北京首鋼國際工程技術(shù)有限公司（以下簡稱：首鋼國際工程公司）燒結(jié)專業(yè)作為公司的主工藝專業(yè)之一，始終堅持以市場為先導(dǎo)，以技術(shù)為根本，以“高效、節(jié)能、環(huán)保”為宗旨，不斷推進技術(shù)創(chuàng)新，充分發(fā)揮與企業(yè)緊密結(jié)合的優(yōu)勢，面向生產(chǎn)，不斷總結(jié)和吸取生產(chǎn)中的經(jīng)驗及技術(shù)成果，積累了豐富的經(jīng)驗，培養(yǎng)了一批技術(shù)專家，形成了燒結(jié)和球團工程的核心技術(shù)。
在首鋼京唐鋼鐵廠燒結(jié)工程設(shè)計中，自主研究開發(fā)了技術(shù)先進、具有創(chuàng)新特色的550m2燒結(jié)機和580m2環(huán)冷機，設(shè)備規(guī)格在國內(nèi)目前已投產(chǎn)運行的燒結(jié)廠中名列第一，創(chuàng)“中國企業(yè)新紀錄”，技術(shù)水平處于國內(nèi)領(lǐng)先、國際先進水平。
1大型燒結(jié)機的研發(fā)背景
隨著鋼鐵產(chǎn)業(yè)的快速發(fā)展，我國燒結(jié)機的技術(shù)裝備水平得到了大幅度提升，燒結(jié)機大型化趨勢明顯。生產(chǎn)實踐證明，燒結(jié)設(shè)備大型化具有產(chǎn)品質(zhì)量高、能耗低、運行費用低、勞動生產(chǎn)率高、便于集中管理和實現(xiàn)高度自動化等優(yōu)點，同時可減少污染源，有利于環(huán)境保護。
首鋼京唐鋼鐵廠是首鋼實施搬遷結(jié)構(gòu)調(diào)整，建設(shè)的具有21世紀世界先進水平的鋼鐵企業(yè)。其匯集了國內(nèi)外鋼鐵流程中先進的技術(shù)裝備，創(chuàng)造了國內(nèi)設(shè)備大型化的新記錄。鋼鐵廠燒結(jié)項目以設(shè)備大型化、流程簡潔化、能源循環(huán)化的特點位居國內(nèi)首位。設(shè)計打破傳統(tǒng)封閉意識，走開放合作、自主創(chuàng)新道路，大力推廣應(yīng)用新技術(shù)、新工藝、新設(shè)備、新材料，以創(chuàng)新理念實現(xiàn)技術(shù)升級，為提高鋼鐵廠綜合科技水平，打造新一代可循環(huán)鋼鐵廠起到了重要的支撐作用。
2大型燒結(jié)機的技術(shù)特點
2.1總圖布置緊湊，流程簡潔
燒結(jié)廠設(shè)計中按照新一代鋼鐵制造流程工程學(xué)原理，運用動態(tài)有序的流程結(jié)構(gòu)和運動力學(xué)理論，通過對冶金工程“界面技術(shù)”的研究，建立工序間物質(zhì)流、能源流、信息流動態(tài)有序、高效協(xié)調(diào)的“在線”運行理念，在各工序流程優(yōu)化、先進的基礎(chǔ)上進行了系統(tǒng)集成優(yōu)化，使燒結(jié)廠系統(tǒng)流程短捷緊湊，總圖布置順暢合理，其突出表現(xiàn)在2臺燒結(jié)機的燃料破碎系統(tǒng)、配料系統(tǒng)、成品篩分系統(tǒng)、主抽風(fēng)系統(tǒng)、主控室、環(huán)境除塵系統(tǒng)及配套公輔設(shè)施均采用集中布置，全廠僅有一個單獨的轉(zhuǎn)運站，此總圖布置不僅大大降低了工程投資和運營成本，而且便于生產(chǎn)管理和設(shè)備維護。
2.2設(shè)置燃料預(yù)篩分，避免燃料的過粉碎
首鋼京唐燒結(jié)廠含鐵原料為進口礦粉，粒度較粗，要求固體燃料的粒度不宜過細，應(yīng)盡量減少＜0.5mm粒級的含量，而且，就首鋼京唐目前的燃料情況，給料粒度中＜3mm約占50%左右，在確定燃料破碎系統(tǒng)的工藝配置時設(shè)置了圓振篩對燃料進行預(yù)篩分，篩下物作為成品進入配料室料倉，篩上物依次通過對輥破碎機和四輥破碎機完成粗、細碎后進入配料室料倉。
2.3優(yōu)化配料倉結(jié)構(gòu)形式和倉下給料設(shè)備，實現(xiàn)穩(wěn)定給料和提高自動配料的準確性
在首鋼京唐項目的設(shè)計中，根據(jù)不同的原料性質(zhì)采用了不同的倉型和倉下給料形式，在生石灰料倉的錐段部分安裝了流化裝置，避免蓬倉、堵倉帶來的下料不暢，實現(xiàn)了配料倉下穩(wěn)定連續(xù)給料，保證了配料的準確性，保證了燒結(jié)礦的質(zhì)量指標(biāo)，使之堿度穩(wěn)定率為99%，品位穩(wěn)定率100%，合格品率100%，一級品率92%。料倉和倉下給料形式如下圖所示。
2.4合理確定混合機參數(shù)，強化混合制粒
混合工序采用兩段式混合，混合設(shè)備采用的是經(jīng)過大型燒結(jié)生產(chǎn)實踐證實的、成熟可靠的圓筒混合機，完成混合料的混勻、制粒過程?；旌蠙C露天布置，便于大型混合機的安裝和檢修。為強化混合制粒，采用了以下技術(shù)措施：
1）二次混合機采用進口液壓馬達傳動，設(shè)備運行平穩(wěn)，可根據(jù)制粒情況調(diào)整混合機轉(zhuǎn)速，提高成球率，有利于提高混合料的透氣性；
2）加大生石灰的配比，強化生石灰作為混合料制粒粘結(jié)劑的作用；
3）實現(xiàn)混合料水分自動控制，穩(wěn)定水分。
2.5混合料布料小閘門采用液壓控制，自動調(diào)節(jié)布料厚度
首鋼京唐燒結(jié)機布料裝置采用液壓控制系統(tǒng)，布料閘門的開度由液壓缸控制，液壓系統(tǒng)合閘送電后電機運轉(zhuǎn)，PLC控制DT3打開，經(jīng)2s延時后，系統(tǒng)壓力達到額定值。根據(jù)PLC所接收的控制信號（模擬信號）和液壓桿所在位置的比較結(jié)果，打開DT1或DT2,使液壓機構(gòu)前進或后退。當(dāng)達到給定值時停止運動。當(dāng)系統(tǒng)壓力過高時，輸出報警。如果在一定時間內(nèi)不采取動作，壓力持續(xù)偏高，PLC可以采取自動停止電機等措施，當(dāng)壓力偏低時自動啟動電機。液壓控制系統(tǒng)的原理圖如下所示。
2.6采用燒結(jié)機臺車加寬技術(shù)
首鋼京唐燒結(jié)機臺車結(jié)構(gòu)，在綜合工藝和設(shè)備因素后確定采用加寬形式，此結(jié)構(gòu)與傳統(tǒng)設(shè)計相比，可明顯減少燒結(jié)臺車側(cè)壁部位的漏風(fēng)量，使燒結(jié)過程中沿臺車側(cè)壁抽吸的空氣形成氣流通過燒結(jié)生料，改善了這些邊緣部位的燒結(jié)狀況，從而實現(xiàn)減少返礦量，提高燒結(jié)設(shè)備生產(chǎn)率，降低能源消耗。燒結(jié)機臺車加寬示意圖如下所示。
2.7采用環(huán)冷機臺車加寬技術(shù)
首鋼京唐環(huán)冷機采用臺車加寬技術(shù)，在保持環(huán)冷機的風(fēng)箱、機架、回轉(zhuǎn)框架和臺車主體不變的前提下，首先以臺車三角梁為基礎(chǔ)，在三角梁與臺車下面風(fēng)箱區(qū)的交匯處，加設(shè)向外展寬的臺車斜板，臺車斜板與水平面的角度在30°-60°之間，然后再按最終所設(shè)欄板寬度，將臺車欄板外移。環(huán)冷機臺車加寬示意圖如下所示。
2.8厚料層燒結(jié)梯形布料技術(shù)
在燒結(jié)“自動蓄熱”作用下，增加燒結(jié)布料厚度，下層燒結(jié)礦可以獲得更高的燒結(jié)溫度。燒結(jié)溫度提高，生成的液相量增多，粘結(jié)相增多，增強了下層燒結(jié)礦強度，提高了燒結(jié)礦整體強度，燒結(jié)礦轉(zhuǎn)鼓強度提高。
首鋼京唐燒結(jié)機實行梯形布料，通過（1）二混加蒸汽，提高混合料溫度，強化制粒；（2）適當(dāng)調(diào)節(jié)點火器空燃比，由原來的11降低至6.5；（3）降低九輥布料器的轉(zhuǎn)速等技術(shù)措施改善料層透氣性，將料層厚度由750mm提高至800mm后，轉(zhuǎn)鼓強度提高約0.12%，F(xiàn)eO降低約0.37%，返礦率降低約1.6%，相應(yīng)成品率提高約1.6%，燒結(jié)礦粒度極大和極小部分明顯減少，中間粒級明顯增加，燒結(jié)礦粒度組成更加趨于均勻。
2.9環(huán)冷機熱風(fēng)循環(huán)余熱利用技術(shù)
在首鋼京唐燒結(jié)項目設(shè)計中，我公司改進了余熱利用工藝，采用熱風(fēng)循環(huán)工藝，設(shè)置雙壓余熱鍋爐，充分回收煙氣的熱量，節(jié)約能源，凈化環(huán)境。
1）環(huán)冷機一冷段的高溫廢氣通過煙罩上的熱風(fēng)管道經(jīng)過耐熱多管除塵器降塵后依次進入高溫段高壓過熱器、高溫段高壓蒸發(fā)器和高溫段高壓水預(yù)熱器，之后通過廢氣管道依次進入高溫段低壓蒸發(fā)器、高溫段低壓水預(yù)熱器，經(jīng)過循環(huán)風(fēng)機回到環(huán)冷機的冷卻風(fēng)管道作為冷卻風(fēng)使用，設(shè)計產(chǎn)過熱蒸汽產(chǎn)量：40t/h，過熱蒸汽壓力：1.1MPa；飽和蒸汽量：≥12t/h，飽和蒸汽壓力：0.3MPa。
2）環(huán)冷機二冷段部分低溫廢氣通過低溫段水預(yù)熱器后排入大氣，部分用管道引去解凍庫用于冬季解凍。
2.10集中篩分工藝布置
國內(nèi)大型燒結(jié)廠中成品篩分系統(tǒng)大多采用分散篩分，布置兩到三個成品篩分間對成品進行篩分分級，此種布置帶來的問題是設(shè)備分散，轉(zhuǎn)運環(huán)節(jié)多，除塵點多，不便于集中管理，首鋼京唐燒結(jié)成品篩分系統(tǒng)考慮上述不足，采用大型篩分設(shè)備，并將篩分設(shè)備集中布置在同一廠房內(nèi)，集中潤滑，集中除塵，既節(jié)省了占地面積，又便于集中管理。
2.11全廠環(huán)境除塵采用高效布袋除塵器
首鋼京唐燒結(jié)廠2臺燒結(jié)機共配套設(shè)置了6套環(huán)境除塵系統(tǒng)對揚塵部位進行除塵處理，設(shè)計中集成了當(dāng)前先進、成熟的除塵工藝技術(shù)，采用高效低壓脈沖布袋除塵器凈化，并在布袋除塵器前選用粗顆粒分離器，解決燒結(jié)高琢磨度粉塵對布袋的損害，以滿足工藝生產(chǎn)及人體衛(wèi)生要求，防止環(huán)境污染。經(jīng)除塵后，崗位含塵濃度≤5mg/m3，煙塵排放濃度≤20mg/m3。
2.12全廠除塵灰采用密相氣力輸送技術(shù)
首鋼國際工程公司自2004年開始在球團項目的設(shè)計中采用除塵灰密相氣力輸送系統(tǒng)，體現(xiàn)了突出的優(yōu)點，與傳統(tǒng)的螺旋給料機或帶式輸送機的運輸形式相比主要表現(xiàn)在：（1）輸送設(shè)備和管道實現(xiàn)全密封，避免了除塵灰轉(zhuǎn)運過程產(chǎn)生的二次揚塵，改善了工作條件和廠區(qū)環(huán)境；（2）輸灰過程全自動化控制；（3）電耗低；（4）工藝流程簡潔。
2.13全自動化閉路控制技術(shù)
首鋼京唐燒結(jié)工藝過程采用全自動化控制，主要的閉環(huán)控制有（1）配料采用配料專家系統(tǒng)，可預(yù)測燒結(jié)礦成分，實現(xiàn)全自動配料。配料專家中可以直接輸入所要的堿度中線、混合料含碳量和總上料量。（2）混合系統(tǒng)采用紅外線水分儀自動檢測和調(diào)節(jié)，水分波動范圍小。（3）燒結(jié)采用燒結(jié)專家系統(tǒng)，可實現(xiàn)燒結(jié)機機速閉環(huán)自動調(diào)節(jié)，自動調(diào)節(jié)21#-27#風(fēng)箱執(zhí)行機構(gòu)開度，實現(xiàn)了燒結(jié)終點的自動調(diào)節(jié)。利用雷達測定料面，在臺車寬度方向上，等距離安裝了6個雷達監(jiān)測裝置，根據(jù)雷達測定的料位反饋值，自動調(diào)節(jié)圓輥轉(zhuǎn)速和下料口6個小閘門開度，實現(xiàn)了自動布料。（4）根據(jù)燒結(jié)礦FeO含量的要求，采用FeO在線監(jiān)測儀，實現(xiàn)了混合料含C量的閉環(huán)控制。
3燒結(jié)技術(shù)研發(fā)團隊
多年工程咨詢和設(shè)計使首鋼國際工程公司燒結(jié)專業(yè)形成了豐厚的技術(shù)沉淀，造就了燒結(jié)專業(yè)一支技術(shù)領(lǐng)先、服務(wù)一流的人才隊伍。燒結(jié)專業(yè)現(xiàn)有設(shè)計人員43人，其中教授級高工3人，高級工程師13人，工程師27人，碩士12人，本科學(xué)士27人。人員技術(shù)精湛，經(jīng)驗豐富，能為用戶提供技術(shù)領(lǐng)先、裝備現(xiàn)代化、自動化控制水平高、投資省、穩(wěn)定可靠的燒結(jié)工程設(shè)計，為客戶提供有針對性的專業(yè)化技術(shù)和服務(wù)。
首鋼國際工程公司通過精心設(shè)計、深入研究、不斷創(chuàng)新，形成了一系列專有技術(shù)。特別在各種類型燒結(jié)機工藝技術(shù)裝備，燒結(jié)機密封結(jié)構(gòu)設(shè)計優(yōu)化、機上和機外冷卻工藝、燒結(jié)余熱利用、固體廢棄物處理、環(huán)境保護等方面擁有多項專有技術(shù)和專利，應(yīng)用效果顯著，在對各種類型燒結(jié)廠的整體布置有獨創(chuàng)、先進的設(shè)計理念和豐富的經(jīng)驗。
（撰稿人：李文武）
