滕国兴，盛芹世
山东钢铁莱芜钢铁集团有限公司规划发展部，山东 莱芜 271104
0 引言
莱钢集团炼铁老区共有四座高炉，原高炉焦碳经过两焦筛筛分，筛上物大焦经料车直接进人高炉作为燃料，筛下物碎焦则经过碎焦车提升进入碎焦仓，用汽车运至烧结原料场，作为烧结生产的燃料使用。筛下物碎焦中含有大量的焦丁，碎焦没有进行筛分再利用，造成极大的浪费。在国内其它钢铁厂，有对高炉碎焦进行筛分，回收焦丁配加入炉的先进经验，与国内高炉相比，莱钢炼铁老区四座高炉有它的局限性。1#、2#高炉的前身为620m3，几经改造大修扩容，由750m3到1080m3。3#、4#高炉由750m3大修扩容到1080m3。原系统没有涉及焦丁利用这一系统，因此，碎焦系统的改造，焦丁的回收利用相比其它高炉，难度大，需要解决的问题多。
1 改造前状况
1.1 高炉冶炼对焦碳的质量要求越来越高
焦炭在高炉冶炼中主要作为发热剂、还原剂和料柱骨架。高炉下部料柱的透气性完全由焦炭来维持。焦碳强度不好，料柱的透气性变坏，高炉难于接受风量和风温，同时喷吹量也受限制。此外，生成大量的焦粉掺入炉渣，使渣变稠，还会造成难行或悬料。焦炭质量成为保持炉况顺行的质量指标。
1.2 随着高炉生产能力的提高，对入炉焦碳的需求也不断增长
2006～2008年，老区四座高炉分别进行了大修扩容改造，随着高炉生产能力的提高，对入炉焦碳的需求也不断增长，加之市场外购焦碳的供给的紧张，及焦碳质量下滑，成为制约高炉生产的重要环节。
1.3 入炉焦比高，高炉成本高
与国内同类型高炉进行对比，老区四座高炉的入炉焦比高，平均在350kg/tFe左右，因此高炉的成本高，效益低。节约焦碳，就是降低成本，是挖潜的重要措施。
1.4 焦丁混入焦粉，影响烧结工艺，浪费燃料
烧结生产使用小于12mm小颗粒的焦粉，而大于12mm大颗粒的焦丁容易产生混合不均、燃烧不充分现象。因此，碎焦中大于12mm的焦丁混入焦粉即造成烧结工艺难以消化，又造成燃料的极大浪费。
因此，迫切需要对高炉碎焦系统与烧结焦粉系统进行改造，提高焦碳的利用率，回收焦丁，实施配加入炉冶炼方式，降低焦比，节约成本。
2 项目的改造与实施
2.1 高炉碎焦系统改造
原高炉碎焦系统基本结构为两个碎焦仓，原碎焦系统的结构简单，上部设有碎焦轨道，在16.7m处为碎焦车受料斗，在15.2m平台上设置有碎焦卷扬系统，下部为90m3碎焦仓，在碎焦仓下部设置有闸门。
改造后主要工艺流程为:焦碳通过槽下两个焦碳振动筛的筛分，大于18mm的合格焦进入高炉料车，由料车卷扬机提升，送入高炉进行冶炼。小于18mm的碎焦则经过筛下物溜槽落入碎焦车，由碎焦车卷扬机提升进入经过改造后的碎焦处理系统。在碎焦仓的上部经过焦丁筛的筛分，焦丁筛的筛网为10mm，小于18mm大于10mm的焦丁通过筛上物溜槽进入1#碎焦皮带机，然后落入2#碎焦大倾角皮带机进入焦丁仓存储，当高炉需要配加焦丁时，进入振动给料机，通过称量系统，进入3#碎焦皮带机，进入右矿皮带机配加到烧结矿中进入高炉进行冶炼。小于10mm的焦粉则由焦丁筛的筛下物溜槽落入碎焦仓，最后经过汽车运输，进入烧结系统。具体改造如下:
2.1.1 焦碳振动筛的筛网改造
槽下两焦碳振动筛的筛网为14mm，配合碎焦系统的改造，根据工艺需要，将筛网改为18mm。焦碳经过振动筛的筛分，进行分级。大于18mm的合格焦按原工艺最终进入高炉进行冶炼。小于18mm的碎焦内含有大量的焦丁，需要进行二次筛分，分离出焦丁和焦粉。通过增大筛网，减少了焦碳筛分时间，提高了高炉上料速度和能力，为高炉高产创造了条件。
2.1.2 旧碎焦系统的改造
改造的宗旨是保持并充分利用原碎焦系统。原碎焦系统改造的空间狭小，并且受周围设备、及上料斜桥的影响，在此基础上进行改造难度相当大。根据工艺要求通过计算, 改造旧碎焦系统必须满足两大条件:一是在原系统上减少原碎焦仓的容积，增设焦丁筛分系统，二是必须保证新碎焦仓的容积为50m3。通过对多种方案的选则，最终方案如下:
1）利用原有钢结构钢柱，在16.7m设置钢梁、平台，将原有碎焦卷扬机系统由15.2m平移至此平台；
2）因碎焦卷扬机平移的上抬，相应的将原有道轨直段垂直断开，增加1m。同时将原有碎焦受料斗下部截去0.5m；
3）对原有的碎焦仓进行改造，把15.4m和 12.9m之间的原有碎焦仓拆除，在12.9m设置钢梁平台；
4）在16.7m下部安装2.3m3仓，在12.9m平台安装焦丁筛；
5）在2.3m3的仓下部安装手动插板阀，控制碎焦的流量。焦丁筛的分级粒度为10mm。在焦丁筛的下部安装筛下物溜槽，以便于经过焦丁筛的筛分，小于10mm的焦粉能顺利进入碎焦仓。在焦丁筛的上部安装筛上物溜槽，使大于10mm小于18mm的焦丁能顺利进入1#碎焦皮带机；
6）把12.9m到6.73m之间的原有碎焦仓部分进行改造分割封闭，建成容积为51m3的碎焦仓存储焦粉。新的碎焦仓下部安装电液动扇形闸，控制焦粉的流量，卸料进入汽车。
2.1.3 新建焦丁仓系统
在碎焦仓的北部新建一个60m3钢结构形式的焦丁仓，用来储存焦丁。在焦丁仓的下部设置有称量漏斗，保证了配加到烧结矿的焦丁的准确计量，提高了配料的准确性。
2.1.4 焦丁的运输系统
焦丁在焦丁仓和碎焦仓之间的运输也是一个难题。由于焦丁仓和碎焦仓相对位置一定，碎焦仓相对焦碳振动筛的位置一定，为保证碎焦卷扬的正常运行，设计了两条皮带来完成焦丁运输。1#碎焦皮带机把从焦丁筛筛上物溜槽来的焦丁进行运输；因现场位置的限定，选用一条的大倾角皮带机提升焦丁，向焦丁仓送料。
2.1.5 焦丁的配加入炉
在焦丁仓下部安装3#碎焦皮带机，宽度B=500mm，运输速度为v=1.25m/s。根据高炉炉况，将焦丁经过称量，准确送至右矿皮带机，配加到烧结矿中，进入高炉进行冶炼，月均焦丁比达到30kg/t，达到了国内较高水平。
2.2 烧结焦粉系统改造
2.2.1 原来烧结焦粉系统工艺
焦化厂或炼铁厂高炉槽下来的焦粉经上料皮带，经小焦筛进行筛分，粒度小于12mm的焦粉由筛下物皮带进入四辊破碎机破碎成粒度小于3mm的焦粉（大于85%），经皮带进配料室配料进行烧结，筛上物粒度大于12mm的焦丁经皮带运输到焦炭外排料仓经汽车拉往厂外卖给外单位，但其中含有部分粒度大于24mm的焦丁高炉可用，这一部分外卖产生了巨大的浪费。
2.2.2 改造热内容
在原来焦炭外排料仓混凝土框架内，利用原有的框架柱子，拆除原有料仓，增设两层钢平台，其中在6.21m平台上，增设一台筛子型号XBSFJ150x360-Ⅰ棒条振动筛系统。筛上物与筛下物落地，中间垒一混凝土墙隔开。筛子的分级点22mm，振动筛将原来焦粉一次筛筛上物（粒度大于12mm的焦丁）大于24mm的焦丁部分作为筛上物筛出，这部分焦碳运往高炉，当作高炉燃料进行冶炼。
新加棒条筛筛分系统如下图所示:
3 实施效果
经改造后高炉项目取得了良好的效果，四座高炉年回收焦丁8.5万吨。实现了焦碳分级入炉，提高了焦碳的利用率。改造后，对不同粒度的焦碳进行充分利用，收到了良好的冶炼效果和经济效益。扣除因风温的提高、煤比的增加，烧结矿品位的提高、富氧的提高的影响降低的焦比，因配加焦丁，降低焦比12.61kg/tFe，节约大量的焦碳，产生了可观的效益。同时解决了焦丁混入焦粉造成的烧结工艺难以消化，混合不均、燃烧不充分的现象。
2010年9月对烧结焦粉系统进行改造，改造后取得了良好的效果，通过增加焦粉二次筛分工艺，可有效回收烧结焦粉中粒度大于24mm的焦丁，节约焦碳，提高了焦炭利用率。经统计，平均每月可回收粒度大于24mm的焦丁790t，有效提高了焦炭利用率。
4 结论
通过对高炉碎焦系统“碎焦仓的分割改造”和烧结焦粉系统增加二次筛分改造，进行焦丁的回收，实现了焦丁配加入炉的冶炼方式，改善了高炉炉料的透气性，保证了高炉的高产高效，节约了大量的焦碳，降低了焦比，降低了生铁成本。实践证明，该项目的实施是可行、有效的，取得了一定的效果，具有推广应用价值。
[1]炼铁.中冶南方工程技术有限公司.
[2]《高炉炼铁》（中册）.冶金工业出版社.
