0引言

燒結機是鋼鐵工業(yè)中的重要設備之一,其漏風率高低直接影響到鋼鐵生產(chǎn)過程中的能源消耗和產(chǎn)品質量^[1]。燒結機漏風的主要原因包括設備老化、密封材料磨損、安裝誤差以及高溫高壓等工作環(huán)境的影響^[2]。近年來,許多鋼鐵企業(yè)通過技術改造顯著降低了燒結機的漏風率,提高了生產(chǎn)效率。胡文祥^[3]通過密封改造、完善檢查制度及在線治理技術,將180m³燒結機的漏風率從51.4%降至30.01%,并長期穩(wěn)定在36%以下。另外,采用金屬式自潤滑密封系統(tǒng)和智能電液雙層卸灰閥技術,也顯著提升了漏風治理效果和負壓控制精度^[4]。

新鋼燒結廠現(xiàn)有6#、7#燒結機為360 m³燒結機,均采用魯奇式帶式燒結機結構,分別于2008年、2009年投入運行,至今已運行10余年。經(jīng)檢測發(fā)現(xiàn),現(xiàn)有燒結機的漏風率較高,不僅不利于節(jié)約能源,還制約了生產(chǎn)效率。燒結機頭部點火爐下方未考慮微負壓點火,造成混合料被點火爐的高負壓吸緊,導致煤氣消耗增加。因此,要保障360 m³燒結機漏風率下降、負壓精確度提升等,對燒結機進行漏風治理改造尤為重要。

1 360m³燒結機工藝要求

新鋼燒結廠360m3燒結機工序能耗中,電耗占15%~30%,其中主抽風機電耗占燒結總電耗的50%~65%,因此降低電耗是節(jié)能工作重點和發(fā)展方向。隨著公司高爐煉鐵的發(fā)展,燒結機利用系數(shù)提升,在生產(chǎn)過程中由于料層增厚,需要更高的負壓和流量,主抽風機大部分時間已經(jīng)在工頻狀態(tài)下運行。另外,對360 m³燒結機臺車的20個點位進行檢測發(fā)現(xiàn), 目前燒結機的漏風率較高。從表1可以看出,燒結機臺車固定滑道下測量點的平均含氧量為10.975%,根據(jù)熱電偶處的含氧量檢測值15.5%、16.2%,大氣氧含量為20.9%,可推算出燒結機平均漏風率高達44.5%。 由此可知,制約主抽風機工作效率的主要原因是燒結機漏風率過高。

目前,新鋼360 m³燒結機的滑道密封采用傳統(tǒng)的固定滑道加臺車移動密封裝置的形式,即通過固定滑道和浮動游板對臺車與風箱之間進行密封。其原理是依靠上部的微量彈性結構與固定滑道之間的摩擦實現(xiàn)密封,并在摩擦接觸面添加潤滑油脂進行潤滑^[5]。然而,這種密封方式存在以下幾個問題:

1.1 溫度波動

溫度變化導致浮動游板與臺車密封槽不匹配。高溫時,游板膨脹過寬,導致卡死,形成漏風;低溫時,游板過窄,形成3 mm間隙,導致大量漏風,增加風機負荷和電能消耗,工作環(huán)境惡化。

1.2 滑道磨損

滑道高溫下潤滑脂易結焦、蒸發(fā),造成干摩擦和嚴重磨損。隨著時間推移,固定滑道磨損加劇,滑板無法補償間隙,導致漏風。

1.3 潤滑系統(tǒng)問題

潤滑點供油不均勻,油路經(jīng)常堵塞,形成干磨,增加運行阻力,縮短使用壽命,只能在檢修時人工清理。

綜上所述,燒結機的密封效果差導致燒結機利用系數(shù)低,單位能耗高,影響燒結礦的產(chǎn)量及質量,嚴重制約了燒結生產(chǎn)的順利進行。因此,加強燒結機各部位密封,降低燒結機漏風率是非常必要的^[6]。

2 360m³燒結機改造方案

改造方案采用金屬式自潤滑密封系統(tǒng),不改動燒結機主體結構。在現(xiàn)有燒結機臺車基礎上去掉原有的浮動游板,安裝水平動合金板,并取消滑道,降低滑道支撐梁高度,在該位置安裝自潤滑密封系統(tǒng)。該系統(tǒng)由自潤滑密封板、側密封、限位裝置、彈性支撐機構和基礎支撐組成,使動、靜密封裝置依靠彈性壓力緊密貼合,確保密封性能始終良好,同時阻止粉塵進入系統(tǒng)。全金屬自潤滑密封裝置解決了耐高溫和潤滑油脂消耗問題,降低了維護需求。改造完成后,燒結機恢復生產(chǎn)并穩(wěn)定運行^[5]。密封系統(tǒng)如圖1所示。

3 金屬式自潤滑密封系統(tǒng)技術特點

1)密封效果優(yōu)異。新型燒結機滑道自潤滑密封系統(tǒng)在游板和游板槽結構上增加擋風裝置,從根本上解決了游板與游板槽之間漏風的問題。

2)改固定滑道為浮動滑道,增加彈簧活動量,確保彈簧無卡滯,確保浮動滑道補償時靈活自如,通過彈簧的自動補償功能確?；涝谀p后仍保持密封功能。

3)節(jié)省潤滑脂消耗?；雷詽櫥芊庀到y(tǒng)采用特殊材料潤滑,運行過程中降低了潤滑脂消耗。

4)全金屬結構,不怕臺車跑偏,不怕軌道被墊起不平,不怕磨損,不怕過熱。

5)降低了燒結機的運行阻力?；雷詽櫥芊庀到y(tǒng)的運行摩擦阻力可調節(jié),其摩擦力僅僅是原有摩擦力的1/3左右,使用后噸礦電耗大幅度降低^[7]。

4 智能料位控制系統(tǒng)

大煙道下方灰斗的重錘卸灰閥已使用十余年,為雙層鍋底式配重密封、定時排放灰斗存料的形式。這種形式對卸灰閥及操作人員的要求較高,一旦發(fā)生異常未及時排空灰斗就會發(fā)生堵塞。而且長時間的運行后,密封性差、密封膠圈老化,卸灰閥難免漏風,然后進入閥體的野風會吹動散料對閥體形成沖刷,進一步加劇漏風現(xiàn)象,形成惡性循環(huán)。因此,采用智能料位控制系統(tǒng),將重錘卸灰閥改造為智能電液雙層卸灰閥。智能電液雙層卸灰閥帶有智能料位控制系統(tǒng),能根據(jù)現(xiàn)場實際閥前積料量實現(xiàn)定量密封卸灰,同時實現(xiàn)中控室監(jiān)控及遠程控制。通電后自動完成上、下閥之間互相交替工作,同步料位控制系統(tǒng)實現(xiàn)自動控制啟停,卸料途中遇到卡料現(xiàn)象時可自動處理故障,電液推桿做動力源,可實現(xiàn)過載保護等功能,有效減少漏風。

1)該卸灰閥為整體可分段更換結構,每臺卸灰閥由PLC系統(tǒng)單獨控制,操作簡單,控制靈敏。卸灰閥由物料檢測裝置、上部閥門、中間灰箱、下部閥門組成,在使用中,能保證至少有一套閥板處于關閉狀態(tài),從而有效避免大氣與料倉的竄風,漏風率低。

2)該卸灰閥采用獨立驅動裝置,分別控制上、下卸灰閥打開或關閉。卸灰閥初始狀態(tài)為上下閥板關閉,工作時,物料檢測裝置給出信號后,上卸灰閥板打開,下卸灰閥板關閉,將灰塵收集到中間灰箱中,然后上閥關閉,下閥打開,將中間灰箱中的灰塵卸出,下閥關閉,閥門自動復位運行。整套系統(tǒng)如此交替工作,至設定的卸灰量后, 自動停止工作全過程。當運行途中突然遇到卡料時,電液推桿配備的壓力繼電器輸出信號,控制電液推桿迅速打開再關閉,排除卡料缺陷。

3)當某一臺卸灰閥發(fā)生故障或檢修時,該閥門發(fā)出報警,下一閥門正常工作。

4)由于在此過程中卸灰閥始終有一個閥板處于關閉狀態(tài),因此系統(tǒng)的氣密性得到保證,使其負壓狀態(tài)不受影響,從而實現(xiàn)了自動卸灰崗位無人值守。

5 智能風壓控制系統(tǒng)

改造系統(tǒng)由于點位較分散,為便于檢修和集中管理,將360 m³燒結機頭部點火箱下方風管處翻板閥改為智能調節(jié)閥,根據(jù)燒結機的料層、機速,隨時精準調控負壓,實現(xiàn)全過程自動化。通過負壓傳感器、可編程控制器、單板調節(jié)閥等,對燒結過程中風量進行合理調整和智能控制,實現(xiàn)過程無人化自控調節(jié)。同時,將1#、2#、3#風箱運行負壓數(shù)據(jù)引至端口,主控室經(jīng)過控制器端口接入可進行遠程監(jiān)測調控,既降低了燃料消耗,又能防止料層被負壓抽吸,提高通氣性?？刂葡到y(tǒng)如圖2所示。

6 改造后應用效果

360m³燒結機改造前與漏風治理改造后達到的效果如表2~4所示。

新鋼燒結廠通過對原有燒結機進行綜合治理升級改造,新增了金屬式自潤滑密封系統(tǒng)、智能料位控制系統(tǒng)和智能風壓控制系統(tǒng)。加強密封后,不僅顯著提高了生產(chǎn)效率,還有效減少了漏風,降低了主抽風機的能耗和成本。因此,新鋼360 m³燒結機在漏風治理和節(jié)能改造后,設備運行穩(wěn)定、可靠性高,顯著提高了節(jié)能率,滿足了新鋼的正常生產(chǎn)需求和節(jié)能目標。

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2024年第22期第15篇