毛艷麗 陳 妍 曲余玲

（鞍鋼股份技術中心 ）

摘 要：燒結工序節能降耗可通過降低固體燃料、電力和點火煤氣消耗等實現‚其中降低固體燃料消耗是主要途徑。文章介紹了降低固體燃料消耗、電力和點火煤氣消耗的技術措施。

關鍵詞：燒結；節能；固體燃料；電力；點火煤氣

燒結工序能耗在噸鋼綜合能耗中約占 10％‚僅次于高爐煉鐵‚是鋼鐵生產的第二耗能大戶。燒結工序能耗包括固體燃料消耗、電力消耗、點火煤氣消耗、動力 （壓縮空氣、蒸汽、水等 ）消耗‚其中固體燃料消耗占 75％ ～80％‚電力消耗占 13％ ～20％‚點火煤氣消耗占 5％ ～10％。為了降低燒結工序能耗‚近年來國內外燒結工作者做了大量研究工作‚開發出了許多新工藝與新技術‚并獲得了良好的工業應用效果。

1 降低燒結固體燃料消耗

燒結用固體燃料包括無煙煤和焦粉‚是不可再生的一次能源‚開發其替代能源的應用、通過技術改進減少其用量是目前世界各鋼廠降低其消耗的主要途徑。

（1） 噴氫系燃料 （天然氣 ） 代替焦炭

用氫系燃料 （天然氣 ） 替代部分焦粉‚從燒結料床上面吹向料層。由于氫系燃料 （天然氣 ） 和焦粉的燃點不同‚因此可以在不提高燃燒最高溫度的情況下‚長時間保持最佳反應溫度‚從而大幅提高燒結工序能源效率‚減少焦粉配入量。

此技術由日本 ＪＦＥ鋼鐵公司開發‚2009年 1月開始在其東日本制鐵所（京濱地區） 的燒結 廠應用‚目前運轉穩定‚ＣＯ₂ 減排量最高可達 6 萬 ｔ／ａ。該技術工藝流程見圖 1 ^［1］。

（2） 燃料和熔劑外滾制粒

與傳統鐵礦石、燃料、熔劑混合制粒不同‚燃料和熔劑外滾制粒是先將鐵礦粉造球‚然后將焦粉和石灰石從混合機的尾部高速投射進去‚使其外滾在小球的表面。這樣改善了造粒性和燒結透氣性‚節省了焦粉用量‚并將生產率提高5％。燃料和熔劑外滾制粒工藝流程見圖 2。

燃料和熔劑外滾制粒技術也是由日本 ＪＦＥ鋼鐵公司開發‚2007年在其倉敷廠和福山廠的燒結車間投入實際應用‚由于節省了焦粉用量‚使燒結車間 ＣＯ₂減排約 6％ ^［2］。

（3） 燒結廢氣選擇性循環

不同于其它從總廢氣流中分出一部分返回燒結的廢氣循環‚燒結廢氣選擇性循環是將廢氣溫度升高區域的氣流用于循環‚為了保證富氧水平‚向循環廢氣中加入來自環冷機的熱空氣。由于利用了廢氣顯熱和 ＣＯ后燃‚每噸燒結礦可節省焦粉 2～5ｋｇ‚并減少了污染氣體排放。 此技術由位于奧地利林茨的奧鋼聯鋼鐵公司和西門子奧鋼聯聯合開發‚2005年 3月在奧鋼聯林茨第 5燒結廠投入實際應用‚循環廢氣取自燒結機的 3／4長度‚即 11～16號風箱處。奧鋼聯燒結廢氣選擇性循環工藝如圖 3‚采用該工藝前后系統燃耗與排放指標對比見表 1 ^［3］。

（4） 雙層布料

雙層布料可克服厚料層燒結中上層熱量不足‚下層熱量過剩的不合理熱分配現象。通過兩個供料系統分別向燒結機供給配碳量不同的兩種混合料‚將含碳量低的燒結料布于下部‚含碳量較高的布于上部‚這樣就可以使料層上下部的溫度分布趨于合理‚以解決下部燒結礦過熔和 ＦｅＯ 含量高的問題。同時‚布料分兩次完成‚可以防止厚料層布料時將下部料層壓實的現象‚有利于改善料層透氣性和提高產量。

鑒于雙層布料需要兩套配料、混料、布料系統‚工藝布置復雜‚實際生產中難以實現‚因此‚對現已實行了燃料分加的燒結廠‚可考慮在二次混合以后將混合料分成兩半‚其中一半料中補充添加部分燃料‚作為上層布料‚而另一半不再添加燃料‚作為下層布料。采取這種做法‚只需在二次混合后增加一套運輸及燒結機布料系統‚即可實現雙層布料燒結。此種方法可大量節約固體燃料 ^［4］。

（5） 富氧燒結

富氧燒結通過提高點火助燃空氣和抽入料層空氣的含氧量‚改善燃料燃燒條件‚增強燃燒帶的氧化氣氛‚使燒結料層中的固體燃料得到充分燃燒‚提高其綜合燃燒特性和燃料利用率‚從而降低燃耗‚使燒結液相生成量增加‚延長保溫時間‚實現高氧位燒結‚提高燒結礦成品率及轉鼓指數‚提高燒結機生產效率。

寶鋼集團梅鋼 3號燒結機進行了富氧燒結的工業試驗‚結果表明‚富氧燒結改善了燃料利用率‚降低了固體消耗‚提高了燒結礦鐵酸鈣和粘結相含量‚改善了燒結礦相結構‚轉鼓強度提高了1.52％‚低溫還原粉化率 RＤＩ＋3.15和還原性RＩ 指標 均 得 到 了 優 化‚分 別 提 高了 0.328％ 和0.6％。同時富氧點火改善了點火質量‚增強點火強度‚降低點火煤氣消耗 ^［5］。

此外‚預熱混合料、熱風燒結、厚料層燒結、低溫燒結、均質燒結、強化制粒、合理配用各種冶金廢料等亦具有減少固體燃料消耗的功能‚并在大多燒結廠有實際應用。

2 降低電力消耗

絕大部分燒結過程的電能消耗是抽風機的消耗。燒結節電的關鍵措施是減少漏風和實現低風量操作。另外變頻電機也在燒結廠被逐漸采用。

國外一些燒結廠的實踐證明：漏風率每減少10％‚可增 產 6％‚每噸燒結礦可減少電耗2ｋＷ／ｈ‚減少焦粉 1ｋｇ‚減少煤氣消耗 1680ｋＪ‚成品率提高 1?5％ ～2?0％。日本燒結的電耗低主要就是通過低漏風率和低風量燒結相結合實現的

3 降低點火煤氣消耗

（1） 采用節能型點火爐

在燒結工序中‚點火爐的結構、點火器形式對燒結料面點火質量、點火能耗影響很大。點火器可以采用線型多孔噴嘴點火器、線型組合式噴嘴點火器、多縫式燒嘴點火器、密排小燒嘴點火器等‚點火爐可以采用雙斜帶式、多縫式、預熱式等。

使用這些設備后‚與傳統點火技術相比煤氣消耗可下降 50％以上‚噸礦可節約點火能耗 2～3ｋｇｃｅ ^［6］。

（2） 預熱助燃空氣

利用熱廢氣作為點火爐的助燃空氣或作為熱 源預熱助燃空氣‚可以提高點火爐燃燒的溫度‚降低點火煤氣消耗。如果將助燃空氣預熱到300℃‚理論上可以節約 24％的焦爐煤氣。

4 結語

燒結工序節能降耗主要通過降低固體燃料消耗、降低電力消耗和降低點火煤氣消耗實現。由于節能降耗對降低生產成本、減少溫室氣體排放具有重要意義‚因此鋼鐵企業需結合自身情況‚深挖節能潛力‚開發、應用各種燒結節能降耗的新工藝、新技術‚使燒結能耗不斷降低。

參 考 文 獻

［1］ ＪＦＥ．焼結鉱製造プロセスにおける水素系気體燃料吹き込み法によるＣＯ2排出削減技術を開発 ～世界初の 実用化 に 成功 ～? ［2009－06－15］．ｈｔ- ｔｐ：／／ｗｗｗ．ｊｆｅ－ｓｔｅｅｌ．ｃｏ．ｊｐ．

［2］ ＪＦＥ?炭酸ガス排出抑制型高品質 ·高生産性焼結技術の開発に成功 ? ［2007－04－10］ ?ｈｔｔｐ：／／ｗｗｗ?ｊｆｅ－ｓｔｅｅｌ?ｃｏ?ｊｐ．

［3］ ＡｌｅｘａｎｄｅｒＦｌｅｉｓｃｈａｎｄｅｒ‚ＣｈｒｉｓｔｏｐｈＡｉｃｈｉｎｇｅｒ‚Ｅｒｗｉｎ Ｚｗｉｔｔａｇ．ＮｅｗＤｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔｓｆｏｒＡｃｈｉｅｖｉｎｇＥｎｖｉｒｏｎｍｅｎ- ｔａｌｌｙＦｒｉｅｎｄｌｙ ＳｉｎｔｅｒＰｒｏｄｕｃｔｉｏｎ － Ｅｐｏｓｉｎｔ＆ＭＥＲＯＳ ［Ｃ］ ／／5 ｔｈＣｈｉｎａＩｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌＳｔｅｅｌＣｏｎｇｒｅｓｓ．2008．

［4］ 賀先新 ?淺析武鋼厚料層燒結的發展 ［Ｊ］．燒結球團‚2004‚ （3）：1－4?

［5］ 沈小峰 ?梅鋼富氧燒結技術的研究與應用 ［Ｊ］．中小企業管理與科技‚2009‚ （30）：238?

［6］ 趙家彥 ?鋼鐵企業降低燒結工序能耗的分析 ［Ｊ］． 科技信息‚2008‚ （34）：171－171‚157?