赵文彪，侯红光，裴润利

（山西建邦集团有限公司通才炼铁厂，山西 曲沃 043400）

到2019年初，山西建邦集团有限公司通才炼铁厂喷煤区域共3台立式中速磨机，1号磨机为2002年合肥产HBR两辊中速磨（见图1），设计为全无烟煤生产，已不能满足现生产需求；2号磨机设计能力为31.5 t/h，现产35 t/h；3号磨机设计能力最大为45 t/h，当时只能产42 t/h，即每小时喷煤量只能制粉77 t。合肥产的原1号磨机使用年久已无修理价值，恰逢2019年初炼铁厂决定对通才3号1 860 m3高炉中修、烧结大修，计划于2019年4月中旬全面启动，5月底结束。所以当时做了如下考虑：烧结大修扩容后日均产量的提升，会使石灰窑现有通过高炉煤气燃烧生产石灰的工艺无法满足需求，因此将磨制全烟煤粉进行输送，既能达到需求的燃烧热量，又能在很大程度上降低石灰生产的成本；如果2号、3号磨机任何1台发生超过4 h的故障，就会造成高炉断煤事故，存在较大安全隐患，故急需恢复1号磨机的制粉能力；现有的喷吹、上料系统均不存在较大问题，而新购1台磨机需要花费230万元，本着节约成本的理念，在厂房高度、空间受限的情况下，考虑利旧1台时产能在25 t以上的立式中速磨机。

图1 HBR两辊中速磨

1 喷煤工艺

炼铁厂石灰窑喷吹煤粉采用了集中制粉、超远距离气体浓相输送方式喷煤到石灰窑收粉仓管道，喷煤距离为1 810 m，采用单管路的全氮气远距离输送喷吹方式。原煤棚东西方向分别为烟煤、无烟煤，由汽车运入煤场，目前采用全自动无人天车和人工操作天车的半自动方式，抓料送入受料仓，烟煤单独经过一条平皮带、一条大倾角裙边皮带输送到双曲线煤仓，在打开落煤阀门时，全密闭式称重给煤机启动，将烟煤送入中速立磨落煤管中进行煤粉磨制，而后接入热风炉将废气加热，由风机抽送混合的烟气，再经过布袋收粉器收集，释放入煤粉仓，最终将压缩氮气鼓入氮气罐，与烟气混合后喷吹至石灰窑。石灰窑喷煤工艺画面如图2所示。

图2 石灰窑喷煤工艺画面

2 石灰窑喷煤的系统优化

2.1利旧ZGM80G磨机

由于考虑到原1号磨机厂房高度受限，经过外出考察后发现1台闲置的ZGM80G型中速磨（见下页图3）在外形尺寸、制粉能力上基本符合炼铁厂石灰窑用煤的要求。经过多次协商，最终确定将此磨煤机进行利旧，随后组织人员到现场保护性拆除了ZGM80G磨机，拉运回公司，并安排车间维修人员对磨机的每个零部件进行了清理、清洗、检查；更换了该磨机的蜗杆泵与一个液压蓄能器，对主要间隙参数重新进行了调整，在原2号磨机基础上进行了二次钻孔、二次灌浆，后又对原给煤机进行了更新，对上煤系统、原煤仓、煤粉仓、喷吹系统进行了大的检修，对电气系统进行了防爆电气更换，自动化方面又重新做了工业联锁自动控制系统，利旧后的磨机于2019年1月18日试运行成功。

图3 ZGM80G磨机

2.2 优化石灰窑煤粉指标

2019年1月18日磨机投运后，开始为石灰窑磨制煤粉，石灰窑煤粉指标从原来的19%挥发份提高到了目前的36%（截止到2021年1月），细度为200目的煤粉含量从原来的83.5%提高到了89%。随着全烟煤的使用，石灰窑产量提升、用煤量下降、石灰成本下降50元/t，至2019年7月20日石灰窑日产量已突破700 t，日均用煤量为108.37 t，到2021年1月石灰窑日均产量稳定在750 t左右，日均用煤量在120 t左右（见表1）。

表1 石灰窑喷煤关键指标

2.3 实现热风炉废气再利用

1号磨机为石灰窑磨制全烟煤后，由于烟煤挥发份高、易燃烧，因此在生产过程中，风速较快会使得中速磨机排渣口发生着火现象，造成整个系统温度升高，从而发生事故。通过去外厂对石灰窑磨煤进行考察，发现该厂利用石灰窑窑尾废气来烘干原煤。结合通才高炉热风炉的废气温度在200℃左右，产生的废气量共190 000 m3/h，2号、3号磨机分别使用60 000 m3/h、80 000 m3/h，1号升温炉的使用量在40 000 m3/h左右，刚好满足磨煤要求。全用废气后，节约高炉煤气1 400 m3/h，磨机进口温度一般控制在120℃左右，出口温度控制在65℃左右，实现了热风炉废气温度的再利用，煤粉化验结果如表2。

表2 煤粉化验结果

2.4 改造煤粉仓下料口（见图4、图5）

图4 改造设计图（mm）

图5 改造煤粉仓下料口施工现场

改造煤粉仓下料口，将原锥形下料口的直径由2 300 mm改为900 mm，以实现下料顺畅不堵料、消除煤粉堆积燃爆隐患。

3 全烟煤喷吹的安全措施

对全烟煤喷吹过程采取以下安全措施：将磨机主电机、阀门等电器设备更换为防爆型；对所有法兰连接点处新装防静电接地线，定期监测接地阻值合格；在自动化磨机进出口加装温度报警、系统φ（O2）超标报警、系统φ（CO）超标报警以及N2与喷吹点气压联锁、严禁向罐内反吹空气联锁等，以确保系统稳定与安全；对全烟煤磨煤制定了实用可行的安全技术操作规程，根据热风炉废气温度情况，停止使用原煤气加热炉，利用全废气实施生产，保证了无明火生产，降低了系统φ（O2），对送煤制定了吹扫制度、停送煤措施及各点温度、压力变化等相应的紧急处理预案，以确保全烟煤生产的安全稳定；石灰窑部分加了N2保护，倘若发生煤粉燃烧现象，可使用N2进行灭火。

4 结论

1）在安全控制措施到位的情况下，对石灰窑喷吹的37%高挥发分、易燃易爆的煤粉进行超远距离（1 810 m）氮气输送是安全的；

2）要确保高挥发分烟煤的安全生产，必须将布袋收粉器出口的φ（O2）控制在6%以下，磨机进口温度≤180℃、出口温度≤70℃，布袋收粉器、煤粉仓温度≤60℃，喷吹罐温度≤55℃；

3）为了安全起见，200目的煤粉细度控制在≤85%，挥发份控制在30%以下；

4）对煤粉的存放时间上应注意：保证4 h内使用完毕，坚决不能超过8 h存放时间；

5）全无烟煤设计的喷煤工艺经过技术改造后，完全能够满足全烟煤生产的需求；

6）随着石灰窑全烟煤粉的供应，石灰石可更好地服务于烧结，烧结矿产质量稳定提升，高炉指标不断改善，实现良性循环及效益更大化。