我國燒結工序技術進步及“十二五”展望

周 翔

我國燒結工序技術進步及“十二五”展望

周 翔

文章系統(tǒng)總結了“十一五”期間我國重點大中型鋼鐵企業(yè)燒結工序的各項技術進步，并著重分析了其中節(jié)能環(huán)保方面取得的成績。另外，結合目前鋼鐵行業(yè)整體環(huán)境，對“十二五”期間我國鋼鐵行業(yè)燒結工序發(fā)展的幾個重點關注點和前沿方向進行了展望。

燒結 技術進步 展望

1.引言

“十一五”期間，我國鋼鐵工業(yè)作為國民經(jīng)濟的基礎性產(chǎn)業(yè)，在轉變發(fā)展方式、優(yōu)化產(chǎn)業(yè)結構、科學健康發(fā)展等方面都取得了很大的成就。全國粗鋼產(chǎn)量由2005年的3.56億噸增長到2010年的6.39億噸，年均增長15.9%，為建筑、機械、汽車、家電等下游行業(yè)的快速發(fā)展提供了重要的原料支撐。鋼鐵產(chǎn)品質量得到了改善，關鍵鋼材品種實現(xiàn)了突破。技術裝備水平實現(xiàn)了大幅度地提高，落后裝備淘汰工作取得了階段性的成果。節(jié)能減排工作成效顯著，全國鋼鐵企業(yè)清潔生產(chǎn)水平和能耗水平提升較為明顯。另外，“十一五”期間我國在跨地區(qū)鋼鐵企業(yè)聯(lián)合重組以及全國鋼鐵工業(yè)布局調整方面也取得了一定的進展。寶鋼重組新疆八一鋼鐵、韶鋼和寧波鋼鐵，鞍鋼聯(lián)合重組攀鋼、三鋼，武鋼重組鄂鋼、柳鋼和昆鋼，首鋼重組水鋼、長治鋼鐵和通鋼等順利得到推進實施。曹妃甸、鲅魚圈、寧波等一批現(xiàn)代化沿海鋼鐵基地的建設也為我國鋼鐵工業(yè)在“十二五”期間實現(xiàn)跨越式發(fā)展，取得更大的成績奠定了基礎，探索了方向。圖1為“十一五”期間我國鋼鐵工業(yè)的各主要產(chǎn)品產(chǎn)量情況。

2.“十一五”燒結技術進步

“十一五”期間，伴隨著鋼鐵企業(yè)煉鐵高爐不斷大型化，對配套的燒結工序也提出了新的要求。作為煉鐵的配套工序，為了從原料上給煉鐵提供支撐保障，燒結生產(chǎn)主要從以下幾個方面實現(xiàn)開拓、創(chuàng)新，并取得了顯著的成效。

1.燒結機裝備規(guī)模大型化

2005年，重點大中型鋼鐵企業(yè)共有燒結機369臺，其中90m2及以上燒結機約占總數(shù)的38.5%，而2010年重點大中型鋼鐵企業(yè)燒結機總數(shù)達到457臺，90m2及以上燒結機所占比例提高到65.6%，5年間提升了27.1個百分點。同時，“十一五”期間，90m2及以上燒結機所對應的燒結產(chǎn)能也由2005年的67.9%上升到2010年的85.2%，90m2及以上燒結機逐漸成為我國重點大中型鋼鐵企業(yè)生產(chǎn)的主力。圖2為2005-2010年全國重點大中型鋼鐵企業(yè)90m2及以上燒結機數(shù)量、產(chǎn)能占比情況。

2.2 燒結礦產(chǎn)量穩(wěn)步增長

“十一五”期間，我國重點大中型鋼鐵企業(yè)燒結生產(chǎn)能力和產(chǎn)量都有了較大幅度的增長。其中燒結生產(chǎn)能力由2005年的3.79億噸提高到2010年的7.22億噸，增加了90.5%；而燒結礦產(chǎn)量則相應地由2005年的3.41億噸上升到2010年的6.88億噸，增長了101.8%。

與生產(chǎn)產(chǎn)量相關的技術經(jīng)濟指標，如燒結機日歷作業(yè)率、有效面積利用系數(shù)等在2005-2010年間也得到了一定的優(yōu)化，詳細統(tǒng)計情況見下表1所示。

剔除2008年全球金融危機的因素，至“十一五”末，燒結生產(chǎn)日歷作業(yè)率和利用系數(shù)均有了不同程度的下降，給燒結機的正常檢修時間提供的保證。說明我國重點大中型鋼鐵企業(yè)在燒結生產(chǎn)過程中，不再是單純追求高產(chǎn)量，更加重視燒結機的穩(wěn)定、正常生產(chǎn)，對生產(chǎn)指標不斷的進行優(yōu)化。

2.3 燒結礦質量得到提升

2005-2010年全國重點大中型鋼鐵企業(yè)燒結礦質量也得到了較大的提升，各項指標，如合格率、品位、轉鼓指數(shù)等均取得了不同程度的進步。

與2005年相比，2010年全國重點大中型鋼鐵企業(yè)燒結礦合格率提高了1.48個百分點，轉鼓指數(shù)由77.02%提高到78.58%，上升了1.56%。燒結成品礦的質量得到了一定程度的改善。

由于近年來燒結消耗含鐵原料來源不穩(wěn)定，成分波動大以及成本等因素影響，燒結成品礦的含鐵品位變化不大，保持平穩(wěn)，甚至在2008年還有小幅下滑。

2.4 工序能耗下降顯著

“十一五”期間燒結工序的節(jié)能工作也取得了一定的成績。固體燃料消耗作為燒結生產(chǎn)中能源消耗最大的部分，一直占據(jù)著非常重要的地位。其實際指標從2005年的53.58kg/t降低至2010年的52.79kg/t，降低了約1.47%，這與全國各重點大中型鋼鐵企業(yè)非常重視降低燒結固體燃料消耗的技術攻關與改造工作有很大的關系。燒結工序能耗自2009年首次降低到55kgce/t以下，2010年我國重點大中型鋼鐵企業(yè)降低燒結工序能耗工作穩(wěn)步推向前進，2010年達到了52.51kgce/t，與2005年相比有了巨大的進步。圖4為2005-2010年我國重點大中型鋼鐵企業(yè)燒結固體燃料消耗和工序能耗的變化情況。

2.5 配套節(jié)能、環(huán)保設施逐漸完善

“十一五”期間，我國燒結煙氣脫硫工作取得了長足的發(fā)展，特別是近兩年燒結脫硫裝置的建設、實施如火如荼。據(jù)不完全統(tǒng)計，截至2010年底我國燒結機共配置煙氣脫硫裝置有200余臺套，涉及的燒結面積約25000m2。燒結煙氣脫硫目前采用的技術工藝主要有：石灰石-石膏法、氨-硫銨法、氧化鎂法、雙堿法、離子液法、密相干塔法、循環(huán)流化床法（LJSFGD）、旋轉噴霧法（SDA）、活性炭吸附法等數(shù)十種，其中采用較多的包括：石灰石-石膏法、循環(huán)流化床法（LJS-FGD）、密相干塔法等。根據(jù)已建成燒結煙氣脫硫裝置的運行情況來看，選用不同的脫硫技術脫硫效果不盡相同，有些工藝的煙氣脫硫裝置由于脫硫工藝技術的原因甚至達不到設計的效果，值得深思。

表1 近年全國重點大中型鋼鐵企業(yè)燒結有關技術經(jīng)濟指標（一）

表2 近年全國重點大中型鋼鐵企業(yè)燒結有關技術經(jīng)濟指標（二）

燒結余熱回收利用一直是燒結工序節(jié)能中一項十分重要的工作。我國燒結機余熱回收目前主要采用以下幾種方式：預熱助燃風、熱風燒結、預熱混合料、回收蒸汽以及余熱發(fā)電等。其中余熱發(fā)電不論是能源回收水平還是利用效率都具有較明顯的優(yōu)勢。

從2004年9月起，我國燒結行業(yè)第一套余熱發(fā)電系統(tǒng)在馬鞍山鋼鐵股份有限公司第二煉鐵廠開工建設，并于2005年9月順利實現(xiàn)并網(wǎng)發(fā)電。隨后，燒結余熱發(fā)電技術在國內(nèi)的應用不斷地成熟，全套設備實現(xiàn)國產(chǎn)化，建設投資得到了有效的壓縮控制。

2009年12月工業(yè)和信息化部發(fā)布了《鋼鐵企業(yè)燒結余熱發(fā)電技術推廣實施方案》，計劃用3年時間（2010-2012年），在鋼鐵行業(yè)中將燒結余熱發(fā)電比例推廣達到20%，形成157.5萬噸標準煤的節(jié)能能力。2009年底，全國已建成10套燒結余熱發(fā)電機組，共涉及19臺燒結機，燒結機面積共4849m2。

經(jīng)過近段時期的發(fā)展以及技術不斷的成熟和完善，截至到2010年底，據(jù)不完全統(tǒng)計全國鋼鐵企業(yè)已建成燒結余熱發(fā)電機組27套，涉及到23家鋼鐵企業(yè)的53臺燒結機，總燒結面積14370m2，發(fā)電機組總裝機容量484MW。其中較為突出的鋼鐵企業(yè)包括馬鋼、唐鋼、濟鋼、太鋼、湘鋼等。

3.“十二五”展望

“十一五”期間，雖然我國鋼鐵企業(yè)燒結工序不論是產(chǎn)量、質量還是配套節(jié)能環(huán)保措施上均取得了較為明顯的進步，但是問題依然存在，期待在“十二五”期間能夠不斷改進、完善，實現(xiàn)燒結工序結構調整，又快又好發(fā)展。

3.1 燒結工序淘汰落后產(chǎn)能工作依然十分艱巨

2010年12月，工業(yè)和信息化部發(fā)布《部分工業(yè)行業(yè)淘汰落后生產(chǎn)工藝裝備和產(chǎn)品指導目錄（2010年本）》，其中指出自發(fā)布之日起執(zhí)行淘汰30平方米以下燒結機、環(huán)形燒結機、土燒結礦工藝、熱燒結礦工藝，最遲應于2013年底前淘汰90平方米以下燒結機。2011年4月，國家發(fā)改委正式發(fā)布了《產(chǎn)業(yè)結構調整指導目錄（2011年本）》，其中在淘汰類對燒結工序進行了類似的劃定。根據(jù)以上標準進行初步測算，“十二五”期間，需要淘汰的燒結落后產(chǎn)能將近30000萬噸，涉及到約500臺燒結機，任務非常嚴峻。

3.2 燒結工序結構調整工作需要及時進行，生產(chǎn)觀念也要適當?shù)霓D變

目前我國鋼鐵行業(yè)的燒結工序與其他生產(chǎn)工序一樣面臨著結構調整的課題，如何及時有效的實現(xiàn)這個目標，需要在“十二五”期間盡快得到破解。長期以來燒結工序作為給煉鐵工序提供原料的環(huán)節(jié)，無直接與市場掛鉤的產(chǎn)品，因此燒結工序生產(chǎn)也是以滿足煉鐵工序生產(chǎn)的數(shù)量和質量為要求。下一步應該在滿足煉鐵工序要求的基礎上，提升燒結工序生產(chǎn)水平，真正實現(xiàn)燒結工序水平的提升。

3.3 燒結煙氣脫硫工作需要持續(xù)開展

自從國家“十一五”環(huán)境保護規(guī)劃將鋼鐵行業(yè)二氧化硫總量控制列為國家重點以來，鋼鐵行業(yè)在二氧化硫減排方面做了大量的工作，尤其是燒結煙氣脫硫技術在我國得到了廣泛的應用。但是，針對目前燒結脫硫的現(xiàn)狀，存在幾個問題仍然值得探討。選擇較為成熟的燒結脫硫工藝尤為關鍵，如何既能實現(xiàn)投資、運行成本低，又能保證脫硫效果好，脫硫副產(chǎn)物有好的處理途徑一直困擾著行業(yè)從業(yè)者。另外，相對于全國目前燒結機的總量來說，“十一五”期間已配套建設煙氣脫硫裝置的比例畢竟還十分有限，“十二五”期間如何繼續(xù)推廣、應用將是需要解決的問題之一。

3.4 燒結工序的節(jié)能工作需要在“十二五”期間得到進一步加強

燒結工序能耗約占到整個鋼鐵生產(chǎn)工序的10%左右，僅次于煉鐵工序，位居第二。而固體燃料消耗又占到整個燒結工序能耗的80%以上，因此加強降低燒結固體燃料消耗的科研、技術攻關將是一條主要途徑。另外，燒結余熱資源約占燒結工序能耗的一半左右，分別為冷卻機廢氣余熱和燒結機主煙道煙氣余熱。加強燒結余熱回收是燒結工序節(jié)能工作的另一個重點。而作為能源利用較充分、利用效率較高的方式——燒結余熱回收發(fā)電在“十二五”期間尤其值得大力度加以推廣和應用。

3.5 “十二五”期間，探索燒結工序中低碳技術的研發(fā)與應用勢在必行

2009年12月哥本哈根世界氣候大會上，我國向世界宣布：中國將“加快轉變發(fā)展方式，努力控制溫室氣體排放，建設資源節(jié)約型和環(huán)境友好型社會，到2020年前我國單位國內(nèi)生產(chǎn)總值二氧化碳排放比2005年下降40%-45%”。在我國，目前燒結工序二氧化碳排放約占鋼鐵全流程的10%左右。因此，“十二五”期間，研發(fā)和應用燒結工序的低碳技術將具有十分重要的意義。

冶金工業(yè)規(guī)劃研究院）