鞍鋼三燒車間改造工程中的振動篩(篩分設備)創(chuàng)新
王明俠 朱占軍
摘要:在鞍鋼三燒車間改造工程設計基礎上,對新型節(jié)能設備進行了介紹,并闡述這些設備在降低能耗、環(huán)境保護、節(jié)約投資等方面的作用,對今后燒結工藝和設備改進具有一定的借鑒意義。
關鍵詞:振動篩,臺車欄板結構
引言
鞍鋼煉鐵總廠三燒車間的4臺90 m2熱礦燒結機始建于20世紀70年代,設備陳舊老化,工藝落后。雖經(jīng)多次改造,但其主要技術經(jīng)濟指標仍處于較低水平。隨著全球能源日趨緊張,節(jié)能減排、循環(huán)利用作為增強國家核心競爭力的經(jīng)濟戰(zhàn)略目標。鞍鋼公司考慮到煉鐵總廠目前燒結能力暫有富余,決定對其進行徹底改造,使之成為一條工藝合理、技術指標一流、環(huán)保水平先進的現(xiàn)代化大型燒結生產(chǎn)線。
1 工程簡介
鞍鋼三燒車間改造后主機燒結面積360 m2,燒結機利用系數(shù)1。32 t/ (m2。h),年產(chǎn)冷燒結礦376。3584萬t。燒結系統(tǒng)為兩班連續(xù)工作制,年作業(yè)率為94%,產(chǎn)品為溫度<100℃經(jīng)過整粒的冷燒結礦,粒度5~150 mm, <5 mm含量小于5%,轉鼓強度(+6。3 mm)≥76%。本次三燒車間新建設的主要工藝車間有一次混合室、燒結室、主電除塵器、主抽風機室、成品燒結礦篩分室和成品取樣制樣室。其中配料室及造球室利用原有設施,原料制粒工藝設備采用造球盤,臺車上混合料料層厚750 mm,設置兩臺主抽風機,風量18 000 m3/min (工況),升壓(靜壓)17 000Pa。
2 設備創(chuàng)新
21 懸臂振動篩
三燒車間改造采用的是冷礦篩分工藝(如圖1)。該工藝具有改善燒結過程中混合料層透氣性、提高燒結礦質量和大幅減輕冷礦篩分工序的優(yōu)點,其核心是振動篩的選擇。經(jīng)考察調(diào)研國內(nèi)多家先進鋼鐵廠的冷篩設備和流程,并結合鞍鋼三燒的實際情況,確定冷礦篩分使用棒條式懸臂振動篩,其特點: 1)設備一次性投資少、重量輕、體積小、電耗小和檢修方便; 2)優(yōu)化冷篩分流程,減少廠房占地面積,降低建設費用; 3)篩子振幅合理,物料振動小,產(chǎn)生粉塵量少; 4)篩子面積較小,揚塵量降低; 5)在每個下料點設置除塵管道,實現(xiàn)物料處于負壓狀態(tài)的封閉溜槽內(nèi)轉運,不易揚塵,有效改善工作環(huán)境。
改造設計采用雙系列懸臂振動篩,一工一備。其中一次篩為雙層,采用高硬度、大直徑的雙層雙網(wǎng)懸臂篩網(wǎng),能夠高效篩出大成品與鋪底料;二次篩選用棒條彈性較好的單層雙網(wǎng)懸臂篩網(wǎng),分級點為5 mm,能夠高效篩出小成品與返礦。篩子上層棒采用直徑相同長度不同的棒條,下層棒采用自清理結構,該結構可增加篩孔的變化量,提高了篩網(wǎng)開孔率,減少楔形物料的卡孔現(xiàn)象。所有棒條表面均經(jīng)過滲氮、滲硼、高頻淬火等方法處理,延長了棒條使用壽命,增強耐磨蝕性。同時,對篩子的盲板段進行了優(yōu)化設計,一篩盲板長1 150 mm,二篩盲板長850 mm,可避免物料對篩網(wǎng)形成劇烈沖擊,使物料均勻分布在篩網(wǎng)上,充分有效地利用篩分面積。
22 長弧形二次連續(xù)低溫點火器
隨著厚料層燒結工藝的廣泛應用,厚料層燒結條件下點火技術的先進性、可行性備受關注。該工藝要求點火器點火均勻、節(jié)能降耗,使表層的燒結礦具有足夠的強度,同時還要保證點火層具有良好的透氣性,為中、下層燒結料的燒結過程創(chuàng)造良好條件。
該工程在生產(chǎn)實踐的基礎上,考慮使用高爐煤氣作點火煤氣的特點,采用長弧形二次連續(xù)低溫點火器(見表1)。
該點火器采用新型結構,點火使用的空氣、高爐煤氣均不需要預熱,直接由氣源經(jīng)管道進入點火器燒嘴。低溫點火工藝是將高溫線型火焰集中點火變?yōu)榈蜏孛嫘蜌夥拯c火。在點火爐內(nèi)先將燒結混合料預熱,在預熱中強化點火燒結過程,使之在接近燒結礦成礦溫度的條件下點火燒結。該工藝集預熱、低溫點火、熱風保溫燒結功能于一體,特點如下: 1)增加一次點火熱風預熱段,提前對混合料表層進行預熱,溫度可達300℃; 2)增加熱風燒結段,是解決因超厚料層、低配碳量而出現(xiàn)料層上部供熱不足的有效措施,可有效提高燒結礦的產(chǎn)質量。
設計點火溫度約950℃,點火總時間約3分鐘。爐內(nèi)燒嘴的排列布置帶有兩弧側翼,保證燒結點火熱量均勻。
燒嘴結構形式為前置旋流燒嘴,其旋轉片放置在喇叭頭上,使從旋轉片出去的空氣無阻力直接與燃氣接觸,燒嘴本體采用旋口分流式,關鍵部分采用特殊精密鑄造。點火器燒嘴共有63個,分5排排列:前兩排起預熱作用,中間兩排為點火燒嘴,最后一排起到高溫保溫的作用。該燒嘴適應性強,在煤氣壓力少許波動情況下,仍可實現(xiàn)穩(wěn)定的燒結點火作業(yè)。新型點火爐的特點主要依靠高效節(jié)能燒嘴來解決煤氣消耗量降低與有效熱量輸出不減少的矛盾。該燒嘴火焰短,熱量集中,在爐子結構上壓低爐頂高度減少熱損失,提高熱效率。
爐頂高度依據(jù)燒嘴火焰長度來確定:過低則造成煤氣浪費和點火溫度降低,可能返回爐內(nèi)二次燃燒,使爐頂溫度升高,嚴重危害點火器的壽命。該工程根據(jù)燒嘴自身的特點及火焰長度,最終確定點火爐內(nèi)高為400 mm。
23 優(yōu)化臺車欄板
臺車欄板結構分為整體式和分體式兩種。整體式欄板可降低漏風率,減少由于溫差原因導致的臺車欄板變形引起的燒結機事故,但是欄板一旦損壞需要整塊更換,檢修工作量較大;分體式欄板結構簡單,安裝靈活,當欄板因溫差等原因出現(xiàn)開裂等問題時,可局部更換,既節(jié)約材料,又降低維修量,但其漏風率大。針對兩種欄板的不足,在對燒結機臺車欄板結構形式進行改造中,采用混合式結構:每4塊整體式欄板中用一塊分體式欄板,在控制漏風率、降低事故的基礎上使生產(chǎn)更加人性化、簡潔化。
3 改造效果
鞍鋼三燒車間改造工程自投產(chǎn)以來,創(chuàng)新設備運行順利可靠,不但滿足了生產(chǎn)需要,還取得了較理想的效果:1)懸臂振動篩。篩分效率高,整粒效果好、揚塵少、工作環(huán)境好。電耗僅為改造前的約20%,燒結礦單位能耗明顯降低; 2)長弧形二次連續(xù)低溫點火器,節(jié)能效果明顯。改造后使用該點火器消耗煤氣量降低約26%,每年可節(jié)約煤氣近5?3×107Nm3,經(jīng)濟效益非常可觀; 3)臺車欄板。采用混合式安裝后,欄板檢修率大幅降低,生產(chǎn)初期漏風現(xiàn)象不明顯。
4 結語
設備改造是提高企業(yè)效益最有效的措施之一。在鞍鋼三燒車間改造工程設計中,依靠科技進步、技術創(chuàng)新,優(yōu)化工藝流程,提高了生產(chǎn)技術水平,取得了顯著的經(jīng)濟效益,達到了預期的目標。目前,燒結生產(chǎn)設備正朝著輕便、節(jié)能、環(huán)保等方向發(fā)展,設備創(chuàng)新的成功運用,對今后燒結工藝和改進具有一定的借鑒意義。
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