摘要本文介绍了程潮铁矿球团厂建厂以来的主要工艺技术进步情况。经过近4年的努力，在生球制备、筛分布料、风流系统等方面逐渐形成了具有自身特色的工艺布置形式，为球团发挥最大产能及改善作业条件等提供了有力保证。

关键词  造球筛分布料风流系统球团矿质量

1  前言

    程潮铁矿球团厂是国内兴建的第一条链篦机一回转窑一环冷机生产线。由于设计的先天不足，2003年投产后生产极其不畅，严重阻碍了球团矿产质量的提高。为此，我们于2003～2006年多次对精矿干燥系统、生球制备系统、筛分布料系统、风流系统等部分进行了大规模的改造，同时进行了质量的攻关。至2007年，球团生产工艺基本稳定，产、质量指标完全满足了武钢炼铁需要。现将改造和攻关情况介绍如下。

2精矿干燥系统的改造

  原设计配有精矿干燥系统，用来干燥选矿厂来的铁精矿，干燥热源为环冷机的第三段热废气，干燥后的铁精矿通过皮带给入高压辊磨机辊磨。在生产过程中，由于干燥机进口温度需要达到500 ⁰C以上，而环冷三段烟气温度仅为100 ⁰C左右，远远不能满足干燥需要。同时，干燥后的铁精矿，直接给入辊压机进行辊压，存在进料不稳定的现象，造成辊压机给料量时大时小，辊压机料柱上部经常出现精矿溢出、辊压机动辊作大幅度往复运动的现象，对动辊及其液压系统造成较大危害。岗位无法实现对给料量的控制，从而使辊压效果也大为降低。

    为此，我们于2003年12月对其进行了改造。首先，取消环冷三段余热管道，重新修建沸腾燃烧室，向圆筒干燥机供热风。改造后，岗位可依据来矿量大小及来矿水分及时对沸腾炉的炉膛温度进行控制，以保证干燥效果；另外，在辊压机前面增加了辊压缓冲仓，通过电子皮带秤以及辊压机料柱料位计对辊压机入磨料量进行双重监控，以恒定给料控制。改造后及时对辊压机进行了调试实验，并得出最优参数：辊子压力为6 MPa、辊子间距为7～10 mm，辊子线速度为O．936 m／s、给料精矿水分为6．5％～7．5％，此时辊压效果及精矿成球性最好，最佳参数下高压辊磨效果列于表l。

    从表1可以看出，物料经过辊压后，粒度与比表面积均有较大的改变。物料物化性能的改变使成球性有较大提高。生球合格率从68％提高到了80％，提高12％。生球质量较辊压前也有显著变化，0．5 m高落下强度提高了1．O次／球，抗压强度提高3N／个。

3造球系统的改造

    程潮铁矿球团厂造球机设计参数为：直径6000 mm；边高600 mm；转速6．9 r／min；倾角47⁰。加水点、加料点布置以及刮刀安装如图1所示。生产实践表明该造球系统的造球效果不好。上述参数的选取及球盘布置，主要存在以下几方面问题：

    1)加料点位置偏于球盘的底部，新料加入后，向下滚动的空间不足，不易形成母球。而且加料宽度窄，仅有200 mm左右。

  2)加水位置在顶部，造成操作时难于观察到加水量的大小。另一方面，到达第四象限的物料多为粘在球盘底部的物料，这部分物料本身水分较大，加水后物料变得更湿，在旋转刮刀的作用下，容易形成结块，难于形成母球。相反，新加物料却不能及时得到补加滴水，不利于母球的形成。

    3)边刮刀的安装位置垂直于料流方向，导致盘面利用率降低。

    4)一般来说，物料上升不到最高点可以通过降低球盘的倾角来实现，但由于程潮铁精矿的堆积角为45⁰左右，降低球盘倾角将会使物料不能向下滚动，使成球效率降低。

    在对精矿干燥系统改造的同时，我们对造球系统进行了改造。改造后的球盘布置如图2所示。主要改造内容有：

    1)将加料位置上调，使新加入的物料有充足的向下滚动空间，同时在给料皮带上加装平料板，使给料宽度增加。

    2)加水位置调至给料点的下方，这样混合料加入到球盘后能及时得到补加滴水。同时在生球长大区添加一个雾水添加装置，为长大区生球补加雾水。

    3)将边刮刀改为顺料流方向安装，以提高盘面利用率。

    4)增大圆盘电机皮带轮直径，将电机改为无级调速，使球盘转速实现可调(最高转速可达到10 r／min)。改造完成后，我们组织了条件实验。条件实验使用的粘结剂为中洋膨润土，配加量为3．0％。实验结果表明：在给料量为60t／h；球盘倾角为48。；球盘转速为8．13 r／rain时，成球率与生球质量较好(成球率为68％，生球0．5 m落下强度为4．8次／球)，较改造前有了较大改善。

4筛分系统的改造

    按照原设计，生球采用集中筛分方式进行合格生球的筛分，其布置形式如图3所示。生球通过皮带运输，进入1．2×2 m的大球辊筛筛除大于16 mm的不合格粒级生球；小于16 mm的生球经漏斗进入梭式布料小车，将生球呈z，字型布至4 m的宽皮带上，再进入小球辊筛筛除小于8 mm的小球及粉末。生产中发现该系统存以下问题： 

    1)大球辊筛筛辊为直径80 mm的普通钢辊。由于筛辊直径较小且材质为普通钢，因此粘料严重，筛孔易堵塞。

    2)大球辊筛的筛分面积较小(1．2 m×2m)，安装倾角(15⁰)又与筛辊直径不匹配，生球极容易翻越辊子，导致大量合格生球进入返料系统，造成返料系统负荷增大使皮带频繁被压停。

    3)大球辊筛筛出的小于16 mm的生球及粉末进入漏斗，由于漏斗倾角较小(45⁰)，及物料水分较大(其中还含有大量膨润土)，因此极易粘结在溜槽钢板上，造成料流不畅。

  4)合格球直接落人链篦机篦床上，由于偏析作用，布在料层底部的大球较多，另外由于链篦机上布料呈Z形，在料量较小时，会出现布料不均的现象。

  由于以上原因，致使大球辊筛的筛分效率只有18％左右，进入链篦机的合格生球量每小时不足50 t，严重制约了产量的提高。

  2003年12月及2004年12月，我们先后两次对筛分系统进行了改造。改造后的筛分布置如图4所示。筛分形式为梭式布料小车+大球辊筛+宽皮带+小球辊筛。具体改进有：

    1)辊筛材质选用不锈钢辊或者聚氨脂辊，直径为130 mm，使粘料现象得到显著改善。

    2)扩大了筛分面积，大球辊筛改造后其筛分面积达到了16 m。。由于随着辊径增大，同样粒级的大球以同样的速度撞到圆辊上时，所获得的翻转力矩会相应减小，若筛子仍保持较小的安装倾角，将使大球不能顺利翻越圆辊，滞留在辊间，造成筛隙堵塞。因此将倾角由原来的15⁰提高到17⁰。

    3)在宽皮带靠头部端增加一支撑托辊(如图4中5位置所示)，使宽皮带带面与水平面呈10。的倾角，以降低大球辊筛与宽皮带的落差，避免生球在跌落过程中破碎。

    4)布料的均匀性与梭式布料小车及宽皮带运行速度有较大关系。由于梭式皮带的来回摆动，布在宽皮带上的料将形成十分明显的“Z”字形，“Z”字形的波峰间距与小车运行的速度成反比，与宽皮带的运行速度成正比。因此小车运行速度越快，宽皮带运行速度越慢，波峰间距就越小。为此，我们将布料小车的电机换成高频电机，将宽皮带改为调速式，通过对机械及电气进行改造后，布料均匀性得到显著提高。

5风流系统的改造

    通过上述筛分系统配置的改造，及各设备、工艺参数的合理选择，大大提高了筛分效率(提高到了85％)，进入链篦机的合格生球量提高到每小时180 t以上。

    建厂时的风流系统如图5所示。链篦机分为三室4段，1个鼓干段、2个抽风干燥段、1个预热段。两抽风干燥段共用一个风机，抽风废气采用布袋除尘器除尘。预热段为两侧抽风，废气均采用多管除尘器除尘。北侧1#回热除尘器前的人风管路与除尘器基本上呈90⁰布置，南侧2#回热除尘器前的入风管路与除尘器基本上呈一条直线布置。2#回热风机将预热段南侧的热废气循环至鼓干段，作为鼓干段干燥热源。而l#回热风机将预热段北侧的热废气循环至抽风干燥一段。环冷机一段冷却热废气进入回转窑作为回转窑燃烧二次热风。环冷机二段冷却热废气作为抽干二段热源，通过风机引入抽风干燥二段。此风流布置，存在四个问题：

    1)由于抽干烟气中含有较高SO₂，导致布袋除尘器结露、酸化腐蚀严重，不但维护费用高，而且除尘效率差。

    2)程潮铁精矿含硫相对较高，在0．2％～0．3％。由于生球在抽干二段及预热段时脱硫率较高，致使循环至鼓干段的烟气含硫量较高，加之鼓干段属于正压操作，烟气容易外逸，造成岗位空气中S0₂含量超标，影响到岗位人员身体健康。

    3)由于两套回热系统工艺配置及空间配置不一样，特别是1#回热除尘器进口前管道与除尘器不在一条中心线上，造成风流在除尘器内形成湍流漩涡，极大地影响了除尘器的除尘效率，导致进入风机的风流含尘量较大，风机叶轮使用寿命最多在40天，最少则只有15天，严重影响了生产的正常进行。

    4)从环冷机二段至抽干二段管线较长，压力损失较大，生产后发现，采用这种配置，不但产量受影响，而且抽干二段及预热段风箱温度难于达到工艺要求水平。而当截断此引风时，

产量有所增加，风箱温度也较容易达到工艺要求水平。

    为解决上述问题，2004年、2005年、2006年我们对风流系统进行了三次大的改造。最后改造成的风流示意图如图6所示。所作的改进有：

    1)将抽风干燥段的布袋除尘器改为电除尘器，避免了因布袋受含s02酸烟气影响而产生

结露或者酸化腐蚀。

    2)将原从环冷三段引至圆筒干燥的风流改为引自鼓干段，相对预热段热风来讲，从环冷三段引来的热风基本上不含SO₂，解决了鼓干段作业环境中S0₂含量过高的问题。

    3)将链篦机预热段两侧抽风改为北侧一侧抽风，南侧抽风口用耐火砖封死，预热段回热风全部进入抽风干燥一段；将北侧风机转向90⁰，使进入除尘器的风流与除尘器呈直线布置，防正除尘器内部形成湍流漩涡。同时，增加了北侧设计工况风量，以满足抽风风速的要求。

    4)去除环冷二段至抽风干燥二段热风管道，抽风干燥二段热源完全由回转窑提供。

经过几次对风流系统的改造，现在风流系统问题得到了较好的解决。

6结语

    程潮铁矿球团厂是我国建成的第一条链篦机一回转窑一环冷机生产线，它的建成和投产

对我国球团生产工艺的进步具有重大意义。同时，正因为是国内第一条生产线，所以不可避免地会存在某些不足，这就要求我们在生产实践中摸索并总结经验。经过三年多的努力，我们从多方面对球团厂工艺进行了改造，目前已经形成了有自身特色的生产工艺，为生产高质量的球团矿提供了保障。