何欣
摘要：国外烧结EPC招标项目中烧结工艺配置与国内有很大区别，主要表现为振动设备基础使用防震器、80%燃料在原料场配入混匀料、烧结主厂房与配料室合并为一个车间、二次混合机放置在主厂房顶部等，文章有助于企业海外项目的招投标。
关键词：工艺配置 国外EPC项目 烧结
1．前言
随着烧结技术的发展及国际化程度的加深，越来越多的设计单位走出国门，承揽国外烧结EPC项目。满足不同的业主需求，成功取得EPC项目的承包权，是摆在我们面前的重要任务。但在将国内先进的烧结生产及设计经验带到国外的同时，也遇到了有别于国内工艺布置及设备不一样的需求。本文总结了近十年来所接触到的国外EPC烧结总承包项目中业主对烧结工艺布置的硬性要求，并结合国内工艺布置进行对比，希望对国内同行有参考价值。
2．国外烧结现状
烧结技术最早是从德国及前苏联发展起来的，因此，目前国外正在运行的烧结厂，包括印度、欧洲以及非洲等国家和地区的设备，大部分都是这两国设计的，经过多年的运行，得到了客户的认可。他们的设计具有布局紧凑、灵活方便、不拘泥的特点，从规模上看，300m2以下的烧结占多数，300m2-600m2之间的烧结厂数量，随着规模的增加而减少。
目前国外烧结厂的利用系数最高可达到1.8t/m2.h，料层厚度由薄料层逐渐向厚料层发展。烟气脱硫脱硝技术、烟气循环技术、余热利用技术在国外烧结厂日渐得到重视。可以说，在环境保护及节能减排的角度上，国内外烧结厂步调一致。
3．国外烧结工艺布置特点
2014年，印度塔塔集团新上496m2烧结机工程，占地面积约320m×120m，设计布置紧凑，设计单位为德国OUTOTEC（奥图泰）公司。该公司设计业绩丰富，在业内享有很高的声誉。见图1。
烧结使用的固体燃料通常采用焦粉和无烟煤，粒度0mm-3mm，在烧结过程中起到提供热量的作用。原料来自焦化厂及高炉的返焦，经开路破碎工序后制成。熔剂有白云石、石灰石及生石灰（或消石灰）。白云石为烧结矿提供氧化镁，石灰石及生石灰（或消石灰）为烧结矿提供氧化钙。熔剂采用闭路破碎工序，在国内烧结厂燃料和熔剂作为小比例添加物在配料室一次性添加完成，配料室内根据燃料及熔剂的种类和存储量设置相应的矿槽数量及容量，在配料时按照预定比例予以添加，在混合机充分混匀后进入烧结机。燃料和熔剂破碎筛分系统通常放置在烧结厂范围内，烧结厂负责两系统的供电、除尘以及其他相应措施。
有些国内烧结厂将燃料分两次加入混匀料中：第一次是将燃料在配料室内按照比例加入，燃料与集合料其他成分在一次混合机中均匀混合；第二次是在二次混合机后设置三次混合机，在三次混合机内，添加的燃料均匀包裹在已经成为小球的混匀料外部。此种工艺适用于全精矿烧结，在国内太钢烧结机上得到了应用。
印度塔塔公司使用焦粉作为固体燃料，白云石、石灰石及生石灰作为熔剂。设置料场，焦粉和熔剂的破碎系统全部放在料场，由料场承担两系统的供电及除尘。破碎完成后，将80%的燃料和熔剂加入在混匀铁料中，剩余20%的燃料在配料室中作为微调量加入集合料中。由料场引来的两条胶带机分别运输焦粉和熔剂到配料室。此种布置带来以下优势：由于80%的焦粉和熔剂都在料场中加入了铁料，因此运输到烧结厂配料室的两条胶带机的规格比较小，对料场距离烧结厂较远的综合钢厂，使用规格小的胶带机可以省下设备投资及运营费用，降低烧结矿成本。由于燃料和熔剂提早与铁料混匀在一起，混匀效果更好。另外，此种配置方式在不影响烧结工艺的情况下，减少了烧结厂的供电及除尘负担，减少了配料室矿槽数量及矿槽下设备数量，降低了烧结厂的整体投资。
3.2振动设备基础使用隔振器
烧结厂经常使用风机、筛子这类振动设备。风机在日常运行中产生的振动种类主要有：轴承座振动、临界转速引起的振动、风道振动。轴承座振动引起的原因有多种，转子质量不平衡、轴承装配不良、叶片表面积灰不均匀、基础灌浆不良等。无论什么原因引起的风机振动现象，都会从设备本体最终传导到基础，而风机产生的共振现象对设备本身、对基础和厂房的影响尤其重要，有时能产生很大的破坏力。
在国外EPC招标中，绝大部分被要求设置隔振器，采用独立基础，使设备独立于厂房之外，以免设备振动对厂房造成破坏作用。而国内通常会采用设备外覆隔音棉以减少噪音。塔塔公司的烧结设计中，除了上述之外的减振设计，还采用了设备基础的隔振方式，即在设备基础下安装数组隔振弹簧，每组由数个高负荷隔振弹簧组成，根据设备及基础的具体状况，布置在设备基础下方，使设备基础及设备整体独立于周边设备和建筑设施。其减振弹簧组上部的混凝土结构是风机基础。混凝土结构本身由于结构特点具有一定的减振作用，风机工作中产生的振动先传导到该混凝土结构上，有一部分振动被吸收掉，余下的振动由减振弹簧组吸收。经过减振弹簧组之后，传导到地面基础上的振动几乎等于零。如此一来，风机工作中由于振动造成的负面影响就被限制于风机本体及其基础之内，不会影响其周围的设备、建筑结构以及地下结构。
3.3烧结主厂房与配料室合并
烧结主厂房是烧结机运行的车间，举足轻重，是钢筋混凝土结构／钢结构建筑的多层厂房。里面大小设备众多，管线和平台结构复杂，如果设计上考虑不周，将会给后续的安装及操作带来不便。配料室是烧结厂各种原料按照一定比例配入的地方，内有依次排列布置的矿仓，矿仓下有给料设备，平面设置有集料胶带机，矿仓顶面有数条给料胶带机。矿仓体积庞
大，物料落差大。在国内烧结厂设计中，烧结主厂房和配料室往往设计成相互独立的两个厂房，生产操作和管理也相互独立，这样的设计既便于生产操作也便于管理，比较灵活。塔塔公司是将烧结主厂房和配料室合并成一个厂房，其生产操作及管理不但未因此相互干涉，反而在一定程度上因为在一个厂房内，变得更加方便。并且，总图十分紧凑，节省占地，对于土地资源比较紧张的企业而言，尤为珍贵。电缆布置、通风管线等辅助设施也大大方便，由于用户点相距较近，节省很多材料费用。合并成一个厂房以后，两个车间共用一排柱子，土建工程量减少很多，烧结厂投资因此减少。
在国外设计实例中，对于单台烧结机而言，经常采用这样的布置形式。这种合并在生产管理及操作上也十分方便，配料矿槽面平台与烧结操作平台设计成同一个标高，从主控室中更能直观管理矿槽进出料。由于集料胶带机和散料胶带机同时布置在同一平面上，操作的检修维护工作省时、省力，减少了工人的劳动强度。
3.4 -次混合机和二次混合机的选型及布置
各种物料包括铁料、燃料和熔剂等从配料室运输至一次混合机，在这里进行加水充分混匀后运往二次混合机。各种原料是否充分混匀直接影响后续烧结矿的质量。在生产实践中发现，如果燃料未与铁料充分混匀，燃料过多的部位由于热量过多，会发生过融现象，引起透气性恶化；燃料过少的部位由于热量不足，生成的液相数量不足，该处烧结矿强度减弱，容易碎裂。若熔剂未与铁料充分混匀，熔剂过多堆积的地方会出现“白点”现象；熔剂过少的地方由于生成液相需要的成分不足，造成液相数量少，烧结矿强度减弱。因此原料的充分混匀在烧结生产工艺中十分重要。
塔塔烧结厂一次混合机选用的是爱立许立式强力混合机。布置在地面，其前部设置两个生石灰仓，根据工艺要求将未经消化的生石灰定量添加入混合机内。二次混合机选用的也是立式强力混合机，布置在烧结主厂房混合料小矿槽上方的平台上。因球团原料粒度细，且添加有约1%的膨润土，两种原料比例相差悬殊，为将其充分混匀，立式混合机成为球团厂混
合设备的首选。而国内烧结厂极少采用该形式的混合机，原因之一是其价格昂贵。从目前接触到的国外客户的意见来看，越来越多的国外客户倾向于将爱立许的立式强力混合机用于一次混合，尽管设备造价比传统的圆筒混合机高，但是由于强力混合机混合效果好，烧结矿强度高、质量好，得到了国外业主的青睐，市场份额逐渐增加。
立式混合机由水平旋转的混合盘及四个转子组成。物料由混合机上部进入后，由一个多功能装置将料流打散，引入四个转子旋转的方向，工作时一个转子顺时针旋转，另外三个转子逆时针旋转。这样物料就以相反的方向运动，产生宏观混和效果，转子与混合盘带动的料流之间产生微观混合效果。混合盘及转子共同作用使垂直料流及水平料流有了最为理想的混合效果。混合盘是耐磨焊接构件，由两个电机驱动，顶部进料，底部出料，设置有观察门，整体安装在一个球轴承回转环上。混合盘及卸料盘表面附有耐磨层，由含三氧化二铝的陶瓷板制成，自带转速检测器用于监测转子、混合盘及卸料盘的转速，自带集中润滑及料位检测系统。整机重量45吨（DW40型）。物料在混合机内停留时间约1分钟，处理量800吨／小时-1100吨／小时。
国内小规模的烧结厂之前使用胶轮传动的混合机，工作时引起的震动比齿轮传动小，将其布置在主厂房顶部。随着烧结机规模的增加，近些年二次混合机的规模也增大，传动装置体积也相应增加，放置在主厂房顶部对厂房的影响也因此加剧。国内常规的做法是将二次混合机布置在地面，造好的小球使用胶带机运输至主厂房小矿槽。但在这个过程中，造好的小球不可避免会发生破损。
塔塔烧结厂将二次混合机布置在主厂房顶部，无论二次混合机使用的是圆筒混合机还是立式混合机，这种方式也是国外烧结厂的通常做法。工艺布置的优点是：二次混合机造好的小球可以免转运通过梭式布料机进入混合料小矿槽，减少了因转运而造成的小球破损，减少粉末量，提高烧结机上料层的透气性，提高烧结机利用系数。缺点是二次混合机在工作时有震动，对厂房结构要求更高。对此，国外通常做法是采用混凝土结构厂房，尽量降低烧结机安装高度，以降低主厂房标高。其中采用的方法之一就是将大烟道放置于烧结机旁侧，而非放置于烧结机正下方，此种方式可大幅降低烧结机安装标高，整体降低了厂房高度，有利于土建设计。
4．结论
国外EPC烧结项目业主对标书的要求比较高，如果没有充足的理由，业主不允许投标人更改标书的内容，要求投标人严格按照标书的要求进行投标。对于不熟悉国外烧结设计习惯的投标人而言，在规定的期限内准备出符合业主标书要求的工艺方案，还是有一定难度的。因此，事先做好准备，做足功课，有利于顺利赢得EPC烧结项目工程，尤其是目前国外烧结改造项目居多，熟悉国外烧结设计习惯显得尤为重要。
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