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就高爐煉鐵而言，精礦粉和富礦粉均不能直接入爐，只有將粉礦造塊，即制成燒結塊礦，方可用于煉鐵生產。為了滿足高爐不斷擴大的生產規模，燒結機也緊跟著邁開大型化的步伐。特別是從1998年四燒435m2燒結機投產到2010年的12年期間，武鋼在燒結裝備、技術上取得了飛速發展，并逐步形成了一套成熟的、具有自主知識產權的生產工藝，燒結機的裝備水平也上升到一個新臺階。

1技術進步

武鋼的燒結設備通過技術改造和更新，主要向單機設備大型化、運行控制自動化、生產管理高效化的方向發展，向降低設備故障、提高作業率、提高單機產量、節約投資、創造規模效益、降低成本、實現自動控制、提高勞動生產率的方向發展；具體表現在以下10個方面。

1．1自動配料技術

在小型燒結配料工藝上，采用圓盤給料＋人工稱量＋直流電機調壓調速的方式配料，該配料方式調速精確度不高，只能分檔調速；人工稱量誤差大，誤差范圍在±3％，對各種原燃料的波動不能適時監控，更不能適時調整。現代大型燒結配料采用圓盤給料＋小皮帶電子秤稱量＋變頻調速的自動配料方式，具有無級調速，配料精度高，稱量準等優勢，特別是它可適時監控原燃料的變化，并做適時調整，誤差控制在±0．5％的范圍。自從1998年武鋼新建四燒采用全自動配料技術后，三燒、二燒分別于2000年、2001年改造成全自動配料，五燒、一燒分別于2006年、2007年新建成全自動配料。為穩定原燃料成分，提高燒結礦產品質量打下堅實的設備基礎。

1．2混合造球技術

混合造球的關鍵在混合機，混合機的關鍵在托輥。托輥承受的是復合動載荷（其動載荷在200t以上），既承受動態支撐力，又承受旋轉剪切力，所以托輥的運行壽命較短。為了解決這一難題，嘗試過多種驅動方法，主要包括托輥支撐＋托輥驅動、托輥支撐＋開式牙驅動兩種方式。由于后者分解了應力，簡化了載荷，滿足生產的需要。同時，在托輥制造方式上也進行了多次探索，先后出現了橡膠輪胎托輥、聚氨脂托輥、鋼托輥等形式。其中，輪胎托輥壽命僅有3個月，聚氨脂托輥的壽命也只有6個月左右。鋼托輥的噪音大，現場測試可達100dB以上。而采用噴油式鋼托輥的支撐方式，在鋼托輥表面噴涂一層約2mm厚的油膜加以阻隔，減少了振動，降低了噪音（可控制在65dB以下），并可實現免維護運行。通過長期實踐，開式牙驅動＋噴油式鋼托輥支撐的混合造球技術可以實現零故障運行而被廣泛應用。

1．3燒結驅動技術

小型燒結機采用的是減速機＋開式牙＋有隙沖程的剛性驅動方式，減速機的故障率高，臺車受沖擊損壞快，漏風率高。而機尾重錘擺架調隙方式由于零縫調隙，可以減緩沖擊載荷，得到廣泛應用。所以，現代大型燒結機采用柔性傳動＋機尾重錘擺架零縫調隙＋變頻調速的驅動方式。一、三、四、五燒的燒結機均采用了該驅動方式。實踐證明：只需解決好臺車滑板潤滑日常維護問題，這種驅動方式就可以平穩運行，降低漏風率，提高臺時產量；減緩沖擊，延長臺車使用壽命，提高設備作業率。燒結主機設備運行周期主導著整體燒結機系統的運行檢修模型，通過驅動方式的革新，將燒結主機的設備運行周期由原來的30天延長到現在的60天，提高了1倍。

1．4破碎技術

小型燒結機主要采用固定篦板承料＋狼牙棒剪切的破碎技術。由于固定篦板內部沒有通水冷卻，壽命只有3個月左右，且整體更換需要16h。狼牙棒磨損到一定程度需整體更換，整個工期需要48h左右，嚴重制約著生產節奏。現代大型燒結機采用水冷篦板承料＋可再生狼牙棒剪切破碎技術，在篦板內部通循環水進行強制冷卻，壽命可以延長至6個月左右。狼牙棒的牙齒上焊鍍有一層耐磨材質，可通過定期“長肉”處理的方式，實現與一代燒結機機齡同齡的階段發展目標。目前一、三、四、五燒破碎機均采用了水冷篦板承料＋可再生狼牙棒剪切破碎技術。

1．5鼓風式的強制冷卻技術

燒結礦的冷卻有抽風或鼓風的兩種方式。小型燒結機大都采取抽風冷卻方式，由于密封效果不佳造成冷卻效果差，粉塵顆粒磨損轉子葉片，造成轉子壽命短（每60天檢修或更換1次）等原因，而逐步被淘汰。鼓風冷卻方式具有密封效果好、冷卻效果好、鼓風轉子無磨損、可以大幅度提高作業率（每180天檢修或更換1次）等優點，逐步被現代大型冷卻機全面采用，但是該方式的除塵效果較差，容易造成環境污染，加強此處的污染治理將是今后努力改造的方向。

1．6大型振動篩的冷礦篩分與整粒技術

由于熱礦篩具有故障率高、運行成本高、返礦率高等“三高”的缺點，且該類熱礦篩的維護周期短，僅為1個月，篩板整體更換周期也只有6個月左右。現代大型燒結機均逐步取消了熱礦篩分工藝，取而代之的是冷礦篩分與整粒技術。直線振動篩、橢圓振動篩等大型冷礦篩能適應燒結工藝而得到發展。該類振動篩具有運行壽命長、篩分效率高、故障率低的特點，維護周期一般為2個月，篩板整體更換周期可長達15個月，因此逐步得到推廣應用。

1．7大型電機控制技術

小型燒結工藝的大型電機采用降壓啟動的控制技術，該方式的啟動電流大，單位時間內允許啟動次數受限（每4h可啟動一次），對電網容量要求高。現代大型燒結機采用變頻軟啟動＋同步運行的控制技術。該方式啟動電流小，單位時間內允許啟動次數大大增加，對電網容量要求比較低。同時，由于同步運行，可以提高功率因數，提高有用功功率，大幅度降能節耗。尤其是啟動次數不受限的優點在大型燒結機上尤為重要。特別是抽風機失衡故障的處理，以前采用更換轉子的辦法，整個處理程序包括拆卸、外送、找平衡、回廠、安裝等共需48h，現代大型主抽風機的失衡處理均采用在線機上找平衡的辦法，需要短期內反復啟動多次，變頻軟啟動為之提供了可能，只需要6h即可處理完畢，大大縮短了檢修周期。

1．8計算機自動控制技術

小型燒結機的電氣控制技術主要采用繼電器＋接觸器的強電控制方式，即有源控制，該方式反應慢、時滯長、能耗高、可靠性低、故障率高、生產節奏慢，不適應現代化大生產的需求。現代大型燒結機普遍采用PLC微電子控制技術，即無源控制，可以實現機電控制一體化。該控制方式具有自動控制效率高、反應快，精度控制準、故障率低，能耗少、維護成本低等優勢，更由于PLC可以實現復雜的控制模式，大大加快了生產節奏，實現了大型燒結機生產自動化、管理高效化。

1．9過程調控技術

燒結工藝參數的量化采集是實現自動控制的基礎；精準的計量是自動控制高效化的前提，計量的失準可以造成自動控制失效。為了滿足現代化大生產的需要，各種先進的計量技術在生產實踐中得到了廣泛推廣和應用，應用電子皮帶稱重技術，可以精確控制原料配比成分；應用中子測水技術，可以精準控制水分添加數量，應用重量料位儀、超聲波料位儀秤重技術，可以準確測量成品礦物流分布狀況等等。正是這些精準的計量數據采集，為自反饋、自適應、自調節的現代化自動控制技術提供了數據，為實現人工智能管理創造了條件。

1．10環保除塵技術

燒結工藝的除塵設備主要包括多管除塵、布袋除塵、電除塵等。多管除塵效率可達80％左右，維修費用高，大修周期為24個月；布袋除塵效率較高，可達90％，不適合潮濕高溫環境、鐵性介質，后期維修費用高（布袋更換周期為18個月），較適合原燃料的除塵；電除塵除塵效率高，可達90％以上，維修費用低，大修周期可達48個月。1998年四燒建成投產之前，各燒結機的機頭大部分采用多管除塵。為了提高燒結主機作業率、滿足環保節能的需求，相繼推廣了大型化的電除塵設備。這種設備能適應燒結工藝的鐵性介質和高溫高壓的環境，具有收塵量大、故障率低、成本低的優勢。這對大型燒結機尤為重要。由于除塵效率高，與之串聯的主抽風機磨損小，運行周期長，可達180天以上。而多管除塵，主抽風機的運行周期為僅90天。所以在新、改、擴建的現代大型燒結機上普遍采用電除塵，它為優化燒結主機運行模型提供了條件。

2生產成果

武鋼燒結廠以技術創新作先導，全面提高勞動生產率，取得了豐碩的生產成果，主要表現在裝機總量成倍增長；燒結礦年產量大幅提高；轉鼓指數穩步提升；漏風率“破五見四”；噸礦能耗“破六見五”；作業率“破八見九”；主機設備運行周期提高1倍；職工總人數大幅減少。通過計算表明：這12年期間，武鋼燒結廠的勞動生產率至少提高5倍以上。具體生產技術指標見表1。

3發展展望

為了滿足燒結工藝進一步發展的需求，今后若干年內，燒結設備工程技術應繼續高舉科技創新的大旗，向精、細、準等量化方向發展；向設備大型化、機械簡約化、控制高效化、壽命協同化的方向發展；向提高設備作業率、提高臺時產量、節能減排的方向發展。具體來講應在以下10個方面取得實質突破。

3．1全面優化燒結設備空間布局

以優化燒結主機設備安裝標高為切入點，全面優化燒結設備空間布局。武鋼燒結機的平面標高＋33m左右，提升勢能增加，一次性投資大，設備故障多，維護成本高，噪音與粉塵等工業污染加重，這種局面應當改變。根據預測：在目前的技術水平下，燒結機的平面標高可以降低5m左右，達到＋28m以下的水平，以降低提升高度。同時，全面優化燒結設備的平面布局，縮短運輸距離，減少轉運和往返次數，減少裝備總量，由此可減少投入，降低維護成本，提高燒結成品率和臺時產量。

3．2持續追求降低漏風率

向風要產量是燒結生產永恒不變的真諦。降低漏風率，可以大幅度提高燒結機臺時產量。據粗略估計，漏風率每降低1％，燒結臺時產量可以提高3％～5％，創效非常可觀。目前，燒結機主要采用頭尾重錘滑板式密封，兩邊是動靜密封膠皮或動靜密封滑板的密封形式，這種密封形式比較常見，但是密封效率不高，經過實測，漏風率高達52％以上，與本階段發展目標48％的漏風率，還有一定的差距。要解決漏風的問題，必須通過科技創新，解決以下3個主要問題：1）要解決燒結機的密封形式，2）要解決大煙道、風箱支管等處的漏風問題，3）要解決雙層卸灰閥的漏風問題。其中后兩者更為關鍵，權重比例大，為此必須解決大煙道、風箱接口的熱脹冷縮、磨損破漏和雙層卸灰密封不嚴等問題。通過技術攻關，力爭實現漏風率低于45％的“十二五”規劃發展目標。

3．3增設單輥破碎機減振器

燒結生產主要沖擊發生在機尾到單輥的下料過程。為了減緩沖擊，延長壽命，有必要在單輥和水冷篦板的排架下加裝一個減振架，通過減振架將沖擊動能有效釋放，以延長單輥及其配套設備的使用壽命，提高設備作業率，降低燒結礦的粉化率，提高臺時產量，提高燒結礦質量，降低噪音和粉塵污染。目前，法國有一家燒結廠已進入生產試驗階段。

3．4優化冷卻設備運行周期

燒結礦冷卻方式主要有帶式冷卻和環式冷卻兩大類。帶式冷卻具有運行穩定、初期投入少、維修費用低等優點，但其占地面積大。所以各大燒結廠主要采用環式冷卻。但是環式冷卻具有密封效果差、頻繁掉輪子、后期投入大等不足之處，特別是掉輪子事故越來越成為制約優化燒結機檢修模型的關鍵因素，必須加以解決：一是改進動靜密封方式，降低漏風率；二是加大臺車輪子的在線故障監測和潤滑，做到預知維修，確保與燒結主機設備運行維修模式相匹配，提高整個燒結機系統的作業率。

3．5大力推進大型自同步＋激振器分離式的直線振動篩應用

在燒結冷礦篩分整粒技術中，主要采用大型直線振動篩、橢圓振動篩等進行篩分和整粒，其中又以大型直線振動篩為主要方式。而自同步＋激振器分離式的直線振動篩具有機械結構緊湊、自適應同步調整、抗振動沖擊、振幅調節方便、壽命周期長、作業效率高、維修方便（激振器一體式更換振動軸承需12h，而激振器分離式只需6h）等優勢，決定其在今后應用市場上將獨占鰲頭。

3．6優化除塵設備運行周期

燒結區域鐵性介質除塵主要采用電除塵，原燃料等介質采用布袋除塵，特別是與主抽風機串聯的機頭電除塵器，運行的好壞直接影響著燒結主機運行模式。隨著除塵風機運行時間的延長，設備受損日益嚴重，檢修頻率越來越高。與燒結主機運行周期不相匹配，必將造成除塵設備欠修、設備功能下降、除塵效率降低的結果。如此惡性循環，將會在很大程度上影響燒結機主機系統的運行效率。采取的措施為：1）增加電場的數量，由3個電場增加到4個，甚至更多；2）增加單位燒結面積除塵比。目前一燒、二燒、三燒、四燒、五燒的單位燒結面積除塵比分別為0．7、0．8、0．6、0．6、0．7，下一階段發展目標是單位燒結面積除塵比達到0．9以上。

3．7大力推進高新耐磨材料的應用

耐磨材料經歷了從高錳鋼到普通白口鑄鐵再到高鉻鑄鐵的不同發展階段。目前已發展為耐磨鋼、耐磨鑄鐵，還有高分子襯板、耐磨陶瓷等材料。燒結的工況條件惡劣，溫度高、沖擊大、磨損快，造成設備使用壽命周期縮短。隨著燒結主機設備壽命和運行周期的延長（現在主機設備運行周期提高到60天，“十二五”規劃目標是達到90天），檢修模型發生了巨大變化。為了使配套設備順應主機設備發展的需求，高新耐磨材料在燒結設備中大有用武之地。轉運站的漏斗、礦槽、風箱、管道、彎頭等受沖、受刷、受磨處均可大面積使用耐磨新材料，以達到減少磨損、提高設備作業率、降低燒結生產成本的目的。

3．8加大檢測控制技術的推廣與應用，實現人工智能控制

提高計量檢測儀器的精準度，采集有效參數，提高整個系統的調節和控制功能，是提高產品產量和質量的重要工作。如在配料工序上，提高電子配料秤的精度，可以提高配比精準度；在混合工序上，準確檢測水分添加量，可以為配料提供準確參數；在燒結工序上，采取燒結終點溫度控制技術，可以準確控制燒結機的機速和溫度，避免過燒和欠燒；在大型風機上加裝在線監測儀器，適時調速可降低能耗。同時，在上述各自動控制子系統優化完善的基礎上，建立一個基于以太網的模糊控制技術，可以實現生產、設備、能源和物流等各項工作優化管理，全面提升燒結管理水平，極大降低運營成本。

3．9加強工業能源的回收與利用

鋼鐵冶金工序中，燒結工序是能耗大戶。燒結生產中產生的大量熱能，若能加以利用，將是利國利民的好事，也是符合國家低碳經濟發展的大政方針。目前燒結熱能主要應用于余熱鍋爐發電，但不成規模。其不足之處在于：蒸汽量不足、壓力不穩，發電效率低，發電量少。今后努力的方向是：增加取熱點，增加蒸汽發生量，并網發電；均衡蒸汽壓力，穩定發電，提高發電效率，提高能源自給自足的能力，節約資源。力爭實現燒結噸礦能耗“破五見四”的“十二五”規劃發展目標

3．10加強工業污染治理

燒結生產過程中會產生大量有毒有害的煙氣和噪音等，這些工業污染直排大氣，既浪費能源，又影響身體健康，更違反國家有關法律法規，必須加以治理。對于燒結粉塵，采用增加收塵點，增加密封管道輸送，降低燒結礦轉運過程的行程和標高等方法加以治理。對于燒結煙氣，采用脫硫的方法加以凈化。目前燒結脫硫的方法主要有干法、半干法、濕法等，但都處于工業實驗階段，均存在脫硫效率低（低于85％）、運行不穩、工業副產品不易處理等問題，需加以改進或重選脫硫方式，下一階段發展目標是脫硫效率達90％以上、作業率達93％以上、工業副產品100％回收利用。對于工業噪音，采取降噪法，降低各處燒結礦轉運的落差，降低機尾、轉運站等主要噪音源處的噪音強度；還可采取消噪法，在抽風機、大型電機等重點噪音源處安裝消音器、隔音器，進行隔音減噪。

4結語

1）燒結設備工程技術創新追求的目標是：提高作業率、增加臺時產量、降低能耗、節約資源、創建友好環境。

2）通過對燒結主機設備的大型化、簡約化、自動化、高效化，降低設備裝機總臺數，減少故障源點，優化主機設備運行模式，延長主機設備運行周期；采用新材料、新設備、新工藝，優化、延長配套設備的運行周期，并逐步使二者壽命周期趨于協同，不斷提高燒結設備作業率，滿足現代大型燒結機的快速生產節奏。

3）通過改進燒結機的密封效果，改造卸灰系統的密封方式，強化風箱系統的保溫效果，降低燒結機的漏風率，不斷提高燒結機臺時產量，滿足現代大型燒結機的高效發展目標。

4）加強工業能源的回收利用，加強工業污染治理是創建資源節約型、環境友好型企業的必然要求。

5）隨著科技創新，燒結設備工程技術必將經歷一個從量的積累，到質的飛躍；再到一個新的量的積累、質的飛躍的發展階段。