徐慧如 李 超 朱 旺 周建灃

(北京首鋼股份有限公司，河北 唐山 064400)

0 引言

2021年1月份首鋼遷鋼360 m2三燒結(jié)機(jī)正式投產(chǎn)，日產(chǎn)燒結(jié)礦12 000 t以上，主要為遷鋼1#、2#高爐直接供料，三燒結(jié)機(jī)生產(chǎn)波動對高爐生產(chǎn)效率影響較大。投產(chǎn)初期，部分工藝參數(shù)仍處于摸索階段、設(shè)備設(shè)施有待改進(jìn)、配吃各種固體廢棄物等因素影響，三燒先后經(jīng)歷過兩次大面積篦條糊堵。篦條之間的間隙是燒結(jié)過程中主要的氣流通道，篦條糊堵會造成透氣性急劇變差、總管負(fù)壓升高、風(fēng)量分布不均等問題，嚴(yán)重制約燒結(jié)礦產(chǎn)量的提高及質(zhì)量的穩(wěn)定，另外清理篦條糊堵勞動強(qiáng)度大，也額外增加了工人工作負(fù)擔(dān)。

1 篦條糊堵現(xiàn)象的形成過程

燒結(jié)機(jī)臺車篦條糊堵現(xiàn)象的形成分兩個過程。首先，鋪底料中部分小顆粒料進(jìn)入篦條間隙，臺車往復(fù)運(yùn)動中，有些小粒度燒結(jié)礦未被震落，仍卡在在間隙中，限制篦條活動量。當(dāng)其集聚到一定程度后，被堵區(qū)域的透氣性變差，通過的風(fēng)量減少，造成局部過濕。然后，燒結(jié)料中的堿金屬，在抽風(fēng)和過濕帶作用下粘附在篦條和小粒燒結(jié)礦的表面，在水的協(xié)助下電化學(xué)(熔鹽)腐蝕篦條，細(xì)粉料和灰

開始填充縫隙，出現(xiàn)了最初的粘結(jié)物[1]。隨著生產(chǎn)的進(jìn)行，粘結(jié)物越來越多，透氣性進(jìn)一步惡化，直至篦條糊死。

2 三燒篦條糊堵的原因

2.1 鋪底料中小顆粒物料含量高

目前絕大多數(shù)燒結(jié)機(jī)都設(shè)有鋪底料工藝。鋪底料可以避免篦條和燒結(jié)燃燒帶直接接觸，降低篦條溫度，延長篦條使用壽命；減少篦條粘料，降低勞動強(qiáng)度；防止混合料從篦條間隙抽走，減少廢氣含塵量，延長風(fēng)機(jī)壽命。理論上，鋪底料最小粒級應(yīng)大于篦條間隙。三燒篦條間隙設(shè)計(jì)寬度為8 mm，由于制造精度和裝配等問題，實(shí)際篦條間隙大部分在9～11 mm之間，而三燒鋪底料粒級為10～18 mm，造成部分小顆粒鋪底料卡在篦條間隙中，形成堵塞物，限制篦條活動。

2.2 瓦斯灰?guī)胼^多堿金屬

通過對三燒篦條粘結(jié)物成分進(jìn)行化驗(yàn)(見表1)，發(fā)現(xiàn)粘結(jié)物中K2O、Na2O含量偏高。K2O和Na2O的沸點(diǎn)都低于1 000 ℃，燃燒帶溫度能達(dá)到1 200～1 300 ℃，隨著燃燒帶下移，堿金屬不斷蒸發(fā)出來進(jìn)入廢氣中，遇到較低溫度的篦條后重新凝固，粘附在混合料顆粒與篦條之間形成粘結(jié)物。

表1 篦條粘結(jié)物成分 %

通過對進(jìn)廠原料和電場除塵灰進(jìn)行化驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)瓦斯灰和電場除塵灰堿金屬含量也偏高(見表2、表3)。電場除塵灰堿金屬含量高是因?yàn)榛旌狭现胁糠治搅藟A金屬的粉塵在主抽作用下進(jìn)入煙氣系統(tǒng)，在電除塵器被脫除，堿金屬隨粉塵進(jìn)入電場除塵灰中，再加上電場除塵灰循環(huán)利用，導(dǎo)致堿金屬富集。而混合料中堿金屬主要由瓦斯灰?guī)?，所以篦條粘結(jié)物中堿金屬主要來自于瓦斯灰。

2.3 混合料溫度低，水分波動大

三燒采用二次配料工藝，一次配料主要配加金屬料、熔劑和少量返礦，返礦配比約7%；二次配料配加一配混合料、高返、自返，返礦配比約37%。由于一次配料返礦配比較小，造成一配混合料粘性大，二配兩個中間倉容易蓬倉，因此取消了中間倉蒸鍋預(yù)熱混合料工藝，造成混合料溫度低。同時(shí)白灰質(zhì)量不穩(wěn)定，水溶實(shí)驗(yàn)溫度在40～80 ℃之間波動，造成混合料溫度低和水分波動。

泥輥混合料平均溫度47 ℃，低于露點(diǎn)溫度。混合料水分受白灰質(zhì)量影響較大并且波動頻繁，水分儀中線設(shè)置在7.1%左右，白灰質(zhì)量好時(shí)，水分儀顯示6.7%左右；白灰質(zhì)量不好時(shí)，水分儀顯示7.5%左右?；旌狭蠝囟鹊?、水分大時(shí)會造成過濕帶變厚，容易引起篦條糊堵。

2.4 燒結(jié)機(jī)終點(diǎn)位置不明顯

360 m2燒結(jié)機(jī)共設(shè)22個風(fēng)箱。1#～20#風(fēng)箱通過主抽管道與主抽風(fēng)機(jī)相連，21#和22#風(fēng)箱通過內(nèi)循環(huán)管道與耐熱風(fēng)機(jī)相連，正常生產(chǎn)終點(diǎn)位置控制在20#～21#風(fēng)箱。從4月份開始，21#風(fēng)箱溫度逐漸降低到150 ℃左右，明顯低于20#風(fēng)箱，燒結(jié)機(jī)出現(xiàn)“假”終點(diǎn)，如圖1所示，影響集控工對終點(diǎn)位置的判斷，經(jīng)常出現(xiàn)跑終點(diǎn)現(xiàn)象。燒結(jié)終點(diǎn)是判斷燒結(jié)生產(chǎn)過程是否完成的標(biāo)志，燒結(jié)終點(diǎn)滯后，導(dǎo)致終點(diǎn)溫度低、機(jī)尾紅層厚、甚至出現(xiàn)生料，未燃燒的燒結(jié)料會粘附于篦條的表面和縫隙間。此時(shí)的篦條溫度較低，有利于堿金屬物質(zhì)在篦條間隙冷凝，加劇篦條的糊堵程度[2]。

2.5 脫硫入口溫度超標(biāo)，燒結(jié)機(jī)被迫后推終點(diǎn)或上調(diào)主抽兌冷風(fēng)閥

三燒采用活性炭脫硫脫硝工藝流程，活性炭在重力和塔底出料裝置的作用下向下移動依次通過脫硝段和脫硫段，系統(tǒng)中存在活性炭運(yùn)動的“死區(qū)”，為了避免這部分活性炭著火，脫硫入口溫度按140～145 ℃控制，燒結(jié)機(jī)總管溫度不超180 ℃。但是燒結(jié)機(jī)參數(shù)較好時(shí)，脫硫入口溫度經(jīng)常超過上限，為了滿足脫硫脫硝入口溫度要求，燒結(jié)機(jī)被迫后推終點(diǎn)或上調(diào)主抽兌冷風(fēng)閥，不僅嚴(yán)重影響生產(chǎn)節(jié)奏，還會造成跑終點(diǎn)、終點(diǎn)溫度低等問題，對篦條產(chǎn)生不良影響。

3 解決燒結(jié)機(jī)篦條糊堵的措施

3.1 優(yōu)化鋪底料粒級

更換成品篩篩板，將鋪底料粒級從10～18 mm提升到12～20 mm，降低小顆粒鋪底料比例，避免小顆粒鋪底料卡在篦條間隙之間，確保篦條之間有足夠大的活動量。

3.2 穩(wěn)定瓦斯灰配比

堿金屬是造成篦條糊堵的重要因素，主要來源于瓦斯灰。參考京唐公司防止燒結(jié)篦條糊堵的措施：燒結(jié)混勻礦K2O和Cl質(zhì)量分?jǐn)?shù)分別控制<0.06%和<0.05%，混合料K2O和Cl質(zhì)量分?jǐn)?shù)分別控制<0.09%和<0.05%[2]。目前瓦斯灰配比按2%～3%控制，根據(jù)倉存及時(shí)調(diào)整，穩(wěn)定瓦斯灰配比，避免大加大減增加燒結(jié)機(jī)堿金屬負(fù)荷。

3.3 提高混合料溫度，穩(wěn)定混合料水分

生產(chǎn)實(shí)踐表明，提高混合料溫度可以減少料層中水汽冷凝，減小過濕帶。目前二混水箱采用蒸汽伴熱，水溫按80 ℃左右控制，緩沖礦倉安裝蒸鍋，采用蒸汽預(yù)熱提高混合料溫度，減小過濕帶。白灰質(zhì)量得到顯著提高，水溶實(shí)驗(yàn)溫度穩(wěn)定在90～98 ℃，減少因白灰質(zhì)量波動引起混合料水分、溫度的波動。目前泥輥混合料平均溫度約55 ℃，較前期提升8 ℃，混合料水分穩(wěn)定在7.2%左右，水分波動問題得到解決。

3.4 20#、21#風(fēng)箱之間隔板修復(fù)，燒結(jié)終點(diǎn)便于控制

通過7月份檢修，發(fā)現(xiàn)20#、21#風(fēng)箱之間隔板損壞，如圖2所示，造成耐熱風(fēng)機(jī)和主抽風(fēng)機(jī)搶風(fēng)嚴(yán)重，從料面通過的風(fēng)量減少，20#、21#風(fēng)箱溫度降低，導(dǎo)致燒結(jié)主機(jī)參數(shù)頁面的煙道溫度柱狀圖的20#、21#風(fēng)箱位置會出現(xiàn)“假”終點(diǎn)，誤導(dǎo)集控工對終點(diǎn)位置的判斷，導(dǎo)致真終點(diǎn)滯后。

20#與21#風(fēng)箱隔板恢復(fù)后，主抽風(fēng)機(jī)和耐熱風(fēng)機(jī)搶風(fēng)情況明顯緩解，通過料面的有效風(fēng)量增加，20#和21#風(fēng)箱終點(diǎn)溫度恢復(fù)正常，燒結(jié)機(jī)終點(diǎn)位置明顯，便于集控工進(jìn)行控制，跑終點(diǎn)現(xiàn)象減少，如圖3所示。

3.5 燒結(jié)機(jī)大煙道安裝內(nèi)置鍋爐

結(jié)合三燒17天大修，三燒的兩個大煙道各安裝一套內(nèi)置鍋爐。鍋爐安裝在17#和18#風(fēng)箱之間，處于燒結(jié)機(jī)大煙道煙氣最高溫區(qū)，通過換熱可以明顯降低燒結(jié)機(jī)總管溫度，滿足脫硫脫硝系統(tǒng)入口溫度要求。脫硫脫硝兌冷風(fēng)閥門開度下調(diào)，由50%下降到35%，入口溫度下降，燒結(jié)機(jī)不再通過后推終點(diǎn)位置調(diào)整總管溫度，燒結(jié)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)趨于穩(wěn)定。

3.6 安裝篦條清掃裝置

篦條與篦條、篦條與隔熱架之間存在許多小顆粒的鋪底料，其中一部分在燒結(jié)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)過程中依靠重力會自然掉落，還有一部分卡在間隙中間，必須在外力的作用下才能落下。間隙中的料粒不及時(shí)處理會限制篦條的活動量，并且容易形成粘結(jié)物糊堵篦條，所以有必要在燒結(jié)機(jī)下部安裝篦條清掃裝置。安裝篦條清掃裝置以后，當(dāng)燒結(jié)機(jī)臺車轉(zhuǎn)到下部時(shí)，通過清掃刷對篦條進(jìn)行清掃，可將篦條間隙中的一部分小顆粒鋪底料清理掉，確保篦條活動量足夠大。

3.7 定期清理臺車篦條，防止惡化

作業(yè)區(qū)平時(shí)將140塊臺車的篦條平均分配到4個生產(chǎn)班組，每個班承包35塊，由燒結(jié)工負(fù)責(zé)篦條狀況的檢查和清理。遇到燒結(jié)機(jī)檢修時(shí)，組織職工對燒結(jié)機(jī)篦條糊堵集中進(jìn)行清理，作業(yè)人員用鋼釬、撬棍等工具在燒結(jié)機(jī)上清理糊堵的篦條，并及時(shí)更換燒損的篦條、隔熱架。

4 結(jié)語

通過分析篦條糊堵原因，針對鋪底料中小顆粒物料含量高、瓦斯灰?guī)雺A金屬、混合料溫度低和水分波動大、燒結(jié)機(jī)終點(diǎn)位置不明顯、脫硫入口溫度超標(biāo)等問題，結(jié)合現(xiàn)場實(shí)際生產(chǎn)情況，三燒采取優(yōu)化鋪底料粒級、提高混合料溫度、穩(wěn)定瓦斯灰配比、修復(fù)20#和21#風(fēng)箱之間隔板、大煙道安裝內(nèi)置鍋爐、增設(shè)燒結(jié)機(jī)篦條清掃裝置、定期清理臺車篦條等措施，有效解決了燒結(jié)機(jī)篦條糊堵問題,自7月份大修開機(jī)以來，篦條狀況良好，為三燒產(chǎn)質(zhì)量提高提供有力保障。