燒結(jié)混合料倉通入蒸汽預(yù)熱料溫的應(yīng)用研究

金炳彤

（陽春新鋼鐵有限責(zé)任公司，廣東 陽春 259600）

鋼鐵行業(yè)不斷發(fā)展，鋼鐵企業(yè)原料不斷變化，低成本控制形成長久方針，我企業(yè)使用的燒結(jié)原料性價比高的原料為主，對于改善燒結(jié)過程透氣性能及提高垂直燒結(jié)速度[1]顯得尤為關(guān)鍵。

燒結(jié)過程中阻力最大的是燃燒帶，其次是過濕帶[2]。減少過濕層，降低過程煙道負(fù)壓，滿足燒結(jié)過程對透氣性的需求，是低成本配礦結(jié)構(gòu)下重點研究方向，因此使用蒸汽預(yù)熱提高混合料料溫也在燒結(jié)行業(yè)被廣泛應(yīng)用。使用蒸汽預(yù)熱可以顯著提高料溫，追求將料溫控制在露點以上，以削弱過濕層影響。但使用蒸汽的同時，混合料的水分波動，料溫均勻性等在各廠使用效果中體現(xiàn)差異較大。因此，本文通過我廠對使用蒸汽預(yù)熱的改造與實驗，以求達(dá)到更佳的使用效果為目的，使過濕層減少，削弱蒸汽水分帶入對混合料水分波動的影響，改善燒結(jié)狀況并達(dá)到持續(xù)穩(wěn)定的生產(chǎn)效果。

1 實踐改造試驗過程

1.1 原狀介紹

我廠為提高燒結(jié)混合料溫度，借鑒其它鋼鐵企業(yè)使用蒸汽預(yù)熱混合料倉的方法，在機頭混合料倉固定斗底部加蒸汽來提高進入燒結(jié)機的混合料溫度。在180平米燒結(jié)機混合料倉的寬度方向各加一排蒸汽管道，每排9根蒸汽小支管通到礦槽中，在料倉側(cè)面各加一排各4根蒸汽小支管通到混合料倉中，如圖1。通過引余熱低壓蒸汽到機頭，經(jīng)過一次分汽缸脫水，一次汽水分離器脫水，低壓蒸汽壓力為0.3Mpa，蒸汽溫度在120℃-140℃區(qū)間。

圖1 改造前蒸汽管分布原狀

1.2 應(yīng)用高壓蒸汽

通過原有低壓蒸汽管網(wǎng)，切換使用鍋爐高壓蒸汽，壓力為0.5Mpa，蒸汽溫度在160℃-180℃區(qū)間。使用高壓蒸汽預(yù)熱混合料對生產(chǎn)參數(shù)起到正向作用，料溫提高明顯，預(yù)熱后料溫為66℃-72℃，提高至露點60℃以上，對減少過濕層，降低煙道負(fù)壓以及燒結(jié)過程有明顯改善作用，但使用高蒸汽后的水分穩(wěn)定率及料溫穩(wěn)定率下降，生產(chǎn)波動次數(shù)增加，高低壓蒸汽切換使用對比，高壓蒸汽影響蒸汽在倉內(nèi)各點均勻性，且?guī)胨植环€(wěn)定，布料設(shè)備兩側(cè)料溫高于中間料溫等情況。

1.3 管路改進

通過布料設(shè)備混合料各點料溫水分檢測數(shù)據(jù)分析，料倉兩側(cè)半米位置處料溫最高，且水分高于其他位置，分析高壓蒸汽噴入倉內(nèi)有效穿透預(yù)熱面積為半米區(qū)域，由于側(cè)面與延臺車寬度方向兩側(cè)半米位置形成直角對沖疊加，因此導(dǎo)致該位置料溫、水分較其他位置高。針對這一問題在料倉寬度上拋開兩側(cè)半米位置，原蒸汽支管上方各加設(shè)一排蒸汽使用點，每排各為6根，增加中部蒸汽用量，如圖2。

同時對蒸汽帶入的水汽使混合料水分波動問題也做相應(yīng)改進，考慮管道蒸汽溫度保持性差，損失多，對未覆蓋保溫層的蒸汽管道進行保溫處理；排水設(shè)計方面繼續(xù)優(yōu)化，在水平管開始上升的拐點位置增加疏水閥門，如圖3，將混合料倉周圈主管下移，在主管路頂開口安裝支管插入混合料倉，如圖2，環(huán)混合料倉小主管端部也加設(shè)排水作用的疏水閥排水。

圖2 環(huán)混合料倉蒸汽主管上方開口，并新增寬度方向各一排蒸汽管

圖3 水平管路升高轉(zhuǎn)角拐點加排水疏水閥

表1 改造實驗數(shù)據(jù)效果參數(shù)對比

1.4 壓力調(diào)節(jié)實驗

我廠高壓蒸汽控制范圍可以達(dá)到0.5-0.8Mpa，同時滿足蒸汽設(shè)備壓力容器允許值，對不同蒸汽壓力進行在線實驗生產(chǎn)研究，控制蒸汽壓力分別為0.6MPa、0.7 MPa、0.8 MPa，編號為1、2、3。

1.5 改造實驗數(shù)據(jù)效果對比分析

從使用余熱低壓蒸汽置換高壓蒸汽，再到系列改進，料溫高于露點，均值達(dá)到70℃，料溫均勻穩(wěn)定率高，水分穩(wěn)定，料層控制增厚，垂直燒結(jié)速度改善，固體燃耗下降，整體促進了厚料層燒結(jié)。

壓力調(diào)節(jié)實驗中，蒸汽壓力提高至0.6MPa后，生產(chǎn)狀況再次有所改善，負(fù)壓下降，垂直燒結(jié)速度提高，返礦下降，固體燃耗減少，料溫穩(wěn)定率、水分穩(wěn)定率變化不大。繼續(xù)提高蒸汽壓力至0.7MPa后，生產(chǎn)狀況各項指標(biāo)沒有明顯變化，同時存在混合料倉垮料現(xiàn)象，導(dǎo)致生產(chǎn)波動。實驗3過程失敗，由于蒸汽壓力過高至混合料倉內(nèi)混合料頻繁垮料，影響生產(chǎn)，未形成有效數(shù)據(jù)。

通過改造與實驗數(shù)據(jù)分析，我廠高壓蒸汽控制在0.6MPa左右時，可以發(fā)揮蒸汽預(yù)熱料溫的最佳狀態(tài)，滿足低成本配礦燒結(jié)要求，并促使了厚料層燒結(jié)，達(dá)到了穩(wěn)產(chǎn)提產(chǎn)低耗的目的。

2 結(jié)論

（1）隨著蒸汽的原始溫度的提高，消耗量的增加，混合料料溫形成上升趨勢，過程參數(shù)負(fù)壓下降，垂直燃燒速度加快，過濕層削弱趨勢發(fā)展，并促進厚料層燒結(jié)，使固體燃耗下降，成品率的提高，節(jié)約了工序能耗。

（2）高壓蒸汽壓力對生產(chǎn)的影響，呈先促進，再平穩(wěn)，后惡化的趨勢；混合料倉通入蒸汽壓力存在允許上限值。

（3）蒸汽壓力控制應(yīng)保持在繼續(xù)提壓對生產(chǎn)影響平穩(wěn)的區(qū)間段為宜，即可滿足外部適當(dāng)波動條件，也可消除能源介質(zhì)不必要浪費，節(jié)約成本。

（4）不同蒸汽壓力使用時，其在混合料內(nèi)穿透距離隨壓力提高而擴大，為保持料溫均勻性，蒸汽壓力變化需合理調(diào)整蒸汽管路分布；同時合理使用疏水閥，能有效降低蒸汽通入混合料倉內(nèi)的含水量，提高蒸汽利用率。