萊鋼120萬球團生產線的設計特點及生產實踐

宋佳強

（山東省冶金設計院股份有限公司，山東 濟南250101）

0 前言

萊鋼銀山型鋼公司3#高爐配套120萬噸球團工程于2009年5月開工建設，2010年8月建成投產。該工程投產后，有利于緩解萊鋼高爐原料緊張的局面，改善高爐的爐料結構，實現高爐節焦增產，進一步提高萊鋼的市場生存能力和競爭能力。

該工程采用成熟可靠、先進實用的工藝流程和設備，通過投產5年來的運行情況來看，該球團生產線設備作業率高，球團生產穩定正常，產質量穩定在較高水平。

1 工藝設計主要特點

1.1 設計特點

（1）采用鏈篦機—回轉窯生產工藝，球團礦質量好、生產能耗低。

（2）引進愛立許混合機，混合效果好，節省粘結劑。

（3）采用先進的風流系統，充分回收利用環冷機高溫煙氣的顯熱，最大限度地利用熱能，降低球團的熱耗。

（4）回轉窯液壓馬達驅動，生產運行平穩。

（5）采用成品球團篩分工藝，降低高爐礦槽槽下篩分負荷，減少粉末球團倒運，節能降耗，有利于環境保護。

（6）格柵式擋土墻等新技術，節約投資，建設周期短。

（7）注重環境保護，廢棄物達標排放。

1.2 工藝流程（圖1）

圖1

1.3 原料處理

（1）配料系統使用計算機控制配料，采用變頻調速的給料設備，提高原料重量配比準確度，保證生產穩定及球團礦質量。

（2）圓筒干燥機規格為Ф3.2×24m，采用順流式干燥工藝，與之配套的燃氣爐熱媒為高爐煤氣。

（3）選用德國愛立許R24Conti立式混合機，使造球料充分混勻便于造球；立式混合機作業率高，混合效果好，節省粘結劑用量。

（4）選用2臺規格為Ф3.8×6.5m的潤磨機，增加物料表面活性，改善成球條件，提高造球機產量。

1.4 造球及布料系統

系統配置6臺Ф6m圓盤造球機，5用1備。造球廠房高架布置，盡量減少生球落差，提高生球質量。造球機轉速可調，傾角可調，能適應不同原料對造球的需求。

生球經皮帶機收集，通過擺頭皮帶機、大球輥篩、寬皮帶機和小球輥篩均勻布到鏈篦機上，返料返回造球室重新造球。

1.5 鏈篦機—回轉窯—環冷機系統

（1）鏈篦機規格為4×42m，設抽風干燥一段（2個風箱）、抽風干燥二段（4個風箱）、預熱一段（3個風箱）和預熱二段（5個風箱）。預熱段補熱燒嘴熱媒為焦爐煤氣。

（2）回轉窯規格為Ф5×35m，采用液壓馬達驅動，液壓馬達能耗低，故障率低。窯頭燃燒器行程可調，角度可調，熱媒為焦爐煤氣。

（3）環冷機規格為69m2，中徑12.5m。設3臺鼓風機對球團礦進行強制冷卻。

（4）回熱風系統選用2臺風量為275000m3/h的耐熱風機和與之配套的多管除塵器；主抽風系統選用1臺風量為930000m3/h的主抽風機和與之配套的260m2雙室四電場靜電除塵器。

1.6 自控系統

自控系統負責生產線數據采集、數據處理、超限報警、實時趨勢、歷史趨勢、打印報表以及系統的自動控制等功能。

本工程計算機控制系統采用分散控制和集中管理的分布式控制模式，采用以PLC為核心的RIO控制，構成儀電合一的計算機控制系統。該控制系統由西門子S7-400系列PLC完成全過程的順序控制和回路控制。

所有工藝參數視其重要程度分別在監控站上進行操作、記錄、報警等，參與經濟核算的參數在計算機上進行累積。

2 生產實踐

2.1 熱工制度的確定

鏈篦機—回轉窯球團生產線熱工制度的合理與否直接關系到球團生產的穩定性和產品質量的高低。熱工操作的關鍵是抓好鏈篦機布料和環冷機布料，以及風流、溫度、壓力的平衡控制。從工程投產開始，球團車間邊學習，邊摸索，邊積累，確定了鏈篦機—回轉窯—環冷機的熱工制度，見表1和表2。

表1 鏈篦機的熱工制度

表2 回轉窯和環冷機的熱工制度

2.2 回轉窯結圈的控制

該生產線投產以后，回轉窯結圈比較嚴重，不僅增加了工人的勞動強度，影響球團礦質量，而且損壞了窯內耐火材料，縮短回轉窯壽命。通過分析，導致回轉窯結圈嚴重的主要原因為生球質量不好，導致生球在鏈篦機內爆裂過多，粉末入窯，在窯內高溫區液相粘結，導致回轉窯結圈。

針對以上問題，球團廠采取了以下措施提高生球的質量。

（1）加強原料管理，確保造球原料的相對穩定。

（2）制定合理的工藝制度，充分發揮干燥、潤磨的作用。控制造球原料合理的水分，提高造球原料的表面活性。

（3）將造球機側刮刀改為邊刮刀，減少了粘料和粉末，保證球盤的填充率，提高生球的產質量。

（4）對造球機加水方式進行改造，在原有基礎上增加2個霧化噴頭和1根噴水管，實現“滴水成球、霧化長大”的造球機理。

通過以上措施，生球質量明顯提高，合格生球比率由65%提高到90%，生球水分由10.1%下降到9.8%，濕返料率由30%下降到15%。

生球質量的提高對回轉窯結圈的控制非常明顯，結圈現象基本得到控制。

2.3 回轉窯結圈的破碎

回轉窯結圈后，拔除的大塊很難通過人工破碎的方法將其破碎到高爐生產的要求。通過以往生產經驗，顎式破碎機是破碎回轉窯結圈的可靠設備。球團車間在成品球團堆場設置了1臺規格為PE-400×600的顎式破碎機用于破碎回轉窯結圈。通過鏟車將大塊鏟入顎式破碎機，破碎后的成品直接在成品球團堆場堆存，杜絕了二次倒運污染的問題。

2.4 篩分布料系統的改造

投產后發現生球篩分布料系統存在一些問題，針對這些問題，球團廠采取了相應措施優化篩分布料系統。

（1）擺頭皮帶機和大球輥篩間落差大，導致生球落下強度低。通過降低擺頭皮帶機頭架高度以減少生球的落差，提高了生球質量。

（2）擺頭皮帶機經常出現過載停機的情況，主要原因是來料不穩定和電機功率偏小所致，將皮帶機功率由7.5kW改為15kW解決了之一問題。

（3）小球輥篩漏斗內壁粘料嚴重，影響整個系統的作業率。通過增大漏斗角度，將襯板更換為高分子襯板后這一問題基本得到解決。

（4）小球輥篩篩分效果不理想。通過將小球輥篩至鏈篦機的溜料板改為篩輥，大幅度提高了篩分面積，提高了篩分效果。

3 結論

（1）該球團生產線技術成熟可靠，物料流程順暢，控制水平國內領先。

（2）通過分析生產中存在的一些問題，采取了一系列的解決措施，保證了球團生產的穩定性。

［1］刑偉明，王囡囡，徐小鶴.萊鋼120萬噸球團鏈篦機—回轉窯自動控制系統的設計與實現[J].工業控制計算機，2012，25（4）：105-107.

［2］羅川，劉運東.萊鋼120萬t/a鏈篦機—回轉窯球團生產線結圈控制[J].球團技術，2013，16（2）：38-40.