大型帶式焙燒機(jī)球團(tuán)技術(shù)的研究與應(yīng)用

      對(duì)于以赤鐵礦粉為主的原料，帶式焙燒機(jī)工藝具有作業(yè)率高、產(chǎn)品成本低等諸多優(yōu)勢(shì)。據(jù)統(tǒng)計(jì)，在目前正在使用的球團(tuán)工藝中，帶式焙燒機(jī)系統(tǒng)約占世界球團(tuán)產(chǎn)量的55%—60%，在采用赤鐵礦粉為原料的球團(tuán)工藝中76%為帶式焙燒機(jī)系統(tǒng)（如圖所示）。首鋼國(guó)際工程公司在設(shè)計(jì)首鋼京唐球團(tuán)工程中就采用了帶式焙燒機(jī)球團(tuán)工藝。

球團(tuán)廠工藝與原料生產(chǎn)能力示意圖

　　帶式焙燒機(jī)與鏈箅機(jī)—回轉(zhuǎn)窯球團(tuán)工藝在生球布料以前的工序（如配料、干燥、磨礦、混合、造球等）相同，區(qū)別在于焙燒系統(tǒng)。帶式焙燒機(jī)球團(tuán)工藝是采用一臺(tái)帶式焙燒機(jī)設(shè)備來(lái)完成干燥、預(yù)熱、焙燒、冷卻等工藝過(guò)程，而鏈箅機(jī)—回轉(zhuǎn)窯工藝則是分別采用鏈箅機(jī)、回轉(zhuǎn)窯和環(huán)冷機(jī)三大主機(jī)來(lái)完成干燥、預(yù)熱、焙燒、冷卻等工藝過(guò)程。帶式焙燒機(jī)主要有以下技術(shù)特點(diǎn)：

　　第一，干燥、預(yù)熱、焙燒、冷卻全部工藝過(guò)程在一臺(tái)設(shè)備上進(jìn)行，設(shè)備簡(jiǎn)單、可靠，操作維護(hù)方便，熱效率高，單機(jī)能力大，特別適宜使用赤鐵礦鐵粉原料生產(chǎn)球團(tuán)礦；第二，預(yù)熱段和焙燒段裝有多個(gè)燃燒器，便于精確控制溫度；第三，帶式焙燒機(jī)上罩耐火材料靜止不動(dòng)，不直接與球團(tuán)接觸，沒(méi)有機(jī)械磨損，沒(méi)有急劇的溫度變化，沒(méi)有熱裂紋，減少了粉塵負(fù)荷；第四，臺(tái)車可以離線維修；第五，一冷段900℃冷卻廢氣直接回焙燒段和預(yù)熱段，350℃的風(fēng)箱熱風(fēng)回抽風(fēng)干燥段，350℃的二冷段回?zé)犸L(fēng)回鼓風(fēng)干燥。

　　帶式焙燒機(jī)系統(tǒng)主要技術(shù)創(chuàng)新點(diǎn)

　　機(jī)頭布料技術(shù)。帶式焙燒機(jī)的布料設(shè)備包括生球布料和鋪邊底料兩個(gè)部分。生球布料由3個(gè)設(shè)備聯(lián)合組成：往復(fù)布料器—寬皮帶—雙層輥篩布料器。寬皮帶的速度可調(diào)，其寬度一般比焙燒機(jī)臺(tái)車寬300mm左右。在寬皮帶上裝有電子秤，隨時(shí)測(cè)出給到臺(tái)車上的生球量。邊底料從鋪底料槽分別通過(guò)邊底料溜槽給到臺(tái)車上，并用閥門調(diào)節(jié)給料量。鋪底料槽裝有稱量裝置，控制料槽料位。

　　由首鋼國(guó)際工程公司自主創(chuàng)新開(kāi)發(fā)的往復(fù)式布料器可以實(shí)現(xiàn)單行程布料功能，布料速度根據(jù)寬皮帶機(jī)速可調(diào)節(jié)，保證生球布料方向垂直于寬皮帶，而且在寬皮帶上生球料厚均勻。此種布料形式相對(duì)于鏈箅機(jī)—回轉(zhuǎn)窯工藝中的擺頭皮帶可降低生球轉(zhuǎn)運(yùn)次數(shù)和落差，有效保護(hù)生球質(zhì)量，提高生球粒度合格率，保證在帶式焙燒機(jī)上生球?qū)泳哂休^好的透氣性，并降低廠房高度和占地面積。生球經(jīng)寬皮帶到雙層輥篩，將不合格的大球和小球進(jìn)行篩除，最后將9—16mm的合格生球均勻布置到臺(tái)車上。除此之外，雙層輥篩篩分過(guò)程還可以起到提高生球質(zhì)量、粒度均勻、表面光滑、粉末少的效果。

　　設(shè)計(jì)延長(zhǎng)了輥式布料器工作面的有效長(zhǎng)度（增加輥?zhàn)訑?shù)量），有助于提高生球布料的均勻性。因?yàn)殡S著生球在輥?zhàn)由蠞L動(dòng)行程的增加，生球在輥?zhàn)由戏植嫉木鶆蛐砸脖厝惶岣摺?/p>

　　改進(jìn)的柔性傳動(dòng)技術(shù)。帶式焙燒機(jī)傳動(dòng)選用進(jìn)口產(chǎn)品，根據(jù)京唐球團(tuán)生產(chǎn)工況，對(duì)供貨商提出相應(yīng)的改進(jìn)要求，并自主對(duì)安裝方式進(jìn)行設(shè)計(jì)改進(jìn)，主要體現(xiàn)在：采用BFT柔性傳動(dòng)減速機(jī)，實(shí)現(xiàn)調(diào)整好后整體出廠整體吊裝，確保一次安裝到位，現(xiàn)場(chǎng)不需要對(duì)齒輪位置進(jìn)行調(diào)整。提高設(shè)備精確性，杜絕外界污染影響；采用多點(diǎn)測(cè)控，同時(shí)在機(jī)旁顯示和遠(yuǎn)程監(jiān)視控制，方便崗位工人根據(jù)機(jī)旁顯示及時(shí)發(fā)現(xiàn)和處理問(wèn)題。增加設(shè)備可靠性；對(duì)傳動(dòng)增加測(cè)速裝置，實(shí)行有效力矩保護(hù)；在焙燒機(jī)傳動(dòng)上首次采用外漲套連接，以適應(yīng)大型焙燒機(jī)傳遞大扭矩的要求，同時(shí)避免傳統(tǒng)內(nèi)漲套容易損壞主軸表面問(wèn)題，有效保護(hù)傳動(dòng)主軸；首次自主設(shè)計(jì)新型力矩平衡裝置的基礎(chǔ)安裝連接底座，方便安裝調(diào)整和更換。

　　臺(tái)車跑偏調(diào)整技術(shù)。為防止帶式焙燒機(jī)臺(tái)車跑偏，在大星輪的自由輪（非傳動(dòng)）端設(shè)有調(diào)整裝置。需要時(shí)可以通過(guò)調(diào)整此裝置，使主軸（自由端）前后移動(dòng)一定距離以達(dá)到糾正跑偏。

　　臺(tái)車自動(dòng)復(fù)位技術(shù)。尾部星輪安裝在活動(dòng)性

　　框架上（擺架）。由于焙燒機(jī)是在熱狀態(tài)下工作，而臺(tái)車與臺(tái)架的熱脹程度往往是不同的（因材質(zhì)不同），為使焙燒機(jī)在工作狀態(tài)能自由伸縮，機(jī)尾都采用擺架形式。擺架作用之一就是吸收臺(tái)車水平方向的線膨脹；另一個(gè)作用是避免臺(tái)車在尾部（由水平軌道向彎道和由彎道向水平軌道過(guò)渡之處）拉縫，這樣不但消除了臺(tái)車之間的沖擊，而且也避免了球團(tuán)及碎料粉料的散漏和減少漏風(fēng)。卸料時(shí)漏下的散料由散料漏斗收集，經(jīng)散料溜槽排除。

　　新型臺(tái)車箅條的應(yīng)用。在整個(gè)焙燒過(guò)程中，臺(tái)車要循環(huán)經(jīng)過(guò)裝料、加熱、冷卻、卸料等過(guò)程，又要承受自重、料重和抽風(fēng)負(fù)壓的作用。尤其要經(jīng)長(zhǎng)時(shí)間的反復(fù)高溫作用，這一點(diǎn)上比燒結(jié)臺(tái)車更為突出，帶式焙燒機(jī)臺(tái)車最高溫度為900℃。箅條由于與焙燒物料直接接觸，所經(jīng)受的最高溫度比臺(tái)車本體更高。其使用壽命對(duì)焙燒機(jī)的生產(chǎn)效率、經(jīng)濟(jì)效益影響很大，因?yàn)轶霔l壽命不但直接影響箅條消耗量，而其還在很大程度上影響焙燒機(jī)作業(yè)率，尤其是箅條的有效透氣性更影響焙燒機(jī)單位時(shí)間生產(chǎn)率。為適應(yīng)球團(tuán)生產(chǎn)工藝上的需要，要求箅條必須具有抗劇烈溫度變化和抗高溫氧化性能，同時(shí)還必須具有一定機(jī)械強(qiáng)度。具體改進(jìn)措施為：每輛臺(tái)車安裝3種不同類型箅條，均勻分布?xì)饬鳎乐咕植窟^(guò)熱，提高箅條使用壽命；臺(tái)車和箅條材質(zhì)選用含鎢、鎳、鉻等合金，可以有效耐高溫、耐腐蝕、抗變形；臺(tái)車欄板采用擋風(fēng)槽設(shè)計(jì)，解決邊緣效應(yīng)；鋪邊料和底料的設(shè)計(jì)，降低部分臺(tái)車承受的高溫，有效保護(hù)箅條和臺(tái)車。

　　其它工藝設(shè)計(jì)創(chuàng)新點(diǎn)。

（1）設(shè)計(jì)有內(nèi)配煤工序，對(duì)于增加成品球團(tuán)的孔隙率和還原性提供工藝措施，可以降低總?cè)剂舷?、降低臺(tái)車箅條溫度和風(fēng)機(jī)電耗。此種高氣孔率、高還原性的球團(tuán)用于高爐生產(chǎn)能提高生產(chǎn)率和降低熱耗。

（2）熔劑及煤制粉系統(tǒng)采用熱廢氣回用新工藝，降低系統(tǒng)熱耗，降低熱風(fēng)爐設(shè)備規(guī)格，減少設(shè)備投資，減少?gòu)U氣排放量，有利于環(huán)保；能夠控制磨機(jī)入口熱風(fēng)含氧量在8%以下，保證煤制粉的安全。

（3）根據(jù)球團(tuán)干燥特點(diǎn)，采用短粗型圓筒干燥機(jī)，相比常規(guī)長(zhǎng)徑比干燥機(jī)，筒體用鋼量、驅(qū)動(dòng)功率、尾氣出筒體流速具有優(yōu)勢(shì)。驅(qū)動(dòng)功率的優(yōu)勢(shì)能夠減少電耗，降低運(yùn)營(yíng)成本；尾氣出筒體的流速低，能夠相應(yīng)減小除塵器的負(fù)荷，確保排放達(dá)標(biāo)。干燥機(jī)采用180度布置的液壓馬達(dá)驅(qū)動(dòng)，降低驅(qū)動(dòng)功率，干燥機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)更平穩(wěn)。（4）采用先進(jìn)的高壓輥壓機(jī)，增加鐵精礦比表面積，保證造球效果。

（5）配料系統(tǒng)采用計(jì)算機(jī)自動(dòng)控制配料，給料設(shè)備采用變頻調(diào)速技術(shù)，提高了原料重量配比的精確度。（6）造球采用國(guó)產(chǎn)先進(jìn)的φ7.5m固定刮刀圓盤造球機(jī)，可調(diào)整傾角，可變頻調(diào)速，成球率高，利用系數(shù)高。（7）采用先進(jìn)的風(fēng)流系統(tǒng)，充分回收利用焙燒系統(tǒng)的高溫?zé)煔獾娘@熱，最大限度的利用熱能，降低球團(tuán)的熱耗。

（8）主要生產(chǎn)過(guò)程采用計(jì)算機(jī)進(jìn)行集中控制和調(diào)節(jié)，主要工藝生產(chǎn)環(huán)節(jié)采用工業(yè)電視監(jiān)控和管理，自動(dòng)化水平高。

（9）高度重視保護(hù)環(huán)境，對(duì)含粉塵的廢氣采用高效除塵器予以凈化，達(dá)到國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)后排放，有效保護(hù)環(huán)境。（10）除塵灰采用濃相氣力輸送返回配料室使用，能夠充分回收和利用資源。

　　帶式焙燒技術(shù)的推廣應(yīng)用前景

　　按2008—2009年國(guó)內(nèi)大中型鋼鐵企業(yè)球團(tuán)生產(chǎn)線的建設(shè)規(guī)模，在2010年我國(guó)鐵球團(tuán)礦的產(chǎn)能將為1.6—1.7億噸，增加新的鐵球團(tuán)礦產(chǎn)能的空間并不大。淘汰技術(shù)水平低、能耗高、成本高、污染嚴(yán)重的小球團(tuán)，建設(shè)大中型球團(tuán)生產(chǎn)線是必然的發(fā)展趨勢(shì)。目前，國(guó)內(nèi)大多數(shù)球團(tuán)生產(chǎn)線的規(guī)模均在250萬(wàn)噸/年以下，帶式焙燒機(jī)球團(tuán)的發(fā)展將為我國(guó)球團(tuán)生產(chǎn)線大型化開(kāi)創(chuàng)新的思路。

　　目前，我國(guó)鋼鐵企業(yè)鐵原料近1/3需要從國(guó)外進(jìn)口，進(jìn)口原料大部分為赤鐵礦原料。目前國(guó)內(nèi)還沒(méi)有球團(tuán)礦原料采用70%以上赤鐵礦原料、穩(wěn)定生產(chǎn)的大型球團(tuán)廠。帶式焙燒機(jī)生產(chǎn)工藝對(duì)原料的適應(yīng)性強(qiáng)，對(duì)生產(chǎn)赤鐵礦球團(tuán)有很大的技術(shù)優(yōu)勢(shì)，帶式焙燒機(jī)工藝具有作業(yè)率高、產(chǎn)品質(zhì)量好、產(chǎn)品成本低等諸多優(yōu)勢(shì)。據(jù)統(tǒng)計(jì)，在目前正在使用的球團(tuán)工藝中，在采用赤鐵礦粉為原料的球團(tuán)工藝中76%為帶式焙燒機(jī)系統(tǒng)。

　　鑒于國(guó)內(nèi)鋼鐵企業(yè)多為長(zhǎng)線流程，所生產(chǎn)的球團(tuán)礦多為高爐爐料。要增加高爐爐料中球團(tuán)礦的比例，就必須有熔劑球團(tuán)。國(guó)內(nèi)鏈箅機(jī)—回轉(zhuǎn)窯球團(tuán)工藝生產(chǎn)熔劑性球團(tuán)還在起步階段，生產(chǎn)的熔劑性球團(tuán)堿度不高、生產(chǎn)尚不穩(wěn)定。而采用帶式焙燒機(jī)生產(chǎn)工藝對(duì)生產(chǎn)熔劑性球團(tuán)有相當(dāng)?shù)募夹g(shù)優(yōu)勢(shì),不會(huì)出現(xiàn)鏈箅機(jī)—回轉(zhuǎn)窯球團(tuán)工藝生產(chǎn)熔劑性球團(tuán)時(shí)的一些問(wèn)題。因此，帶式焙燒機(jī)球團(tuán)技術(shù)在我國(guó)未來(lái)會(huì)有很好的發(fā)展前景。

　　首鋼京唐球團(tuán)項(xiàng)目是國(guó)內(nèi)唯一的一條大型帶式焙燒機(jī)球團(tuán)生產(chǎn)線，焙燒機(jī)面積504m2、年產(chǎn)能力400萬(wàn)噸，是目前國(guó)內(nèi)已投產(chǎn)最大的帶式焙燒機(jī)生產(chǎn)線。近三年來(lái)的生產(chǎn)實(shí)踐驗(yàn)證，設(shè)備運(yùn)行穩(wěn)定可靠，設(shè)備裝備技術(shù)達(dá)到國(guó)內(nèi)一流，國(guó)際先進(jìn)水平，生產(chǎn)取得了顯著的經(jīng)濟(jì)效益、社會(huì)效益和環(huán)境效益。該生產(chǎn)線在首鋼京唐鋼鐵廠的成功應(yīng)用對(duì)我國(guó)球團(tuán)技術(shù)的發(fā)展將產(chǎn)生積極的促進(jìn)和示范作用。