烧结机提产能降能耗改造实践

张 明，贾友剑，姜兴军，李贡生，王宏伟

（山钢股份莱芜分公司 炼铁厂，山东 莱芜271104）

1 前言

山钢股份莱芜分公司炼铁厂有3台105 m2烧结机和1台265 m2烧结机，自投产以来，1#、2#烧结机台车部件、点火器等关键设备已严重老化变形，漏风率高，限制了烧结矿产、质量的提升并导致能耗升高。2017年随着钢铁市场形势的好转，高炉产能提升，而老区烧结矿有3 000 t以上的缺口。为缓解烧结矿紧张的被动局面，2017年5月对老区1#、2#烧结机进行技术升级改造，更换2台烧结机旧台车、台车密封装置、点火器及其他重要设施。投产后设备运行良好，增产降耗效果明显，各项经济技术指标取得新突破。

2 烧结机现状分析

2.1 台车本体漏风

烧结机台车在生产过程中其侧板与原燃料直接接触，长期在高低温交变的环境下工作，侧板承受高低温循环、交变产生的热应力，而侧板结构是两段式，下段与台车本体、与上段都是螺丝连接，常因热侵螺丝与侧板弯曲变形过早损坏，造成侧板下段与台车本体之间、侧板上下两段之间出现缝隙。另外，侧板两端与台车本体留有1 mm的设计间隙，加之台车与台车之间有缝隙，仅台车本体导致的漏风占总风量约30%，对产质量影响非常严重。

2.2 密封滑道漏风

原台车弹性滑板的密封使用双板簧密封滑道，滑板与滑槽之间用两个通长的弹簧板相连，滑板受力均匀，整体结构密封效果较好，但缺点是滑道必须靠润滑油长期润滑，若润滑不良造成滑道磨损快，会造成大量漏风。3台机每月油耗约8.5万t左右，导致烧结矿成本居高不下。

2.3 点火器结构布局不合理

原烧结机所用点火器为双斜式，其结构布局不合理，烧嘴经常堵塞，台车宽度方向火焰不均匀，后尝试双排烧嘴仅使用一排，其点火效果差并且煤气消耗较高，制约了烧结矿产质量。

3 烧结机技术改造

3.1 烧结机台车升级改造

烧结机台车侧板原来为两段式结构，漏风率高，经研究对1#、2#烧结机台车进行技术升级改造，采用下侧板与台车主体成一体的新型台车。台车采用树脂砂整体铸造而成，铸件消除铸造应力，铸件表面光滑，毛刺用砂轮打光，台车与侧板之间不再留有间隙，全部孔型都用钻模加工，上侧板大约高400 mm与下部用3个螺栓连接。此结构有效提高台车的密封性，大大降低了台车的漏风率。另外，所有铸件金相组织球化率＞85%，P＜0.06%、S＜0.025%。台车侧板内侧均布有若干耐磨导热衬板，并通过紧固装置与侧板本体相固定，避免了侧板本身与原燃料直接接触，减少了变形与损坏，避免了栏板附近布料参差不齐现象，减轻了抽风边缘效应，改善了边缘点火效果，使烧结矿强度和外观质量得到改善，提高了台车的整体稳定性。

3.2 台车滑道密封装置的技术改造

烧结机台车密封方式以往采用双板簧密封滑道，密封效果差，且日常运行中必须用油润滑。为此，开发应用非刚性无油滑道密封装置，利用负压吸附原理，在抽风产生负压作用下，柔性非金属带与上滑道紧密贴合。此滑道密封装置不仅结构简单易安装，而且不需要润滑，节省大量油脂消耗，且密封袋使用寿命长，降低了烧结能耗。

3.3 主抽风机到烧结风箱系统改造

日常生产中该段漏风主要有烧结机主抽风机系统漏风、烧结机机头除尘系统漏风、烧结机卸灰系统漏风、烧结机风箱系统漏风。为了降低漏风，对卸灰阀进行升级改造，更换传统的配重杠杆式双层卸灰阀，采用新型复式电动双层卸灰阀。新型卸灰阀采用双密封的卸灰过程，使系统始终处于密封状态，风箱负压不受影响，避免了传统卸灰阀卸灰时的漏风现象。另外，为了进一步降低有害漏风，对风箱进行大面积挖补、风箱屋脊改造性封堵、大烟道漏点封堵喷涂、机尾密封板漏点封堵等，从而降低了漏风率。

3.4 节能降耗项目升级改造

3.4.1 节能型点火器的应用

烧结机点火器改造前极易堵塞，受煤气压力波动影响较大，日常生产中在线疏通或检修蒸汽疏通，点火效果相对有所改善，但维持时间不长。为改善现状，采用节能型点火器。新型点火保温炉由点火段、保温段组成。设计采用焦炉煤气为燃料，常温空气作为助燃风，点火段与保温段采用可分离式螺栓连接，点火段炉顶设有两排双斜式主烧嘴和两台边部强化点火烧嘴，第1排为10个烧嘴，第2排为9个烧嘴。点火段侧墙上设有2个观测孔，每侧各1个。点火段炉顶设有温度检测点2个，侧墙板上设炉膛压力取样点1个。

新型点火器结构特点：耐火内衬采用预制块结构、无水冷结构；炉体钢结构采用分段、组合框架、滚轮行走结构；炉前管道与点火炉烧嘴采用钢管硬连接结构，炉前煤气管道设双球阀。其抛弃耐材浇筑后逐步升温烘炉工艺，采用预制组装边生产边烘炉新工艺，新型点火器前排10火嘴，后排9火嘴同时点火，真正实现双斜式双排点火；同时降低炉膛高度200 mm，缩短点火火焰与布料料面距离，煤气燃烧热量得以充分利用；另外，缩短煤气与助燃风混合后火嘴长度，实现提高点火强度，延长点火时间，设备安全、高效、低耗、长寿运行的目的。

3.4.2 热风点火节能技术的应用

带冷机高温段、中温段废气用于锅炉产生蒸汽，低温段约150～200℃的废气尚未加以利用。若将低温段废气同部分高温段废气混合至250℃左右后输送至点火系统助燃，既可降低点火保温炉煤气消耗，又能减少废气量的排放。结合现场实际状况，现有煤气主管道不变，对部分空气管道进行改造，新增回热风管路。原点火器保温段热风管道在助燃风机平台顶部，热风为带冷机高温段、中温段废气，直接将热风管道的热风引至多管除尘器，经过除尘后的热风经回热风机送至助燃空气管道点火，除尘灰直接放至平台下部的返矿皮带。

3.4.3 提高料温技术改造

为了有效提高混合料温度，将双机余热锅炉预热器和汽包进行更换，提高余热锅炉蒸汽压力，保证自产蒸汽供应和蒸汽质量，为提高料温提供保障。同时，对3台机小矿槽蒸汽喷嘴进行改造，由单排式6个喷嘴改为环绕式22个喷嘴，使进入小矿槽的蒸汽量增加，混合料的预热更加均匀，预热效果得到改善，改造后混合料温由40～50℃提高到70℃左右，超出废气露点温度，烧结过程过湿层厚度明显降低，改善了过程透气性，使烧结矿的产质量得到提升。

3.5 其他工艺技术改造

1）将1#、2#烧结机筒体衬板更换成耐磨防粘料衬板，提高混合机混匀制粒能力，改善料层透气性；2）对1#、2#烧结机小矿槽扩容改造，长度由2 700 mm改为3 200 mm，宽度由1 400 mm改为1 650 mm，矿槽衬板采用不锈钢材料，提高泥辊转速；3）将1#、2#机七辊布料器提高50 mm，使从泥辊给料机滚出的混合料落于七辊布料器第1根辊子上，延长混匀料在布料器上的滚动时间，扩大混匀料布料器上利用面，同时使混合料向下速度加快，松散了混合料，使落到台车料面上料的粒度偏析增大，混合料在台车由下而上产生分级布料，改善了料层透气性。

3.6 改造效果

烧结机关键设施技术升级改造后，各项参数及经济指标得到改善，节能效果显著，参数对比见表1。

表1 1#、2#烧结机改造前后关键参数及指标变化情况

4 结语

山钢股份莱芜分公司炼铁厂通过对烧结机进行技术升级改造，降低了漏风率，提升了烧结产能，日均增产烧结矿550 t，年节约电费248.4万元。新型点火器及热风烧结工艺技术的改造应用，使2#烧结机节约煤气消耗年创效益180万元，新技术推广到其余3台烧结机，年增效益720万元以上。