毛艷麗 陳 妍 曲余玲

（鞍鋼股份技術(shù)中心 ）

摘 要：燒結(jié)工序節(jié)能降耗可通過(guò)降低固體燃料、電力和點(diǎn)火煤氣消耗等實(shí)現(xiàn)‚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(diǎn)火煤氣消耗的技術(shù)措施。

關(guān)鍵詞：燒結(jié)；節(jié)能；固體燃料；電力；點(diǎn)火煤氣

燒結(jié)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(chǎn)的第二耗能大戶。燒結(jié)工序能耗包括固體燃料消耗、電力消耗、點(diǎn)火煤氣消耗、動(dòng)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(diǎn)火煤氣消耗占 5％ ～10％。為了降低燒結(jié)工序能耗‚近年來(lái)國(guó)內(nèi)外燒結(jié)工作者做了大量研究工作‚開發(fā)出了許多新工藝與新技術(shù)‚并獲得了良好的工業(yè)應(yīng)用效果。

1 降低燒結(jié)固體燃料消耗

燒結(jié)用固體燃料包括無(wú)煙煤和焦粉‚是不可再生的一次能源‚開發(fā)其替代能源的應(yīng)用、通過(guò)技術(shù)改進(jìn)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(jié)料床上面吹向料層。由于氫系燃料 （天然氣 ） 和焦粉的燃點(diǎn)不同‚因此可以在不提高燃燒最高溫度的情況下‚長(zhǎng)時(shí)間保持最佳反應(yīng)溫度‚從而大幅提高燒結(jié)工序能源效率‚減少焦粉配入量。

此技術(shù)由日本 ＪＦＥ鋼鐵公司開發(fā)‚2009年 1月開始在其東日本制鐵所（京濱地區(qū)） 的燒結(jié) 廠應(yīng)用‚目前運(yùn)轉(zhuǎn)穩(wěn)定‚ＣＯ₂ 減排量最高可達(dá) 6 萬(wàn) ｔ／ａ。該技術(shù)工藝流程見(jiàn)圖 1 ^［1］。

（2） 燃料和熔劑外滾制粒

與傳統(tǒng)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(jī)的尾部高速投射進(jìn)去‚使其外滾在小球的表面。這樣改善了造粒性和燒結(jié)透氣性‚節(jié)省了焦粉用量‚并將生產(chǎn)率提高5％。燃料和熔劑外滾制粒工藝流程見(jiàn)圖 2。

燃料和熔劑外滾制粒技術(shù)也是由日本 ＪＦＥ鋼鐵公司開發(fā)‚2007年在其倉(cāng)敷廠和福山廠的燒結(jié)車間投入實(shí)際應(yīng)用‚由于節(jié)省了焦粉用量‚使燒結(jié)車間 ＣＯ₂減排約 6％ ^［2］。

（3） 燒結(jié)廢氣選擇性循環(huán)

不同于其它從總廢氣流中分出一部分返回?zé)Y(jié)的廢氣循環(huán)‚燒結(jié)廢氣選擇性循環(huán)是將廢氣溫度升高區(qū)域的氣流用于循環(huán)‚為了保證富氧水平‚向循環(huán)廢氣中加入來(lái)自環(huán)冷機(jī)的熱空氣。由于利用了廢氣顯熱和 ＣＯ后燃‚每噸燒結(jié)礦可節(jié)省焦粉 2～5ｋｇ‚并減少了污染氣體排放。 此技術(shù)由位于奧地利林茨的奧鋼聯(lián)鋼鐵公司和西門子奧鋼聯(lián)聯(lián)合開發(fā)‚2005年 3月在奧鋼聯(lián)林茨第 5燒結(jié)廠投入實(shí)際應(yīng)用‚循環(huán)廢氣取自燒結(jié)機(jī)的 3／4長(zhǎng)度‚即 11～16號(hào)風(fēng)箱處。奧鋼聯(lián)燒結(jié)廢氣選擇性循環(huán)工藝如圖 3‚采用該工藝前后系統(tǒng)燃耗與排放指標(biāo)對(duì)比見(jiàn)表 1 ^［3］。

（4） 雙層布料

雙層布料可克服厚料層燒結(jié)中上層熱量不足‚下層熱量過(guò)剩的不合理熱分配現(xiàn)象。通過(guò)兩個(gè)供料系統(tǒng)分別向燒結(jié)機(jī)供給配碳量不同的兩種混合料‚將含碳量低的燒結(jié)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(jié)礦過(guò)熔和 ＦｅＯ 含量高的問(wèn)題。同時(shí)‚布料分兩次完成‚可以防止厚料層布料時(shí)將下部料層壓實(shí)的現(xiàn)象‚有利于改善料層透氣性和提高產(chǎn)量。

鑒于雙層布料需要兩套配料、混料、布料系統(tǒng)‚工藝布置復(fù)雜‚實(shí)際生產(chǎn)中難以實(shí)現(xiàn)‚因此‚對(duì)現(xiàn)已實(shí)行了燃料分加的燒結(jié)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(bǔ)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(yùn)輸及燒結(jié)機(jī)布料系統(tǒng)‚即可實(shí)現(xiàn)雙層布料燒結(jié)。此種方法可大量節(jié)約固體燃料 ^［4］。

（5） 富氧燒結(jié)

富氧燒結(jié)通過(guò)提高點(diǎn)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(qiáng)燃燒帶的氧化氣氛‚使燒結(jié)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(jié)液相生成量增加‚延長(zhǎng)保溫時(shí)間‚實(shí)現(xiàn)高氧位燒結(jié)‚提高燒結(jié)礦成品率及轉(zhuǎn)鼓指數(shù)‚提高燒結(jié)機(jī)生產(chǎn)效率。

寶鋼集團(tuán)梅鋼 3號(hào)燒結(jié)機(jī)進(jìn)行了富氧燒結(jié)的工業(yè)試驗(yàn)‚結(jié)果表明‚富氧燒結(jié)改善了燃料利用率‚降低了固體消耗‚提高了燒結(jié)礦鐵酸鈣和粘結(jié)相含量‚改善了燒結(jié)礦相結(jié)構(gòu)‚轉(zhuǎn)鼓強(qiáng)度提高了1.52％‚低溫還原粉化率 RＤＩ＋3.15和還原性RＩ 指標(biāo) 均 得 到 了 優(yōu) 化‚分 別 提 高了 0.328％ 和0.6％。同時(shí)富氧點(diǎn)火改善了點(diǎn)火質(zhì)量‚增強(qiáng)點(diǎn)火強(qiáng)度‚降低點(diǎn)火煤氣消耗 ^［5］。

此外‚預(yù)熱混合料、熱風(fēng)燒結(jié)、厚料層燒結(jié)、低溫?zé)Y(jié)、均質(zhì)燒結(jié)、強(qiáng)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(jié)廠有實(shí)際應(yīng)用。

2 降低電力消耗

絕大部分燒結(jié)過(guò)程的電能消耗是抽風(fēng)機(jī)的消耗。燒結(jié)節(jié)電的關(guān)鍵措施是減少漏風(fēng)和實(shí)現(xiàn)低風(fēng)量操作。另外變頻電機(jī)也在燒結(jié)廠被逐漸采用。

國(guó)外一些燒結(jié)廠的實(shí)踐證明：漏風(fēng)率每減少10％‚可增 產(chǎn) 6％‚每噸燒結(jié)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(jié)的電耗低主要就是通過(guò)低漏風(fēng)率和低風(fēng)量燒結(jié)相結(jié)合實(shí)現(xiàn)的

3 降低點(diǎn)火煤氣消耗

（1） 采用節(jié)能型點(diǎn)火爐

在燒結(jié)工序中‚點(diǎn)火爐的結(jié)構(gòu)、點(diǎn)火器形式對(duì)燒結(jié)料面點(diǎn)火質(zhì)量、點(diǎn)火能耗影響很大。點(diǎn)火器可以采用線型多孔噴嘴點(diǎn)火器、線型組合式噴嘴點(diǎn)火器、多縫式燒嘴點(diǎn)火器、密排小燒嘴點(diǎn)火器等‚點(diǎn)火爐可以采用雙斜帶式、多縫式、預(yù)熱式等。

使用這些設(shè)備后‚與傳統(tǒng)點(diǎn)火技術(shù)相比煤氣消耗可下降 50％以上‚噸礦可節(jié)約點(diǎn)火能耗 2～3ｋｇｃｅ ^［6］。

（2） 預(yù)熱助燃空氣

利用熱廢氣作為點(diǎn)火爐的助燃空氣或作為熱 源預(yù)熱助燃空氣‚可以提高點(diǎn)火爐燃燒的溫度‚降低點(diǎn)火煤氣消耗。如果將助燃空氣預(yù)熱到300℃‚理論上可以節(jié)約 24％的焦?fàn)t煤氣。

4 結(jié)語(yǔ)

燒結(jié)工序節(jié)能降耗主要通過(guò)降低固體燃料消耗、降低電力消耗和降低點(diǎn)火煤氣消耗實(shí)現(xiàn)。由于節(jié)能降耗對(duì)降低生產(chǎn)成本、減少溫室氣體排放具有重要意義‚因此鋼鐵企業(yè)需結(jié)合自身情況‚深挖節(jié)能潛力‚開發(fā)、應(yīng)用各種燒結(jié)節(jié)能降耗的新工藝、新技術(shù)‚使燒結(jié)能耗不斷降低。

參 考 文 獻(xiàn)

［1］ ＪＦＥ．焼結(jié)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(shù)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(zhì) ·高生産性焼結(jié)技術(shù)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(jié)的發(fā)展 ［Ｊ］．燒結(jié)球團(tuán)‚2004‚ （3）：1－4?

［5］ 沈小峰 ?梅鋼富氧燒結(jié)技術(shù)的研究與應(yīng)用 ［Ｊ］．中小企業(yè)管理與科技‚2009‚ （30）：238?

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