張飛宇，李志斌，楊紅偉，佟敏英，李曉春，彭斌

（鞍鋼股份有限公司煉鐵總廠，遼寧鞍山114021）

摘要： 針對(duì)鞍鋼西區(qū)燒結(jié)能耗現(xiàn)狀，通過采取優(yōu)化配礦、強(qiáng)化操作及技術(shù)改造、加強(qiáng)基礎(chǔ)管理等降低燒結(jié)工序能耗的措施，鞍鋼西區(qū)燒結(jié)工序能耗顯著降低，節(jié)能工作取得顯著成效。

關(guān)鍵詞： 燒結(jié)；工序能耗；節(jié)能措施；漏風(fēng)率；余熱利用

影響燒結(jié)工序能耗的因素是多方面的， 包括作業(yè)率、原料、操作技術(shù)、設(shè)備狀態(tài)和漏風(fēng)率等。排除計(jì)劃?rùn)z修時(shí)間的影響，燒結(jié)作業(yè)率提高，燒結(jié)機(jī)事故停機(jī)減少，設(shè)備空轉(zhuǎn)時(shí)間也隨之減少，能夠降低燒結(jié)礦的動(dòng)力消耗成本。燒結(jié)生產(chǎn)操作中，有針對(duì)性地制定有關(guān)影響燒結(jié)礦工序能耗的操作制度和檢修制度，保證操作者對(duì)制度的執(zhí)行，也有利于能耗的降低。

鞍鋼股份有限公司煉鐵總廠西區(qū)燒結(jié)作業(yè)區(qū)（以下簡(jiǎn)稱西區(qū)燒結(jié)作業(yè)區(qū)）擁有2 臺(tái)328 m² 燒結(jié)機(jī)，設(shè)計(jì)年產(chǎn)量500 萬t，主要供給2 座3200 m³ 高爐。西區(qū)燒結(jié)作業(yè)區(qū)經(jīng)過近幾年不斷的技術(shù)創(chuàng)新和設(shè)備改造， 不僅生產(chǎn)順行， 工序能耗也達(dá)到了42.37 kg/t 的較好水平。文中主要闡述了西區(qū)燒結(jié)作業(yè)區(qū)為降低燒結(jié)工序能耗采取的一系列相關(guān)措施和實(shí)踐效果。

1 降低燒結(jié)工序能耗的措施

1.1 工藝及設(shè)備改造

1.1.1 建設(shè)混勻料場(chǎng)

西區(qū)燒結(jié)作業(yè)區(qū)初始設(shè)計(jì)中沒有混勻料場(chǎng)，混合料通過配料室進(jìn)行混合， 燒結(jié)礦中TFe 和SiO₂成分不穩(wěn)定，為了保證燒結(jié)礦質(zhì)量的穩(wěn)定性，新增建設(shè)了混勻料場(chǎng)。但受西區(qū)燒結(jié)作業(yè)區(qū)地理位置所限， 只建立了一座小型混勻料場(chǎng)單獨(dú)供應(yīng)西區(qū)燒結(jié)使用。

西區(qū)燒結(jié)作業(yè)區(qū)混勻料場(chǎng)于2014 年建設(shè)投產(chǎn)，分為兩跨，料場(chǎng)規(guī)格為長(zhǎng)×寬=260 m×49.4 m+180 m×49.4 m。料場(chǎng)設(shè)有混勻堆料機(jī)2 臺(tái)，混勻取料機(jī)2 臺(tái)，帶式輸送機(jī)9 臺(tái)，改造膠帶機(jī)6 臺(tái)，混勻料場(chǎng)系統(tǒng)組成2 個(gè)單項(xiàng)工藝流程。西區(qū)燒結(jié)作業(yè)區(qū)現(xiàn)有精礦庫分兩跨布置，每跨貨位4 個(gè)，總貯量5.0 萬t，用量2.5 天，具體參數(shù)見表1。

生產(chǎn)中制定混勻料場(chǎng)管理制度， 堆料機(jī)嚴(yán)格執(zhí)行規(guī)定的堆料層數(shù)， 堆料過程中嚴(yán)禁更改鐵料配比或成分，原料保證一跨料堆的供應(yīng)量。針對(duì)端部料成分不穩(wěn)定，影響燒結(jié)礦質(zhì)量的問題，采取如下方法：在A 跨取料機(jī)到達(dá)料堆尾端部之前，B 跨取料機(jī)取B 跨料堆頭端部料進(jìn)特定礦槽，B 跨頭端部料取凈后，停機(jī)等待，A 跨取料機(jī)取尾端部料進(jìn)特定礦槽，特定礦槽中的端部料低比例配比。這種方法能夠減少端部料對(duì)燒結(jié)礦質(zhì)量的影響。2014 年混勻料場(chǎng)投入使用以來， 西區(qū)燒結(jié)TFe 和堿度（R）穩(wěn)定率逐步提高。2013 年至2016年西區(qū)燒結(jié)作業(yè)區(qū)TFe 和堿度穩(wěn)定率如圖1 所示，相比2013 年平均提高6.68%和8.23%。

1.1.2 燒結(jié)機(jī)擴(kuò)容

2012 年西區(qū)燒結(jié)作業(yè)區(qū)將原有兩個(gè)四連桿連體機(jī)尾密封蓋板取消，在取消的位置增加一對(duì)小風(fēng)箱，相當(dāng)于多出2 m 風(fēng)箱，抽風(fēng)面積增加約8 m²。根據(jù)以往建廠投資費(fèi)用估算，每平方米燒結(jié)機(jī)基建造價(jià)約為110 萬元， 此項(xiàng)目節(jié)約燒結(jié)機(jī)改造成本約880 萬元，同時(shí)燒結(jié)機(jī)的燒結(jié)礦產(chǎn)能有所提高（包含漏風(fēng)率降低產(chǎn)生的效果）。2012 年至2016 年西區(qū)燒結(jié)臺(tái)時(shí)產(chǎn)量如圖2 所示，2016 年燒結(jié)臺(tái)時(shí)產(chǎn)量比2012 年提高約15 t/h。

1.2 大量使用固體廢料

西區(qū)燒結(jié)作業(yè)區(qū)目前使用的燒結(jié)廢料包括：轉(zhuǎn)爐泥、燒結(jié)機(jī)頭除塵灰、機(jī)尾除塵灰、鐵紅、鋼渣、瓦斯灰和瓦斯泥等，其中轉(zhuǎn)爐泥含鐵在55%，瓦斯灰、瓦斯泥含碳35%左右。提高含碳固體廢料的使用量，可以有效降低燒結(jié)固體燃耗。固體廢料的使用對(duì)燒結(jié)工藝影響較大，若混勻效果不好，易造成化學(xué)成分不穩(wěn)定，使燒結(jié)產(chǎn)品質(zhì)量產(chǎn)生波動(dòng)。為解決大量使用固體廢料可能產(chǎn)生的問題， 西區(qū)燒結(jié)作業(yè)區(qū)采取了以下措施：

（1） 對(duì)入廠的固體廢料進(jìn)行化驗(yàn)，化驗(yàn)結(jié)果符合使用標(biāo)準(zhǔn)后，方可混勻使用。

（2） 原料場(chǎng)設(shè)置專門區(qū)域存放各種固體廢料，根據(jù)各種固體廢料的化學(xué)成分， 實(shí)驗(yàn)室計(jì)算得出配比方案，按照方案進(jìn)行預(yù)處理。

（3） 提高堆料機(jī)的走行速度，增加固體廢料的堆料層數(shù)，保證混勻效果，減少質(zhì)量波動(dòng)。

通過不斷完善管理水平和操作技能， 西區(qū)燒結(jié)作業(yè)區(qū)固體廢料使用量2014 年為87.1 kg/t,2015 年為86.4 kg/t，2016 年由于全國(guó)鋼鐵行業(yè)不景氣， 燒結(jié)礦限產(chǎn)， 導(dǎo)致固體廢料用量降低為68.5 kg/t。2014 年和2015 年混料平均用量達(dá)到86.75 kg/t 的水平，同時(shí)保證了燒結(jié)礦產(chǎn)質(zhì)量的穩(wěn)定。如表2 所示，從2014 年至2016 年西區(qū)燒結(jié)生產(chǎn)指標(biāo)情況可以看出，生產(chǎn)維持在穩(wěn)定狀態(tài)。

1.3 余熱利用

1.3.1 提高余熱蒸汽產(chǎn)量

環(huán)冷熱廢氣回收是燒結(jié)工藝中能源回收的重要環(huán)節(jié)，西區(qū)燒結(jié)作業(yè)區(qū)有2 臺(tái)環(huán)冷余熱鍋爐，雙壓設(shè)計(jì)，產(chǎn)汽量為57.8 t/h（具體參數(shù)見表3）。通過燒結(jié)終點(diǎn)控制、環(huán)冷煙道隔板控制、環(huán)冷密封改造、提高換熱片換熱率等措施，余熱鍋爐的蒸汽產(chǎn)量如表4 所示， 2015 年西區(qū)蒸汽產(chǎn)量達(dá)到85.33 kg/t 的最好水平。

1.3.2 提高混合料溫度

在北方進(jìn)行厚料層燒結(jié)礦生產(chǎn)， 預(yù)熱燒結(jié)混合料是至關(guān)重要的一項(xiàng)工藝過程，其中配料室生石灰熱水消化和一、二次混合添加水，均采用熱水添加（水溫>65 ℃），且所用的熱水都是由環(huán)冷余熱蒸汽通過換熱產(chǎn)生的。由于原有的蒸汽換熱設(shè)備換熱效率較低，混合料添加水溫度只能達(dá)到30 ℃左右。2014 年對(duì)西區(qū)燒結(jié)混合料熱水添加系統(tǒng)進(jìn)行了改造，增加了兩套換熱機(jī)組，蒸汽換熱機(jī)組技術(shù)參數(shù)詳見表5。改造后的設(shè)備能夠?qū)λ疁睾土髁窟M(jìn)行自動(dòng)控制，換熱效率提高，現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境得到改善。

除了采用熱水添加外， 西區(qū)燒結(jié)作業(yè)區(qū)還在混合機(jī)、制粒機(jī)、燒結(jié)機(jī)混合料礦槽、滾煤機(jī)中通入除水后的低壓蒸汽，以提高混合料的溫度。經(jīng)過改造后，西區(qū)燒結(jié)混合料溫度有所提高，達(dá)到了全年平均42 ℃。

1.4 管理操作

1.4.1 降低漏風(fēng)率

燒結(jié)機(jī)漏風(fēng)率的治理， 除了采用專業(yè)治理方法外，主要是日常的系統(tǒng)管理，西區(qū)燒結(jié)作業(yè)區(qū)實(shí)行以預(yù)防為主的管理模式。

西區(qū)燒結(jié)作業(yè)區(qū)把測(cè)漏風(fēng)分為兩段， 第一段是燒結(jié)臺(tái)車篦子以下到大煙道之上， 這段漏風(fēng)占燒結(jié)機(jī)總漏風(fēng)的75%左右， 第二段是大煙道以下到主抽風(fēng)機(jī)進(jìn)口，這段漏風(fēng)占25%左右。由此將第一段漏風(fēng)作為日常治理的重點(diǎn)， 第二段漏風(fēng)主要在年修中進(jìn)行治理。

對(duì)燒結(jié)機(jī)第一段容易漏風(fēng)的部位， 西區(qū)燒結(jié)作業(yè)區(qū)制定了嚴(yán)格的檢修維護(hù)制度， 并且確保專人跟蹤檢查，對(duì)于肉眼易發(fā)現(xiàn)的漏風(fēng)部位，比如風(fēng)箱彎管和風(fēng)箱立管等做詳細(xì)記錄， 停機(jī)檢修時(shí)處理并臨時(shí)封堵漏風(fēng)。堵漏風(fēng)檢修制度如表6 所示，日常檢查和停機(jī)檢修都由專人負(fù)責(zé)跟蹤協(xié)調(diào)。

2011 年至2016 年， 西區(qū)燒結(jié)作業(yè)區(qū)1# 機(jī)和2# 機(jī)的漏風(fēng)率如圖3 所示， 平均漏風(fēng)率從最初的52.25%降至49.5%， 治理效果顯著。結(jié)合圖2和圖3 可以看出，2013 年至2016 年燒結(jié)礦臺(tái)時(shí)產(chǎn)量升高，而漏風(fēng)率降低，在一定程度上減少了工序能耗。

1.4.2 嚴(yán)格控制設(shè)備開停

主抽風(fēng)機(jī)、環(huán)冷鼓風(fēng)機(jī)、除塵器電機(jī)等大型設(shè)備是影響燒結(jié)電力單耗的主要因素。在冬季生產(chǎn)期間，環(huán)冷鼓風(fēng)機(jī)根據(jù)氣溫調(diào)整為四轉(zhuǎn)一備，余熱鍋爐風(fēng)機(jī)啟用后環(huán)冷鼓風(fēng)機(jī)為三轉(zhuǎn)兩備， 環(huán)冷鼓風(fēng)機(jī)每臺(tái)功率700 kW， 每年可節(jié)約用電3.06×106 kW·h。開機(jī)時(shí)，主抽風(fēng)機(jī)啟停時(shí)間由原來的提前3 h 啟動(dòng)改為提前1 h 啟動(dòng)，機(jī)尾除塵風(fēng)機(jī)在燒結(jié)機(jī)機(jī)尾卸礦之前10 min 啟動(dòng)，機(jī)尾出現(xiàn)紅火后環(huán)冷鼓風(fēng)機(jī)開始逐個(gè)啟動(dòng)， 整粒風(fēng)機(jī)啟動(dòng)時(shí)間控制在燒結(jié)礦到達(dá)環(huán)冷3# 風(fēng)機(jī)時(shí)啟動(dòng)。解凍庫空庫3 h，停轉(zhuǎn)風(fēng)機(jī)降低解凍庫溫度。外部燃料熔劑系統(tǒng)上料時(shí)間根據(jù)錯(cuò)峰用電規(guī)定， 選擇合理上料時(shí)間，確保谷底電價(jià)期間啟動(dòng)設(shè)備。通過以上管理方法，西區(qū)燒結(jié)電力單耗逐年下降，如表7 所示，2015 年下降尤為明顯， 達(dá)到了35.87 kW·h/t，2016 年受鋼鐵行業(yè)影響限產(chǎn)，電耗有所增加。

2 實(shí)踐效果

近四年來， 由于西區(qū)燒結(jié)作業(yè)區(qū)燒結(jié)礦臺(tái)時(shí)產(chǎn)量提高、漏風(fēng)率下降、余熱蒸汽產(chǎn)量提高、混合料溫度提高、電耗下降、塵泥混料使用增加等原因， 西區(qū)燒結(jié)工序能耗如表8 所示， 2015 年達(dá)到了最好水平42.37 kg/t，同時(shí)燒結(jié)礦質(zhì)量也大幅提高，獲得了較好的經(jīng)濟(jì)效益。2016 年由于鋼鐵市場(chǎng)形勢(shì)嚴(yán)峻，高爐限產(chǎn)，燒結(jié)機(jī)未能發(fā)揮正常水平，工序能耗略有升高。

3 結(jié)語

（1） 混勻料場(chǎng)投入使用后， 西區(qū)燒結(jié)礦TFe和堿度穩(wěn)定率逐步提高， 相比2013 年平均提高6.68%和8.23%。

（2） 通過對(duì)燒結(jié)機(jī)機(jī)尾蓋板的改造， 增加燒結(jié)機(jī)面積8 m²,不僅節(jié)約投資，并且擴(kuò)容之后，西區(qū)燒結(jié)作業(yè)區(qū)2016 年臺(tái)時(shí)產(chǎn)量相比于2012 年提高約15 t/h。

（3） 通過制度合理使用固體廢料，固體廢料用量最高達(dá)到87 kg/t 的水平，同時(shí)還保證了燒結(jié)礦產(chǎn)質(zhì)量的穩(wěn)定。

（4） 通過對(duì)混合料添加水系統(tǒng)改造，增加兩套蒸汽換熱機(jī)組， 西區(qū)燒結(jié)混合料溫度達(dá)到全年平均42 ℃。

（5） 采用分段治理燒結(jié)機(jī)漏風(fēng)， 著重治理一段漏風(fēng)位置，對(duì)燒結(jié)臺(tái)車、風(fēng)箱、降塵立管等部位，制定了嚴(yán)格的檢修和維護(hù)制度。漏風(fēng)率從最初的52.25%下降到49.5%。

（6） 通過監(jiān)視大功率電機(jī)運(yùn)行，西區(qū)燒結(jié)作業(yè)區(qū)近幾年電耗用量持續(xù)降低，2015 年達(dá)到35.87 kW·h/t 的最好水平。

參考文獻(xiàn)

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