1  前言

    马钢一烧结厂1^#、2^#8 m²竖炉建于2001年，设计能力均为40万t／a，投产后经过技术攻关，2003年两座竖炉产量达到90．81万t。但随着马钢二铁总厂2^#2 500 m³高炉产能的释放和3^#1 000 m³高炉的投产，马钢球团生产能力明显不足。根据高炉炉料结构平衡的需要，为了在最短时问为高炉多供应优质球团矿，一烧决定利用1^#、2^#竖炉大修机会，在原料及成品系统不作大的改造的前提下对原有2座8 m²竖炉进行扩容改造。根据炉况和备件情况，大修改造安排在2005年2月～3月进行，包括停炉及烘窑时间，共计用26天完成了所有的项目，改造后单炉实际生产能力南原来的45万t／a提高到70万t／a，相当于新建一座10m²竖炉。

2  改造内容

2．1竖炉本体改造

    1#、2#竖炉扩容改造，在保持原有钢结构框架前提下，充分利用原来已有的有效空间，将炉壳尽可能扩大，同时吸收国内同行的先进技术，对炉型进行了优化设计和改造。主要改造项目有：

    1)因燃烧室钢结构及内部耐火砖没有任何损坏，状况较好，改造中保持不变，故竖炉本体外壳宽度保持不变，将竖炉混气室挡墙向东西两侧各移了114 mm，使混气室宽度由514 mm减少为400mm，焙烧带宽度相应就增加了114mm。

    2)竖炉本体外壳长度南6 360 mm加大到6 732mm，耐火砖厚度不变，焙烧带长度就由5 412mm加大到5 784 mm，焙烧带长度增加了372mm。

    3)为了减少煤气和助燃风进入燃烧室时的阻力和解决堵灰的问题，增加热源，对燃烧室原有’7#个缝蜗流烧嘴进行了改造，并将烧嘴内芯由20mm减少到8 mm。

    4)为了适应长度方向的改进，改齿辊卸料机“四动三不动”为八根全动，采用8根ø600 mm齿辊卸料机排料，通过调整齿辊运转数量及方向确保下料均衡。

    5)为了减少冷却风阻力，增加冷却风量并将冷却带适当上移，竖炉冷风口由ø300mm增加为ø350mm，并在竖炉下部原有冷风口正上方增加了1排二次冷风口，以1台D700风机作为二次冷却风机，通过增设的冷却风口，分别鼓入两座竖炉。

    6)改善生球烘干效果，对烘干床和箅条进行优化设计，增加烘干床和有效通风面积，烘干床面积南原15 m²提高到19．4m²。

    改造后竖炉的实际有效焙烧面积由原来的8 m²增加到12 m²以上，煤气流量由12 000m³／h增加到1 5 000 m³／h，助燃风、冷却风流量分别达到18 000、43 000 m³／h，满足了工艺上对废气和冷风量的要求。烘十床和箅条改造后延长了烘干时间，提高了热废气量，烘干效果明显改善，减少了湿球入炉现象。由于此次主要是增加炉膛长度，宽度变化不大，废气完全能够穿透球层，球团矿抗压强度、转鼓指数、筛分指数等指标没有受到大的影响。

2．2风机系统改造

    原1#、2#竖炉各配有D500助燃风机和D700冷却风机1台，在竖炉改造前随着产能的不断增加已明显感到风量不够，成为限制生球干燥和产量提高的重要制约因素，风机系统改造升级成为提高球团矿产量的重要手段。在经过计算和适宜助燃风量、冷却风量生产试验的基础上，我们新上了D900、D850风机分别供l#、2#竖炉使用。通过管道改造将原两台D700冷却风机供两座竖炉作助燃风使用，D500风机则作为备用风机，任何风机出现故障都不会导致竖炉停产。两台新风机投人使用后对竖炉利用系数和作业率的提高都起到积极作用。

2．3导风墙及大小水梁改造

    我厂原有导风墙及大小水梁使用寿命均在1年以内，故障率较高，频繁停炉排空对大小水梁进行处理，极大地影响了球团生产。有时导风墙完好无损，由于大水梁出现漏水、下挠等现象，连导风墙也得重新更换。要延长导风墙大水梁的使用寿命，使导风墙与大水梁使用周期同步，必须对导风墙及大小水梁进行改造。

    延长导风墙的使用寿命，必须改善导风墙结构和砖的材质。我们选用了异型半锆质高铝导风墙耐火砖，两端镶嵌入炉墙内，提高了炉体的整体性、稳定性；砖宽保持不变，内孔长度方向由424 mm增加到了466mm，孔内通风面积增加，减少了冷却风阻力，导风墙和大水梁内侧的气流摩擦力相应减小。为了延长大小水梁使用寿命，我们将大小水梁南单独进水集中出水改为单进单出，确保管路畅通，并安装了测温仪，对出水温度进行实时监控，对大水梁出现漏水实现不停产在线处理；对大小水梁材质进行了改进，在安装前喷涂耐磨材料和堆焊处理，充分利用耐磨层抵御高温含尘气流对大水梁的冲刷。从使用情况来看，导风墙及大小水梁自2005年3月施T结束投入使用至今未出现问题，预计使用寿命达到1年以上。

2．4 PLC控制系统改造

    原电控系统采用国产PLC，抗干扰性能较差，加上现场电气条件复杂，又没有良好的接地系统，经常导致信号误动作和从站通讯故障，严重影响竖炉生产。利用1#、2#竖炉扩容改造机会将原来的PLC更换为西门子S7—400 PLC，增强了抗干扰性能，且通讯及处理功能强大。同时，新增参数监控系统实现仪电一体化控制，将所有测点与过程控制点都进到各个竖炉的PLC模块，再将所有的PLC通过以太网通讯联到一起，通过人机接口HMI进行操作并随时显示生产过程中的动态画面及各种参数，对造球、润磨、电除尘、风机等岗位进行在线监控；图像全部送到中控室，将现场控制网同厂计算机局域网联到一起，实现生产实时数据采集、处理及现场视频远程监控的二级管理系统，在办公室就能及时掌握现场操作及设备运行情况。

3  改造后的效果

    我厂在对1^#、2^#竖炉改造的同时，同步实施了进料及卸料设施更新、配料系统改造、返料系统改造、减少竖炉生球大块技术改造、电除尘系统电控系统改造、熟球上料系统改造和混合料矿槽进料系统改造等多项配套技改攻关项目。改造后，试车和投产均比较成功，不但提高了生产能力和自动化生产控制水平，而且有效改善了操作T的劳动强度和T作环境，球团生产技术经济指标较改造前有了很大进步(见表1)，单炉生产能力达到70万t／a，使我厂两座8 m²竖炉进入全国大型竖炉行列。

    马钢一烧通过对l^#、2^#8m²竖炉及配套设备的改造，球团生产技术指标不断得到提升，加上3^#10 m²竖炉，预计2006年将生产球团矿205万t。为了进一步提升产能，今后的主要改造方向有：

    1)对烘干床和箅条进一步优化设计，使烘干床面积提高到24 m²以上，以提高烘干速度和效果，提高竖炉产能。

    2)发挥润磨一艺效能，寻求合适材质及润磨最佳参数，得出不同润磨量与造球及焙烧之间关系，将膨润土消耗降低到l 6kg／t左右。

    3)目前我厂竖炉燃烧室烧嘴为漩涡式，不能满足日益增加的产量对热能的需求，计划将漩涡式烧嘴改为直流式烧嘴，使燃烧室废气供给能力提高到18 000 m³／h以上。

    4)进行竖炉大水梁汽化改造和低压蒸汽发电能源再利用可行性研究，延长大水梁使用寿命。计划分别在3座竖炉上安装3个储汽包，用于蒸汽的储存，降低水耗，并实现厂区日常使用蒸汽的自给自足和余热发电。

    5)对成品矿槽粉尘进行治理，增设监控系统，让矿槽操作工在室内工控机上操作．小车根据矿槽料位自动选择向那个矿槽打料，以改善职工工作环境。