高 欣 翟玉兵 劉占平

（河北新金鋼鐵有限公司燒結(jié)廠）

摘要：隨著經(jīng)濟(jì)高速發(fā)展，鋼鐵行業(yè)的發(fā)展迎來(lái)了新的高度；但近年來(lái)，隨著國(guó)際形勢(shì)變化，國(guó)家積極推進(jìn)綠色發(fā)展，保護(hù)環(huán)境是我們努力的重中之重，本文主要介紹，在燒結(jié)工序中，通過(guò)一系列的技術(shù)措施減少鋼鐵行業(yè)燒結(jié)工序的資源浪費(fèi)，達(dá)到節(jié)能減排，為環(huán)保創(chuàng)A保駕護(hù)航。

關(guān)鍵詞：節(jié)能降耗；優(yōu)化配礦；厚料層燒結(jié)；余熱回收

1  引言

鋼鐵行業(yè)是大氣污染的重點(diǎn)行業(yè)，其中燒結(jié)工序能耗在噸鋼綜合能耗中占比約10%，是僅次于煉鐵生產(chǎn)的第二大耗能大戶，燒結(jié)工序能耗包括固體燃料消耗、電力消耗、煤氣消耗等，其中固體燃耗占比80%，今年來(lái)，為了降低燒結(jié)工序能耗，新金燒結(jié)廠做了大量研究工作，實(shí)施了許多新工藝與新技術(shù)，在實(shí)踐中得到了充分利用。

2  降低燒結(jié)固體燃耗

燒結(jié)使用的固體燃耗的種類有焦粉和無(wú)煙煤，是不可再生的一次能源，在其燃燒過(guò)程中產(chǎn)生大量NOx等有害物質(zhì)，在燒結(jié)過(guò)程中，通過(guò)技術(shù)改進(jìn)和相應(yīng)措施是減少其消耗的主要途徑。

2.1優(yōu)化原料配礦結(jié)構(gòu)

燒結(jié)使用的原料礦石種類繁多，如何更好的將不同種類的鐵礦石，根據(jù)其不同特性按照不同配比結(jié)構(gòu)而進(jìn)行搭建，是燒結(jié)穩(wěn)定生產(chǎn)和節(jié)能降耗的關(guān)鍵。

自然界中的鐵礦石劃分為赤鐵礦、磁鐵礦、褐鐵礦、菱鐵礦四大類；新金燒結(jié)廠在今年來(lái)嘗試了各種不同鐵礦石搭配及比例結(jié)構(gòu)的生產(chǎn)實(shí)踐，分別從礦石種類、礦石燒結(jié)性能及礦石粒度組成三個(gè)方面進(jìn)行抓手。

 燒結(jié)料層的透氣性是影響燒結(jié)生產(chǎn)的主要因素，這大大的影響了固體燃耗的使用。

（1）各種不同礦種的燒結(jié)性能對(duì)比，見(jiàn)表1：             

其中：

同化性：以單個(gè)鐵礦粉在加熱爐以20℃/s速度加熱到1300℃后，熔化的面積百分?jǐn)?shù)表示；

液相流動(dòng)性：以鐵礦粉與溶劑在1300℃發(fā)生化學(xué)反應(yīng)生成液相流動(dòng)而呈現(xiàn)的面積增長(zhǎng)率表示；

鐵酸鈣生成能力：以微型燒結(jié)法在一定溫度下1280℃焙燒下顯微鏡觀察的鐵酸鈣生成量；

從上述表中可以看出，褐鐵礦具有高同化性、液相流動(dòng)性和鐵酸鈣生成能力，磁鐵礦具有較強(qiáng)的粘結(jié)相和連晶固結(jié)能力，赤鐵礦性能處于居中。

（2）不同礦石的原料粒度組成，見(jiàn)表2：

從上述表中可以看出，褐鐵礦整體粒度組成較好，對(duì)進(jìn)入混合制粒中起到了增大料球間隙的作用，磁鐵礦屬于致密結(jié)構(gòu)礦種，粒度偏細(xì)，赤鐵礦居中；

（3）根據(jù)上述表1和表2，了解了不同鐵礦石的基本燒結(jié)性能和粒度組成，我們技術(shù)人員始終不斷在不同礦種不同比例的各種生產(chǎn)實(shí)踐中進(jìn)行探索和實(shí)驗(yàn)，在燒結(jié)堿度2.0倍前提下，配加相同的生石灰（8%），焦粉（4%），返礦粉（12%），以下是礦種之間不同比例生產(chǎn)下各項(xiàng)生產(chǎn)參數(shù)情況，見(jiàn)表3：

由于褐鐵礦具有同化性好、液相流動(dòng)性強(qiáng)及粒度組成均勻的優(yōu)點(diǎn)，在經(jīng)過(guò)不同的礦種比例生產(chǎn)實(shí)踐中，褐鐵礦占總鐵料比例達(dá)到55%以上，在燒結(jié)生產(chǎn)中，質(zhì)量始終是首要，統(tǒng)籌兼顧，在得到較好的礦種比例生產(chǎn)經(jīng)驗(yàn)后，對(duì)燒結(jié)厚料層生產(chǎn)提供了較好的基礎(chǔ)，大大的降低了燒結(jié)固體燃耗，真正實(shí)現(xiàn)了燒結(jié)資源節(jié)能降耗的目的。

2.2改善工藝設(shè)備，臺(tái)車欄板加高實(shí)行超厚料層生產(chǎn)

新金燒結(jié)是建有2*200㎡的燒結(jié)機(jī)，目前臺(tái)車欄板高度800mm，已經(jīng)不滿足燒結(jié)厚料層低機(jī)速運(yùn)行要求，經(jīng)過(guò)技術(shù)和設(shè)備專業(yè)人員共同研究后，決定自行設(shè)計(jì)圖紙，對(duì)其中一座200㎡燒結(jié)機(jī)的163個(gè)臺(tái)車所有上欄板高度增加100mm，下欄板不動(dòng)，欄板總高度由之前的800mm增加到900mm。

在經(jīng)過(guò)15天的檢修改造后，燒結(jié)礦質(zhì)量明顯提升，燒結(jié)礦粒度得到了優(yōu)化，5-10粒度占比降低，使高爐操作更加穩(wěn)定順行；質(zhì)量改善后對(duì)高爐順行也有積極影響，產(chǎn)量和綜合焦比有了明顯改觀，見(jiàn)表5。

在臺(tái)車欄板加高后，更進(jìn)一步有助于燒結(jié)超厚料層生產(chǎn)，進(jìn)一步降低了燒結(jié)固體燃耗。

下圖為在欄板加高后，實(shí)際生產(chǎn)料層，基本在900-950mm之間，充分利用了混合料在燒結(jié)過(guò)程中的自動(dòng)蓄熱功能，延長(zhǎng)燒結(jié)生產(chǎn)時(shí)間，雖然在增加料層后，燒結(jié)垂直燃燒速度有所下降，對(duì)產(chǎn)量發(fā)揮有一定影響，但隨著厚料層生產(chǎn)燒結(jié)粒度組成得到有效改善，高爐返礦率和燒結(jié)內(nèi)返率均有一定程度下降，這樣達(dá)到了在提高質(zhì)量的同時(shí)，也發(fā)揮了產(chǎn)能。

2.3嚴(yán)控固體燃料質(zhì)量

降低燒結(jié)固體燃耗，更離不開(kāi)固體燃耗本身質(zhì)量的支持，燒結(jié)要求固體燃料的質(zhì)量中固定碳高，灰分低，揮發(fā)分低，硫含量低，粒度組成要好，水分適宜：

 燒結(jié)使用的無(wú)煙煤和焦粉相比，粒度組成較好，但其揮發(fā)分偏高，對(duì)環(huán)保節(jié)能降耗，降低NOX不利，因此在燒結(jié)使用的固定燃耗中，要求粒度組成＜0.5占比要＜35%，為進(jìn)一步節(jié)能降耗，目前我廠燃料結(jié)構(gòu)中以焦粉和無(wú)煙煤搭配生產(chǎn)，比例為2/8，既滿足了環(huán)保節(jié)能降耗數(shù)據(jù)創(chuàng)A的要求，同時(shí)不影響生產(chǎn)質(zhì)量的提高和固體燃耗的降低。

3  燒結(jié)煙氣余熱回收，降低電力消耗

燒結(jié)生產(chǎn)中會(huì)產(chǎn)生大量的熱量，在燒結(jié)礦在經(jīng)過(guò)環(huán)冷冷卻時(shí)，回收燒結(jié)環(huán)冷煙氣余熱進(jìn)行發(fā)電實(shí)現(xiàn)能源循環(huán)利用已經(jīng)是目前燒結(jié)新技術(shù)的發(fā)展方向。新金燒結(jié)廠在2022年新建環(huán)冷余熱發(fā)電系統(tǒng)，建立12mw額定功率機(jī)組發(fā)電，充分利用燒結(jié)環(huán)冷煙氣溫度循環(huán)回收，大大降低了能源浪費(fèi)。

在經(jīng)過(guò)1年以來(lái)的摸索生產(chǎn)，和燒結(jié)生產(chǎn)的并行對(duì)比，制定了一系列的操作控制參數(shù)，將燒結(jié)終點(diǎn)溫度控制在500℃（即倒數(shù)第二個(gè)風(fēng)箱溫度），煙道溫度控制115-125℃，燒結(jié)機(jī)尾紅火層不低于1/3，保證在不影響燒結(jié)質(zhì)量的前提下有充分的熱量帶入環(huán)冷機(jī)，同時(shí)在2023年4月份對(duì)環(huán)冷密封進(jìn)行升級(jí)改造，進(jìn)行上下水密封，有效的降低了漏風(fēng)率，減少了能源流失，使發(fā)電量有最初的4660kwh/t提升到目前的6200kwh/t，發(fā)電量提高了33%，大大節(jié)約了能源消耗。

4  降低煤氣消耗

高爐煤氣是燒結(jié)生產(chǎn)所必須使用的能源，如何有效的降低煤氣耗量，同樣是燒結(jié)人的攻關(guān)方向之一，燒結(jié)使用煤氣主要是燒結(jié)機(jī)點(diǎn)火使用，通過(guò)煤氣的燃燒開(kāi)啟燒結(jié)第一步，點(diǎn)火質(zhì)量的高低直接影響到燒結(jié)生產(chǎn)的開(kāi)端，點(diǎn)火強(qiáng)度過(guò)高會(huì)造成燒結(jié)料面過(guò)熔反而影響料層透氣性，點(diǎn)火強(qiáng)度不夠會(huì)造成料面發(fā)黃，影響燒結(jié)質(zhì)量下降，返礦率升高；因此在燒結(jié)人的不斷摸索研究下，如何利用很少的煤氣來(lái)保證燒結(jié)生產(chǎn)成為重中之重；

3.1在點(diǎn)火器前增加煤氣預(yù)熱器

在燒結(jié)點(diǎn)火器前增加煤氣預(yù)熱器，可以更好的提高煤氣利用率，提高煤氣溫度，保證點(diǎn)火溫度從而不影響燒結(jié)產(chǎn)質(zhì)量，在經(jīng)過(guò)論證后，新金燒結(jié)廠在遇停機(jī)檢修機(jī)會(huì)進(jìn)行預(yù)熱器安裝，在使用上以后，煤氣溫度由30℃升高至72℃，有效的提高了煤氣利用，煤氣耗由60m³/t降至53m³/t。

3.2實(shí)行燒結(jié)低負(fù)壓點(diǎn)火

燒結(jié)低負(fù)壓點(diǎn)火作為降低點(diǎn)火煤氣單耗的主要措施之一，早在多年前就開(kāi)始實(shí)行，但對(duì)降低煤氣消耗效果不佳，新金燒結(jié)低負(fù)壓點(diǎn)火，采取從1號(hào)-3號(hào)風(fēng)箱均全部關(guān)閉，真正實(shí)行了低負(fù)壓點(diǎn)火操作。

5  結(jié)論

綜上所述，鋼鐵行業(yè)的發(fā)展要不斷進(jìn)行強(qiáng)化節(jié)能、降低能耗，在燒結(jié)工序中，我們分別從原料優(yōu)化、工藝改進(jìn)、設(shè)備改造等方面進(jìn)行了攻關(guān)，最終達(dá)到節(jié)能降耗，節(jié)約資源的目標(biāo)。

5.1優(yōu)化燒結(jié)原料的配礦結(jié)構(gòu)，將褐鐵礦原料的比例控制在合理范圍之內(nèi)，占總鐵料的55-59%，更能充分利用原料的性能，帶來(lái)生產(chǎn)的提升，降低固體能源的消耗。

5.2嚴(yán)抓固體燃料本身質(zhì)量，將符合生產(chǎn)要求的燃料更好的使用到生產(chǎn)中去，達(dá)到最大利用率。

5.3要繼續(xù)不斷進(jìn)行工藝技術(shù)挖潛，從節(jié)能出發(fā)，充分利用好燒結(jié)煤氣預(yù)熱器使用，低負(fù)壓點(diǎn)火等技術(shù)，降低煤氣耗。

5.4設(shè)備是生產(chǎn)的基礎(chǔ)，通過(guò)在設(shè)備上進(jìn)行創(chuàng)新改造，對(duì)臺(tái)車進(jìn)行欄板加高改造，真正實(shí)現(xiàn)了在現(xiàn)有燒結(jié)機(jī)型條件下的超厚料層生產(chǎn)，可有效降低燃耗2kg/t；

5.5燒結(jié)余熱發(fā)電的投用及生產(chǎn)，充分的利用了煙氣余熱，避免能源浪費(fèi)，通過(guò)對(duì)燒結(jié)工藝參數(shù)的優(yōu)化，余熱發(fā)電量升高33%。

參考文獻(xiàn)

［1］ 山西興達(dá)科技出版《現(xiàn)代燒結(jié)生產(chǎn)實(shí)用技術(shù)》馮二蓮 李飛 劉繼強(qiáng) 編著2021年1月

［2］ 錢自西；鋼鐵廠燒結(jié)工藝節(jié)能環(huán)保研究；

［3］ 冶金工業(yè)出版社《鐵礦石燒結(jié)生產(chǎn)實(shí)用技術(shù)》許滿興 何國(guó)強(qiáng) 張?zhí)靻?廖繼勇 編著2019.8

［4］ 候長(zhǎng)波；燒結(jié)工藝節(jié)能環(huán)保新技術(shù)應(yīng)用實(shí)踐；