雷建梅

山西建龍實(shí)業(yè)有限公司技術(shù)中心

摘要  通過對山西建龍198 m²、265 m²、360 m²燒結(jié)機(jī)篦條糊堵的問題進(jìn)行原因分析，找出問題的癥結(jié)，采取燒透減少燒結(jié)過濕層，除塵灰外配，改進(jìn)篦條結(jié)構(gòu)，增加鋪底料厚度等一系列的措施，有效的解決了三臺(tái)燒結(jié)機(jī)篦條糊堵的問題。

關(guān)鍵詞  燒結(jié)機(jī)；篦條糊堵；過濕層；除塵灰

隨著山西建龍實(shí)業(yè)有限公司產(chǎn)能規(guī)模的不斷擴(kuò)大，煉鐵、煉鋼、軋鋼等各工序產(chǎn)生的各種含鐵固體廢棄物越來越多，為了降低生產(chǎn)成本，節(jié)約資源，減少環(huán)境污染，工業(yè)廢料返回?zé)Y(jié)工序消化利用。由于這些固體廢棄物的粒度細(xì)、粘性強(qiáng)、親水性差，而且環(huán)境灰量、重力灰量、污泥配比增加，三臺(tái)燒結(jié)機(jī)均出現(xiàn)了篦條糊堵問題，導(dǎo)致風(fēng)量分布不均衡，部分爐篦條、隔熱墊燒損、脫落嚴(yán)重，設(shè)備故障率增加，燒結(jié)礦產(chǎn)量降低，質(zhì)量也受到一定程度的影響，特別是進(jìn)入到冬季，爐蓖條糊堵尤為突出。

1篦條糊堵機(jī)理探索

燒結(jié)機(jī)篦條的糊堵是在生產(chǎn)過程中逐漸形成的，起初篦條兩端與隔熱套接觸的地方很容易糊堵，而且糊堵上去的料比較牢固，在燒結(jié)過程的循環(huán)中黏料越黏越多，導(dǎo)致篦條和隔熱套活動(dòng)間隙減少，最終篦條上和隔熱套上粘滿料，引起整塊臺(tái)車糊死。

糊堵過程：首先，隔熱套和篦條接觸的地方開始糊堵，主要是篦條兩頭與隔熱套的間隙小，最容易夾料；其次，篦條的兩端、篦條與篦條之間開始糊堵，導(dǎo)致所有的篦條都無法活動(dòng)；然后，篦條的中間縫隙也開始變小，逐漸的糊堵，整個(gè)表面除了燒結(jié)料接觸的上表面以外都粘滿了料；最后，隔熱套的表面和燒結(jié)機(jī)風(fēng)箱板壁上開始黏料。

從燒結(jié)機(jī)篦條、隔熱套、臺(tái)車本體及風(fēng)箱糊堵情況，結(jié)合燒結(jié)過程分析來看，燒結(jié)機(jī)篦條之間的間隙是燒結(jié)過程中風(fēng)的通道，風(fēng)的沖刷作用應(yīng)保證篦條表面不糊堵，說明料和篦條、隔熱墊、臺(tái)車本體之間的黏合作用力比較大。從黏料情況看，比較堅(jiān)硬，靠一般的機(jī)械清理很困難，黏結(jié)力、作用力相當(dāng)大。與此同時(shí)，燒結(jié)機(jī)篦條糊堵嚴(yán)重的同時(shí)，燒結(jié)主抽風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)子、葉片出現(xiàn)掛泥現(xiàn)象，對燒結(jié)主抽風(fēng)機(jī)的運(yùn)行安全造成威脅。

因此，有必要對燒結(jié)機(jī)篦條糊堵進(jìn)行深入地探討，找出糊堵的機(jī)理，采取措施予以解決，以穩(wěn)定燒結(jié)生產(chǎn)。

2燒結(jié)機(jī)篦條糊堵的原因分析

通過現(xiàn)場觀察，已糊堵的篦條為白色斑狀，篦條之間為以鋪底料為主的黏結(jié)塊，黏結(jié)塊表面分為白色、紅色。取黏結(jié)在臺(tái)車上的料塊，分析篦條糊堵物質(zhì)的化學(xué)成分，結(jié)果見表 2，篦條糊堵前后對比圖見圖1、圖2。

表1：糊堵物成份/%

從檢測結(jié)果分析：紅色包裹層主項(xiàng)為 Cl^-、K、S、O，包裹物中夾雜 Fe³⁺，因此顏色發(fā)紅。白色顆粒中 Cl^-含量大于 K 含量，二者總量達(dá)到 88.04%，說明主要物質(zhì)為 KCl，還有少量的 NaCl、K₂O、Na₂O。KCl 在燒結(jié)溫度條件下為液相白色物質(zhì)，因?yàn)楸戎剌^小的緣故，燒結(jié)過程能隨抽風(fēng)氣流下行，冷卻過程黏結(jié)鋪底料，黏結(jié)篦條表面，與氣流中粉塵接觸后，還容易黏結(jié)粉塵。氣流成分濃度較高時(shí)，黏結(jié)加劇。

黏結(jié)項(xiàng)來源：K 主要來源是除塵灰、污泥、白灰和石灰石粉、白云石粉與高鉀礦物，Cl^-主要是港口外礦抑塵過程中打入的海水帶入。

圖1：篦條糊堵后                   圖2：篦條糊堵前

從上表可以看出，我廠篦條與標(biāo)準(zhǔn)相比Cr、Mn含量偏低，C、S含量偏高。

2.1除塵灰、污泥、氧化皮對篦條糊堵的影響

我廠燒結(jié)內(nèi)部產(chǎn)生的環(huán)境灰（除塵機(jī)頭三、四電場灰外）、煉鐵礦槽灰、出鐵場灰、重力灰、煉鋼二次除塵灰均在燒結(jié)中配用，單耗達(dá)0.025t/t，污泥在燒結(jié)中單耗達(dá)0.019t/t。在一次料場將除塵灰、污泥、高爐返礦按比例攪拌，通過預(yù)配按重量配料，在燒結(jié)中均衡配用。

通過對篦條糊堵物進(jìn)行取樣成份分析發(fā)現(xiàn)粘結(jié)物中堿金屬含量偏高，其中K₂O、Na₂O含量尤其偏高，由此分析判斷正是由于除塵灰、污泥等的直接配加、循環(huán)使用造成了有害元素的不斷富集。具體除塵灰、污泥、氧化皮成份見下表3。

表3：除塵灰、污泥、氧化皮成分/%

2.2混合料水分控制對篦條糊堵的影響

燒結(jié)生產(chǎn)燒結(jié)料點(diǎn)火后，燒結(jié)過程自上而下進(jìn)行，根據(jù)料層的變化將燒結(jié)過程沿料層的高度大致分為五個(gè)帶：燒結(jié)礦帶、燃燒帶、預(yù)熱帶、干燥帶和過濕帶，五個(gè)帶中燃燒帶和過濕帶的水氣冷凝阻力最大，預(yù)熱帶和干燥帶次之，燒結(jié)礦帶最小。

從燒結(jié)過程來看，當(dāng)過濕帶向下移動(dòng)至臺(tái)車篦條時(shí)，篦條表面和間隙中存在著大量水分，使篦條濕潤，同時(shí)混合料中的重力灰、環(huán)境灰等細(xì)顆粒物料由于親水性差且不易成球，在干燥帶及過濕帶形成大量粉塵隨風(fēng)流通過篦條間隙。當(dāng)燒結(jié)機(jī)篦條間隙透風(fēng)不暢時(shí)，一些具有粘性的粉塵與濕潤的篦條接觸，粘附于篦條間隙中。隨著燃燒帶下移，溫度不斷升高，粘附的粉塵發(fā)生礦相反應(yīng)，便形成具有一定強(qiáng)度的粘著物。隨著燒結(jié)生產(chǎn)的周而復(fù)始，經(jīng)過多次的粉塵粘附和礦相反應(yīng)，致使篦條間隙逐漸被糊死。

結(jié)合生產(chǎn)實(shí)際，在一定范圍內(nèi)水分越大，燒結(jié)過程的過濕現(xiàn)象越嚴(yán)重，到達(dá)篦條的重力水越多，越容易造成篦條糊堵，所以導(dǎo)致燒結(jié)過程中過濕層過厚是篦條糊堵形成的一個(gè)重要原因。

2.3 燒結(jié)終點(diǎn)控制不好

從燒結(jié)生產(chǎn)的過程來看，如果燒結(jié)終點(diǎn)控制得當(dāng)，燒結(jié)餅燒透，終點(diǎn)溫度應(yīng)該控制在300℃以上，但如果由于水分波動(dòng)大或終點(diǎn)控制不好，燒結(jié)終點(diǎn)的溫度就會(huì)降低甚至過濕層在爐蓖條表面，過濕層中的水份和細(xì)顆粒物料就會(huì)粘附在爐蓖條上，造成爐蓖條間隙被糊堵。

2.4鋪底料的影響

結(jié)合燒結(jié)杯試驗(yàn)室，我廠原料結(jié)構(gòu)燒結(jié)料的過濕層厚度較厚，要求鋪底料的厚度相應(yīng)增加，通過生產(chǎn)實(shí)踐需要鋪底料厚度30～40ｍｍ，但是測量發(fā)現(xiàn)，燒結(jié)機(jī)鋪底料厚度在25ｍｍ左右，鋪底料較薄，導(dǎo)致混合料與篦條直接接觸，一方面降低了燒結(jié)料的透氣性，另一方面當(dāng)燒結(jié)帶下達(dá)到篦條時(shí)，燒結(jié)帶的高溫廢氣可能將篦條燒壞或把已熔融的液相黏于篦條上。 這也是造成篦條糊堵的原因之一。

2.5篦條材質(zhì)的影響

篦條材質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)與我廠篦條材質(zhì)對比如下：

表4：改進(jìn)前篦條材質(zhì)/%

鉻含量能使篦條外表層在高溫作用下生成一層致密的 Cr₂O₃ 保護(hù)膜, 阻止或延緩合金的氧化過程由外部氧化轉(zhuǎn)向內(nèi)部氧化，而我廠篦條Cr低，易造成抗氧化能力差，篦條易富集其它氧化物如K₂O、Na₂O。碳較高，易造成篦條塑性能力變差，高溫強(qiáng)度低，使?fàn)t篦條容易斷裂。

3解決措施

3.1對環(huán)境灰、重力灰實(shí)施單獨(dú)配加

前期環(huán)境灰、重力灰、污泥、高爐返礦按一定比例攪拌。由于污泥水分含量大，環(huán)境灰、重力灰拉運(yùn)不及時(shí)或由于揚(yáng)塵，攪拌人員不能嚴(yán)格按比例攪拌，造成混合料不均勻，影響燒結(jié)過程的均一性。目前在一次料場將重力灰與環(huán)境灰霧化，另外制作了環(huán)境灰與重力灰的兩個(gè)小倉，將重力灰與環(huán)境灰單獨(dú)上倉，避免了除塵灰攪拌不均勻的現(xiàn)象，較大程度上解決了篦條糊堵。

3.2加強(qiáng)操作檢查，嚴(yán)格控制混合料水分及燒結(jié)終點(diǎn)溫度

降低燒結(jié)過濕層厚度以減小過濕層對爐篦條糊堵的影響。為此，采取以下措施：

①為使混合料水份穩(wěn)定，要求班組長每班對混合料采樣兩次進(jìn)行檢測，目前造球率≥ 68%，含水量 7.5±0.2%。要求上下工序銜接好，配料出現(xiàn)斷料時(shí)，要第一時(shí)間通知看水工及時(shí)調(diào)整一混加水量，定期對看水工進(jìn)行技能培訓(xùn)，提高目測水份含量的技能。與此同時(shí)，對一混內(nèi)加水進(jìn)行蒸汽預(yù)熱，提高水溫，機(jī)頭混合料溫度≥ 56℃，過濕帶厚度減少，混合料透氣性良好。

②提高看火工、混合機(jī)工的操作技能培訓(xùn)，對他們進(jìn)行混合料水分估測訓(xùn)練；同時(shí)由工程技術(shù)人員不定期抽查，促使各崗位操作人員熟練掌握并提高其操作技能。

③要求混合機(jī)工加強(qiáng)機(jī)旁操作檢查，及時(shí)發(fā)現(xiàn)水分波動(dòng)并作好相應(yīng)調(diào)整，以穩(wěn)定混合料水分。

④針對料種不同、成分不同、燒結(jié)性能不同、配比不同的情況，提前取樣、抽樣、化驗(yàn)，進(jìn)行預(yù)配料。

⑤對制粒機(jī)加水系統(tǒng)改造為霧化加水。

3.3  改進(jìn)篦條結(jié)構(gòu)

觀察發(fā)現(xiàn)除了固體廢棄物循環(huán)利用導(dǎo)致篦條糊堵外，燒結(jié)機(jī)篦條沒有充分的自由度也是造成篦條糊堵的重要原因之一。篦條在隔熱墊上面應(yīng)當(dāng)可活動(dòng)，有一定的自由度。當(dāng)臺(tái)車在軌道上運(yùn)行時(shí)，由于相鄰篦條之間能相互移動(dòng)，夾在篦條之間的顆粒也容易掉落，不易結(jié)塊。但由于爐蓖條受熱膨脹，兩端部間隙變小，甚至頂死，造成無法活動(dòng)，將爐篦條的長度有496 mm改為494 mm。另外將爐篦條的相鄰間隙由5 mm改為10 mm，以提高通風(fēng)面積，將爐篦條的“夸檔”尺寸由65 mm，改為67 mm，以增加爐篦條的自由度。

另外還與篦條供應(yīng)廠家結(jié)合對篦條結(jié)構(gòu)作了以下改進(jìn)：

1）適當(dāng)增加頂部與兩側(cè)面的過渡圓弧，由R13改為R18。

2）增大篦條兩端掛鉤處過渡圓弧，增強(qiáng)此處強(qiáng)度，防止燒損及受力時(shí)斷裂。3）篦條整體厚度由35 mm減為33 mm，為保證篦條整體強(qiáng)度，將兩端高度由30 mm增加為35 mm。

3.４　提高鋪底料厚度

鋪底料利于主風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)子壽命的提高和燒結(jié)料層透氣性，延長了篦條壽命，減輕了篦條糊堵。結(jié)合我廠原料結(jié)構(gòu)，調(diào)節(jié)鋪底料調(diào)整螺絲，將鋪底料厚度提高到 35ｍｍ，延長燒結(jié)過濕層與臺(tái)車篦條之間的距離，避免過濕層料大面積與臺(tái)車篦條接觸，阻隔過濕層料大部分進(jìn)入篦條間隙，使過濕層料在完成燒結(jié)過程中始終處于鋪底料上部，而與臺(tái)車篦條和篦條間隙“絕緣”。

3.5  定期集中清理糊堵篦條，防止糊堵現(xiàn)象進(jìn)一步發(fā)展

每月進(jìn)行一次燒結(jié)機(jī)定修，組織作業(yè)區(qū)職工集中清理、更換糊堵的篦條，并要求檢修前一天完成全部空臺(tái)車組裝。集中處理糊篦條時(shí)，充分利用燒結(jié)機(jī)平臺(tái)上能用的空間，將所有參檢人員合理分工，做到燒結(jié)機(jī)臺(tái)車和燒結(jié)機(jī)平臺(tái)上同時(shí)進(jìn)行。處理時(shí)，對于“糊”得面積達(dá)到75％以上的將整塊臺(tái)車更換下來，在燒結(jié)機(jī)平臺(tái)上處理；而對于糊堵情況較輕的，由作業(yè)區(qū)人員用鋼釬、撬棍在燒結(jié)機(jī)上清理，及時(shí)更換燒損的爐篦條、隔熱墊。

3.6 改進(jìn)篦條材質(zhì)

由于原有篦條易氧化糊堵嚴(yán)重，造成消耗高，一般噸燒篦條消耗0.03~0.1kg，但我廠原有篦條消耗超過0.1kg以上，為改善我廠篦條質(zhì)量，與篦條廠家共同簽定了技術(shù)協(xié)議，要求篦條材質(zhì)按如下標(biāo)準(zhǔn)執(zhí)行。

表5：改進(jìn)篦條后的成份/%

4結(jié)束語

通過采取控制混合料水分、控制燒結(jié)終點(diǎn)，減小燒結(jié)過濕層，對除塵灰等固體冶金廢料的單獨(dú)配加使用，改進(jìn)篦條材質(zhì)與結(jié)構(gòu)等一系列的綜合措施，2018年后我廠篦條糊堵現(xiàn)象大大減輕，大幅減少了爐篦條、隔熱墊的消耗，減輕了職工的勞動(dòng)強(qiáng)度，提高了抽風(fēng)效率，為燒結(jié)優(yōu)質(zhì)高產(chǎn)創(chuàng)造了條件。