崔勝利

摘 要：八鋼430 m2燒結(jié)機(jī)從設(shè)計(jì)伊始就綜合考慮各種節(jié)能措施，從各個(gè)工序中的固體燃耗、電耗、水耗、煤氣消耗、提高混合料溫度等方面闡述降低燒結(jié)工序能耗的主要途徑、方法。并總結(jié)了八鋼燒結(jié)分分廠在節(jié)能降耗方面所采取的主要措施及取得的效果。

關(guān)鍵詞：燒結(jié) 混合料溫度 工序能耗 措施

中圖分類號(hào)：TG335.11 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1672-3791（2014）04（a）-0059-02

燒結(jié)工序作為鋼鐵冶煉的首道工序，其能耗約占鋼鐵生產(chǎn)總能耗的8～10%，降低燒結(jié)工序能耗對(duì)于提高鋼鐵企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益具有重要意義。燒結(jié)工序能耗包括煤氣消耗、固體燃料消耗、電力消耗、動(dòng)力（壓縮空氣、蒸氣、水等）消耗等，其中固體燃料消耗占75%～80%左右，電力占13%～20%，熱能消耗約占5%～10%）。

八鋼燒結(jié)廠430m2燒結(jié)機(jī)2009年進(jìn)行初步設(shè)計(jì)，2010年4月開始建設(shè)，2011年7月投產(chǎn)，設(shè)計(jì)各項(xiàng)能耗指標(biāo)（見表1）。

為降低能耗，430m2燒結(jié)機(jī)在設(shè)計(jì)之初就采用各種節(jié)能措施，投產(chǎn)后通過(guò)不斷的科學(xué)管理和優(yōu)化，2012年燒結(jié)工序能耗不斷下降，達(dá)到較好的水平（見表2）。

1 降低燒結(jié)工序能耗的主要措施

1.1 燒結(jié)混勻料中配加氧化鐵皮、瓦斯灰

氧化鐵皮、瓦斯灰作為鋼鐵冶煉的固體廢棄物不易處理，由于其氧化放熱可以作為燒結(jié)燃料使用，既可廢物利用，也能降低燒結(jié)固體燃料消耗。因此，在燒結(jié)混勻料中按一定比例配加氧化鐵皮、瓦斯灰能夠降低固定碳的配加量，從而降低工序能耗。

FeO+O2=Fe2O3+Q

C+O2=CO2+Q

氧化亞鐵、瓦斯灰在燒結(jié)過(guò)程中與氧氣發(fā)生氧化放熱反應(yīng)。

1.1.1 降低固體燃料的消耗

固體燃料消耗在燒結(jié)工序能耗中占的比重最大，達(dá)75%～80%，降低工序能耗首先要降低固體燃料的消耗。在整個(gè)燒結(jié)工藝過(guò)程，影響固體燃料消耗的因素主要有各種含鐵原料的物理化學(xué)性質(zhì)、混合料的溫度、混合料水分、混合料的粒度組成、固體燃料的粒度組成、燒結(jié)料層厚度、生石灰消化、熔劑的性質(zhì)及添加量等。

1.1.2 提高燒結(jié)混合料溫度，強(qiáng)化制粒效果

八鋼的預(yù)熱裝置由廢加熱氣爐、冷風(fēng)混氣室，蒸氣混氣室、溫度及流量控制系統(tǒng)，廢氣噴嘴等組成。自制加熱爐利用鋼鐵廠廉價(jià)煤氣作為熱源，煤氣和空氣在廢氣爐內(nèi)燃燒產(chǎn)生高溫廢氣，溫度控制在1200度左右，廢氣進(jìn)入冷風(fēng)混氣室，引入一定量的冷風(fēng)，廢氣溫度降低到一定的范圍內(nèi)，在進(jìn)入蒸氣混氣室，使廢氣達(dá)到超飽和蒸氣壓，在逆料流方向進(jìn)入混合機(jī)。

進(jìn)入混合機(jī)的是超飽和廢氣，溫度可以達(dá)到500°以上，而且溫度及流量可根據(jù)上料量進(jìn)行調(diào)節(jié)，同時(shí)不會(huì)帶走混合料的水分，有利于造球，熱交換的效果好可達(dá)到80%以上。

八鋼燒結(jié)廠自從新區(qū)投產(chǎn)以來(lái)，一直使用生石灰消化作為提高燒結(jié)混合料溫度的措施強(qiáng)化燒結(jié)制粒效果，生石灰要求氧化鈣有效成分大于85%，活性度大于310 ml，消化器長(zhǎng)度4 m，使得生石灰消化更加充分，不僅可以提高混合料溫度，減少或消除過(guò)濕層，改善料層透氣性，而且生石灰消化生成的消石灰膠體顆粒有凝聚作用，有利于混合料的成球，并提高了料球強(qiáng)度，改善了混合料的透氣性，為厚料層燒結(jié)創(chuàng)造了條件。混合制粒分兩段，設(shè)計(jì)時(shí)混合制粒機(jī)選型時(shí)就相對(duì)較大，一混采用20000×4000混合機(jī)，傾角2.6°，混合制粒時(shí)間2.55 min，二混配制二臺(tái)20000×4000混合機(jī)，傾角1.6°，制粒時(shí)間4.14 min，通過(guò)這些方法，使送往燒結(jié)機(jī)的燒結(jié)料溫度可達(dá)60℃左右，制粒后混合料中>3 mm粒級(jí)達(dá)到65%以上，為節(jié)能降耗、提高產(chǎn)量創(chuàng)造了條件。

1.1.3 厚料層燒結(jié)

八鋼燒結(jié)廠430 m2燒結(jié)機(jī)臺(tái)車為1500×4500×750，燒結(jié)混合料料層厚度為700 mm，在抽風(fēng)燒結(jié)過(guò)程中，臺(tái)車上部的燒結(jié)餅受空氣急劇冷卻的影響，結(jié)晶程度差，玻璃質(zhì)含量高，強(qiáng)度差。隨著料層厚度的增加，強(qiáng)度差的所占的比重相應(yīng)降低，成品率相應(yīng)提高，返礦率下降，進(jìn)而減少了固體燃料消耗。燒結(jié)料層的自動(dòng)蓄熱作用隨著料層高度的增加而加強(qiáng)，當(dāng)料層高度為180～220時(shí)，蓄熱量只占燃燒帶熱量總收入的35%～45%，當(dāng)料層厚度達(dá)到400 mm時(shí)，蓄熱量達(dá)55%～60%。因此，提高料層厚度，采用厚料層燒結(jié)，充分利用燒結(jié)過(guò)程的自動(dòng)蓄熱，降低燒結(jié)料中的固體燃料用量。

1.2 降低電耗

電耗在燒結(jié)工序能耗中是僅次于固體燃耗的第二大能耗，約占13%～20%，而燒結(jié)主抽風(fēng)機(jī)的電耗又占燒結(jié)電耗的50%，因此，降低電耗特別是降低主抽風(fēng)機(jī)電耗也是降低燒結(jié)工序能耗的重要措施。為此，利用每次燒結(jié)檢修對(duì)燒結(jié)煙道、雙層卸灰閥、固定滑道、膨脹節(jié)、臺(tái)車的漏風(fēng)點(diǎn)逐一排查、焊補(bǔ)、更換。定期對(duì)機(jī)頭、機(jī)尾密封板檢查處理。對(duì)機(jī)頭電除塵的殼體、卸灰閥、人孔門等漏風(fēng)點(diǎn)仔細(xì)檢查并焊補(bǔ)更換，從而減少主抽風(fēng)機(jī)的漏風(fēng)，降低燒結(jié)電耗。

1.2.1 汽輪機(jī)拖動(dòng)主抽風(fēng)機(jī)

為降低燒結(jié)電耗，430 m2燒結(jié)機(jī)主抽風(fēng)機(jī)設(shè)計(jì)之初即采用汽輪機(jī)拖動(dòng)，其主要的優(yōu)點(diǎn)是：一是鋼鐵廠產(chǎn)生的各種煤氣可直接用于燒鍋爐，能源廉價(jià)，有利于廠內(nèi)的能源循環(huán)利用；二是由于汽輪機(jī)直接推動(dòng)風(fēng)機(jī)，減少了由熱能轉(zhuǎn)化電能在電能轉(zhuǎn)化機(jī)械能的中間環(huán)節(jié)，有利于節(jié)約能源。汽輪機(jī)拖動(dòng)啟動(dòng)和停機(jī)過(guò)程，由于汽輪運(yùn)行穩(wěn)定，故障率低，一般汽輪機(jī)不檢修。在燒結(jié)產(chǎn)線檢修和故障停機(jī)時(shí)，關(guān)閉汽輪機(jī)汽門，脫開風(fēng)機(jī)與汽輪機(jī)的離合器，汽輪處于盤車狀態(tài)或熱機(jī)狀態(tài)。一但啟動(dòng)合上離合器，打開汽門就可以開機(jī)，時(shí)間較短，為了保證蒸汽的供應(yīng)，八鋼燒結(jié)機(jī)汽輪機(jī)用的鍋爐與高爐的汽輪機(jī)鍋爐共有一個(gè)備壓鍋爐，隨時(shí)可以調(diào)節(jié)蒸汽量滿足生產(chǎn)需足。

燒結(jié)臺(tái)車和首尾風(fēng)箱（密封板）、臺(tái)車與滑道、臺(tái)車與臺(tái)車之間的漏風(fēng)占燒結(jié)機(jī)總漏風(fēng)量的80%以上，因此改進(jìn)臺(tái)車與滑道之間的密封形式，特別是首尾風(fēng)箱端部的密封結(jié)構(gòu)形式，可以顯著地減少有害漏風(fēng)，增加通過(guò)料層的有效風(fēng)量，提高燒結(jié)礦產(chǎn)量，節(jié)約電能。另外，及時(shí)更換、維護(hù)臺(tái)車，改善布料方式，減少臺(tái)車攔板與混合料之間存在的邊緣漏風(fēng)等，都可以有效地減少有害漏風(fēng)。

1.3 使用煉鋼污水替代清水 降低清水消耗

鋼鐵行業(yè)是水資源消耗的大戶，如何做好水資源的重復(fù)利用，節(jié)水減排，也是各廠節(jié)能重點(diǎn)工作。煉鋼污水是鋼鐵工業(yè)除爐渣以外產(chǎn)生量比較大的液體廢棄物，其資源化利用水平直接影響鋼鐵企業(yè)資源利用率、經(jīng)濟(jì)效益、社會(huì)效益和環(huán)境影響。煉鋼污水理化性能因煉鋼工藝、爐況的變化和除塵回收系統(tǒng)的不同而有所差異。八鋼430 m2燒結(jié)機(jī)配料系統(tǒng)設(shè)計(jì)了5000×6000×3000污水池，煉鋼污水由罐車?yán)\(yùn)倒置污水池，油污泥泵將污水定量集中配加到生石灰消化、混合機(jī)、制粒機(jī)，其主要性能見表3，主要特點(diǎn)是：（1）粒度細(xì)，含水量高（80%左右）；（2）污水粘性強(qiáng)，成球性好，而且與其他物料混合后，有利于物料造球制粒；（3）TFe品位高，含有CaO、MgO等有用成分，并且堿性物含量也較高，具有很高的再資源化利用價(jià)值，有利于提高鋼鐵企業(yè)提高資源利用效率。

配加煉鋼污水后，基本能夠滿足燒結(jié)生產(chǎn)需要，基本不需要增加清水消耗，每天消耗量在500～600 t，而且使用煉鋼污水對(duì)燒結(jié)生產(chǎn)有以下優(yōu)點(diǎn)：（1）節(jié)約生產(chǎn)用水，降低水耗；提高燒結(jié)礦全鐵品位；（2）減少污水倒運(yùn)次數(shù)，減少倒運(yùn)成本；（3）廢物再利用，節(jié)約資源；（4）提高燒結(jié)混合料制粒效果，提高燒結(jié)產(chǎn)能；（5）減少污水排污，降低環(huán)境污染。

2 結(jié)語(yǔ)

八鋼燒結(jié)分廠430 m2燒結(jié)機(jī)在設(shè)計(jì)時(shí)就考慮了在降低工序能耗上下功夫，混勻料中配加氧化鐵皮、瓦斯灰，設(shè)計(jì)了加熱爐、蒸汽、生石灰消化器配水幕除塵對(duì)混合料進(jìn)行加熱提高混合料溫度及制粒效果，主抽風(fēng)機(jī)采用汽動(dòng)風(fēng)機(jī)降低電耗，節(jié)能點(diǎn)火器、厚料層燒結(jié)、設(shè)備采用變頻調(diào)節(jié)、充分利用煉鋼污水替代清水等一系列節(jié)能降耗的手段和措施，通過(guò)這些措施2012年燒結(jié)工序能耗降低到35.5 kg/t-s。為企業(yè)創(chuàng)造了較好的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。