新一代多功能高效烧结环冷机在改造工程中的应用

新一代多功能高效烧结环冷机在改造工程中的应用摘要：针对凌源钢铁集团公司240㎡烧结机配套280㎡环冷机设备老化严重、漏料漏风严重等原因造成的现场环境差、设备故障率高、余热收集效果差、烧结矿冷却效果不好等问题，严重影响烧结厂整体作业率和安全生产及环冷机区域环境。

采用新一代多功能高效烧结环冷机对其进行升级改造。

改造后环冷机在节能和环保方面表现突出，环冷机现场工作环境得到明显改善，烧结矿冷却效果提升明显，漏风率大幅降低，余热收集效果显著提高，达到了预期效果。

证明了将传统烧结环冷机改造成新一代多功能高效烧结环冷机是切实可行的。

关键词：烧结环冷机；高效；改造；提高引言：在烧结工序中环冷机是关键设备之一，其主要作用将经单齿辊破碎后的热烧结矿进行冷却。

随着国家对环境保护和节能减排的要求与各钢铁公司管理的精细化程度都在不断提高，对烧结环冷机的要求已不仅是要满足冷却功能，还要其兼具节能、环保和适合烧结矿余热回收的特点，传统烧结环冷机因其结构限制已不能满足需求。

凌源钢铁集团公司现有240㎡烧结机，配套280㎡环冷机。

至今已使用超过10年。

改造前环冷机主要存在以下问题：环冷机风箱与回转框架及台车的密封损坏，漏风严重，漏风率达到45%～50%，耗电量较大，不满足现代烧结厂节能减排的要求；台车栏板无有效的对传导辐射热量的控制设施，同时上部罩子变形严重，密封效果差，余热回收废气温度及产气量处于较低水平。

因此，环冷机的升级改造已迫在眉睫。

1新一代多功能高效烧结环冷机简介近些年球团式环冷机不断创新发展，新一代多功能高效烧结环冷机不论在设备运行可靠性，还是在能耗指标和环保方面都有了较大提升。

尤其是在配合环冷机零排放方面，密封技术和废气处理设计理念已完全不同。

新一代新型环冷机的台车结构采用通轴+关节轴承+轴承座剖分结构，提升了台车翻转的可靠性和台车更换的便利性；台车栏板采用新型双层栏板结构解决了散料和废气泄露问题；上部烟罩采用全密封结构+上水密封结构解决了废气无组织排放，且能提高余热回收效率。

其技术特点如下：1.1新一代多功能高效烧结环冷机工作原理热烧结矿通过环冷机给料都连续均匀地布在环冷机回转台车上，台车及回转框架通过驱动装置，在多组支承辊上作水平圆周运动；冷却风经环冷机鼓风系统鼓入台车下部的环形风道，在正压力的作用下冷却风穿过台车篦板与烧结矿进行热交换，使热烧结矿逐渐得到冷却。

经过一定时间的冷却，当台车到达卸料区时，热烧结矿冷却至设定温度。

卸料时，台车的辊臂轮沿曲轨上升，台车缓慢翻转，将冷却的烧结矿卸至排料斗内。

卸料后，台车在复位辊轮的辅助下完成复位，其摇臂轮也沿曲轨轨迹运动，直至台车反向转动直至摆平，经此循环，环冷机完成对热烧结矿的冷却全过程。

1.2新一代新型环冷机技术特点：1）台车体采用焊接结构，强度可靠，同时能满足高温蠕变强度需求。

2）台车轴采用通轴形式，台车体与轴采用剖分式轴承座固定，便于台车的安装及更换，同时通轴改善台车体受力，台车体抗弯曲、抗扭转能力强，台车受热变形小，散料掉落更少。

3）轴端为自润滑关节轴承支撑，轴座密封可靠，长期运行无磨损，可完全杜绝轴端漏风漏料，同时自润滑关节轴承具备自调心能力，台车翻转卸料更灵活。

4）新型双层台车栏板采用双层栏板形式，栏板内侧板与外侧板用螺栓连接，内外板之间设置硅酸铝纤维毡用于绝热。

每块外侧板对应若干块内侧板，单块外侧板与内侧板在制造厂装配好后发往现场，装配时硅酸铝纤维毡有一定的压缩量，保证材料的质密性，增强绝热性能。

杜绝台车栏板之间、台车栏板与回转框架之间的散料和废气泄露。

5）台车栏板和罩子之间采用水密封结构，上密封水槽为环形结构，材质为Q355，安装在栏板的支撑结构上，与栏板间设置隔热材料。

内，外圈均设若干个膨胀节，以吸收热膨胀量。

该结构密封性好，寿命长，对台车栏板和罩子圆度要求低。

6）支撑轨道采用QU80起重机钢轨制作，水平轨要求采用冷弯技术并采取措施消除内应力，材质U71Mn。

大幅提高水平轨可靠性和寿命。

7）罩子采用全密封结构，高温段采用双层结构，内外两层间设置硅酸铝保温棉，减少罩子热辐射损失，提高余热利用效率，同时降低环冷机周边环境温度。

8）新增风箱内走台用于检修下部密封胶皮，高温段风箱间接管下部增加排灰漏斗以及双层卸灰阀5个。

9）+4.7m环冷机走台的钢格板整体更换，要求钢格板上平面与水平轨垫梁上平面处于同一平面，便于更换支撑辊。

原散料边斗全部拆除，上面铺设钢格板，铺设高度同上。

10）需根据现排料溜槽接口的大小，将多余部分封闭，排料溜槽下部结构部分拆除更新。

11）风机走梯更换，内圈环梁清理并全部封闭。

2环冷机改造2.1环冷机设备本体部分改造内容设计总体改造内容为现有环冷机水平轨垫梁（含轨道垫梁及散料斗适应新密封接触部分改造）以上部分，主要为下述内容，如：传动系统、回转体装配、支承辊、压轨、安全装置、侧挡辊、密封装置、给矿斗、罩子改造、内外环（▽4.7m）走台、风机走梯，改造后新环冷机运行要求的机架改造、环冷机配套智能集中润滑系统，配套电气自动化系统改造。

更换的环冷机上罩与烟囱接口与余热管道接口，上罩除尘接口，卸料除尘接口进行恢复性安装。

重新设计散料输排系统。

具体改造内容如下：1）传动形式为销齿传动，即采用电动机—定扭矩联轴器—减速器—万向联轴器—链轮—（销齿）的传动型式。

2）回转体整体更换，采用通轴、关节轴承结构，台车采用剖分轴座式结构。

台车篦板采用百叶窗结构，以利透风和排除散料。

保证透风效果好，同时不堵料。

要求台车篦板平整，缝隙均匀。

台车卸料过程中物料冲刷磨损部位要采取防磨措施保护台车本体。

轨道采用QU80起重机钢轨制作，水平轨要求采用冷弯技术并采取措施消除内应力。

材质U71Mn, 轨道接口处采用斜口对接并安装道夹板，轨道运行方向后部设置防窜道抗块，轨道限位处加工止裂孔，两侧均匀分布焊接防径向位移抗块，轨道与回转框之间不加垫。

轨道螺栓配扣紧螺母，螺栓安装方向从下往上。

台车本体、栏板材质Q355。

栏板保温采用不低于140mm厚硅酸铝纤维毡进行内保温。

栏板内部由多个栏板内衬拼接而成，起到保护纤维毡以及承载烧结矿的作用。

3）下部密封装置整体更换，风箱与回转框架之间的密封形式采用水密封，密封槽内侧采用柔性密封（高温段氟橡胶，低温段硅橡胶）。

在卸矿区域水槽内侧采用可更换耐磨衬板结构。

上罩与栏板之间采用水密封加柔性密封形式，水槽设计膨胀节，消除热胀冷缩带来的结构形变。

上密封水槽厚度不小于12mm，下密封水槽厚度不小于8mm。

上下密封水槽设计有液位计，实现远程监测和高低位自动报警。

同时增加自动加水控制阀，实现远程控制或根据水位自动控制。

并设计观察位置和处理的平台。

排水设置沉降箱，实现循环。

4）新增压轨，工作面材质NM360。

5）新增台车卸料处的复位装置与安全装置。

设置台车不能正常翻转时的限位报警停机；安装摄像头，对卸料处进行远程监视。

6）新增支撑辊，数量92个，新增支撑辊下的水平垫轨用支撑牛腿加固。

新增的支撑辊需考虑定位的问题，方便日后更换。

7）给矿漏斗整体更换，采用料打料和加装高铬铸铁耐磨块的方式解决从单辊落下的料损坏台车篦板，并防止布料偏析和布料时在栏板上部容易积料的问题。

给料斗及卸料斗采用料磨料设计思路，提高漏斗使用寿命。

8）环冷机罩子全部采用门型密封罩，一、二段罩子内保温，内部固定龟甲网加10mm硅酸铝纤维毡及耐热喷涂料，喷涂料厚度30mm；保持原有高温段罩子上部+11.635接口高度不变，按现有环冷机集气趋势设计。

所有罩子均改为支撑式结构，高温段罩子配支撑横梁，罩子内部采用φ140mm圆管（不锈钢材质）支撑，防止罩子变形塌陷。

环冷机四个冷却段内的烟罩安装热电偶，观察烟气温度以便控制环冷机冷却风机的开度。

2.2冷却废气回收利用设计重新设计冷却风机，且风机叶轮采用板式，风机走梯、平台护栏全部更换。

最终能实现废气零排放，并至少保证余热发电、热风烧结、冬季解冻库热风供应（单独设取风点）、排料温度≤60℃。

具体如下：1）考虑前段上罩（覆盖1~9号风箱）废气去往余热锅炉。

2）将2号、3号、4号环冷机鼓风机整体更换，改为节能型风机，用于环冷机中、后段冷却。

其中2号、3号环冷风机为回热风机，既可以吸入常温空气（入口设消音器及电动调节阀），又可以吸入后段冷却废气，风机入口设混风装置（两股气体比例可调）。

4号风机为常温风机。

3）中段上罩设热风烧结管道接口及解冻库热风管道接口，设置热风烧结风机（按不少于25万Nm3/h设计，温度约200℃），将中段上罩废气，送往烧结机料面用于热风烧结，烧结机热风罩长度按40m考虑，恢复解冻库热风管道与环冷机上罩的连接（解冻库用风量16.6万m3/h工况），解冻库热风管道接口处设对空排放口及放散阀门。

4）后段上罩设置串级利用管道接口、对空排放口及放散阀门。

后段上罩热废气通过串级利用管道接入2号、3号风机进风口，串级利用管道上设电动调节阀。

5）热风罩设计成可移动式，与点火炉共用轨道，热风罩结构采用模块化设计，每个模块长度为4.0m，热风罩进口支管设电动调节阀。

2.3 电气仪表改造及设备组成2.3.1电气系统：1）环冷机内外圈照明以及检修系统更新、修复、施工。

2）智能润滑电控系统升级改造。

3）所有施工范围内电缆路径制作以及电缆供货及施工。

4）过扭矩、防翻转、防卸料不到位保护功能。

5）水槽液位设计有液位计，实现远程监测和高低位自动报警。

同时增加自动加水控制阀，实现远程控制或根据水位自动控制。

6）环冷机区双层卸灰阀电缆桥架、操作箱更新。

7）环冷鼓风机高压电机控制箱及控制电缆更换。

2.3.2供配电系统1)电机：电机采用空/空冷却，选用国家最新高效节能系列电机。

2)控制方式：按照现有控制方式对控制系统进行设计，所有设备均具有远程和就地功能，在中控室远程操作和监控，控制画面方式进入原系统。

3)信号与测量：电气元件所有开关状态信号、电气事故信号（现场信号必须经过隔离处理）均送入中控。

就地或远方有如下电气信号及测量：环冷机变频电动机电流显示在中控监控系统。

2.3.3电气柜技术要求1）低压支路用的断路器、接触器能带负荷启动设备，接触器留有足够的富裕容量，设备可靠耐用。

断路器选用H级分断能力。

低压配电回路留有足够的备用空间以及备用回路。

2）柜体结构型式为固定式，正面操作，双面维护。

柜底部开孔为下进/出线:柜底采用绝缘阻燃塑料穿线孔。

3）照明开关箱、操作箱带防雨罩，防护等级IP65，箱体采用2.0厚冷轧钢板。

机旁操作箱及照明开关箱底部进出线缆，所有电缆出口处都采用金属软管。

4）所有户外安装的电气设备防护等级均采用IP65。

5）智能润滑控制系统控制系统整体更换，电缆敷设避开高温区域，无法避开的采取隔热防护措施。

现场控制箱、给油器防护等级均采用IP65。