宣鋼直供鐵混料成分穩(wěn)定率綜合控制技術(shù)

曹建學(xué)

（河北鋼鐵集團(tuán)宣鋼公司煉鐵廠， 河北 宣化 075100）

鑒于成本壓力和資金占用，2014年底公司決定混勻料工藝由平鋪鐵混料改為直供鐵混料，大大降低了現(xiàn)場(chǎng)庫(kù)存積壓和資金占用，但是由于工藝模式發(fā)生變化，設(shè)備陳舊，混勻料穩(wěn)定率有所下降，較之前平鋪直取工藝鐵混料含SiO2質(zhì)量分?jǐn)?shù)穩(wěn)定率下降5%～10%，不能保證下游生產(chǎn)工藝要求，影響高爐冶煉生產(chǎn)穩(wěn)定，為了保證下游產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定，作業(yè)區(qū)根據(jù)生產(chǎn)實(shí)踐過程中的不斷摸索及借鑒承鋼對(duì)標(biāo)經(jīng)驗(yàn)，開展了一系列的技術(shù)攻關(guān)措施，提高鐵混料成分穩(wěn)定性。

1 改進(jìn)控制料倉(cāng)黏料技術(shù)

由于個(gè)別進(jìn)廠原料本身特性黏結(jié)性較強(qiáng)，并且在含水、吸潮或靜電作用下增強(qiáng)了物料與料倉(cāng)壁的黏附力形成料倉(cāng)壁黏料。倉(cāng)壁黏料對(duì)圓盤出料和灌倉(cāng)都有一定的影響，從一定程度制約鐵混料質(zhì)量的穩(wěn)定。為了解決鐵料黏倉(cāng)問題，作業(yè)區(qū)決定結(jié)合生產(chǎn)實(shí)踐對(duì)料倉(cāng)進(jìn)行技術(shù)改造。起初以小混料倉(cāng)進(jìn)行試點(diǎn)改造，效果達(dá)到預(yù)期目的后對(duì)所有料倉(cāng)進(jìn)行技術(shù)改造。

最初的小混料倉(cāng)采用整體設(shè)計(jì)，材質(zhì)使用的是14 mm鋼板，呈倒立的錐形，內(nèi)鋪高分子尼龍層板，這種料倉(cāng)的主要缺點(diǎn)是：料倉(cāng)使用的整體構(gòu)造，因承裝的是粉狀濕料，一些水分較大、細(xì)度較細(xì)的黏性鐵礦粉料在料倉(cāng)的下部收口處極易發(fā)生黏料，嚴(yán)重時(shí)會(huì)出現(xiàn)堵料，若長(zhǎng)時(shí)間處理不通，會(huì)發(fā)生黏料板結(jié)現(xiàn)象，制約生產(chǎn)正常運(yùn)行。

這種料倉(cāng)在處理黏料和堵料時(shí)是采用倉(cāng)壁振動(dòng)器進(jìn)行振動(dòng)，而長(zhǎng)時(shí)間使用倉(cāng)壁振動(dòng)器，會(huì)因倉(cāng)壁受力點(diǎn)較小，易出現(xiàn)振動(dòng)器底板開焊，影響正常使用。同時(shí)，由于料倉(cāng)較大，在發(fā)生黏料和堵料時(shí)需要花費(fèi)大量的人力、物力和時(shí)間才能處理好，直接影響了生產(chǎn)的順利進(jìn)行。

為了解決小混料易黏倉(cāng)問題，作業(yè)區(qū)發(fā)明了一種可以快速清除黏料的鐵礦粉料倉(cāng)，料倉(cāng)由料倉(cāng)本體和下部活動(dòng)料倉(cāng)兩部分組成，下部活動(dòng)料倉(cāng)與料倉(cāng)本體的下部為活動(dòng)對(duì)接，下部活動(dòng)料倉(cāng)包括活動(dòng)分體、支撐圍圈、振動(dòng)電機(jī)、支撐支架，支撐圍圈為圓環(huán)形，活動(dòng)分體坐落在支撐圍圈的內(nèi)孔中，支撐支架為四根直立的直桿，支撐支架支撐在支撐圍圈圓周平面的下方，振動(dòng)電機(jī)安裝在活動(dòng)分體外側(cè)的支撐圍圈上。

快速清除黏料的鐵礦粉料倉(cāng)，所述活動(dòng)分體的上部為倒錐形，活動(dòng)分體的下部為圓形套筒，活動(dòng)分體的上部倒錐形的上端套在料倉(cāng)本體下端圓周的外周，活動(dòng)分體的下部圓形套筒上安裝有插板閥。

可以快速清除黏料的鐵礦粉料倉(cāng)在作業(yè)區(qū)的使用效果非常好，解決了以前小混料黏倉(cāng)處理時(shí)間過長(zhǎng)的問題，此種可以快速清除黏料的鐵礦粉料倉(cāng)技術(shù)獲得了國(guó)家實(shí)用新型專利（見下頁(yè)圖1）。參照小混料倉(cāng)的技術(shù)改造，對(duì)新、舊配料其他料倉(cāng)進(jìn)行技術(shù)改造，受新、舊配料料倉(cāng)下體結(jié)構(gòu)空間的限制，為實(shí)現(xiàn)其他料倉(cāng)下錐體分體模式，在原小混料倉(cāng)設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)上進(jìn)行了簡(jiǎn)化和創(chuàng)新，由支撐支架更換為倉(cāng)壁懸掛，改造后使用效果都非常好，解決了處理黏倉(cāng)料時(shí)間長(zhǎng)的困難，為正常灌倉(cāng)和圓盤連續(xù)穩(wěn)定的出料提供了保障，穩(wěn)定了鐵混料質(zhì)量。圖1為一種可以快速清除黏料的鐵礦粉料倉(cāng)。

圖1 一種快速清除黏料的鐵礦粉料倉(cāng)

2 提高計(jì)量準(zhǔn)確性技術(shù)

由于舊配料系統(tǒng)皮帶秤運(yùn)行多年，15臺(tái)皮帶秤經(jīng)反復(fù)校秤，實(shí)際運(yùn)行誤差在4%～7%之間，配料過程中經(jīng)過15臺(tái)配料秤進(jìn)行初配后，再經(jīng)過平鋪直取二次混勻后，鐵混料中SiO2質(zhì)量分?jǐn)?shù)的穩(wěn)定率可以保證在±0.3%（波動(dòng)范圍要求w（SiO2）±0.3%，w（TFe）±0.5%）。受供料模式發(fā)生變化，工藝過程簡(jiǎn)化，沒有平鋪直取過程，經(jīng)計(jì)算，由于現(xiàn)有皮帶秤實(shí)際運(yùn)行誤差造成的鐵混料SiO2、TFe波動(dòng)范圍已超出要求控制范圍，再加上單品種原料自身成分偏差，不能滿足工藝要求，必須選用并更換為滿足工藝要求的皮帶秤。

對(duì)秤體的要求：

1）秤體的運(yùn)行誤差為0.3%/15×100=2%（0.3%為w（SiO2）波動(dòng)范圍，15為 15個(gè)圓盤），扣除原料單品種料自身成分偏差，對(duì)秤體運(yùn)行誤差要求應(yīng)不超過2%。

2）瞬時(shí)流量值 1 500 t/h×15%=225 t/h（1 500 t/h為最大設(shè)定料批，15%為每個(gè)圓盤最高設(shè)定配比）

3）為了提高皮帶秤配料精度，要求皮帶秤皮帶運(yùn)行速度0.5 m/s。

經(jīng)過與其他企業(yè)對(duì)標(biāo)，實(shí)地考察，最終選擇了南京三埃工控股份有限公司型號(hào)為SA-201皮帶秤。

南京三埃SA-201皮帶秤主要功能：實(shí)際運(yùn)行誤差小于2%；皮帶秤瞬時(shí)流量值為0.001～1 000.0 t/h；皮帶秤皮帶速度為 0.000～10.000 m/s。

更換為南京三埃皮帶秤后，經(jīng)運(yùn)行一段時(shí)間計(jì)量，偏差大大減小，圓盤配料準(zhǔn)確性提高，直供鐵混料的質(zhì)量穩(wěn)定性得到保障和提升。

3 完善原料凍塊清除技術(shù)

原料場(chǎng)冬季生產(chǎn)時(shí)，由于原料中含有水分，導(dǎo)致出現(xiàn)不同程度的凍塊，為了去除凍塊，在每條入倉(cāng)皮帶前都設(shè)有振動(dòng)篩，原振動(dòng)篩篩片為圓鋼焊接，受料流沖擊，圓鋼磨損較為嚴(yán)重，頻繁補(bǔ)焊影響生產(chǎn)，且在實(shí)際使用中效果不佳，凍塊易卡在篩縫中造成堵塞，料流大時(shí)堵上部溜子，嚴(yán)重時(shí)將整個(gè)振動(dòng)篩堵塞，發(fā)生原料外溢，后將圓鋼加粗，并將間距擴(kuò)大，堵塞減少了，但是影響了篩分效果，好多大塊篩不出去，影響圓盤正常出料，對(duì)直供鐵混料的質(zhì)量穩(wěn)定性造成影響。為此需要一種能清除凍塊的設(shè)備，既能滿足原料上倉(cāng)速度，又要能夠清除凍塊。作業(yè)區(qū)針對(duì)生產(chǎn)實(shí)際情況，決定對(duì)振動(dòng)篩進(jìn)行技術(shù)性改造。

2017年11月，對(duì)舊配料原料入倉(cāng)前的G7A皮帶尾部上方振動(dòng)篩進(jìn)行創(chuàng)新型技術(shù)改造，改造為新型輥篩進(jìn)行試用。

把原振動(dòng)篩篩子整體保護(hù)性拆除，保留基座。在基座上方布置輥篩，在篩體兩側(cè)布置支撐鋼梁，傾斜角度在15°～20°，篩輥通過螺栓固定在支撐梁上，輥直徑100 mm，采用無縫鋼管外包聚氨酯耐磨層，篩輥按照間距80 mm布置，支撐梁整體打孔實(shí)現(xiàn)間距可調(diào)。篩輥驅(qū)動(dòng)為單驅(qū)動(dòng)，每根輥配備一臺(tái)電機(jī)和減速機(jī)，單獨(dú)控制，方便維修和更換。電氣系統(tǒng)單設(shè)控制柜，每根輥由一個(gè)開關(guān)控制，整體實(shí)現(xiàn)與上下皮帶連鎖。

改造后，輥篩投入生產(chǎn)使用，篩出的大塊較多，倉(cāng)頂上大塊明顯減少，減少了溜子及篦子的堵塞，提高了上料質(zhì)量，保證了生產(chǎn)的順暢。同時(shí)減少了圓盤因大塊料堵塞現(xiàn)象造成的單品種料配比波動(dòng)，供燒結(jié)直供鐵混料質(zhì)量得到保障，對(duì)提高燒結(jié)礦質(zhì)量有很大的作用。

參照G7A尾部輥篩改造使用效果，2018年底對(duì)其余四個(gè)振動(dòng)篩進(jìn)行改造，全部更換為新型輥篩，徹底杜絕凍塊原料入倉(cāng)，杜絕了圓盤因大塊料堵塞現(xiàn)象造成的單品種料配比波動(dòng)，使直供鐵混料質(zhì)量得到保障。此新型輥篩作為清除原料凍塊技術(shù)已通過國(guó)家實(shí)用新型專利申請(qǐng)（見圖2、下頁(yè)圖3）。

圖2 滾動(dòng)遞減式原料凍塊清除器（剖面圖）

4 效果

通過一系列技術(shù)措施的完善，直供鐵混料的產(chǎn)量（見表1）和質(zhì)量（見圖4）得到了保障和提升。2016年底由于限產(chǎn)四號(hào)高爐停爐至今，因此2017年鐵混料產(chǎn)量降低。

圖3 滾動(dòng)遞減式原料凍塊清除器（側(cè)面圖）

表1 2012—2017年鐵混料產(chǎn)量 萬(wàn)t

5 結(jié)語(yǔ)

宣鋼鐵混料工藝模式由平鋪直取改變?yōu)橹惫╄F混料模式后，產(chǎn)量水平和各項(xiàng)技術(shù)指標(biāo)不下降，關(guān)鍵在于以下四方面：

圖4 2012—2017年鐵混料質(zhì)量變化情況

1）快速清除黏料的鐵礦粉料倉(cāng)可以節(jié)約處理料倉(cāng)黏料時(shí)間，減少圓盤斷料次數(shù)，減少料頭、料尾料對(duì)鐵混料質(zhì)量穩(wěn)定性的影響。

2）計(jì)量精度更高的皮帶秤保障了鐵混料質(zhì)量的穩(wěn)定性。

3）原料凍塊清除技術(shù)有效改變了鐵混料用料的物理特性，解決了凍塊對(duì)圓盤出料連續(xù)性和穩(wěn)定性造成的影響，保證鐵混料質(zhì)量受控。

4）自動(dòng)化程序的完善，有效提高了設(shè)備的自動(dòng)化程度，對(duì)鐵混料質(zhì)量的穩(wěn)定起到促進(jìn)作用。