傳統(tǒng)厚料層燒結(jié)工藝方法
有哪些不足之處？
燒結(jié)過程是鋼鐵企業(yè)煉鐵領(lǐng)域重要工序之一。目前，國內(nèi)外燒結(jié)料層厚度普遍為700毫米~900毫米。基于鐵酸鈣固結(jié)理論和自動蓄熱作用發(fā)展起來的厚料層燒結(jié)技術(shù)，因可以獲得優(yōu)良的燒結(jié)礦產(chǎn)質(zhì)量指標(biāo)而被普遍采用。厚料層燒結(jié)可以充分發(fā)揮自動蓄熱作用，降低配碳量，改善燒結(jié)礦還原性，提高燒結(jié)礦強(qiáng)度和成品率，降低SO2、NOx、CO2的排放量。但是其料層透氣性較差，燒結(jié)過濕帶較厚，料層阻力較大，且燒結(jié)的電耗較高。
傳統(tǒng)的厚料層燒結(jié)方法是將燒結(jié)機(jī)欄板進(jìn)行加高改造，改進(jìn)布料方式，適當(dāng)縮小輥式布料器間隙，最大限度實現(xiàn)偏析布料。但此種工藝方法存在如下問題：一是燒結(jié)混合料的粒度并未改善，料層的透氣性降低；二是燒結(jié)料層增加后燒結(jié)過濕帶增厚，燒結(jié)阻力增大；三是料層增加，燒結(jié)負(fù)壓增大，燒結(jié)電耗增加；四是燒結(jié)漏風(fēng)問題依然存在，限制了燒結(jié)料層的增加。
有些鋼鐵企業(yè)采取其他措施彌補(bǔ)厚料層燒結(jié)缺點，如通過優(yōu)化原料品種結(jié)構(gòu)、控制燃料粒度技術(shù)，以及安裝松料器來改善料層透氣性，多則需要布置3層松料器。此外，有的企業(yè)還采取優(yōu)化制粒技術(shù)改善混合機(jī)混合、制粒效果以及混合料的透氣性，開發(fā)霧化水制粒系統(tǒng)，強(qiáng)化混合料制粒；針對燒結(jié)漏風(fēng)和電耗問題，采取定期檢測燒結(jié)機(jī)漏風(fēng)率措施，及時對燒結(jié)臺車、燒結(jié)滑道進(jìn)行更換處理，提高有效風(fēng)量，降低燒結(jié)電耗。以上諸多方法技術(shù)均是局部改善了燒結(jié)料層的透氣性，有些技術(shù)還需要額外配備松料器等改善透氣性裝置，但改善效果不佳，使得料層的厚度只能提升至900毫米附近，無法再進(jìn)一步提升，且以上方法沒有從根本上解決燒結(jié)料層提高后帶來的燒結(jié)過程透氣性惡化、燒結(jié)過濕帶增厚，燒結(jié)阻力增大的問題，使得厚料層燒結(jié)電耗和固體燃耗增加。
項目有哪些理論技術(shù)創(chuàng)新？
其一，超厚料層燒結(jié)理論創(chuàng)新。
該項目首創(chuàng)性確立生石灰為超厚料層燒結(jié)技術(shù)的核心要素，利用生石灰消化生成的Ca(OH)2膠體顆粒微細(xì)，分散性好，可以全面改善燒結(jié)混合料初始透氣性和過程透氣性，以及CaO在混合料中分布均勻，可改善液相生成條件，促進(jìn)燃料燃燒的特性，形成了“三高一低”（高混合料水分含量、高白灰熔劑活性度、高混合料溫度，低漏風(fēng)率）超厚料層燒結(jié)理論；提出燒結(jié)過程“三同步”理論，即燒結(jié)過程燃燒前沿、傳熱前沿與液相前沿三者同步，發(fā)展了新型制粒理論、抑制過濕帶理論及促進(jìn)固體燃料燃燒理論。
其二，生石灰高效消化技術(shù)。
生石灰是超厚料層燒結(jié)的關(guān)鍵因素。為實現(xiàn)全活性石灰燒結(jié)，該項目采用生石灰高效消化技術(shù)，嚴(yán)格把控入廠生石灰活性度（大于300毫升），將燒結(jié)水分控制在8.5%±0.5%，且通過90攝氏度熱水改善消化效果，在燒結(jié)二混滾筒內(nèi)安裝錐形逆流螺旋狀襯板，利用錐形結(jié)構(gòu)加長混合料在二混滾筒中的運動行程，延長生石灰消化行程，進(jìn)一步保證消化效果。生石灰輸送過程采取風(fēng)力輸送，此舉是為了避免生石灰在傳輸過程活性度降低。另外，為了進(jìn)一步縮短消化時間，一混噴加熱水的溫度控制在不低于90攝氏度。
其三，燒結(jié)混合料超高料溫技術(shù)。
為實現(xiàn)生石灰高效消化，該項目配合燒結(jié)高水分配比，利用混合料超高料溫技術(shù)，通過對燒結(jié)混合料料溫研究，形成了超厚料層燒結(jié)抑制過濕帶生成理論，采用全活性石灰鈣質(zhì)熔劑結(jié)構(gòu)，消化放熱量大，不配加石灰石和白云石，減少其分解耗熱；針對超厚料層燒結(jié)時易產(chǎn)生的燒結(jié)過濕帶增厚難題，開發(fā)了燒結(jié)一混配加熱水技術(shù)、燒結(jié)二混制粒噴加飽和蒸汽技術(shù)，在燒結(jié)混合料料倉內(nèi)噴加“過熱蒸汽+飽和蒸汽”，提高混合料料溫至76攝氏度~91攝氏度；且燒結(jié)制粒過程全過程加溫，提高了燒結(jié)混合料的料溫，實現(xiàn)了燒結(jié)過程中抑制燒結(jié)過濕帶的生成，且充分發(fā)揮了燒結(jié)水分的潤滑作用。
其四，降低燒結(jié)機(jī)漏風(fēng)率綜合技術(shù)。
降低燒結(jié)機(jī)漏風(fēng)率是實現(xiàn)超厚料層燒結(jié)的基礎(chǔ)。通過在臺車靜油板內(nèi)側(cè)安裝斜板，斜板與靜油板和動油板之間構(gòu)成油槽，通過油槽密封將靜油板的有效密封寬度從70毫米延長至80毫米；在動油板上側(cè)安裝彈簧，在彈簧作用下，動油板與靜油板緊密貼合，減少漏風(fēng)；臺車上下欄板之間采取鑲嵌加固密封方式，減少上下欄板間漏風(fēng)點且增加臺車欄板的強(qiáng)度，防止臺車欄板外傾；在臺車易漏風(fēng)點安裝密封封條和密封墊片，臺車漏風(fēng)問題“逢修必治”，定期更換易損件。上述措施使得更多有效風(fēng)從燒結(jié)料面進(jìn)入，成功降低燒結(jié)風(fēng)機(jī)的電耗，降低了燒結(jié)的成本，間接降低了鐵水成本。臺車欄板采用第一欄板、第二欄板和第三欄板鑲嵌組合加高，而非直接螺栓銜接加高，有效降低漏風(fēng)點，減少漏風(fēng)，鑲嵌結(jié)構(gòu)有助于欄板整體強(qiáng)度加強(qiáng)，且欄板外側(cè)設(shè)置加強(qiáng)筋抑制欄板外傾漏風(fēng)。
經(jīng)濟(jì)效益與社會效益如何？
1000毫米超厚料層燒結(jié)關(guān)鍵技術(shù)應(yīng)用后可以使得燒結(jié)礦還原性指數(shù)RI和低溫還原粉化指數(shù)RDI+3.15（毫米，標(biāo)準(zhǔn)篩網(wǎng)）分別穩(wěn)定在80%和72%以上，固體燃料單耗下降至41.85千克/噸，燒結(jié)電能單耗也降至27.00千瓦時/噸，漏風(fēng)率降低到34%，利用系數(shù)提升至1.87噸/（平方米·臺時），國內(nèi)一般料層燒結(jié)利用系數(shù)為1.22噸/（平方米·臺時），計算可以得出1臺230平方米的燒結(jié)機(jī)，采用1000毫米超厚料層燒結(jié)工藝一天生產(chǎn)燒結(jié)礦10322噸，相當(dāng)于1臺普通360平方米燒結(jié)機(jī)一天的產(chǎn)量，且燒結(jié)礦的質(zhì)量也得到了保證，并未因產(chǎn)量增加而降低。
同時，該項目每年可減少CO2、SO2、NOX(氮氧化物)排放分別為2980萬噸、6.84萬噸和16.90萬噸，近3年效益總額達(dá)到5.6億元。該項目的成功實施，為我國超厚料層燒結(jié)發(fā)展，提高燒結(jié)礦產(chǎn)質(zhì)量提供了值得借鑒的成功經(jīng)驗，社會效益十分顯著，包括開發(fā)具備自主知識產(chǎn)權(quán)的“全活性石灰強(qiáng)化燒結(jié)技術(shù)”，保障了燒結(jié)的長期穩(wěn)定高產(chǎn)低耗，為國內(nèi)外鋼鐵企業(yè)燒結(jié)生產(chǎn)提供了典型范例。