燒結(jié)工序節(jié)能技術(shù)

王維興

1．2012年重點(diǎn)鋼鐵企業(yè)燒結(jié)工序能耗情況

2012年，全國(guó)重點(diǎn)鋼鐵企業(yè)燒結(jié)工序能耗平均值為50.60kgce/t，比上年下降1.43kgce/t。能耗較低的企業(yè)有：太鋼37.51kgce/t，新余41.83kgce/t，南昌方大42.55kgce/t，柳鋼43.35kgce/t，凌鋼43.82kgce/t，寶鋼八一44.46kgce/t，承鋼44.87kgce/t，日鋼45.13kgce/t，重鋼45.30kgce/t，宣鋼46.33kgce/t，杭鋼46.77kgce/t，攀成鋼47.75 kgce/t，武鋼47.11 kgce/t，唐鋼47.28kgce/t，河北敬業(yè)47.57kgce/t，石鋼47.73kgce/t，鞍鋼47.96kgce/t。

2012年，重點(diǎn)鋼鐵企業(yè)燒結(jié)固體燃耗平均值為53kg/t，比上年下降1kg/t。燒結(jié)固體燃耗較低的企業(yè)有：達(dá)鋼37kg/t，合鋼、興澄和新?lián)徜摼鶠?3kg/t，凌鋼、重鋼均為44kg/t，徐州圣戈班為45kg/t，太鋼、新余、濟(jì)源、南昌、杭鋼和川威均為46kg/t，成都無縫、柳鋼、德龍均為47kg/t，首鋼48kg/t。

2.燒結(jié)工序余熱回收利用技術(shù)

據(jù)統(tǒng)計(jì)，目前燒結(jié)礦顯熱約占燒結(jié)總熱耗的50%，其中，可余熱回收的占32%，不能回收的產(chǎn)品顯熱6%，廢氣占12%。

2.1 對(duì)熱燒結(jié)礦顯熱進(jìn)行回收利用技術(shù)

用空氣冷卻熱燃結(jié)礦（燒結(jié)設(shè)計(jì)規(guī)范要求生產(chǎn)冷燒結(jié)礦），燒結(jié)尾礦在600℃-800℃時(shí)進(jìn)行余熱回收，可降工序能耗10kgce/t。利用高溫空氣使鍋爐產(chǎn)生高壓和中壓蒸汽，再進(jìn)行發(fā)電。高溫空氣也可用于熱風(fēng)燒結(jié)，能使燒結(jié)工序能耗降低10kgce/t。對(duì)于300m2燒結(jié)機(jī)，可配置12500kw的電站，蒸汽壓力4kpa,，溫度在425℃，以提高發(fā)電效率。

2.2 對(duì)燒結(jié)廢氣余熱進(jìn)行回收利用技術(shù)

當(dāng)燒結(jié)煙氣在1400m3/t-3000m3/t，溫度350℃-400℃時(shí)，對(duì)燒結(jié)機(jī)廢氣回收利用，其熱值占燒結(jié)總能耗10%-20%。特別是1-5風(fēng)箱廢氣溫度高，可用于熱風(fēng)燒結(jié)。目前寶鋼、南鋼等企業(yè)已在應(yīng)用此種技術(shù)，可以降燃耗10%，在熱風(fēng)100℃時(shí)，降燃耗達(dá)到5%。由于這部分廢氣中含SO2量較低，也可以不用煙氣脫硫，進(jìn)而降低脫硫設(shè)備投資和運(yùn)行的成本。

目前，有160多套燒結(jié)廢氣余熱回收裝置在投產(chǎn)或建設(shè)中，基本都未達(dá)到設(shè)計(jì)水平，存在設(shè)計(jì)不合理、設(shè)備選型不當(dāng)、操作維護(hù)等方面的問題。由于燒結(jié)生產(chǎn)的煙氣溫度、氣量不斷波動(dòng)，設(shè)計(jì)時(shí)不能取得最優(yōu)值，所以在實(shí)際燒結(jié)生產(chǎn)時(shí)很難達(dá)到設(shè)計(jì)的要求。

對(duì)已經(jīng)投產(chǎn)的設(shè)備可以采取補(bǔ)氣技術(shù)：即燒結(jié)工序補(bǔ)用轉(zhuǎn)爐蒸汽，或建一個(gè)小鍋爐給燒結(jié)工段供氣。

2.3 利用燒結(jié)余熱鍋爐進(jìn)行蒸汽回收技術(shù)

燒結(jié)余熱鍋爐在點(diǎn)火器之后可對(duì)燒結(jié)礦表面顯熱進(jìn)行蒸汽回收，據(jù)統(tǒng)計(jì)，節(jié)能效果在2.5kg/t。

3.降低燒結(jié)固體燃料消耗措施

在燒結(jié)工序中固體燃料的品質(zhì)和成本，對(duì)降低能耗起著重要的作用。

3.1 配加高爐除塵灰，可有效耗

配電除塵灰的排放回收利用。電除塵灰粒度細(xì)，一般含碳3%。排放和配加是否均勻，會(huì)影響燒結(jié)固體燃耗2kg/t-3kg/t，產(chǎn)量5%。高爐除塵灰中含有較高的碳。高爐除塵灰吸水性極差，要提前濕潤(rùn)，加強(qiáng)混均。其中FeO含量降低0.22%-0.5%，煤耗降低約0.4kg/t.。

3.2 合理配礦

少用赤鐵礦、褐鐵礦（含結(jié)晶水消耗熱量）和石灰石，配加鋼渣，配加軋鋼氧化鐵皮。配加1kg/t軋鋼氧化鐵皮，可降低0.8kg/t。無煙煤，配礦時(shí)要求混合均勻。配加5%左右鋼渣，可降低固體燃耗3kg/t；配加白云石粉37kg/t，沒有碳酸鹽分解，節(jié)燃耗2.5kg/t。生石灰添加，生石灰的活性度每提高10ml，可降低燃耗1.5kg/t，提高產(chǎn)量1%。

3.3 提高料溫、控制燃料的粒度和水分

強(qiáng)化制粒，改善料層透氣性，增加料層厚度?；旌虾蠡旌狭系膲嚎s率要大于15%。固體燃料一次混合加20%-30%的細(xì)焦粉，其余加在二混，可降燃耗。偏析布料、雙層配碳燒結(jié)，使大顆粒料布在下層、燃料在上層。

采用鋪底料技術(shù)，提高料層透氣性，降低固體燃耗。燒結(jié)溫度由1300℃降低到1150℃-1250℃，燃耗降低7kg/t-8kg/t。粒度以0.5mm-3mm為宜。

3.4 提高成品率，減少返礦

降低燒結(jié)熱返礦量的影響，熱返礦量在<30%，固體燃耗降10.4kg/t。返礦量降低1.5%-3%，燃耗降低0.6kg/t。

4．降低煤氣消耗技術(shù)的新型點(diǎn)火器特點(diǎn)

（1）點(diǎn)火段采用直接點(diǎn)火，燒嘴火焰適中，燃燒完全，高效低耗；

（2）點(diǎn)火爐高溫火焰帶寬適中，溫度均勻，高溫持續(xù)時(shí)間能與燒結(jié)機(jī)速匹配，燒結(jié)表層點(diǎn)火質(zhì)量好；

（3）耐火材料采用耐熱錨固件結(jié)構(gòu)組成整體的復(fù)合耐火內(nèi)襯，砌體嚴(yán)密，散熱少，壽命長(zhǎng)；

（4）點(diǎn)火爐的燒嘴不易堵塞，作業(yè)率高；

（5）點(diǎn)火爐的燃燒煙氣有比較合適的含氧量，能滿足燒結(jié)工藝的要求；

（6）采用高熱值煤氣與低熱值煤氣配合使用時(shí)，可分別進(jìn)入燒嘴混合的兩用型燒嘴，煤氣壓力波動(dòng)時(shí)不影響點(diǎn)火爐自動(dòng)控制，節(jié)約了煤氣混合站的投資；

（7）施工方便，操作簡(jiǎn)單安全。

5．燒結(jié)操作技術(shù)

穩(wěn)定混合料水分、穩(wěn)定固定碳量、穩(wěn)定燒結(jié)礦質(zhì)量對(duì)燒結(jié)生產(chǎn)十分重要。返礦量的波動(dòng)，會(huì)影響整體燒結(jié)礦生產(chǎn)操作參數(shù)。采用“厚料層、低碳、燒透”的操作技術(shù)，有降低燒結(jié)固體燃料消耗的效果。

5.1熱風(fēng)燒結(jié)：將冷卻機(jī)的熱風(fēng)或預(yù)先加熱的風(fēng)，在燒結(jié)機(jī)點(diǎn)火器后，1-5風(fēng)箱廢氣（溫度在500℃左右）用于料層燒結(jié)，可節(jié)能20%-30%，降低FeO含量，提高燒結(jié)強(qiáng)度。燒結(jié)配碳增加1%，會(huì)使FeO含量升高1%-2%。

5.2厚料層燒結(jié)：指采用較高的料層進(jìn)行燒結(jié)，其自動(dòng)蓄熱作用可以減少燃料用量，使燒結(jié)料層的氧化氣氛加強(qiáng)。燒結(jié)礦中FeO的含量降低，還原性變好，既減少燃料添加，又能形成大量以針狀鐵酸鈣為主要粘結(jié)相的高強(qiáng)度燒結(jié)礦，使燒結(jié)礦強(qiáng)度變好。此外，由于厚料層燒結(jié)，使得表層燒結(jié)礦數(shù)量減少，成品率提高。

燒結(jié)料層每提高10mm，氣壓升高16pa，風(fēng)量下降12.8m3/t，配碳下降0.1kg/t，工序能耗下降0.11kgce/t，煤氣消耗下降0.064m3/t；成品礦FeO含量下降0.06%-0.5%，轉(zhuǎn)鼓強(qiáng)度提高0.23%。小球燒結(jié)、燃料分加、厚料層（650mm左右），可減少料消耗15kg/t-20kg/t，降低燒結(jié)工序能耗5kg/t，提高燒結(jié)質(zhì)量。

2004年，我國(guó)大中型燒結(jié)機(jī)平均料層厚度為624.2mm，以燒結(jié)鐵粉礦為主平均為644.7mm，以燒結(jié)鐵精礦為主平均為572.1mm，最高為729mm。而2003年，以燒結(jié)鐵粉礦為主平均僅為628.2mm，以燒結(jié)鐵精礦為主僅557.4mm，最高為675mm。因此，大中型燒結(jié)機(jī)的料層厚度（包括鋪底料厚度）以鐵精礦為主，采用小球燒結(jié)法時(shí)宜等于或大于580mm，以鐵粉礦為主時(shí)宜等于或大于650mm。

國(guó)內(nèi)某燒結(jié)機(jī)改造，料層厚度由500mm提高至600mm后，每噸成品燒結(jié)礦工序能耗降低1.15kgce，轉(zhuǎn)鼓強(qiáng)度提高2.5%，燒結(jié)礦平均粒度提高2mm，成品率上升1.4%，返礦量降低23.8%，F(xiàn)eO降低0.58%。

5.3控制冷、熱返礦的粒度：燒結(jié)熱礦篩與整粒篩分最后一段篩的篩孔一般為5mm，但磨損快，在設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)規(guī)定定期更換篩板。根據(jù)國(guó)內(nèi)外經(jīng)驗(yàn)，振動(dòng)篩篩孔每小1mm，燒結(jié)成品量可提高5%-6%，可以節(jié)約大量能耗。

5.4燒結(jié)機(jī)大型化可以節(jié)能：500m2燒結(jié)機(jī)要比兩個(gè)250 m2燒結(jié)機(jī)節(jié)約能耗20%；使用催化助燃劑（或添加劑）可降低燒結(jié)的固體燃耗13%，增產(chǎn)5%。

6．燒結(jié)礦質(zhì)量對(duì)高爐的影響

（1）燒結(jié)礦含鐵品位：波動(dòng)由±1.0%降到±0.5%，高爐系數(shù)升高2%，燃料比降1.0%。

（2）堿度：波動(dòng)由±1.0（倍）降到±0.05，高爐系數(shù)波動(dòng)2.5%，燃料比波動(dòng)1.3%（使用100%燒結(jié)礦）。

（3）FeO含量：波動(dòng)±1.0%，高爐燃料比波動(dòng)1%，產(chǎn)量波動(dòng)1.5%。因FeO與SiO2的混合物是低熔點(diǎn)物質(zhì)，會(huì)使高爐軟熔帶變寬，爐料透氣性降低。

（4）燒結(jié)粒度：粒度中<5mm比例每升高1%，高爐燃料比會(huì)升高0.5%，產(chǎn)量下降0.5%-1.0%。

（5）燒結(jié)礦低溫還原粉化率RDI升高5%，高爐煤氣利用率下降0.5%，影響燃料比和鐵產(chǎn)量各1.5%。

（6）燒結(jié)礦中含TiO2>0.5%，A1203>2.2%時(shí),一般燒結(jié)礦低溫還原粉化率RDI會(huì)大幅度升高。

（7）燒結(jié)配料配碳：增加1%，會(huì)使FeO含量升高1%-2%。FeO含量升高1%，能耗上升0.68kgce/t，高爐燃料比也會(huì)升高1%-1.5%。

（8）降低點(diǎn)火熱耗，控制點(diǎn)火負(fù)壓：降燃耗6%-12%，降能耗5%-6%?？刹捎霉?jié)能型點(diǎn)火爐（帶狀火焰、熱風(fēng)燒結(jié)）。

7．節(jié)電技術(shù)

降低燒結(jié)機(jī)漏風(fēng)率，可大幅度降低電耗。目前，我國(guó)燒結(jié)漏風(fēng)率在55%-60%。漏風(fēng)主要位置在機(jī)尾風(fēng)箱、臺(tái)車底部與軌道接觸面及兩側(cè)。中冶長(zhǎng)天國(guó)際工程公司采用科學(xué)設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)、柔性連接，提高材質(zhì)耐磨性，彈性密封等一系列技術(shù)后，漏風(fēng)率可降低20%左右。

燒結(jié)機(jī)漏風(fēng)減少10%，節(jié)電2度/t，減少燒結(jié)礦殘?zhí)紦p失。燒結(jié)主風(fēng)機(jī)和除塵風(fēng)機(jī)采用變頻調(diào)速技術(shù)，可降低電耗約5%-10%。

目前，根據(jù)鋼鐵企業(yè)的經(jīng)驗(yàn)，進(jìn)行熱風(fēng)燒結(jié)和燒結(jié)余熱回收等措施，或用含碳量高的高爐除塵灰等物質(zhì)，都可以促進(jìn)燒結(jié)工序降低能耗。