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降低烧结机系统漏风率的生产实践

2021-11-29田岩松

中国金属通报 2021年10期
关键词:栏板烧结机风箱

田岩松

(河钢承钢炼铁事业部,河北 承德 067102)

在烧结机生产中,烧结机的漏风问题尤其影响着烧结机的经济和技术数值,烧结作业受到有害漏风的影响不利于生产,如单位抽风面积有效抽风量减少,工作时抽风系统负压降低,设备间隙处大量漏风,加剧了运行设备的磨损,除尘困难,并导致生产环境逐渐恶化,降低生产率,从而增加生产成本。因此,研究降低烧结机系统漏风率的治理措施具有重要意义。

1 烧结机漏风率的测量

烧结机漏风率测定方法主要有废气分析法、料面风速法、氧含量法等。废气分析法应用较早,但测量过程复杂,有一定的借鉴作用。料面风速法即在正常生产情况下,用热球风速仪测量料面风速,求出其平均风速并计算通过料面的总风量,同时用皮托管压差计、温度计测量除尘器前烟气的动压值、负压差和废气温度,按公式求出进入抽风机烟气的总风量,即能算出烧结机系统的漏风量。

目前,国内烧结机漏风率测定一般为人工操作,其测定周期长,消耗较多人力物力,测定结果受生产操作、工况影响较大。若能实现在线检测,会对生产现状分析、操作、调度决策和设备维护有很大帮助。氧含量法和量热法均能实现在线检测,并在一些厂区得到实践。氧含量法是通过检测烧结烟道中烟气的氧含量来分析烧结机系统的漏风率,含氧量由氧化锆分析仪检测,安装在电除尘与风箱间。量热法原理为:进入系统的废气热量为离开该系统的废气热量加上系统热损失的热储备变化量,以此建立热平衡式,通过热电偶测量温度,按公式算出漏风率。

2 烧结机漏风原因

2.1 烧结机本体磨损和老化

(1)烧结机机头机尾密封盖板漏风。烧结机使用四连杆横向接触式头尾密封结构,该密封装置使用一段时间,物料进入两侧开口向内的密封槽后,造成密封盖板失灵;另外,中间支撑板和滚轮、支撑板和支座均为铰接,不能形成一道密封,也经常进入物料,造成设备失灵,从而使烧结机台车与密封板间出现较大缝隙。

(2)台车密封游板与风箱固定滑道间的漏风。烧结机采用弹簧式密封装置,密封板装在台车的两侧,由密封滑板、弹簧、销轴、销子和门型框架组成。密封装置板装在门型框架内,由弹簧施加必要压力,才能使密封板紧紧压在滑道上。这种型号的密封装置,游板两侧会出现串风现象,容易将杂质颗粒带入到密封腔中,时间一长,将游板顶住不能活动。而且由于工作环境温度波动太大,使工作状态下的浮动密封滑板的实际宽度与台车密封槽的宽度很难协调。常常由于温度较高,热膨胀较大使密封滑板宽于台车密封槽,以致密封滑板被卡死成为固定板,导致台车密封滑板与固定滑道间出现缝隙漏风,或由于温度较低,使游板膨胀量小,两者配合间隙大,虽能上下自由浮动,却使其两侧面与台车密封槽两侧壁间出现缝隙窜风。

(3)烧结机台车蓖条销子安装间隙过大。烧结机紧固台车蓖条的销子和台车栏板安装间隙过大,蓖条销子过细引起漏风。另外,台车栏板由于长时间运行反复热胀冷缩,加上有的设计结构不合理,台车栏板很多发生了断裂,导致栏板严重外趔,引起烧结机台车两侧漏风。

2.2 烧结机风箱至主抽出口各结合部漏风

(1)烧结机风箱结合部位漏风。风箱内由于耐磨材料自然磨损或脱落,造成进入风箱的物料直接冲刷风箱本体,使风箱上出现大面积空洞;风箱伸缩节处开裂、磨穿,造成严重漏风,使烧结系统漏风部位增加;风箱的膨胀节有的是帆布内加弹簧很容易损坏,引起漏风;风箱立管长时间运行也经常出现磨损,引起漏风。

(2)烟道下双层卸灰阀部位漏风。双层卸灰阀筒体内径较小,内径为300mm,耐磨材料薄,受物料磨损后会出现孔洞,并且孔洞会在短时间内迅速劣化,孔洞迅速增大,漏风逐渐严重。而且新烧作业区负压为15000Pa,正常生产时双层阀放不下料,造成烟道大量积料,烟道内径变小,风速加快对烟道的内衬磨损严重,很快把烟道和风箱连结处磨漏。一旦双层阀打开,大量积料由双层阀集中流出,阀门关不上,关不严很快把双层阀磨坏,造成大量的漏风。另外,双层卸灰阀插板由于换台车时大块烧结矿进入、烧结机篦条的掉入容易卡住,经常磨漏,在放灰时形成较严重的漏风,而且在烧结机生产时这部分漏风的封堵还有很大困难。

2.3 烧结生产操作引起的漏风。除设备系统引起漏风外,生产操作也是导致漏风的一个重要因素

(1)铺料不平和不均。由于水分等各种因素影响,烧结机铺料不平,仍存在台车拉钩现象,造成烧结机台车两侧烧结速度过快,中间欠烧,两侧漏风,料薄部分漏风,台车断面方向垂直烧结速度不均,引起烧结波动。

(2)烧结泥辊卡杂物引起料面拉沟。冬季由于冻块和来料杂物、矿槽篦条损坏,大块的尺寸超过烧结机泥辊开口度的尺寸,卡在泥辊处,造成烧结机拉沟,引起烧结机料面的漏风。

(3)烧结机掉篦子。由于蓖条使用周期问题、紧固蓖条的蓖条销子老化断裂问题、台车隔热垫、台车大梁磨损等问题容易造成烧结机台车蓖条的掉落,引起烧结机漏风。另外,还存在一些管理问题,烧结机漏风不能及时发现,无严格的考核制度,蓖条紧固不合格等均使漏风问题越来越严重。

3 烧结机漏风采取的对策及整改措施

(1)机头机尾密封装置改造。机头机尾有多种密封措施,一般可采用负压吸附式烧结机端部密封装置或摇摆涡流式柔性密封装置,这两种装置都能有效改进机头机尾的密封效果。其中,负压吸附式烧结机端部密封装置其顶部密封板为一弹性整板,可更换的耐磨衬板安装在顶部及侧部,密封板和不锈钢双层密封装置设置在端部和侧部,上述设计方式能利用风箱内的负压产生压紧力,从而对易漏风部位进行密封,同时,特殊的设计方式能起到避免台车塌腰的作用,装置的结构设计简单,重量较轻,耐磨衬板易于更换,现场生产过程中检修维护方便。而机尾尾部星轮齿板优化设计为齿型曲线变化较缓型式,可保证台车在尾部卸料及回程中不产生碰撞和冲击,有效减少台车磨损。尾部弯道设计成具有曲率半径不等的几段圆弧曲线特殊结构,能确保台车在转弯处无碰撞、冲击和磨损现象,并使转弯的台车先摆平后再与直线轨道上运动的台车紧靠在一起,因此可消除台车在转弯时起拱磨损的缺点,以此减小台车两侧漏风。

(2)台车更换与修复。利用年修机会更新台车,将台车本体磨损严重的更换为新台车,彻底解决烧结机台车损耗对漏风的影响。对正常生产中换下来的台车进行修复,对磨耗板和油板有缺陷的台车进行更换和调活,减少台车端部和底部的漏风。对容易产生裂纹和外趔的整块台车挡板,陆续换成由5块栏板组合在一起的分体栏板,这样既缓解了由裂纹栏板产生的边缘效应,又避免了外趔挡板造成的烧结机卡停。

(3)重新设计制作烧结机台车磨耗板。将烧结机台车尺寸重新测量,对台车磨耗板的尺寸重新设计、更换。原磨耗板尺寸为20mm±2mm,由于烧结机台车多年的运行,前后相邻两块台车栏板的磨损较严重,所以台车端部磨耗板换新后,相邻两块台车烧结机栏板出现拉缝的现象,有1mm~2mm的漏风间隙,形成漏风。而台车栏板的尺寸是固定的,针对此情况,将烧结机台车尺寸重新测量,对台车磨耗板的尺寸重新设计、更换。

新换台车栏板用20mm~22mm磨耗板,磨损严重的栏板根据情况用16mm~20mm厚的磨耗板,所以在满足烧结机台车端部磨损的补偿后,前后两块烧结机栏板能很好的接触,从而使烧结机的漏风率降低。

(4)台车栏板改型。将新烧烧结机栏板全部更换,磨损台车端部增加磨耗板,由于设计原因对三烧作业区、新烧作业区断裂的台车栏板进行改型,另外对台车栏板紧固肋筋结构方式进行调整,重新制作更换,解决台车栏板断裂问题。对台车蓖条销子重新设计加粗改型,在蓖条销子两侧和台车栏板间加密封圈,减少与台车栏板间的空隙,从而减少烧结机漏风。

(5)改变烧结机台车滑道和台车间的密封。将原台车弹簧密封改为板簧密封,主要减少和延长弹簧失效周期,提高密封效果。补偿式橡胶密封由于成本的问题未再推广使用。

(6)风箱膨胀节密封的改进。原弹簧外加帆布的结构全部改为刚性膨胀节,在正常年休周期内,解决了此处漏风问题。例如,风箱的“非金属式软连接”利用检修时将其拆除,用两段弧板代替上下焊接,上细下粗形成插口式伸缩缝,插口内焊一圈挡,伸缩缝用石棉绳封堵,此后再未出现上述情况。

(7)采用耐火保温材料喷涂易磨损部位。在风箱灰斗、大烟道及除尘管道部位采用防腐耐磨的耐火保温材料进行喷涂。为防止喷涂层脱落,增强工作面与衬里材料的结合强度,采用金属网做骨架材料使之形成整体,延长了风箱与风箱连接处、烟道部位的磨损周期。另外,对烟道双层阀进行改造,除改冒头式双层阀为插板式的密封阀外,阀的内径进行了加粗,加粗后卡堵现象明显减少。

(8)加强漏风管理。①要严格按规定铺料,在保证料面铺平基础上,烧结机台车两侧厚度略高于中间,减少边缘效应,降低有害漏风。②严控烧结终点,避免因过烧造成台车篦条的损耗,从而避免因掉篦条产生的漏风。③加强巡检,对泥辊矿槽卡杂物、料面拉沟及时发现,保证矿槽蓖条完好。④采取烧结机生产情况下带风堵漏风制度。另外,为防止双层阀料空时漏风和对设备的磨损,操作时双层阀的料尽量不要放空,留一部分料柱能起到密封作用。

综上所述,做好烧结漏风治理工作是保障烧结生产经济高效运行的重要工作,也是烧结生产工作者长期探索研究的课题。在新时代背景下,国家积极推行节能降耗、绿色环保生产,相关企业要以此为目标,探索研究漏风治理方面的新材料、新工艺、新技术,实现烧结机系统长周期的低漏风率生产作业,从而增强企业竞争力。

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