武钢一烧异地改造工程设计特点

关键词：一烧   异地改造  特点

1  前  言

随着我国钢铁事业的迅猛发展，武钢“十一五”制订了年产1800万t钢的发展规划，老一烧的厂址规划为高炉建设用地。武钢老一烧4台75 m²烧结机是1959年兴建的，由于建造时间早，设备陈旧，虽经多次改造，但终因装备水平落后，生产的烧结矿难以满足高炉的精料要求，烧结矿产量也与武钢总体规划有差距。所以，2005年公司决定对老一烧进行异地改造，建设一台年产烧结矿400万t的435 m²烧结机。一烧也因这次改造，实现了设备大型化，控制自动化，工艺得到了进一步完善，技术经济指标大幅提升，为武钢发展大型高炉炼铁技术创造了良好条件。

2  工程设计特点

2．1  厂房占地面积有限，工艺布局紧凑合理

一烧改造新址能用场地面积非常有限，不足6公顷。因此，新一烧的原料准备及输送系统布置在四烧区域内，新建场地主要为烧结系统。所需的原燃料由工作港经皮带送至四烧区域，经储存加工后送至新一烧配料矿槽。总平面布置紧凑合理(主流程平面布置见图1)，物料流向通畅，检修通道满足要求。为了在有限的范围合理布置工艺设施，物料输送通廊有的需横跨公路，有的需上下分层，流程复杂，设计及建造难度大。

2．2工艺流程先进完善

    新一烧的工艺流程设计，充分吸收了国内外行之有效的先进工艺与技术，结合武钢现有原料条件，在认真总结以往改造经验的基础上，以提高整体装备水平和自动化水平，提高产品质量、保护环境以及节能降耗为目的，所采用的工艺流程具有完整性、合理性和先进性(工艺流程图见图2)。流程从含铁原料、熔剂以及燃料的贮备到成品烧结矿的输出，包括原燃料准备、配料、混合制粒、布料烧结、冷却整粒及成品输送等。

2．2．1原燃料准备

    新一烧的原燃料包括含铁原料、无烟煤和熔剂。含铁原料在武钢工业港混匀料场混匀后，以单一品种的混匀矿用皮带机送至新一烧含铁原料仓库贮存，仓库贮存能力约为5万t。铁料库设置3台20t抓斗，用以造堆和将铁料抓至铁料库内置矿槽，由Ø2500圆盘给料机给到皮带送至配料室混匀矿槽。

    无烟煤成品的合格粒度是0～3 mm，设计采用两段开路破碎流程。粒度为0～80mm的原煤先经过Ø1250×1000单转于反击式破碎机进行初破，再进入Ø1200×1000四辊破碎机进行细破。经两段破碎后，无烟煤0～3 mm的粒度约占90％。合格的煤粉用皮带送至配料室煤粉槽。

    新一烧使用的熔剂有石灰石、白云石和生石灰。石灰石、白云石采用闭路破碎，分破分用，其合格粒度是0～3 mm，设计采用Ø1430×1300单转子可逆锤式破碎机，再经TDS3075大型椭圆等厚振动筛进行检查筛分，筛下成品用皮带送至配料室熔剂槽，筛上产品随熔剂初料返回破碎机进行再破碎。生石灰直接用密罐车送至配料矿槽，再用压缩空气送至生灰槽中。

2．2．2配料

    为了保证配料精确，质量稳定，新一烧采用重量配料法，将各原燃料集中在配料室

集中配料。配料槽采用称重式矿槽(各料种如表1)，每个配料槽下均设有B=1200mm、L＝3600 mm的电子皮带秤。混匀矿、返矿、煤、和石灰石、白云石采用Ø3600 mm圆盘给料机给料，生石灰采用Ø325×2 000 mm螺旋给料机给料。整个配料过程由人工设定配比后，计算机自动控制各料种的给料量，同料种间的换槽，也由计算机自动完成。

2．2．3混合制粒

混合料采用两段混合，混合时间约为5分钟。第一段混合时间约为2分钟，采用Ø4400×17000 mm的圆筒混合机，主要作用是使物料成分混匀并加水润湿。第二段混合时间约为3分钟，采用Ø5100×24500mm的圆筒混合机，主要作用是使混合料成球。混合料的添加水由计算机自动控制，即人工设定混合料的适宜水分值，计算机根据各种原料的原始水分自动控制一、二混的加水量，同时根据皮带上测水仪测出的水分值，自动对添加水量进行修正。为了提高料温，强化烧结过程，在烧结机小矿槽还设计了蒸汽预热混合料的装置，蒸汽压力0．8 MPa，年消耗量约为9．5万t／a。

2．2．4布料烧结

    混合料由梭式布料机、圆辊给料机及九辊布料器组成的布料装置均匀地布在烧结机台车上，使用九辊布料可以实现偏析布料，达到改善料层透气性的目的。为了保护台车篦条，减少烟气中含尘量，使混合料烧透烧好，设计采用了铺底料工艺，底料粒度为10～20mm，厚度为20～40mm，由摆动漏斗均匀地布在烧结机台车上，烧结料层总厚度为700mm。

    点火采用双斜式点火炉，炉膛内高温火焰带宽适中，温度均匀，高温点火时间可与机速良好匹配，点火效率高、质量好、能耗低。而且点火炉煤空气管道线路简单明了，操作安全方便。

    烧结机抽风系统由风箱、大烟道、机头电除尘器、主抽风机及烟囱组成。烧结机风箱共有23个，每个风箱沿台车宽度方向分两侧抽风。大烟道的设置充分考虑了环保需要，分为两个，一个为脱硫系，一个为非脱硫系，烟气按照各风箱温度的高低及S02浓度分别进入脱硫系和非脱硫系，由于国内烧结行业尚未有成熟的脱硫技术以及较经济的脱硫装备，现只预留了脱硫场地。为了调节两个系统之间的风量平衡，一部分风箱的支管阀门可以相互切换。大烟道内的烟气分别经两台310m²四电场除尘器净化后进人两台风量为21 000 m³／min主抽风机，烧结机单位面积抽风约为93m³／min左右，抽风机进口负压17150Pa，为减小噪音，在抽风机出口设有消声器。大烟道沉降下来的粉尘通过气动双层卸灰阀卸到皮带上，与烧结机小格散料一起进人成品皮带。机头电除尘器的除尘灰通过双层卸灰阀进人粉尘槽贮存，再用风力输送至大粉尘槽集中加湿造球，进入配料室返矿槽。

2．2．5破碎冷却整粒

    烧结饼经Ø2400×5 120 mm单辊破碎后直接进入环冷，取消了热筛工艺，也消除了热返矿对生产带来的波动。

    烧结矿冷却采用新型结构的大型鼓风环式冷却机，设5台鼓风机，厚料层(1 400±100 mm)低转速，正常生产冷却时间达70分钟左右，确保了排矿温度低于150℃。

    为了确保成品烧结矿粒度均匀、粉末量少及分出铺底料的要求，设计采用了三次整粒筛分流程，双系列布置，一系列生产，另一系列备用。一筛、二筛、三筛的筛孔分别为10 mm、20 mm、5 mm，一、三筛为椭圆等厚振动筛，二筛为直线筛。小于5 mm的为返矿，经皮带送人返矿槽，10～20 mm的为铺底料，铺底料多的进入成品，其余粒级部分为成品送往高炉。

2．2．6余热利用

    烧结生产所需能耗仅次于炼铁，而烧结生产中大约有一半的热能由烧结烟气和冷却废气带走，其中冷却机排出废气的显热占热能的30％左右。因此，设计考虑利用余热锅炉装置来回收利用环冷1^#、2^#风箱高温段的废气热量，产生的蒸汽压力可达0．8 MPa，产汽量可达20～22 t／h，可以用于预热混合料和进行发电。

2．3设备大型化

    新一烧烧结机是我厂近几年兴建的又一台大型烧结机，其设计充分采用了前几次改造的成熟技术和成功经验，设备选型实用先进、可靠高效，并突显了大型化、国产化的特点。新一烧主要大型设备见表2。

2．4给排水科学有效

2．4．1给水

    新一烧的循环给水系统根据给水压力不同，分为普压循环给水系统和低压循环给水系统两个部分。为了保证一、二混生产用水压力稳定，给水量精确，特设计了一、二混添加水系统，并为适应不同气候及原料条件下对水量的要求，在出水管上安装回流管道至水池，并设稳压泄压阀。消防给水系统主要供给车间地面清扫用水、循环给水系统的补充水及室外消防用水。软化水给水系统主要供给余热锅炉用水，生活水经钠离子交换器软化处理后，经连续式常温过滤除氧器除氧，并自流至除氧水池，再用锅炉给水泵送至余热回收利用蒸汽发生器。余热回收利用蒸汽发生器的给水量随余热量的变化而变化，工作压力为0．8 MPa，采用变频调速供水。

2．4．2．给 水

    排水采用雨水、污水合流的方式。车间内的地下积水用排水泵直接排至厂区排水管道，在烧结机及车间的地下设有排水泵3台，以供排水所需。生活污水经处理后排人厂区雨水管道，其它洗涤废水就近排人厂区排水管道。地面雨水经雨水口收集后．排至雨水泵站。新一烧场地的雨水汇水面积为6公顷，在场地东侧设雨水泵站一座，有雨水泵3台，污水泵2台，QS型升降式启闭机2台，CHl4型格栅机2台。根据水池的水位，可自动依次开启污水泵及雨水泵。

2．5自动化程度高

    新一烧的控制系统设置了完善的过程检测和控制项目，应用国内先进成熟的烧结控制技术，消化移植国外先进的烧结模糊控制技术，实现了烧结生产过程的自动控制。计算机控制系统分为二级，第一级为基础自动化级，主要完成过程数据的采集、处理及烧结生产过程的操作、监视、控制、报警；第二级为过程控制级，主要完成过程优化控制模型的建立与计算、原始数据跟踪、物料平衡计算、数据库管理、生产管理及报表打印等。应用软件主要有操作系统、组态软件、上位监控软件、通讯软件、数据库软件及办公自动化软件等，并利用这些软件编制成了工艺过程控制及管理功能软件。从而实现了配料矿槽自动换槽、配料自动控制、添加水自动加减、BTP计算与机速自动调节、点火炉自动控制以及烧结机、泥辊、环冷联速控制等功能。生产过程中出现异常情况，系统可以自动进行报警，并记录有关故障点及

报警数据。

2．6环保设施标准高

    新一烧的电除尘系统出口粉尘排放浓度不超过50 mg／Nm³，布袋除尘器系统出口粉尘排放浓度不超过30 mg／Nm³，设计标准较我厂其它车间均高(除尘设施一览表见表3)。而且电除尘灰由气动输灰系统集中收集加湿，进入配料返矿槽，减少除尘灰的处理点，从而减少了环境污染。对于环冷热废气，设计采用余热回收装置进行回收利用，既有利于节能降耗又有利于环境保护。噪声的污染问题设计中也充分进行了考虑，噪声来源主要为主抽风机、环冷鼓风机等大型风机，主要防护措施为采用低噪音设备、在风机出口装设消声器及密闭隔音等。

    为了改善环境，厂区绿化也十分重要。新一烧在合理布置厂区设施的条件下，充分考虑利用厂区道路两侧和建筑物空地植树种草，美化环境。新一烧的绿化面积8640m²，绿化率15％。

3  结  语

    新一烧是我厂继三、四、五烧之后建造的又一台大型烧结机，其设计充分吸收了国内外先进、成熟的工艺流程和控制技术，使新一烧的烧结机设备更加先进，生产更加环保，自动化程度更高，也使我厂烧结机整体装备水平达到了国内乃至世界一流，并为武钢整体战略发展创造了更好条件。