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福建三宝1080m3高炉供上料系统工艺特点

戚波

（中冶南方工程技术有限公司炼铁分公司， 湖北 武汉 430223）

摘 要：本文对福建三宝1080m3高炉供上料系统工艺特点进行了总结，通过对比两种方案的平面布置、投资费用等，认为方案二工艺布置紧凑、占地面积小、物流顺畅、检修方便、节省一次投资及运行成本。

关键词：高炉；矿焦槽；斜桥上料

1  前言

槽下供料系统的设计由于受总图场地、槽上供料系统的布置、原燃料品种及贮存时间的影响，布置形式富于变化。本文通过比较福建三宝1080m3高炉供上料系统的两种方案，认为方案二工艺布置紧凑、占地面积小、物流顺畅、检修方便，节省一次投资及运行成本。

2  高炉主要技术经济指标

表1  福建三宝1080m3高炉主要经济技术指标

3  槽下供料系统设计要求

1) 三宝钢铁厂无焦化系统，焦炭外购，与球团矿、块矿及杂矿一起在原料厂贮存，槽上采用1条皮带进行运输；

2) 设计烧结矿槽8个(7个烧结矿槽的贮存时间已达到15.8h，大于炼铁设计规范要求；为节省投资，本工程实际新建7个烧结矿槽，预留第8个烧结矿槽的位置)，焦槽4个，增加贮存时间；

3) 除杂矿外，所有矿石及焦炭均采用分散筛分、分散称量和集中称量的方式；

4) 为保证称量准确，称量斗安装与振动筛平台分开；

5) 采用料车上料；

6) 设置碎焦筛分回收工艺，为改善作业环境，不采用碎焦斜桥运输，采用皮带运输。

4  设计方案比较

以下两个方案均可满足上述工艺要求，平面布置如图1所示。

(a) 方案一

(b) 方案二

图1  福建三宝1080m3高炉槽下供料系统平面布置示意

1) 占地面积比较。

方案一：2868.8m2；方案二：1561.6 m2。方案二比方案一节省占地面积1307.2 m2，减少征地费用。

2) 工艺布置方案比较。

方案一：

1 球团矿、块矿及杂矿槽与焦槽同列。需增加4条供矿皮带，将其转运至烧结矿的供矿皮带上，增加了倒运次数，增多了物料粉化量；

2 设有球团、块矿共4个分散称量斗，12套称重装置，4台液压闸门和4套称量斗钢支架。

3 为了检修增加的4条供矿皮带的传动装置，每侧的球团矿槽与焦槽之间留有14.5m的间距；

4 需增加2个烧结矿槽，导致长度上需增加16m，而总图上不允许；

5 先用1号大倾角皮带将碎焦运至离焦槽7m远的碎焦筛分楼，筛分后落入焦丁仓内，再由2号焦丁皮带运至焦丁转运站的称量斗内，称量后由3号焦丁皮带运至供矿皮带尾部，与矿石混装入炉。2套碎焦筛分回收系统共设6条返焦皮带。

6 由于原碎焦筛分回收楼占地过大，使得槽下电气室及液压站无法布置。

7 由于槽下所有的返矿最终都汇聚到一条返矿皮带运至返矿仓贮存，因此返矿皮带在斜桥两侧要贯通。烧结矿槽布置在斜桥侧，料车钻出地面时需开4m宽的洞。返矿皮带为了避开这个洞，就必须靠近供矿皮带，使得两者之间只有150mm的净空。同时返矿皮带支腿与料坑开洞的边缘仅35mm，导致以后供矿皮带和返矿皮带的施工、安装、检修及维护都无法进行；

8 主卷扬机放在地面，截断了铁水运输线；

9 料车斜桥上设置专门的料车检修设施。

方案二：

1 通过巧妙调整矿槽闸门、给料机及振动筛的出口方向，使振动筛的成品料出口能够伸进烧结矿分散称量斗内，共用一个称量斗，减少了4条供矿皮带。如此设计不仅省去了转运，减少了物料粉化，而且使得球团矿可以在称量斗内与烧结矿进行混匀，防止了落料时球团打滚洒料；

2 取消球团矿、块矿的4个分散称量斗，共12套称重装置，4台液压闸门和4套称量斗钢支架，节省了投资 ；

3 取消了4条供矿皮带，将球团矿槽与焦槽靠拢，长度上减少了29米，布置紧凑；

4 由于减少了球团矿槽与焦槽之间的空隙，为增加2个烧结矿槽创造了条件 ；

5 碎焦筛分楼设置在左右杂矿槽端头，采用大倾角皮带将碎焦运至碎焦筛顶部，筛分后落入焦丁仓内，焦丁通过焦丁仓溜嘴直接进入焦丁称量斗，而焦丁称量斗设置在供矿皮带上，整个物流过程简洁顺畅；左右可只设2条返焦皮带，但考虑到大倾角皮带过长会增加投资，因此把一条大倾角皮带分成1条普通皮带+1条垂直提升皮带，减少了转运次数及投资；

6 由于碎焦筛分楼位于槽上皮带机头尾槽面以下，完全没有新占用地，从而为槽下电气室及液压站让出了布置空间；

7 将焦槽布置在靠近斜桥侧。由于左右两端各设置了1套碎焦筛分回收楼，返焦皮带未贯通，因此不必避开料车在地面的开洞。返矿皮带布置在远离斜桥侧，因此可以加大供矿皮带和返矿皮带间的距离，从而解决了两条皮带的施工、安装、检修及维护等问题。对调后靠近高炉中心线的左右烧结矿槽由原来的8m增加到12m，增加了烧结矿槽的容积；

8 卷扬机安装在振动筛平台上，既保证了铁水运输线贯通，又不增加投资；

9 为了节省投资，未设置专门的料车检修设施，在斜桥绗架的上部开吊装孔，汽车吊吊装料车。

3) 投资费用。方案一与方案二的投资对比情况见表2~5，方案二比方案一节省投资总费用约1325万元。

表2  方案一较方案二多出的土建投资费用

表3 方案一较方案二多出的设备采购费用

表4 方案一较方案二多出的皮带机运行费用

注：计算依据为年工作日350天，一代炉龄12年考虑，电费0.5元/(kW·h)

表5  方案一较方案二多出的称量斗耐磨衬板维护费用

注：耐磨衬板的使用寿命为1年，一代炉龄按12考虑

从以上对比可以看出：方案二在占地面积、工艺布置、土建投资及后期运行成本等方面均具有明显优势，因此本工程采用方案二。

5  槽下供料系统设计特点

槽下供料系统工艺流程如图2所示。

图2  供上料系统工艺流程图

5.1  矿焦槽本体工艺特点

1) 槽下供料设施以高炉上料斜桥为轴线呈左右对称布置。球团矿、块矿及杂矿在正常情况下两侧同时使用，当一侧出现故障时，另一侧仍能满足正常生产需要。

2) 常规做法是矿槽一列，焦槽一列，这样布置的缺点为：焦槽长度虽短，但矿槽过长，整体上占地面积大；而把球团矿槽、块矿槽及杂矿槽全部或部分放在焦槽列，可减少矿槽长度，整体占地面积相对减少，对总图在长度上布置紧张的工程尤为适用。

3) 矿槽布置在远离斜桥侧，可使供矿皮带和返矿皮带之间留有足够的间隙，满足皮带安装、调试及检修维护的需要。

5.2  碎焦筛分回收系统

1) 碎焦提升放弃了斜桥而采用了皮带运输的方式，极大的改善了工人的操作环境，体现了人性化设计理念；

2) 将碎焦筛分回收楼布置在矿槽两端，采用垂直皮带提升碎焦，不仅布置紧凑，而且节约占地，节省投资。

3) 左右两侧各设置1套碎焦筛分回收设施，既可同时使用，也可一用一备。粉焦采用汽车运输。

5.3  料车主卷扬机安装位置

料车主卷扬机安装常见方式有：

1) 在高炉与斜桥之间设立独立的料车主卷扬机室，房子尺寸为16m（长）×11m（宽）×7.5m（高）

2) 当高炉与斜桥之间有铁水运输线，料车主卷扬机室无法落地时，将其架设在贴水线上，底面砌筑耐火材料隔热；

3) 料车主卷扬机放置在炉顶主平台上，并将主平台外挑加大加固；

4) 料车主卷扬机放置在矿焦槽屋面上。

采用方式1和方式2，须设独立的卷扬机室，投资高；采用方式3和方式4不仅投资高，而且对炉顶和矿焦槽框架的震动冲击大，结构设计难度大，检修维护也不方便。

本工程将料车主卷扬机安装在振动筛平台，没有专门的卷扬机室，不仅节省投资而且便于检修。     

6  供上料系统主要工艺设备技术参数表

槽下供料系统主要参数见表6~8。

表6  福建三宝1080m3高炉贮矿槽、贮焦槽贮存能力

表7  福建三宝1080m3高炉振动筛规格

表8  福建三宝1080m3高炉槽下供料系统皮带机设备规格

6  结语

通过比较，福建三宝新建1080m3高炉最终采用方案二。其供上料系统的工艺特点为：矿焦槽双排并列布置，全混凝土结构；设碎焦筛分回收工艺，碎焦采用垂直皮带提升，采用斜桥上料方式，料车主卷扬布置在振动筛平台上，不另设卷扬机室和料车检修设施。该工艺布置紧凑，占地面积小，物流顺畅，检修方便，节省一次投资及运行成本。