曹樹志

（河鋼集團河鋼唐鋼公司 ,河北 唐山 063016）

摘要：燒結系統功能精度管理主要包括配料精度、加水精度、燒結機布料精度等方面，這些精度的好壞關系到燒結料面均勻性、成份穩定性、垂直燒結速度控制等方面，屬于全流程管理模式。燒結工序有效管控上述因素，可以有效提高燒結礦產質量，創造高爐入爐精料水平，同時能夠有效降低燒結工序能耗，提升燒結產線作業效率。

關鍵詞：燒結；精度；均勻性；穩定性

0 引言

河鋼唐鋼 1#燒結機于 1989 年 6 月投產，2#燒結機于 1993 年 11 月投產，原面積為 180m²，于 2005 年 3 月由 180m² 加長改造成 210m²，3#265m² 燒結機于1999 年 10 月 26 日建成投產。配料系統采用圓盤給料機與稱量皮帶的組合方式，燒結機布料系統采用梭式布料機→楔形混合料槽→圓輥布料機→微調閘門→反射板的布料方式。目前煉鐵廠北區燒結因環保限產頻繁，停兩臺燒結機已經常態化，燒結限產狀態時維持 265m² 單機生產或 1 臺 210m² 加 265m²“一大一小”生產，實施燒結工序精度提升，有助于提高燒結礦產質量，為高爐提供優質燒結礦。

1 燒結工藝設備現狀

1.1 精度控制的意義

實施燒結精度控制能夠有效提升物料混勻的均勻性，有效控制料層上、中、下部的燒結速度，實現“均勻燒結”，并且燒結礦成份穩定，粒度均勻合適。在提高燒結礦產量的同時，獲得良好的燒結礦質量，并且能有效降低燒結工序各項能耗水平，具有投資小、見效快的特點。

1.2 現狀分析

河鋼唐鋼北區燒結系統投產已經接近 30 年，燒結機布料工藝設備老化，布料精度下降，在目前進一步提高燒結礦質量的生產形勢下形成一定制約。

1.2.1 燒結配料精度

燒結工序配料作業是通過配料室稱量皮帶來完成的，各種燃料、熔劑、含鐵物料按照一定比例經過稱量皮帶的輸出完成配料作業。每次稱量發生皮帶長度變 化、跑偏或者調整之后由于皮帶機松緊度發生變化，皮帶秤的零點都會發生變化，進而影響燒結礦成份的穩定性。

稱量皮帶運輸物料時，由于物料存在一定的粘料問題，當物料水分的變化、環境溫度的變化引起粘料狀況也隨之變化，造成皮帶秤的零點存在誤差，導致下料量不穩，稱量精度降低。混勻礦下料量偏差 2.4kg/s,燃料、熔劑偏差 0.25kg/s。如何保證稱重精度的精度，直接影響燒結過程的穩定性。

1.2.2 燒結布料精度

河鋼唐鋼燒結機布料閘門整體由多塊閘門組成，通過定滑輪改變牽引軌跡，最終過渡到終端實現由渦輪蝸桿進行控制，崗位操作采用人工操作方式，崗位操作難度加大。閘門尺寸多達幾種：400mm×2、550mm×2、720mm×2，出料量不易控制，造成臺車寬度方向上分布不均勻，甚至造成流料現象。

1.2.3 燒結機料層厚度檢測手段

在鐵前燒結生產中，燒結機厚料層作業可以提高燒結礦的質量和成品率。在一些燒結機布料過程中，由于沒有測厚裝置，崗位布料存在操作隨意性。另外燒結機料層容易因混合料水分的波動而波動，造成燒結料層薄厚不均，影響料層的透氣性，因而影響燒結礦產質量。

1.2.4 燒結機布料器

燒結生產中，平整的燒結機料面是保證燒結生產穩定順行的基礎。改造前河鋼唐鋼的布料裝置為分體式，由 6 塊平料器組合而成，每一塊由支撐結構、平料結構獨立組成，利用平料器重力作用進行平料作業。由于采用分體式分布，平料器之間產生“拉鉤”現象，中心部位由于重力不夠形成凸面現象，另外由于分體式造成受熱不均，平料器變形造成料面水平方向受力不均，料面壓實度不足，平整度差，不利于實現均勻燒結。

2 精度控制措施

河鋼唐鋼燒結生產上述精度問題已經嚴重影響到了燒結礦質量，統計 2017年燒結礦成份穩定率：TFe±0.5%：92.2%；FeO±1.0%：91.8%；R2±0.08：93.7%已經出現一定程度下滑，甚至波及了高爐的順行狀況。2018 年 1 月至 2018 年 12月先后對燒結配料系統、燒結機布料工藝系統實施工藝精度攻關活動，并取得了非常好的效果,具體改造內容及實施效果如下。

2.1 配料室稱量皮帶精度改造

為了提升燒結配料室稱量精度，從稱量皮帶粘料和皮帶松緊度變化跑偏兩個方面入手，針對燒結物料和稱量皮帶秤設備特性，借助稱量皮帶自轉連續清掃裝置（圖 1）和稱量皮帶松緊調整裝置（圖 2）穩定稱量皮帶工作狀況，該項技術主要特點：

（1）能夠借助稱量皮帶自轉連續清掃稱量皮帶的粘料，使稱量皮帶不粘料或者保持一定量的較少粘料。

（2）減輕了工人手工鏟料的勞動強度，徹底根除人工不能及時清理的難題，消除皮帶秤的零點誤差，提高皮帶秤的稱量精度。

（3）能夠自動對稱量皮帶的松緊度和皮帶跑偏問題進行調整，使稱量皮帶松緊度適中且恒定，稱量皮帶居中運轉，保證皮帶秤下料精度穩定。

（4）降低操作人員的勞動強度，避免安全事故的發生，裝置需要檢修維護時，直接將其抬起即可，操作方便。

應用燒結配料室稱量皮帶清掃和松緊調整裝置后，配料精度提升明顯。一般情況下，混勻礦下料量核對偏差不超 1kg/s,燃料、熔劑偏差不超 0.15kg/s。即使在物料粘度特別大或是更換新皮帶 1 個月以內保證混勻礦不超 2kg/s,燃料熔劑偏差不超 0.2kg/s，極大提升后續燒結工藝狀態的穩定。

2.2 燒結機布料系統改造

2.2.1 燒結機布料閘門電動執行器控制

針對燒結機布料閘門人工控制料面波動和閘門不規則的弊端，從布料閘門電動數顯控制和閘門尺寸標準化（圖 3）方面入手，實施燒結機布料閘門電動改造（圖 4），改造后的閘門相對以前具有以下優點：

（1）、實現了機械化作業替代傳統手工作業，經驗操作轉變成數字化標準控制。現場閘門整齊美觀、開度可視化。

（2）延臺車整體分布，布料更加均勻。消除了“拉鉤”和“鼓包”現象”。電動執行器控制布料閘門開度[3]，增設顯示儀表進行量化，杜絕了人工手動“估算”操作的不穩定性。

（3）電動執行器控制布料閘門開度（增設閘門開度數顯），減少了布料控制的隨意性，2018 年料面波動次數減少 156 次，同比減少 72%，燒結機機尾溫度波動極差±80°以內，促進了生產過程穩定和四班操作的統一。

（4）整體結構強度增強。由于閘門碰撞變形而造成的閘門脫落等事故全年減少 15 次。

圖 3 閘門結構形式標準化                         圖 4 電動執行器控制閘門

2.2.2 燒結機厚料層作業報警裝置

河鋼唐鋼燒結機沒有測厚裝置，針對料層厚度無法量化崗位布料操作存在隨意性的弊端，提供一種結構簡單、成本低廉的燒結機料層厚度報警裝置^[5]（圖 5），起到了厚料層作業報警監控作用。

（1）當燒結機料層厚度[4]超過設定值（1#：700mm；2#:650mm；3#:700mm）該裝置可立即發出報警信號，提示崗位工及時調整料層厚度，減少料面波動。

（2）可以秉承厚料層作業，穩定料面作業，極大提高了燒結礦質量，河鋼唐鋼采用厚料層作業后，燒結礦轉鼓 78.5%提高至 79%。

（3）裝置連接接觸限位，料層低于設定值后觸發接觸限位，引發聲光報警。

2.2.3 燒結機“一體式”平料器

原有“分體式”平料器存在料面“拉鉤”平整度差、料面水平方向上作用力不一致的問題，主要體現在水平方向料面壓實度不足，分體控制產生拉鉤影響料面平整度方面。改進在“平料”與壓實度方面進行研究，具有以下特點：

（1）整體結構形成一定重量 0.5t，增加料面壓實度[1]，料面壓實度增加，有利于燒結礦液相形成，有利于燒結礦質量的提升。（表 1）

表 1：厚料層平料器作用下燒結礦液相組成

（2）平料機構延伸到整個臺車寬度，使平料板與料面充分接觸（圖 6）。通過平料板與壓板，料面平整度極大改善，有利于燒結過程中料層水平方向均勻一致。

（3）根據實際料面需要通過吊掛系統進行高度調整達到靈活布料的作用[6]（圖 7）。

與原先的布料狀態相比較，新型布料器實施后，料面“鼓包”“凹面”現象徹底消除，造成這種現象的原因就是老平料器工作的不穩定^[2]和崗位操作的隨意性，機械化量化控制料面遠遠好于人工操作。原平料器整體重量偏輕也造成料面不穩定，特別是分體式控制造成料面“6 道劃痕”，由于重量不足造成壓實度不足。“一體式”平料器能夠有效提高燒結過程的穩定性。

3 實施效果

統計 2018 年 1 月精度提升改造后至 12 月北區燒結生產工藝技術指標以及參數情況，列表進行分析：（表 2）

燒結系統實施設備精度提升措施后，2018 年以來燒結礦質量提升非常明顯，轉鼓指數 78.5%提高到 79%，為高爐強化冶煉提供了支撐，2018 年全年北區燒結系統可增產 34.8 萬噸。因環保限產燒結礦“供不應求”的局面隨著燒結礦產量的提升得到一定緩解。同在燒結礦產質量得到提升的同時，燒結固體燃耗實現一定程度的下降。

4 結語

唐鋼本部燒結系統運行約 30 年，工藝產線老化問題突出，在這種背景下，2018 年開始實施產線精度提升工作，配料精度提升后混勻礦下料量核對偏差不超 1kg/s,燃料、熔劑偏差不超 0.15kg/s，為燒結機操作創造基礎；燒結機布料精度提升后料面波動次數減少 72%，燒結機機尾溫度波動控制在±80°以內。在欄板加高的基礎上實現均質厚料層作業。燒結工藝精度提升改造后，燒結礦產質量實現明顯改善，在環保限產頻繁的時期起到了重要的支撐作用，為高爐的強化生產奠定了基礎。

參考文獻

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