天鐵燒結區域上料系統改造

薛澤勛

（天津天鐵冶金集團有限公司煉鐵廠，河北涉縣056404）

0 引言

近年來，天鐵集團根據原料市場的變化，堅持國內、國外兩種資源并重的方針，不斷拓寬原料來源渠道，原料品種不斷增加，進廠原料包括地方精礦、國礦、酸性精礦、澳粉、南非粉、印度粉、進口精礦、鋼泥等。除以上各種鐵料外，燒結生產所用原料還包括二次返礦、白煤、焦粉、石灰石、白云石、瓦斯灰、鋼渣等。由于燒結原料種類的多樣性和復雜性，國內外大多數鋼鐵企業均通過建設中和混勻料場完成對各種含鐵原料的中和混勻作業，最終形成混勻料，或進入緩沖礦倉，或直接送入燒結車間。原料系統輸送物料的種類大幅減少，既使原料系統能力與燒結生產能力相匹配，也便于原料系統的生產管理和操作。但料場、原料系統存在較大的工藝缺陷，在原料系統生產管理、系統操作、設備維護工作中經常會出現一系列問題，嚴重制約燒結礦產量和質量的提高，以及燒結各項技術經濟指標的進一步改善，改進現有的原料上料工藝系統顯得尤為迫切。

1 存在的問題

（1）上料系統工藝落后且與現有燒結生產能力不相匹配。燒結料場、原料系統是早期與一燒車間4臺50 m2燒結機配套建成的，料場為功能簡單的堆料場。隨著新燒結機的建成投產以及燒結管理、技術的迅速進步，有效燒結面積增加了1倍多，燒結礦產量由160萬t增加到500萬t以上，原料的需求量大幅增加。

（2）原燃料種類繁多，原料受卸、堆貯、周轉、輸送量隨之大幅度增加。料場的堆貯能力明顯不足，不僅易造成各種物料混堆，而且由于原料貯量少、周轉期短，一旦某一物料不能及時進廠，就會虧料或斷料。

（3）燒結料場主要接收國礦、地方精礦的受卸、堆貯、簡單的混勻作業和輸送。根據堆料場的工藝特點，對于各種物化性能具有一定差異性的鐵料只能分開堆存，分別輸送入倉。二料場工藝上與一料場相銜接，精礦通過一料場生產系統和原料系統送入燒結車間。精礦屬于用量很大的燒結原料，在輸送二料場精礦時，一料場兩臺主要用于中和混勻的堆取料機作業時間受限，每天均處于飽和工作狀態，一料場鐵料由于沒有得到充分混勻，進入燒結車間不同批次物料物化成分相差較大，燒結礦生產和質量穩定性受到很大影響。如能將精礦以其它途徑進入燒結車間，減輕堆取料機負擔，增加堆取料機混勻操作時間，提高原料質量和穩定性，燒結礦產質量將會進一步提高。

（4）包括二料場精礦在內的主要鐵原料均通過原料輸送系統進入精礦倉，系統流程長、設備多、事故點多。隨著燒結產能的增加，要求系統輸送量是原設計能力3倍以上，原料品種繁多，系統處于滿負荷運轉狀態，設備得不到正常的維護檢修，甚至帶病作業。一臺設備出現大故障，系統就處于癱瘓狀態，易造成燒結車間待料的重大生產事故。原料系統工藝落后造成原料供需緊張，原料系統成為制約燒結生產的“瓶頸”。對原料系統工藝技術改造勢在必行。

2 改造方案與實施

2.1 目標

為原料上料系統設計一套上料系統，二料場原料可以直接輸送到燒結礦倉，實現雙系統上料。

2.2 要求

應充分考慮場地條件的制約，盡可能地與原系統銜接，在設備選型上，在保證使用要求的前提下，盡可能地選用標準設備，并與現有備件通用。

2.3 實施

（1）準備工作。根據工作要求，到燒結廠進行調研，了解、熟悉生產工藝要求，收集數據，對原料上料系統工藝技術改造的必要性和可行性進行分析。準備資料初步擬定設計方案，對方案進行分析、論證，確定直撥料系統總體方案，皮帶輸送系統載荷分析。查閱類似裝置的相關圖紙，確定本次設計的工作方案，繪制總裝草圖，載荷計算并繪制零部件圖。皮帶的張力計算，驅動系統設計，選擇繪制驅動系統安裝圖；皮帶支承裝置設計，繪制相關部件、零件圖；皮帶清掃裝置設計，繪制相關部件、零件圖；皮帶尾部張緊裝置設計、計算，繪制相關部件、零件圖；繪制總裝圖。

（2）建設二料場。為解決燒結產能增加造成的原料供需矛盾，設計開發了第二料場。二料場建成后，燒結料場面積翻倍，主要接收國礦、地方精礦的受卸、堆貯、簡單的混勻作業和輸送，燒結料場功能得到強化，但仍屬于功能單一的堆料場。堆料場的工藝特點決定了各種物化性能存在一定差異性的鐵料只能分開堆存，分別輸送入倉。

（3）直撥料系統。二料場在工藝上與一料場相銜接，精礦通過一料場生產系統和原料系統送入燒結車間。二料場在最初設計中預留了工藝接口，即在二料場2#轉運站設有分料裝置，并在原料受料槽建設轉運站，二料場精礦既能進入一料場生產系統，也能進入原料受料槽。如果從原料受料槽轉運站直接到精礦倉系統輸送物料，則會形成從二料場到精礦倉直撥料系統。

（4）建設跨公路轉運站和架設高空通廊。皮帶運輸技術是運輸散狀物料較好的方式。從場地空間上看，唯一可利用的是燒結與焦化狹長地帶及廠區重要的交通線11#公路，這一空間管網較多。經過現場仔細測繪反復論證，通過建設跨公路轉運站和架設高空通廊，可躲開煤氣、蒸汽、給排水等管線，同時可保證11#公路正常行車。由于系統周圍均是工業建筑物，受現場條件限制，從受料槽轉運站引出的皮帶通廊需經過受料槽，受料槽上部為鋼筋混泥土框架結構，皮帶通廊支腿部分基礎與受料槽重疊。通過對受料槽部分框架梁采用加固技術，可保證通廊支腿的基礎施工和安裝。

（5）工藝銜接。與原料原系統的工藝銜接是確保直撥料系統建成的關鍵。結合現場實際，將系統直接1轉2皮帶機銜接，可保證系統的獨立性。

（6）安全性。直撥料系統運送的原料主要以精礦為主，含水量較大，對環境不會造成粉塵污染。運行后不會產生重大的危險源。系統中設備安全采用對傳動部分加裝檢修平臺，鋼斜梯及欄桿，對傳動軸加護罩等，在安全方面可行。

3 改造效果

（1）精礦不經堆取料機，直接進入燒結車間,具有良好的節電、節能效益。直撥料系統投產運行后，每天增加5 000 t的上料量，堆取料機取料按照800 t/h計算，5 000 t的上料量可供堆取料機工作6.25 h，堆取料機1h電機總功率為238 kW，整機電耗為250 kW·h，堆取料機年節電57萬kW·h。

（2）新上料系統輸送物料比原上料系統工藝流程短,皮帶電機功率比原上料系統所有皮帶電機功率減少120 kW·h，皮帶系統年節電10.5萬kW·h。

（3）項目預算投資600多萬元，項目建成后，系統流程縮短，物料供給充分、成分更加均勻，節電、節能以及提高燒結礦產質量所帶來的直接經濟效益預計300多萬元/年，不到兩年即可收回投資。

4 結束語

經過對各種傳動方案、結構方案及表達方案進行比較，選擇了較為合理的方案。在設計過程中制作了必要的標準件，如電動機、聯軸器等的選用和校核。對非標準件進行了設計計算、工藝及結構設計、材料的選擇及熱處理方法確定等。在滿足使用性能的前提下，力求結構緊湊，安裝調試方便經濟。

原料系統工藝技術改造開發完成后，上料系統由單系統變為雙系統，生產流程更為優化，原系統生產負荷降低40%。雙系統上料后，新建系統工藝流程大幅縮短，日增加物料輸送量1.5萬t。原料系統工藝技術改造實施后，燒結料場具備一定中和混勻能力，原料質量提高，結構穩定，為鋼鐵企業最終產品質量提高創造了良好條件。