180平燒結環冷機大修與豎冷窯決策分析

肖偉平

（衡陽鋼管連軋管有限公司，湖南 衡陽 421000）

冷卻燒結礦技術是對燒結礦進行強制通風冷卻的新工藝，是一項具有重要意義的新型工藝技術，與傳統熱礦工藝相比表現出較多優點：第一，冷燒結礦是進行整粒技術的改造，可以對燒結礦和燒結鋪底料進行分級處理；第二，冷礦爐頂壓力可以升高1～2kg/cm，促使高爐順行，但熱礦升高帶來很多問題，壓力提高1%，產顯大約提高3%；第三，冷礦可以用膠帶運輸機送入高爐爐頂，很適用于大型化發展高爐；第四，冷礦燒結設備使用壽命可以延長，降低基建投資。

1 企業180平燒結環冷機的應用現狀分析

1.1 機組結構應用現狀

企業使用的180平燒結環冷機環冷車自采購進場投入使用起，未進行過機組更換，保持持續使用的狀態，目前已11年未進行機組大修維護操作。設備的使用質量嚴重老化，部分結構部件長期處于故障，部分應用功能失效。如機組設備密封采用的是橡膠板密封模式，后期隨著應用時間的增加，橡膠板損壞修復不到位，目前基本處于無密封的狀態。另外冷卻結構部件在應用中，由于密封性失效，造成的風機電耗高，且在機組運行中出現了較多的揚塵現象，礦無法冷卻下來，造成了運輸皮帶輪的燒損現象。嚴重的影響了機組設備的應用壽命，同時對于設備運行中的生產效率保障，造成了極大的危害。

1.2 能耗現狀

余熱回收系統作為環冷臺車機組運行中，重要的結構部件之一，該機組設備在使用中由于余熱回收系統年久失修，全部系統報廢，造成系統運行中的余熱回收完全失效。對于企業運行中的能源合理應用，以及運營成本的合理控制造成了較大的危害。另外余熱回收系統的全部失效，造成系統組件運行中出現了部分的過熱現象，加速了設備機組應用中的老化現象，同時對于設備的應用壽命，以及企業的投資應用成果，都造成了較大的影響。

2 冷燒結礦生產技術問題的探討

一般來講，冷熱礦型燒結礦生產水平高低主要是受設備占日歷作業率的高低影響，作業 率高，產量就會相應增加。綜合不同類型的燒結廠來看，冷礦型燒結廠的作業率比熱礦型燒結廠略微偏低。主要原因有很多方面，包括如下內容:從設備安裝上來看，燒冷礦型比熱礦型機尾多一套冷卻設備，多數燒冷礦型工藝都選用熱振篩鏈板運輸機、環式冷卻襯、成品燒結礦皮帶運輸系統。這樣一來，工藝設備的增加會使主機作業率受到影響，雖然在實際工藝生產情況中，機尾的冷卻裝置能夠影響1%以上，并且可以通過工藝優化改造，使這種影響有所下降，但這種影響還是不能忽視的，而相比較而言，部分燒結冷卻工藝設備的影響依然在3%左右。冷卻裝置的優化改造無法消除這種影響，那么就需要從工藝技術上尋求優化手段來盡量平衡這種影響，從工藝技術的不斷純熟過程中尋求更多的冷卻經驗以提高作業率。從設備工藝上來看，燒結礦冷卻后需要設計耐高溫皮帶將其運送至高爐礦槽內，如果燒結礦溫度較高，會對耐高溫的皮帶造成損害，一般來講，需要將燒結礦的溫度控制冷卻在120℃左右，降低其對皮帶和皮帶機的磨損和破壞，但目前多數冷礦型燒結廠工藝技術缺乏一定的科學性，燒結礦在工藝中起不到良好的冷卻效果，設備使用壽命較低。

3 提高燒結礦質量的措施

3.1 燒結設備的改進

調查發現，多數企業的脫硫增壓風機過于陳舊，風機抽風能力嚴重不足，造成設備振值過高、軸承運轉溫度過高等現象，不僅影響燒結礦脫硫效果，降低燒結礦質量，還會造成設備運行和維修成本增加，對燒結脫硫增壓風機進行改造后，主抽風機風量大幅度增加，正常工作時，燒結負壓可達16kPa，不僅燒結礦質量得到改善，風機振值、軸承運行溫度也趨于正常。部分設備燒結機風系統還存在漏風現象，漏風率甚至達到57%，將會嚴重影響風機實際輸出效率，針對這種問題需要對燒結機風箱、煙道、放灰平臺進行全面檢查，更換短節、閘閥、法蘭等部位或進行補漏處理。一般經過補漏處理，可將風機系統漏風率降至50%以下。除此之外，需要將風機設備進行密封條密封處理，更換老舊的密封條，可增強補漏效果。多數的緩沖倉圓輥料門存在設計缺陷，受到原料結構的影響，原料引入后容易發生漏料現象，如果為了固定原料而增加入燒混合料水分，超過7.8%就會造成燒結料層透氣性急劇下降，固體燃料消耗也會增加。對緩沖倉料門進行改造，可使入燒水分降低0.6%，這樣一來，燒結料層不會由于過濕而影響通透性。為了保證燒結水分需求，又不影響燒結料層的性能，需要定時補充水分，原有的人工加水方式容易造成工藝中斷影響燒結質量，可以對設備進行改造，使其能夠滿足自動加水要求，排除人工加水的弊端。

3.2 配礦優化

提高燒結礦質量的同時需要權衡原料成本，應該進行配礦優化使燒結生產工藝盡可能使用低價經濟料。為了探究不同入燒原料的成本支出和最終經濟收益情況，進行如下數據試驗數據分析，如下表1所示，試驗周期內第一季度以內蒙古粗粉、印粉和北非粉為入燒原料，4月～7月以高硅澳粉、巴西高硅粉和巴標粉為入燒原料，7月～12月以一鋼粉、印粉、PMC64.5粉和紐曼粉為入燒混合料，輔用PMC60粉和64.5粉為配合調硅物料。試驗整周期所用內蒙古粗粉原燃料消耗量為128.15萬t，效益總值為2290萬元。

表1 燒結配加經濟料、燃料入燒效益對照

試驗完成后的下個生產周期即開始加強鐵前試驗，周期末熔滴爐試驗開始投產試運行，并逐步完善了相應的試驗手段，包括鐵料理化成分測點、流動指數及黏結相強度等理化性能的測定、成品礦冶金理化性質的檢測等，能夠完成對冷燒結礦生產工藝的基本控制。完備的冷燒結礦生產系統應滿足結構評價系統要求，首先要總結本企業近幾年鐵料的采購情況，分析不同鐵料的理化性質和組成，進行定級分類，并按照成分或性能強度進行排序統計，其次根據統計數據和鐵料性價比，結合自身生產情況選定燒結杯結構，并進行融滴爐試驗調試，判斷是否運行使用正常，接著將既定的入燒結料按照性能或其他指標進行編程運算，設立入燒結構評價系統，制定評價系統標準，最后按照入燒結構評價系統對鐵料、燒結杯基礎參數及其測試實驗數據進行全面分析，全面評判冷燒結礦工藝的可行性，并根據評價結果進行相應的結構改造，增加相應的閉環控制補充程序。在正式投產之前還要結合入燒結構評價系統程序給出的數據評判對鐵料性能和入燒結構進行實踐驗證，確保評價系統真實有效，可操作性強。如果在實際驗證分析中發現評價系統內存在漏洞，如關鍵計算系數存在偏差，應進行完善的數據收集和驗證進行系數調整，確保評價體系的科學性。如下表所示，經過配礦優化后，各項指標都有所改善，燒結礦還原度指標比上一個周期明顯提高了4.5%，低溫還原粉化指數也提高了5.6%，有望通過再改進優化燒結礦的質量。

4 結語

綜合2類設備機組在同等運行環境，同等礦料應用的現狀下分析，環冷機的能耗大，生產效率低，環保性低，且在實際應用中的安全性較低。對比發現豎冷窯的使用成本低，且生產中礦產顆粒的熱交換質量高，顆粒間受熱均勻，對于生產成本的控制，以及生產中布料排料工作的優化，發揮了重要的作用，因此豎冷窯具備較高的應用優勢。

表2 燒結礦質量前后對比