象，影響過濾機(jī)正常運(yùn)行。

3 工藝及設(shè)備優(yōu)化改造

3.1 降低磨礦系統(tǒng)溫度

3.1.1 降低系統(tǒng)循環(huán)水溫度

要解決系統(tǒng)循環(huán)水溫度問題，增加循環(huán)水量和外因降溫是最為直接的方式，為此車間經(jīng)過研討，在廠房外墻邊新建水箱，水箱規(guī)格為10 m×4 m×4 m，與原水箱聯(lián)通使用，水箱上部建冷卻塔，冷卻塔規(guī)格4 m×4 m×4 m，考慮環(huán)境溫度的差異，冷卻塔設(shè)有旁通，冬季循環(huán)水不經(jīng)過冷卻塔，只使用水箱可滿足生產(chǎn)要求。經(jīng)過水箱擴(kuò)容，系統(tǒng)循環(huán)水總儲水量達(dá)到200 m3以上，磨礦系統(tǒng)循環(huán)水溫度由原來50 ℃以上，降至40 ℃左右，磨礦生產(chǎn)逐漸穩(wěn)定順行。

3.1.2 改善磨礦系統(tǒng)生產(chǎn)環(huán)境

為了降低磨礦生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的含塵煙汽，改善現(xiàn)場工作環(huán)境，新建一套高效濕法除塵系統(tǒng)。該除塵器設(shè)計(jì)風(fēng)量為100 000 m3/h，煙塵發(fā)生源共計(jì)11 個(gè)，其中球磨機(jī)進(jìn)出口4 個(gè)、分配箱頂部1 個(gè)、陶瓷過濾機(jī)頂部6 個(gè)，所有煙塵發(fā)生源通過捕集罩、收塵管道、引流風(fēng)機(jī)、凈化裝置、除霧裝置等進(jìn)行集中凈化處理，各煙塵發(fā)生源的粉塵、蒸汽收集后，進(jìn)入濕法除塵器內(nèi)進(jìn)行處理。

除塵器內(nèi)部采用水幕湍板與旋流離心管組、多級除霧相結(jié)合的工藝，實(shí)現(xiàn)精細(xì)化收塵，除塵用水采用內(nèi)循環(huán)的方式，取消傳統(tǒng)濕法除塵所用的工藝水池，實(shí)現(xiàn)了污水零外排，設(shè)備內(nèi)部實(shí)現(xiàn)了集收塵、渣水分離、污水凈化、泥渣密閉外排、蒸汽冷凝、除霧消白等一體化功能。高效濕法除塵器實(shí)現(xiàn)了粉塵顆粒物排放濃度（質(zhì)量濃度）＜10 mg/m3的排放要求，現(xiàn)場無可見煙汽，環(huán)境明顯得到改善。

3.2 陶瓷過濾機(jī)濾液系統(tǒng)改造

3.2.1 陶瓷過濾機(jī)濾液泵反沖洗水及回水管道改進(jìn)

為保證濾板反沖洗水壓力穩(wěn)定，將反沖洗水由原來的濾液水改為系統(tǒng)循環(huán)水，保證了反沖洗壓力穩(wěn)定；陶瓷過濾機(jī)濾液泵回水管道由原來串聯(lián)管道排水改為單管并聯(lián)排水，在單管排水和循環(huán)水箱中間增加一緩沖水槽，每臺過濾機(jī)回水管均接至緩沖水槽，便于職工觀察各臺過濾機(jī)回水水質(zhì)，發(fā)現(xiàn)那臺過濾機(jī)水質(zhì)變化，及時(shí)停機(jī)檢查處理，保證循環(huán)水水質(zhì)清潔，提升過濾機(jī)運(yùn)行效率（見圖2）。

3.2.2 陶瓷過濾機(jī)濾液高位報(bào)警改進(jìn)

改進(jìn)措施：一是將濾液泵排放閥由DN50 的氣動(dòng)截止閥改為DN50 電動(dòng)調(diào)節(jié)閥（見圖2）。調(diào)節(jié)閥開、關(guān)度可以隨意調(diào)節(jié)，并且整個(gè)運(yùn)行過程大約需要5 s 左右，降低了因急速開停對濾液泵和管路造成的沖擊和振動(dòng)。二是將調(diào)節(jié)閥的控制編入自控系統(tǒng)內(nèi)，實(shí)現(xiàn)整個(gè)使用過程的自動(dòng)控制。調(diào)節(jié)閥實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制后，液位至排放點(diǎn)時(shí)，調(diào)節(jié)閥開至100%；液位至關(guān)閉點(diǎn)時(shí)，閥門關(guān)80%，保留20%，使泵進(jìn)入緩慢排放狀態(tài)，機(jī)械密封不再受沖擊而損壞，電機(jī)電流處于穩(wěn)升和穩(wěn)降中，不再出現(xiàn)濾液高位報(bào)警停機(jī)。

圖2 陶瓷過濾機(jī)濾液系統(tǒng)改造

3.3 陶瓷過濾機(jī)系統(tǒng)循環(huán)水管道改造

3.3.1 陶瓷過濾機(jī)循環(huán)水主管道改造

為解決過濾機(jī)循環(huán)水主管道腐蝕漏水問題，經(jīng)公司多方考察研討決定，將循環(huán)水主管道改為高密度聚乙烯材質(zhì)管道。高密度聚乙烯材質(zhì)無毒、無味、無臭，熔點(diǎn)為130 ℃，相對密度較高，具有良好的耐熱性和耐寒性，其化學(xué)穩(wěn)定性好，具有強(qiáng)耐腐蝕性和強(qiáng)耐磨性，使用壽命長，還具有較高的剛性和韌性，機(jī)械強(qiáng)度好，耐環(huán)境應(yīng)力開裂性較好。其各項(xiàng)良好的性能全部適用陶瓷過濾機(jī)循環(huán)水管道的要求，公司使用高密度聚乙烯管道后，循環(huán)水主管道使用壽命提升至4 年以上，解決了循環(huán)水主管道漏水、漏漿問題。

3.3.2 陶瓷過濾機(jī)循環(huán)水支管改造

陶瓷過濾機(jī)循環(huán)水支管改造，結(jié)合生產(chǎn)工藝和備件費(fèi)用的實(shí)際情況，決定將循環(huán)水支管改為不銹鋼鋼管，同時(shí)采用利舊利廢改造。球團(tuán)生產(chǎn)布料系統(tǒng)大小球輥篩使用不銹鋼輥篩，材質(zhì)為1Cr18Ni9Ti，規(guī)格為Ф121 mm×4 200 mm×12 mm，具備一定的防腐蝕性能，滿足過濾機(jī)循環(huán)水使用，利用生產(chǎn)過程下線的不銹鋼輥篩，進(jìn)行切割、打磨、焊接，對過濾機(jī)供排水管道逐臺進(jìn)行改造。經(jīng)過改用不銹鋼輥篩后，循環(huán)水管道使用壽命，從原來不到6 個(gè)月延長至2 年以上，有效的提高了設(shè)備作業(yè)率，改善了現(xiàn)場生產(chǎn)環(huán)境，降低了職工及維修人員的勞動(dòng)強(qiáng)度。

4 結(jié)語

通過一系列的改進(jìn)，磨礦系統(tǒng)設(shè)備運(yùn)行效率得到提高，精礦水分穩(wěn)定在了8%左右，精礦綜合力度-200 目從65%提高到90%以上，膨潤土配比降低了0.6%，從而提高了球團(tuán)品味；8%的水分成功地省去了精礦干燥環(huán)節(jié)，僅煤氣每小時(shí)便可節(jié)省600～700 m3，降低了生產(chǎn)運(yùn)行成本，改善了現(xiàn)場生產(chǎn)環(huán)境。