天铁烧结区域上料系统改造

薛泽勋

（天津天铁冶金集团有限公司炼铁厂，河北涉县056404）

0 引言

近年来，天铁集团根据原料市场的变化，坚持国内、国外两种资源并重的方针，不断拓宽原料来源渠道，原料品种不断增加，进厂原料包括地方精矿、国矿、酸性精矿、澳粉、南非粉、印度粉、进口精矿、钢泥等。除以上各种铁料外，烧结生产所用原料还包括二次返矿、白煤、焦粉、石灰石、白云石、瓦斯灰、钢渣等。由于烧结原料种类的多样性和复杂性，国内外大多数钢铁企业均通过建设中和混匀料场完成对各种含铁原料的中和混匀作业，最终形成混匀料，或进入缓冲矿仓，或直接送入烧结车间。原料系统输送物料的种类大幅减少，既使原料系统能力与烧结生产能力相匹配，也便于原料系统的生产管理和操作。但料场、原料系统存在较大的工艺缺陷，在原料系统生产管理、系统操作、设备维护工作中经常会出现一系列问题，严重制约烧结矿产量和质量的提高，以及烧结各项技术经济指标的进一步改善，改进现有的原料上料工艺系统显得尤为迫切。

1 存在的问题

（1）上料系统工艺落后且与现有烧结生产能力不相匹配。烧结料场、原料系统是早期与一烧车间4台50 m2烧结机配套建成的，料场为功能简单的堆料场。随着新烧结机的建成投产以及烧结管理、技术的迅速进步，有效烧结面积增加了1倍多，烧结矿产量由160万t增加到500万t以上，原料的需求量大幅增加。

（2）原燃料种类繁多，原料受卸、堆贮、周转、输送量随之大幅度增加。料场的堆贮能力明显不足，不仅易造成各种物料混堆，而且由于原料贮量少、周转期短，一旦某一物料不能及时进厂，就会亏料或断料。

（3）烧结料场主要接收国矿、地方精矿的受卸、堆贮、简单的混匀作业和输送。根据堆料场的工艺特点，对于各种物化性能具有一定差异性的铁料只能分开堆存，分别输送入仓。二料场工艺上与一料场相衔接，精矿通过一料场生产系统和原料系统送入烧结车间。精矿属于用量很大的烧结原料，在输送二料场精矿时，一料场两台主要用于中和混匀的堆取料机作业时间受限，每天均处于饱和工作状态，一料场铁料由于没有得到充分混匀，进入烧结车间不同批次物料物化成分相差较大，烧结矿生产和质量稳定性受到很大影响。如能将精矿以其它途径进入烧结车间，减轻堆取料机负担，增加堆取料机混匀操作时间，提高原料质量和稳定性，烧结矿产质量将会进一步提高。

（4）包括二料场精矿在内的主要铁原料均通过原料输送系统进入精矿仓，系统流程长、设备多、事故点多。随着烧结产能的增加，要求系统输送量是原设计能力3倍以上，原料品种繁多，系统处于满负荷运转状态，设备得不到正常的维护检修，甚至带病作业。一台设备出现大故障，系统就处于瘫痪状态，易造成烧结车间待料的重大生产事故。原料系统工艺落后造成原料供需紧张，原料系统成为制约烧结生产的“瓶颈”。对原料系统工艺技术改造势在必行。

2 改造方案与实施

2.1 目标

为原料上料系统设计一套上料系统，二料场原料可以直接输送到烧结矿仓，实现双系统上料。

2.2 要求

应充分考虑场地条件的制约，尽可能地与原系统衔接，在设备选型上，在保证使用要求的前提下，尽可能地选用标准设备，并与现有备件通用。

2.3 实施

（1）准备工作。根据工作要求，到烧结厂进行调研，了解、熟悉生产工艺要求，收集数据，对原料上料系统工艺技术改造的必要性和可行性进行分析。准备资料初步拟定设计方案，对方案进行分析、论证，确定直拨料系统总体方案，皮带输送系统载荷分析。查阅类似装置的相关图纸，确定本次设计的工作方案，绘制总装草图，载荷计算并绘制零部件图。皮带的张力计算，驱动系统设计，选择绘制驱动系统安装图；皮带支承装置设计，绘制相关部件、零件图；皮带清扫装置设计，绘制相关部件、零件图；皮带尾部张紧装置设计、计算，绘制相关部件、零件图；绘制总装图。

（2）建设二料场。为解决烧结产能增加造成的原料供需矛盾，设计开发了第二料场。二料场建成后，烧结料场面积翻倍，主要接收国矿、地方精矿的受卸、堆贮、简单的混匀作业和输送，烧结料场功能得到强化，但仍属于功能单一的堆料场。堆料场的工艺特点决定了各种物化性能存在一定差异性的铁料只能分开堆存，分别输送入仓。

（3）直拨料系统。二料场在工艺上与一料场相衔接，精矿通过一料场生产系统和原料系统送入烧结车间。二料场在最初设计中预留了工艺接口，即在二料场2#转运站设有分料装置，并在原料受料槽建设转运站，二料场精矿既能进入一料场生产系统，也能进入原料受料槽。如果从原料受料槽转运站直接到精矿仓系统输送物料，则会形成从二料场到精矿仓直拨料系统。

（4）建设跨公路转运站和架设高空通廊。皮带运输技术是运输散状物料较好的方式。从场地空间上看，唯一可利用的是烧结与焦化狭长地带及厂区重要的交通线11#公路，这一空间管网较多。经过现场仔细测绘反复论证，通过建设跨公路转运站和架设高空通廊，可躲开煤气、蒸汽、给排水等管线，同时可保证11#公路正常行车。由于系统周围均是工业建筑物，受现场条件限制，从受料槽转运站引出的皮带通廊需经过受料槽，受料槽上部为钢筋混泥土框架结构，皮带通廊支腿部分基础与受料槽重叠。通过对受料槽部分框架梁采用加固技术，可保证通廊支腿的基础施工和安装。

（5）工艺衔接。与原料原系统的工艺衔接是确保直拨料系统建成的关键。结合现场实际，将系统直接1转2皮带机衔接，可保证系统的独立性。

（6）安全性。直拨料系统运送的原料主要以精矿为主，含水量较大，对环境不会造成粉尘污染。运行后不会产生重大的危险源。系统中设备安全采用对传动部分加装检修平台，钢斜梯及栏杆，对传动轴加护罩等，在安全方面可行。

3 改造效果

（1）精矿不经堆取料机，直接进入烧结车间,具有良好的节电、节能效益。直拨料系统投产运行后，每天增加5 000 t的上料量，堆取料机取料按照800 t/h计算，5 000 t的上料量可供堆取料机工作6.25 h，堆取料机1h电机总功率为238 kW，整机电耗为250 kW·h，堆取料机年节电57万kW·h。

（2）新上料系统输送物料比原上料系统工艺流程短,皮带电机功率比原上料系统所有皮带电机功率减少120 kW·h，皮带系统年节电10.5万kW·h。

（3）项目预算投资600多万元，项目建成后，系统流程缩短，物料供给充分、成分更加均匀，节电、节能以及提高烧结矿产质量所带来的直接经济效益预计300多万元/年，不到两年即可收回投资。

4 结束语

经过对各种传动方案、结构方案及表达方案进行比较，选择了较为合理的方案。在设计过程中制作了必要的标准件，如电动机、联轴器等的选用和校核。对非标准件进行了设计计算、工艺及结构设计、材料的选择及热处理方法确定等。在满足使用性能的前提下，力求结构紧凑，安装调试方便经济。

原料系统工艺技术改造开发完成后，上料系统由单系统变为双系统，生产流程更为优化，原系统生产负荷降低40%。双系统上料后，新建系统工艺流程大幅缩短，日增加物料输送量1.5万t。原料系统工艺技术改造实施后，烧结料场具备一定中和混匀能力，原料质量提高，结构稳定，为钢铁企业最终产品质量提高创造了良好条件。