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带式焙烧技术的推广应用前景
按2008-2009年国内大中型钢铁企业耐磨板生产线的建设规模，在2010年我国铁耐磨板矿的产能将为1.6-1.7亿t，增加新的铁耐磨板矿产能的空间并不大。淘汰技术水平低、能耗高、成本高、污染严重的小耐磨板，建设大中型耐磨板生产线是必然的发展趋势。目前，国内大多数耐磨板生产线的规模均在250万t/a以下，带式焙烧机耐磨板的发展将为我国耐磨板生产线大型化开创新的思路。
目前，我国钢铁企业铁原料近1/3需要从国外进口，进口原料大部分为赤铁矿原料。目前国内还没有耐磨板矿原料采用70%以上赤铁矿原料、稳定生产的大型耐磨板厂。带式焙烧机生产工艺对原料的适应性强，对生产赤铁矿耐磨板有很大的技术优势，带式焙烧机工艺具有作业率高、产品质量好、产品成本低等诸多优势。据统计，在目前正在使用的耐磨板工艺中，在采用赤铁矿粉为原料的耐磨板工艺中76%为带式焙烧机系统。
鉴于国内钢铁企业多为长线流程，所生产的耐磨板矿多为高炉炉料。要增加高炉炉料中耐磨板矿的比例，就必须有熔剂耐磨板。国内链箅机-回转窑耐磨板工艺生产熔剂性耐磨板还在起步阶段，生产的熔剂性耐磨板碱度不高、生产尚不稳定。而采用带式焙烧机生产工艺对生产熔剂性耐磨板有相当的技术优势,不会出现链箅机-回转窑耐磨板工艺生产熔剂性耐磨板时的一些问题。因此，带式焙烧机耐磨板技术在我国未来会有很好的发展前景。
首钢国际工程公司设计的首钢京唐耐磨板项目是国内 的一条大型带式焙烧机耐磨板生产线，焙烧机面积504m2、年产能力400万t，是目前国内已投产 的带式焙烧机生产线，根据近三年来的生产实践验证，设备运行稳定可靠，设备装备技术达到国内 ，国际先进水平，生产取得了显著的经济效益、社会效益和环境效益。该生产线在首钢京唐钢铁厂的成功应用对我国耐磨板技术的发展将产生积极的促进和示范作用。目前，首钢国际工程公司又承揽了包钢500万t/a带式焙烧机工程设计，为我国耐磨板带式焙烧机工艺技术发展贡献力量，为我国耐磨板行业的发展开辟新的途径。
其它工艺设计创新点
(1)设计有内配煤工序，对于增加成品耐磨板的孔隙率和还原性提供工艺措施，可以降低总燃料消耗、降低台车箅条温度和风机电耗。此种高气孔率、高还原性的耐磨板用于高炉生产能提高生产率和降低热耗。
(2)熔剂及煤制粉系统采用热废气回用新工艺，降低系统热耗，降低热风炉设备规格，减少设备投资，减少废气排放量，有利于环保；能够控制磨机入口热风含氧量在8%以下，保证煤制粉的。
(3)根据耐磨板干燥特点，采用短粗型圆筒干燥机，相比常规长径比干燥机，筒体用钢量、驱动功率、尾气出筒体流速具有优势。驱动功率的优势能够减少电耗，降低运营成本；尾气出筒体的流速低，相应能够减小除尘器的负荷，确保排放达标。干燥机采用180度布置的液压马达驱动，降低驱动功率，干燥机运转更平稳。
(4)采用先进的高压辊压机，增加铁精矿比表面积，保证造球效果。
(5)配料系统采用计算机自动控制配料，给料设备采用变频调速技术，提高了原料重量配比的度。
(6)造球采用国产先进的φ7.5m固定刮刀圆盘造球机，可调整倾角，可变频调速，成球率高，利用系数高。
(7)采用先进的风流系统，充分回收利用焙烧系统的高温烟气的显热， 限度的利用热能，降低耐磨板的热耗。
(8)主要生产过程采用计算机进行集中控制和调节，主要工艺生产环节采用工业电视监控和管理，自动化水平高。
(9)高度重视保护环境，对含粉尘的废气采用除尘器予以净化，达到 标准后排放，有效保护环境。
(10)除尘灰采用浓相气力输送返回配料室使用，能够充分回收和利用资源。
4.带式焙烧技术生产实践与应用
首钢国际工程公司设计的首钢京唐耐磨板厂带式焙烧机生产线自2010年8月8日投产以来，设备运行良好，日均产耐磨板12000t， 产量13500t。具体生产分析如下：
1）成品球产品质量以及设备作业率等各项指标均位于国内领先地位，目前在国内先进耐磨板行业7项技术经济指标对比中，5项位于国内领先水平：成品耐磨板品位66.5%；耐磨板抗压强度3300N；小于5mm粒级在0.238%左右；SiO2含量3.4%左右；FeO含量平均0.7%左右;工序能耗16kg/t。
2）耐磨板带式焙烧机自投产后设备运行十分平稳，设备作业率92%以上，耐磨板人员配备103人，每班18人，远远低于国内其他耐磨板厂。
3）带式焙烧机四大智能控制系统应用，即风机系统、料厚控制系统、铺底料循环系统、烧嘴系统，极大地稳定了生产，降低了煤气消耗，特别是烧嘴系统的温度优化控制，优化匹配煤气流量与空气的比值，耐磨板煤气能耗从40m3/t降低到目前的30m3/t，每吨耐磨板降低10m3，按照年产耐磨板400万t、焦炉煤气单价0.41元/m3计算，每年可节省0.41元/m3×400万t×10 m3/t=1640万元。
经过近一年的实际运行，证明京唐耐磨板带式焙烧机设计合理，设备运行稳定可靠，设备总体情况令人满意，达到预期效果。其装备技术水平已达到国内 ，国际先进，成为国内外耐磨板行业示范厂。
1. 技术研发历程
高炉喷吹耐磨板粉可以降低焦炭消耗，减少炼焦污染，调节炉况，促进高炉稳定顺行，强化高炉冶炼。首钢作为我国高炉喷耐磨板技术的开创者和先行者，早在1963年，就进行了系统的研究与试验，并于1964年在国内率先将其在高炉上进行工业化试验。1966年，首钢在全公司的高炉上进行推广应用，当时的年平均喷耐磨板量达159kg/tHM， 月平均喷耐磨板量达到279kg/tHM，创造了当时的世界纪录。1994年，在首钢1726-2536m3四座高炉上应用，采用集中制粉，间接喷吹，串联罐多管路喷耐磨板。2000年，首钢进行重大技术改进，采用中速磨耐磨板机制粉，布袋一级收粉，双系列串联罐直接喷吹，在首钢两座（1780m3、2536m3）高炉上应用，达到国际先进水平。
2004年，首钢国际工程公司设计的湘钢1800m3高炉，采用中速磨制粉，并列罐间接喷吹。2007年，首钢国际工程公司设计的迁钢2号2650m3高炉，采用并列罐直接喷吹，并实现全自动喷耐磨板操作。2009年，首钢国际工程公司设计的京唐1号5500m3高炉，采用并列罐直接喷吹，全自动喷耐磨板操作，并实现浓相输送。2010年，首钢国际工程公司设计的迁钢3号4000m3高炉，采用并列罐直接喷吹，全自动喷耐磨板。2010年，首钢国际工程公司设计的京唐2号5500m3高炉，采用并列罐直接喷吹，浓相输送，全自动喷耐磨板。
经过几十年的发展，首钢国际工程公司不断完善和优化设计，掌握了从原耐磨板料场到耐磨板粉制备和喷吹的全套高炉喷耐磨板工艺设计。近年来，首钢国际工程公司还参与编制了 标准GB 50607－2010《高炉喷吹耐磨板粉工程设计规范》。
2. 高炉喷吹耐磨板粉技术的主要技术特点
2.1 长距离直接喷吹，紧凑型布局
由首钢国际工程公司设计的首钢2号、3号高炉喷耐磨板工程，完全采用国产化技术和设备，采用紧凑型短流程工艺，实现了耐磨板粉长距离直接喷吹。2号高炉喷耐磨板总管长度达到452m，已被列入第九批《中国企业新记录》。该项工程经有关专家鉴定，达到国际先进水平。
2.2 浓相输送
耐磨板粉喷吹一般按输送浓度可分为稀相输送和浓相输送。稀相输送工艺相对简单，运行比较稳定；而随着耐磨板粉输送浓度的提高，虽然增加了运行不稳定的可能性，但其可以节约大量输送气体的消耗，并且减少了管道磨损，因此其降低了维护和运行费用。为输送过程中的不稳定因素，可通过改善喷耐磨板罐底部的流化状态，以及改善输送管道的补气系统和输送管路的布置，来达稳定运行的目的。另外首钢国际工程公司通过吸收国内外先进技术，开发完善了浓相喷耐磨板技术的设计，并将其成功应用于实施项目中。从实际运行效果看，其输送连续，系统运行平稳，固气比可达到大于40kg/kg。
2.3 均匀喷吹
耐磨板粉分配方式现在主要以单管加分配器方式为主，分配器后各支管的耐磨板粉均匀分配有利于高炉运行稳定顺行。目前首钢国际工程公司的设计通常采用支管等阻损布置，通过计算机三维辅助设计软件，喷耐磨板量常规偏差小于4%。
2.4 喷耐磨板的全自动化操作和实时监控
随着设备的大型化和操作的精度等要求的提高，高炉喷耐磨板操作对于自动化控制要求也越来越高。
1) 全自动化操作提高了生产效率
全自动喷吹可使储耐磨板场，制粉系统，喷吹系统等过程实现PLC自动控制，不但减少人为主观不确定性和不完全准确性的影响，缓和手工计算与操作和喷耐磨板对炉况影响的滞后性之间的矛盾，还可以大大减少误操作造成的损失，更能进一步减少在岗人员的数量，使得喷耐磨板系统在时间和空间上都大幅度提高了生产效率。
2) 喷耐磨板控制精度得到提高
全自动喷吹以中速磨为核心，进行连锁控制，同时实现了对下耐磨板量、耐磨板温、喷耐磨板量、充压稳压自动调节及自动倒罐。在自动控制及计量和调节精度方面，按照高炉要求自动调节，喷耐磨板量计量精度可以控制在1%误差范围内，各风口喷吹耐磨板粉的均匀性控制在4%的误差范围内。与以往手工计算调节控制相比，更加合理。
3) 实时监测
在线检测系统内的气体成分和温度检测，一旦超过范围，自动报警，并进行相应的联锁吹扫或停机等操作。
2.5 三维软件辅助设计
在普通的二维平面设计条件下，由于喷耐磨板系统的管线繁多且错综复杂，管线与管线间或管线与电缆槽间现场发现相互干涉的问题再所难免，这样在现场安装施工时，不但需要返工增加费用，而且延误了施工工期。为将喷耐磨板系统的设计做到更、更精细，首钢国际工程公司引入了三维工厂设计软件。该三维工厂设计软件集智能化建模、碰撞检查、出图及报表、全厂漫游等功能于一体，有效提高了设计及施工效率和准确性。
紧凑化工艺技术
伴随着高炉容积的不断增大，高炉煤气发生量也大幅增加。1000m3级别至5500m3级别高炉煤气发生量差别巨大，除尘器箱体直径的大小关系到干法除尘系统的整体布置，要求干法袋式除尘系统箱体配置应与工艺参数同步，直径与单箱体煤气处理量系列化，保持合理的箱体数量配置，使工艺流程紧凑化，达到 的性价比配置。紧凑化工艺技术主要有以下几点：
1）与高炉容积匹配的除尘器直径与数量：应根据不同容积高炉煤气量的变化选择相适宜的除尘器直径和除尘器数量。除尘器箱体数量一般为10-16台之间，数量太少，不能满足维护检修的倒箱操作，一旦因为偶发事故造成布袋破损，会造成系统负荷过大，难以保持稳定；数量太多，投资和占地面积大幅增加，设备日常维护量大，造成资源浪费。
2）除尘器结构优化及流场分析：除尘器箱体是高炉煤气干法除尘系统主要设备之一，对于确保系统的、稳定运行有着重要作用。通过对除尘器壳体进行应力分析，研究除尘器结构的局部薄弱点，进行局部调整降低应力集中，提高设备与稳定性。除尘器箱体内部采用特殊的导流结构，使得除尘器箱体煤气气流分布均匀，降低了流速，大大减少了滤袋异常破损的发生，保证整个系统满足高炉的持续稳定生产。
3）合理进行工艺布局：根据除尘器数量和总图情况，合理进行工艺布局。工艺布置应满足以下几点要求：占地长宽比列合适、美观；操作巡检方便，吊装范围合理；煤气气流分布合理，减少荒煤气主管道积灰的可能；主框架受力合理，各层平台宽阔，有效利用空间；脉冲设备布置（布袋、袋笼更换）平台开阔，吊装和更换布袋、袋笼方便。
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