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承钢一号烧结机混合料矿槽改造实践

张月¹，光言²

(1.河北钢铁集团承钢公司；2.承德天工建筑安装工程有限公司)

摘 要：论述了混合料矿槽粘料原因及易发生粘料的部位，针对性采取的措施，包括矿槽形状的改变，空气炮、疏松器的综合使用，并介绍相关设备的工作原理。

关 键 词：混合料矿槽；空气炮；疏松器

1 前言

烧结混料仓作为烧结生产混料环节的主体设备，对烧结生产起重要作用^[1]。一方面它是供料系统和烧结台车的衔接环节，不仅保证了生产的连续进行，也稳定了烧结初始料的质量波动，不管对整个烧结生产的顺利进行还是烧结料的质量波动都起到一定的缓冲作用；另一方面，通常还要用蒸汽在料仓内将物料预热，降低烧结过程中的过湿带，强化烧结，降低燃料消耗，提高烧结矿产量和质量。再生产过程中混合料矿槽粘料将直接影响烧结布料的均匀稳定性，影响烧结矿的产质量，降低烧结检修周期延长检修时间，而且在清理矿槽过程中还会时常发生人身伤亡事故。围绕如何降低混合料矿槽粘料问题承钢一号烧结进行了多种方法的实验并取得了良好的效果。

2 矿槽粘料原因分析

2.1 碱性熔剂的影响

承钢360m²一号烧结机所使用熔剂为生石灰、轻烧白云石，而且烧结矿碱度较高(2.15左右)，由于碱性熔剂加入较多，增加了混合料的粘结性，尤其是生石灰消化后呈粒度极细的消石灰胶体颗粒，其平均比表面积达300000cm²/g，增加了物料的凝聚性，进而恶化粘料情况。

2.2矿槽设计缺陷影响

承钢360m²一号烧结机混合料矿槽在设计之初为了增加矿槽的储料量，矿槽采用的是两段式^[2]即东西两倾斜面设计为上下两部分，上部倾斜角大于下部倾斜角，如图1所示，角A大于角B，这样混合料在下降的过程中阻力增加，混合料与矿槽倾斜壁接触时间相对延长，因此，加重了粘料情况，尤其是倾角大的上部常常成为粘料严重的部位。通常在检修三四天后矿槽的有效容积就会减小30％左右，随着粘料情况的恶化，不但起不到增加矿槽的储料量的作用，反而使矿槽的有效容积变小。

原来设计所用的衬板是普通钢板，衬板与原料的摩擦系数大，原料很容易就与衬板粘合一起，造成矿槽粘料严重，甚至发生彭矿槽的恶性事故。因此混合料仓粘料一直是困扰烧结厂生产的重大问题，特别是混合料水分偏大时，粘料问题尤为突出，要经常停车清料，最严重时5～7天就把矿槽堵死，而每次清堵，都占用3个小时以上，占用了大量的生产时间，影响了整个生产的正常进行。而且，料仓内温度高、缺氧，工人下去清料容易造成中暑，如果上部的料垮塌又会造成安全事故。

图1 混合料矿槽改造前示意图

3 改造措施

经过以上观察分析，决定对原来混合料矿槽进行改造。混合料矿槽是进入烧结前的一道重要工序，必须确保改造后混合料矿槽既能解决粘料问题，也要满足生产需要。

3.1 矿槽形状及衬板改造

针对混合料仓仓型的缺陷，提出将矿槽改为相对不爱粘料的一段式^[2]，即将东西两斜面改为上下部倾斜角一致的单倾斜角斜面，如图2中虚线所示。这样虽然矿槽的最大容积有所下降，但是由于降低了混合料下降所受的阻力，减小了摩擦力，混合料与矿槽壁的相对接触时间变短，减小了矿槽壁的粘料几率，因此矿槽的有效容积反而增加了。另外，对正常生产过程中矿槽的料位也做了严格的要求，要求矿槽料位严格控制在1/3以下。在长时间停机时，要求必须把混合料仓排空，减少原料在仓内的停留时间。陶瓷衬板具有长寿命、不粘料、免维护的特点，

因此针对原来衬板不足，经过多方比较，决定将衬板改用为技术相对成熟、行业比较认可的碳化钨陶瓷衬板。

改造后东西两倾斜面粘料问题基本解决，生产过程中基本不会发生东西两面粘料造成被迫停产的情况，生产一个月后的矿槽，东西斜面粘料依然非常的少。

图2 改造后矿槽形状

3.2 增设空气炮

空气炮是利用气压平衡的原理，先将压缩空气贮存于钢制炮体中，当炮体内气压能达到0.4~0.8MPa时，透过电动式(或手动式)气动元件操作，切断压缩气流，打开电磁阀的排气密封活塞瞬间形成前后压力差，迫使活塞后移，打开排气口，使压缩空气瞬间向预定方向以超音速喷出，利用压缩空气突然释放势能，产生强烈冲击波，冲开物料堵塞区，克服物料的摩擦，使起拱的或粘结的物料再次恢复重力流动，使堵塞消除，以保证生产顺利进行。空气炮的工作原理如图3，工作过程如下：

图3 空气炮工作原理图

3.2.1 打开供气阀门，压缩空气经由电磁阀S进入气缸A，同时通过单向阀进入贮气罐D，(图a)。

3.2.2 气缸A中的压缩空气迫使活塞P移向位置C。封闭贮气罐D，此时空气炮处于待发射状态，(图b)。

3.2.3 启动电磁阀或气动控制阀，S换向，A中余气经S排出，A、D压力失去平衡，P受D压力作用很快回移，同时D中的压缩空气通过喷射管在几微秒之内喷射出去，(图c)。

为了消除矿槽南北垂直面的粘料，在南北两面共布设四个空气炮，一面两个上下布置。由电脑程序控制空气响炮顺序及周期，空气炮每三十分钟开始一次清料周期，每个空气炮相隔15分钟(即一个清料周期为45)。

空气炮安装后很好的解决的矿槽南北侧底部的粘料情况，但是受矿槽强度、现场条件以及空气炮作用面积的限制，矿槽北侧顶部粘料依然比较严重。

3.3 增设疏松器

疏松器具有作用力和作用面积大的特点，因此为了解决北侧矿槽粘料情况，决定在北侧安装疏松器，根据实际情况安装两个拉杆。

疏松器由电气控制柜、液压站、液压缸、疏松拉杆等组成。该装置如图4所示。工作时由电气控制柜发出自动启动信号，液压站高压油泵启动，高压油经过电磁换向阀换向后进入液压缸，液压缸往复运动，带动疏松拉杆沿矿槽壁作上下运动。一个工作周期结束后，电气控制柜发出停机信号，液压站高压油泵停机，液压缸停止拉杆恢由于得不到压力油而自动停止，疏松器处于待命状态，等待下一个启动信号。

疏松器采用液压驱动，1个油泵同时控制其2个疏松拉杆上下运动，控制简单，占地面积小，投资费用低，可产生高达6-8MPa压强，而空气炮最大只能产生0.8-0.9MPa压强，所以，疏松器的清堵效果是空气炮无法比拟的。另外，疏松器是利用拉杆往复运动来清理堵塞的，工作时噪音比较小。

图4疏松器的构成

1-液压缸；2-疏松器拉杆；3-液压站；4-电气控制柜

作为疏松疏器关键部件的拉杆结构如图5所示。每个杆上有1排齿，每排各有6个。这种多齿结构，有利于清料，又使液压缸行程不用太大，设备易制造，运行故障率低。各齿长度不一，由下往上逐渐加长，与矿槽形状对应，以便对矿槽全面清理，不留死角。齿与杆之间夹角为55°，可减小拉杆在上下运动过程中受到的物料阻力，防止齿被折断，同时又能起到自动清理的作用。拉杆由不锈钢1Crl8Ni9Ti焊接而成，该材料具有良好的耐热性、耐蚀性及抗晶间腐蚀能力，焊接性、耐磨性也良好，拉杆使用寿命可达到3年。拉杆与液压缸采用销轴联接，安装更换方便快捷。

1-导向器；2-齿；3-杆；4-保护盒；5-液压缸

4 改造效果

经过改造后，混合料仓的粘料问题得到了有效的解决，矿槽料位控制更加稳定，混合料布料得到了很好的改善，现在混合料仓只需每月检修时清仓，而且清仓时只需用压缩空气在料仓上面吹就行了，工人不用进入料仓，岗位操作工劳动强度减轻很多。改造后的料仓虽然最大容积变小，但因粘料发生率大大降低，所以总的来说有效容积反而增加，矿槽所起的物料缓冲作用加强，矿槽的烧结工艺停机时间大幅下降，生产连续稳定，烧结矿质量有了明显的改善。

参 考 文 献：

[1]   王天雄，龚艺杰，熊端贵.烧结混合料仓的改造[J].重钢技术，2010，2(6).

[2]   夏国丰.解决机前混合料仓粘料问题的探讨[J].2005年度全国烧结球团技术交流年会论文集，152.