劉洋
（唐鋼國際工程技術(shù)有限公司）
摘要：選取國內(nèi) 4 家鋼鐵企業(yè)的 500 m2 級以上燒結(jié)機系統(tǒng)進行調(diào)查研究，在工藝設(shè)計特點上各有千秋，從燒結(jié)機整體情況、燃料系統(tǒng)、配料系統(tǒng)、混料系統(tǒng)、燒結(jié)冷卻系統(tǒng)、成品系統(tǒng)等六個方面做了系統(tǒng)的對比，旨在總結(jié)燒結(jié)機設(shè)計經(jīng)驗，提升燒結(jié)機設(shè)計水平。
關(guān)鍵詞：唐鋼新區(qū)；燒結(jié)機；設(shè)計理念
0 前言
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)備大型化后具有產(chǎn)品質(zhì)量高、能耗低、運行費用低、生產(chǎn)效率高、便于集中管理和高度自動化等優(yōu)點，同時可減少污染，有利于環(huán)境保護。
國內(nèi)的 500 m2 級以上燒結(jié)機有很多，如山鋼日照、日照鋼鐵、永鋒鋼鐵、唐鋼新區(qū)、首鋼京唐等。
目前全球最大燒結(jié)機有兩臺，分別是我國太原鋼鐵和日照鋼鐵的 600 m2 燒結(jié)機，太原鋼鐵 600 m2 燒結(jié)機有效燒結(jié)長度 120 m，該燒結(jié)機臺車滑道寬 5 m，臺車欄板寬 5.5 m，即燒結(jié)面積可達 660 m2， 于 2010年4月投產(chǎn)，至今已連續(xù)生產(chǎn)14 年。而目前全球在建最大的燒結(jié)機是新余鋼鐵 660 m2 燒結(jié)機，有效燒結(jié)長度 120 m，臺車滑道寬 5.5 m，臺車欄板寬 6 m，即燒結(jié)面積可達 720 m2 。
由此可見，燒結(jié)設(shè)備大型化是行業(yè)發(fā)展的必然趨勢。而作為工藝設(shè)計者，除了要掌握最基本的設(shè)計理念，還要了解最前沿的信息，下面選取了國內(nèi) 4 家鋼鐵企業(yè)的 500 m2 級以上燒結(jié)機，從工藝系統(tǒng)上做詳細對比。
1 各企業(yè)設(shè)計特點對比
選取了國內(nèi) 4 家鋼鐵企業(yè) 500 m2 級以上燒結(jié)機，進行了調(diào)查研究，針對工藝設(shè)計特點做了對比。
1.1 燒結(jié)機整體情況
山鋼日照有2座 5 000 m3 高爐和2臺 500 m2燒結(jié)機，500 m2 燒結(jié)機有效抽風燒結(jié)面積 550 m2 ，實際燒結(jié)面積 605 m2 。單臺燒結(jié)機日產(chǎn)量16 000 t，入爐配比 70%。山鋼日照2臺燒結(jié)機由山東冶金設(shè)計院設(shè)計。1# 燒結(jié)機于2017年10月投產(chǎn)，2#燒結(jié)機于2019年 3月投產(chǎn)。燒結(jié)車間包括燃料倉庫、燃料破碎室、配料室、一次混合機、二次混合機、燒結(jié)室、環(huán)冷機、成品篩分室、成品料倉等單體系統(tǒng)。
日照鋼鐵有 14 座高爐，最大爐容 1 080 m3 ，6臺 180 m2 燒結(jié)機，2 臺 360 m2 燒結(jié)機，2 臺 450 m2燒結(jié)機，2 臺 600 m2 燒結(jié)機。600 m2 燒結(jié)機有效抽風燒結(jié)面積 605 m2 ，實際燒結(jié)面積 660 m2 。
1# 燒結(jié)機臺時產(chǎn)量 830 t，2# 燒結(jié)機臺時產(chǎn)量 850 t，高爐入爐配比高堿度（1.95~2.0）燒結(jié)礦占 70% ～ 75%，低堿度（0.55~0.6）燒結(jié)礦占15% ～ 20%，塊礦 3%，球團礦 4%。日照鋼鐵 2臺 600 m2 燒結(jié)機由中冶長天設(shè)計。1# 燒結(jié)機于2014 年 4 月 16 日投產(chǎn)，2# 燒結(jié)機于 2015 年 9 月14 日投產(chǎn)。燒結(jié)車間包括燃料破碎室、配料室、一次混合機、二次混合機、燒結(jié)室、環(huán)冷機、成品篩分室、成品料倉等單體系統(tǒng)。
永鋒鋼鐵現(xiàn)有 2 座 1 350 m3 高爐，在建1 座3 000 m3 高爐， 計劃 2024 年初投產(chǎn)。 現(xiàn) 有 1 臺500 m2 燒結(jié)機，于 2021 年 6 月投產(chǎn)，由中冶長天總包設(shè)計。500 m2 燒結(jié)機有效抽風燒結(jié)面積500 m2 ，實際燒結(jié)面積 550 m2 。在建 1 臺 600 m2 燒結(jié)機，計劃 2024 年初投產(chǎn)。燒結(jié)車間包括燃料破碎室、配料室、一次混合室、二次混合室、燒結(jié)室、環(huán)冷機、成品篩分室、成品料倉等單體系統(tǒng)。
唐鋼新區(qū)現(xiàn)有 3 座 2 922 m3 高爐，在建 1 座3 200 m3 高爐，計劃 2024 年初投產(chǎn)。現(xiàn)有 2 臺360 m2 燒結(jié)機，在建 1 臺 500 m2 燒結(jié)機，計劃2024 年初投產(chǎn)，由唐鋼國際總包設(shè)計。燒結(jié)車間包括燃料破碎室、配料室、一次混合室、二次混合室、燒結(jié)室、環(huán)冷機、成品篩分室、成品料倉等單體系統(tǒng)。
1.2 燃料系統(tǒng)
山鋼日照 500 m2 燒結(jié)機燃料倉庫由 5 個筒倉構(gòu)成，筒倉直徑 9 m，倉頂平臺標高 19 m。其中2 個煤倉，3 個焦粉倉，煤倉倉體錐段采用雙曲線結(jié)構(gòu)。燃料倉庫除塵器架在出料皮帶上方，除塵灰直接落至工藝皮帶上。燃料破碎室共 5 個系列，每個系列由 1 臺Φ 1 200 mm×1 000 mm 對輥和 1臺Φ 1 200×1 000 mm 四輥組成，對輥、四輥破碎機由山東礦山機械集團供貨。燃料破碎除塵灰氣力輸送至高爐噴煤車間。
日照鋼鐵 600 m2 燒結(jié)機燃料破碎室共 3 個系列，每個系列由 1 臺 Φ1 200 mm×1 000 mm 對輥和 1 臺 Φ1 200 mm×1 000 mm 四輥組成，沒有燃料預篩分功能。
永鋒鋼鐵 500 m2 燒結(jié)機燃料破碎室共 3 個系列，每個系列由 1 臺 Φ1 200 mm×1 000 mm 對輥和 1 臺 Φ1 200 mm×1 000 mm 四輥組成，對輥、四輥破碎機由山東礦山機械集團供貨，具備燃料預篩分功能，振動篩由濟南中燃公司供貨。
唐鋼新區(qū) 500 m2 燒結(jié)機燃料破碎室共 3 個系列，每個系列由 1 臺 Φ1 200 mm×1 000 mm 對輥和 1 臺Φ1 200 mm×1 000 mm 四輥組成 [1]，對輥、四輥破碎機由山東礦山機械集團供貨。燃料破碎除塵灰氣力輸送至配料室燃料灰倉，參與燒結(jié)配料。燃料破碎室設(shè)有燃料預篩分功能，將篩上燃料送入燃料破碎室緩沖倉參與破碎作業(yè)，篩下粉料進入粉料倉直接由皮帶機送至配料室燃料倉，燃料破碎室結(jié)構(gòu)如圖 1 所示。
1.3 配料系統(tǒng)
山鋼日照 500 m2 燒結(jié)機配料室雙列布置，每列對應(yīng) 1 臺燒結(jié)機。單列配料室共 17 個倉，按配料順序依次是混勻礦倉 5 個，燃料倉 2 個，生石灰倉 3 個，石灰石倉 2 個，白云石倉 2 個，高爐返礦倉 1 個雙出口，燒結(jié)返礦倉 2 個。單倉跨度 8.5 m，倉頂平臺標高 21.5 m。混勻礦采用梭式可逆皮帶機上料，倉與倉之間采用人字形結(jié)構(gòu)，保證卸料無間隙。生石灰采用罐車氣力輸送方式進倉，2 列倉打灰布置在一側(cè)，打灰區(qū)域封閉長度 10 m，罐車作業(yè)時，車頭露在廠房外。倉頂除塵器為 50 m2 布袋除塵器。生石灰采用雙螺旋秤 + 配料秤形式給料，其他物料采用帶式給料機 + 配料秤形式給料。配料室出料位置設(shè)有干霧抑塵設(shè)施。
日照鋼鐵 600 m2 燒結(jié)機配料室雙列布置，每列對應(yīng) 1 臺燒結(jié)機。單列配料室共 20 個倉，按配料順序依次是燒結(jié)返礦倉 2 個，混勻礦倉 8 個，燃料倉 3 個，除塵灰倉 1 個雙出口，輕燒白云石倉 3 個，生石灰倉 3 個。混勻礦采用梭式可逆皮帶機上料。
永鋒鋼鐵 500 m2 燒結(jié)機配料室單列布置。配料室共 17 個倉，按配料順序依次是混勻礦倉 6 個，燃料倉 3 個，生石灰倉 3 個，燒結(jié)返礦倉 3 個，高爐返礦倉 2 個。混勻礦移動卸礦車上料。除塵灰在原料場參與混勻配料。
唐鋼新區(qū) 500 m2 燒結(jié)機配料室單列布置。配料室共19個倉，按配料順序依次是高爐返礦倉1個，混勻礦倉 7 個，生石灰倉 3 個，輕燒白云石倉1個雙出口，除塵灰倉1個雙出口，燒結(jié)返礦倉2個，燃料倉 3 個，燃料灰倉 1 個 [2]。混勻礦移動卸礦車上料。
1.4 混料系統(tǒng)
山鋼日照 500 m2 燒結(jié)機一次混合機和二次混合機均采用Φ5.2 m×23 m 滾筒混合機，由中國有色（沈陽）冶金機械有限公司供貨。混合機露天布置，采用浸潤式水洗除塵系統(tǒng)，廠家為山東斯必克環(huán)保公司，除塵效果好。一混、二混均不加蒸汽。
日照鋼鐵 600 m2 燒結(jié)機一次混合機和二次混合機均采用Φ4.8 m×25 m 滾筒混合機，由株洲光明重機有限公司供貨。混合機露天布置，采用水浴除塵。一混、二混均不加蒸汽。
永鋒鋼鐵 500 m2 燒結(jié)機一次混合室的混合機采用Φ4.8 m×22 m 滾筒混合機，二次混合室的制粒機采用Φ4.8 m×26 m 滾筒混合機，由朝陽重型機器公司供貨。
唐鋼新區(qū) 500 m2 燒結(jié)機一次混合室的混合機采用Φ5.1 m×21 m 滾筒混合機，二次混合室的制粒機采用Φ5.1 m×25 m 滾筒混合機，均由朝陽重型機器公司供貨。廠房內(nèi)配置 QD 型橋式起重機，采用水浴除塵。一混配加煉鋼污泥，二混配加蒸汽。
1.5 燒結(jié)冷卻系統(tǒng)
1.5.1 山鋼日照 500 m2 燒結(jié)機
燒結(jié)機廠房寬度為 19.8 m，一側(cè) 8.5 m，一側(cè)11.3 m。有效燒結(jié)長度 110 m，共 29 個風箱，機頭、機尾各3個3 m風箱，中間4－26#風箱是4 m風箱。
機頭 1 個 6 m 跨（2 個 3 m 風箱），1 個 7 m 跨（1 個 3m 風箱 +1 個 4 m 風箱），中間連續(xù) 8 m 跨（2個 4 m 風箱），機尾 1 個 11.3 m 跨（3 個 3 m 風箱+ 機尾設(shè)備柱腳間距），其中機尾 11.3 m 跨也是單輥吊裝孔區(qū)域。
廠房主要平臺標高分別是 7.0 m、19.8 m、25.5 m，25.5 m 平臺配置 2 部天車，大車 80/20 t，小車 32/5 t，臺車吊具 20 t。
臺車滑道寬度為 5 m，臺車欄板寬度為 5.5 m，欄板高 850 mm。篦條采用鎳鉻合金材質(zhì)，壽命 1.5年，折合成本 0.69 元 /t 燒結(jié)礦。燒結(jié)機、臺車均由北方重工供貨。
梭式布料器上方、混合料通廊及轉(zhuǎn)運點均沒有蒸汽產(chǎn)生。混合料礦槽不加蒸汽，主、輔給料閘門均采用液壓形式。點火爐由長天重工供貨。
單輥破碎機 Φ2 400×5 760 mm，采用電機 +耦合器 + 減速機 + 聯(lián)軸器 + 開式齒輪 + 主軸形式，由沈陽華澤供貨。卷揚是雙進雙出形式。
每臺燒結(jié)機雙煙道交叉布置，配 2 臺主抽風機，風量 26 000 m3 /h，全壓 18.5 kPa，實際使用風門開度 95%，轉(zhuǎn)速 840 rpm，入口壓力 11 kPa，出口壓力 0.3 kPa。風機由豪頓供貨。主抽風機后配活性焦脫硫脫硝和循環(huán)流化床 +SCR 兩種脫硫脫硝形式。
設(shè)計有煙氣循環(huán)系統(tǒng)， 取1 － 10#風箱、24 － 29#（27# 除外）風箱進行煙氣循環(huán)。因循環(huán)煙氣溫度過高，開啟對冷風閥，料面會產(chǎn)生冷凝水，影響燒結(jié)生產(chǎn)，故煙氣循環(huán)實際沒有使用。
環(huán)冷機有效冷卻面積 600 m2 ，中徑 59 m，摩擦傳動，由北方重工供貨。環(huán)冷機為上、下水密封新型環(huán)冷機，上密封水槽有補償器、漏水。環(huán)冷機配 6 臺冷卻風機，風量 580 000 m3 /h，風壓3 800 Pa，電機功率 1 000 kW，其中 1 臺循環(huán)風機功率 2 400 kW。環(huán)冷機雙層卸灰閥下散料采用環(huán)形皮帶運輸，由四川泛艾瑪機電設(shè)備工程有限公司供貨。環(huán)冷機外設(shè)沉淀池，處理水密封的污泥。
1.5.2 日照鋼鐵 600 m2 燒結(jié)機
燒結(jié)機廠房機尾 12 m 跨是單輥吊裝孔區(qū)域。
有效燒結(jié)長度 110 m。
廠房配置 2 部天車，大車 100 t，小車 50 t，臺車吊具 30 t。
臺車滑道寬度為 5.5 m，臺車欄板寬度為 6 m，欄板高 800 mm。燒結(jié)機由長天重工供貨，臺車由江蘇杰凱供貨。
在梭式布料器上方、混合料通廊設(shè)計自然排氣。混合料礦槽加蒸汽，料溫 60 ℃，主給料閘門均采用液壓形式，輔閘門采用手動形式。點火爐由長天重工供貨。單輥破碎機采用電機 + 耦合器+ 減速機 + 聯(lián)軸器 + 主軸形式。卷揚是一進一出形式。
每臺燒結(jié)機雙煙道交叉布置，配 2 臺主抽風機，風量 30 000 m3 /h，全壓 18.2 kPa。主抽風機后配活性焦脫硫脫硝和循環(huán)流化床 +SCR 兩種脫硫脫硝形式。
燒結(jié)機大煙道設(shè)有外置式余熱鍋爐，和環(huán)冷余熱鍋爐并網(wǎng)，噸礦發(fā)電 11 °。大煙道下雙側(cè)卸灰閥由秦皇島龍振供貨。沒有煙氣循環(huán)系統(tǒng)。環(huán)冷 3 段廢氣回點火爐保溫段。
環(huán)冷機有效冷卻面積 700 m2 ，摩擦傳動，由長天重工供貨。環(huán)冷機為上水密封，下水 + 彈性密封，上密封水槽沒有補償器、漏水。此環(huán)冷機為中冶長天雙層欄板式環(huán)冷機，漏水、灑料嚴重。
1.5.3 永鋒鋼鐵 500 m2 燒結(jié)機
燒結(jié)機廠房寬度為 20.5 m，一側(cè) 9 m，一側(cè)11.5 m。有效燒結(jié)長度 100 m，共 25 個風箱，全部 4 m 風箱。機尾 1 個 10.3 m 跨（2 個 4m 風箱 + 機尾設(shè)備柱腳間距），也是單輥吊裝孔區(qū)域。
廠房主要平臺標高分別是 7.0 m、18.9 m、24.7 m，24.7 m 平臺配置 2 部天車，大車 85/20 t，小車 32/5 t。
臺車滑道寬度為 5 m，臺車欄板寬度為 5.5 m，欄板高 900 mm。燒結(jié)機由長天重工供貨，臺車由鞍鋼重型供貨。
點火爐由長天重工供貨。每臺燒結(jié)機雙煙道獨立布置，配 2 臺主抽風機，主抽風機后配活性焦脫硫脫硝。原設(shè)計有煙氣循環(huán)系統(tǒng)，由中冶長天設(shè)計。
環(huán)冷機有效冷卻面積 600 m2 ，中徑 53 m，摩擦傳動，由長天重工供貨。環(huán)冷機為上、下水密封新型環(huán)冷機，上密封水槽沒有補償器。環(huán)冷機配7 臺冷卻風機，風量 167 000 m3 /h，風壓 3 100 Pa，電機功率 220 kW。環(huán)冷機雙層卸灰閥下散料采用環(huán)形皮帶運輸，由四川某廠家供貨。環(huán)冷機余熱鍋爐設(shè)置在環(huán)冷機設(shè)備本體上方。
1.5.4 唐鋼新區(qū) 500 m2 燒結(jié)機
燒結(jié)機廠房寬度為 20 m，一側(cè) 8.5 m，一側(cè)11.5 m。有效燒結(jié)長度 100 m，共 26 個風箱，機頭、機尾各 2 個 3 m 風箱，中間 3 － 24# 風箱是 4 m 風箱。
機頭、機尾各 1 個 10 m 跨（2 個 3 m 風箱 +1 個 4 m風箱），中間連續(xù) 8 m 跨（2 個 4 m 風箱），其中機尾 10 m 跨也是單輥吊裝孔區(qū)域。
廠房主要平臺標高分別是 7.8 m、18.3 m23.9 m，23.9 m 平臺配置 2 部天車，大車 65/20 t，小車 32/5 t。起重機軌道兩側(cè)設(shè)置通長檢修過道及走梯。
臺車滑道及欄板寬度均為 5 m，欄板高900 mm，由江蘇江成供貨。燒結(jié)機由鞍鋼重型供貨。
梭式布料器上方、混合料通廊及轉(zhuǎn)運站全密封，設(shè)煙氣和蒸汽收集裝置，達到環(huán)保 A 級企業(yè)要求。混合料礦槽加蒸汽。點火爐由常州黑山供貨。
單輥破碎機Φ 2 400 mm×5 270 mm，采用電機＋摩擦式軟啟動節(jié)能安全聯(lián)軸器（配打滑檢測報警裝置）＋減速機 +ZL 柱銷齒輪聯(lián)軸器 + 開式齒輪的方式，由沈陽華澤供貨。卷揚是雙進雙出形式。
每臺燒結(jié)機雙煙道獨立布置，配 2 臺主抽風機，單臺風量 22 000 m3 /h，全壓 19 kPa，風機由豪頓供貨。主抽風機后配循環(huán)流化床 +SCR 脫硫脫硝形式。設(shè)計有煙氣循環(huán)系統(tǒng)，取 5-8# 風箱、22-26# 風箱進行煙氣循環(huán)。煙氣循環(huán)率按 30% 設(shè)計。設(shè)計有料面噴出蒸汽系統(tǒng)，管線布置要覆蓋CO 產(chǎn)生主要區(qū)域。
環(huán)冷機有效冷卻面積 600 m2 ，中徑 58 m，摩擦傳動，由河北華通供貨。環(huán)冷機為上、下水密封新型環(huán)冷機。環(huán)冷機配 6 臺冷卻風機，因考慮煙氣零排放（如圖 2 所示），6 臺風機的風量、風壓均不相同。環(huán)冷機雙層卸灰閥下散料采用環(huán)形皮帶運輸。
1.6 成品系統(tǒng)
山鋼日照 500 m2 燒結(jié)機 2 臺燒結(jié)機共用一個成品篩分室，對應(yīng) 2 套振動篩，每套振動篩由上篩（處理能力 1 200 t/h）及下篩（處理能力 750 t/h）組成。即篩分室共 4 套振動篩，同時工作。在 0 m平面?zhèn)溆靡惶缀Y體，其中 1 套設(shè)備故障時，取出篩體更換備用篩，這時需要調(diào)整配料量至 80%，由 1 套篩子滿足 1 臺燒結(jié)機生產(chǎn)。振動篩由濟南中燃供貨。成品料倉由 16 個筒倉構(gòu)成，呈雙列布置，單列 8 個筒倉，筒倉直徑 12 m，倉頂平臺標高 21.5 m，總貯量 30 000 t。
日照鋼鐵 600 m2 燒結(jié)機成品篩分振動篩由濟南中燃供貨。成品料倉總貯量 8 000 t。
永鋒鋼鐵 500 m2 燒結(jié)機成品篩分振動篩由濟南中燃供貨。
唐鋼新區(qū) 500 m2 燒結(jié)機成品篩分配置 3 個篩分系列，由濟南中燃供貨。每個系列由 2 臺環(huán)保型懸臂振動篩垂直串聯(lián)組成，正常生產(chǎn)時再通過皮帶機下方的船式三通分料器實現(xiàn) 2 工 1 備。鋪底料采用自溢三通出料，并設(shè)插板閥，插板閥的開度模擬量信號送往中控，實現(xiàn)開度的精確控制。
成品料倉由 3 個筒倉構(gòu)成，筒倉直徑 16 m，倉頂平臺標高 28 m，總貯量 30 000 t。成品礦出篩分室后在進筒倉前，設(shè)分料器一路可進行直供高爐，另一路可先進成品倉再從倉下轉(zhuǎn)送至高爐。進、出成品篩燒結(jié)礦皮帶以及成品倉下皮帶安裝磁性物料除鐵器。
2 結(jié)論
通過對比山鋼日照、日照鋼鐵、永鋒鋼鐵、唐鋼新區(qū) 500 m2 級以上燒結(jié)機的設(shè)計特點，可見當今行業(yè)前沿的一些新技術(shù)在大型燒結(jié)機設(shè)計中得到廣泛應(yīng)用，綠色、低碳、環(huán)保的設(shè)計理念顯著增強。無論從技術(shù)裝備的現(xiàn)代化、大型化、高效化，還是從高質(zhì)量、高性能的產(chǎn)品定位上，都將依靠于燒結(jié)廠裝備水平的提升。產(chǎn)品在市場上的競爭能力強，實現(xiàn)了燒結(jié)生產(chǎn)的清潔高效 [3] 。
3參考文獻
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