降低燒結(jié)工序能耗生產(chǎn)實(shí)踐

王軼韜　陳乾　王志春

摘 要：文章介紹了漢鋼燒結(jié)通過設(shè)備改造、改善工藝，成功促使燒結(jié)工序能耗由59.30 kgce/t降低至47.18 kgce/t。

關(guān)鍵詞：燒結(jié)；工序能耗；設(shè)備改造；改善工藝

中圖分類號(hào)：TF046.4 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1006-8937（2016）14-0177-02

1 概 述

節(jié)能降耗無論是對(duì)增加企業(yè)的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力，還是對(duì)企業(yè)的持續(xù)發(fā)展來說都具有十分重大的意義。燒結(jié)工序作為鋼鐵生產(chǎn)中的重要環(huán)節(jié)，其工序能耗約占鋼鐵生產(chǎn)總能耗的10%[1]，工序能耗成本約占燒結(jié)礦總成本的9.3%。

因此作為燒結(jié)工作者，在確保燒結(jié)礦質(zhì)量的前提下，通過降低工序能耗以促進(jìn)燒結(jié)礦成本降低一直是我們攻關(guān)的方向和追求的目標(biāo)。

燒結(jié)工序能耗主要包括固體燃料、煤氣、電、水、蒸汽、氮?dú)狻嚎s空氣等消耗。其中固體燃料、煤氣、電約占燒結(jié)總能耗的97.5%，為此，漢鋼燒結(jié)自投產(chǎn)以來，以降低上述三項(xiàng)指標(biāo)消耗為主要目標(biāo)，通過設(shè)備改造、改善工藝進(jìn)行挖潛降耗，降低成本。

2 設(shè)備改造

2.1 主抽風(fēng)機(jī)變頻改造

主抽風(fēng)機(jī)是燒結(jié)廠用電最大的設(shè)備，其電耗一般占燒結(jié)用電的50%。燒結(jié)過程中，由于原料配比或過程變化等各方面原因會(huì)引起工況波動(dòng)，需要對(duì)主抽風(fēng)機(jī)風(fēng)量進(jìn)行調(diào)節(jié)，我廠初期通過調(diào)節(jié)主抽風(fēng)門來調(diào)整主抽風(fēng)量，這種方式必然不能達(dá)到節(jié)能降耗的目的。

鑒于此種情況，我廠對(duì)燒結(jié)一、二期主抽四臺(tái)風(fēng)機(jī)進(jìn)行了變頻改造，由傳統(tǒng)的風(fēng)門開度調(diào)節(jié)風(fēng)量改為調(diào)整主抽工作頻率調(diào)節(jié)風(fēng)量，有效節(jié)約了燒結(jié)電耗。隨后，又對(duì)一、二期機(jī)尾除塵和篩分除塵這三臺(tái)功率較大的風(fēng)機(jī)進(jìn)行變頻改造，減少了電量消耗。見表1。

2.2 余熱發(fā)電

燒結(jié)過程中排放的熱量約占總能耗的49%，在冷卻過程中，每噸燒結(jié)礦通過冷卻空氣帶走的熱量約為0.55～0.63 GJ，占燒結(jié)總能耗的30%左右[2]。我廠于2014年建成余熱發(fā)電項(xiàng)目，分別對(duì)環(huán)冷機(jī)一、二段熱廢氣以及大煙道機(jī)尾后5個(gè)風(fēng)箱處的熱廢氣進(jìn)行回收，通過余熱循環(huán)風(fēng)機(jī)進(jìn)行余熱發(fā)電，最后又通過余熱循環(huán)風(fēng)機(jī)將冷卻后的低溫廢氣送回至一、二段環(huán)冷機(jī)以及大煙道中部繼續(xù)使用，不僅實(shí)現(xiàn)能源二次利用，同時(shí)改善了現(xiàn)場(chǎng)作業(yè)環(huán)境。

余熱發(fā)電項(xiàng)目投用后，為提升環(huán)冷中煙氣熱量，燒結(jié)一、二期環(huán)冷各關(guān)閉一臺(tái)冷卻風(fēng)機(jī)，降低電單耗1.6 kWh/t，同時(shí)因余熱回收補(bǔ)償工序能耗約10 kgce/t。

2.3 環(huán)冷密封改造

我廠一期環(huán)冷機(jī)為臺(tái)車底部鼓風(fēng)冷卻，臺(tái)車與風(fēng)箱之間采用膠皮密封。在環(huán)冷余熱發(fā)電投用后，膠皮易在高溫段發(fā)生變形脫落，造成密封效果差，冷卻效率下降，降低余熱發(fā)電效率，導(dǎo)致環(huán)冷風(fēng)機(jī)電單耗增加。

針對(duì)以上問題，我廠對(duì)一燒環(huán)冷機(jī)進(jìn)行包容式機(jī)械密封改造。由固定在臺(tái)車底部的動(dòng)滑道和環(huán)冷機(jī)機(jī)架上的靜滑道在彈簧壓緊力的作用下相互貼緊，達(dá)到密封效果。經(jīng)過投用驗(yàn)證，此處改造達(dá)到預(yù)期效果，環(huán)冷機(jī)漏風(fēng)率降低90%以上，風(fēng)機(jī)可以降低負(fù)荷運(yùn)行，冷卻效率提高30%以上，同時(shí)熱風(fēng)回收率高，蒸汽鍋爐的產(chǎn)氣量因此增加1 t/h，余熱發(fā)電量也因此提升，年產(chǎn)生效益400萬元左右。

2.4 更換新式點(diǎn)火爐

我廠兩臺(tái)燒結(jié)機(jī)投產(chǎn)時(shí)使用的點(diǎn)火爐由于質(zhì)量問題頻繁出現(xiàn)預(yù)制塊下沉及爐頂漏火現(xiàn)象，每次檢修都要對(duì)漏火點(diǎn)重新澆注、耗工耗時(shí)，且在使用期間煤氣消耗高達(dá)20 000 m3/h，煤氣消耗較高。

針對(duì)上述因素，我廠利用停機(jī)大修時(shí)機(jī)，分別對(duì)兩臺(tái)燒結(jié)機(jī)的點(diǎn)火爐進(jìn)行了更換。此次更換改變了舊點(diǎn)火方式，降低了爐膛高度，重新對(duì)燒嘴進(jìn)行合理排布配置，同時(shí)利用點(diǎn)火前約2 m2的面積對(duì)燒結(jié)料進(jìn)行預(yù)熱，提高點(diǎn)火可靠性；并將點(diǎn)火爐延長(zhǎng)2 m，給燒結(jié)礦提供了足夠保溫時(shí)間。新式點(diǎn)火爐使用后，煤氣消耗降至16 000 m3/h，月節(jié)省成本約20萬元。

2.5 燒結(jié)機(jī)抽風(fēng)面積擴(kuò)容

受原料中粉礦比例低以及漏風(fēng)大的影響，燒結(jié)機(jī)利用系數(shù)最高僅為1.21 t/m2·h，不利于燒結(jié)礦入爐率提升以及工序能耗降低。為此我廠陸續(xù)將兩臺(tái)燒結(jié)機(jī)尾部密封板后移1.5 m，燒結(jié)有效抽風(fēng)面積因此提高5 m2。據(jù)初步統(tǒng)計(jì)，燒結(jié)礦產(chǎn)量每月可因此提升約8 000 t，工序能耗降低0.12 kgce/t。

3 改善工藝

3.1 厚料層操作

料層厚度增加，料層整體的蓄熱能力增加，有利于燃料的充分利用，降低燃料消耗。同時(shí)下層燒結(jié)礦可以獲得更高的燒結(jié)溫度，生成更多的液相，粘結(jié)相的增多，有助于提高燒結(jié)礦整體強(qiáng)度。

厚料層操作主要受制于透氣性差的影響，為此燒結(jié)廠采取了以下措施：

①加大粒度較大的粉礦配加比例，粉礦配比由最初的35%提升至65%，提高混合料的透氣性；

②對(duì)二次配料返礦灑水，以增強(qiáng)其成球核心作用，并多次調(diào)整制粒機(jī)轉(zhuǎn)速，提升混合料3 mm～5 mm粒級(jí)；

③改進(jìn)平料器，在平料器前后方兩端分別加裝小托輥?zhàn)鳛閴毫陷伜椭屏C(jī)廢舊襯板壓條作為小平料器，這樣做一方面可以增加臺(tái)車兩側(cè)的壓料強(qiáng)度，抑制臺(tái)車邊緣效應(yīng)，另一方面可以進(jìn)一步平整料面，有利于實(shí)施厚料燒結(jié)；

④加大七輥布料器日常維護(hù)，確保混合料粒度偏析布料；

⑤將鋪底料厚度由70 mm下調(diào)為40 mm， 從而降低鋪底料單耗，避免成品燒結(jié)礦再次參與物料循環(huán)。

⑥將點(diǎn)火溫度從1 050 °降低到950 °，防止料面過熔，依靠厚料層的自蓄熱能力，同時(shí)也降低了煤氣消耗。

通過上述優(yōu)化措施，料層的透氣性得到明顯改善，料層厚度由600 mm提高到750 mm，流量最高達(dá)到了540 t/h，利用系數(shù)達(dá)到1.41 t/m2·h，同時(shí)降低固體燃料消耗約15 kg/t，均達(dá)到投產(chǎn)以來的最好水平。目前，我廠正在向800 mm的料層厚度攻關(guān)。

3.2 混合機(jī)加裝熱水箱

混合料溫度是制約燒結(jié)生產(chǎn)的一個(gè)重要因素，如果混合料料溫達(dá)到露點(diǎn)（65 ℃）以上，能顯著減少料層中水蒸氣冷凝形成的過濕現(xiàn)象，有效降低過濕層厚度和過濕層對(duì)氣流的阻力，改善料層透氣性，提高燒結(jié)生產(chǎn)率和降低燃料用量。

鑒于此，我廠設(shè)計(jì)建造混合機(jī)熱水箱，采用蒸汽將水箱內(nèi)水溫加熱至 v90 ℃，然后再通過輸送泵輸送至混合機(jī)加水管，不僅穩(wěn)定了加水壓力，同時(shí)促使混合料溫度由40 ℃提升至55 ℃，最高近 65 ℃，燃料綜合配比因此降低約0.2%，降低固體燃料消耗約3 kg/t。

3.3 熱風(fēng)燒結(jié)

針對(duì)燒結(jié)機(jī)上部料層熱量相對(duì)不足的情況，從點(diǎn)火爐助燃空氣管道引出富余熱空氣至點(diǎn)火爐后的保溫罩里，使通過料層的氣流溫度升高，上部料層的燒結(jié)溫度升高，減少了上、下層的溫差，同時(shí)降低了固體燃料消耗，返礦率也得以降低。熱風(fēng)燒結(jié)投用后，固體燃料消耗降低了2.1 kg/t，返礦率降低1%，年產(chǎn)生效益512萬元。

4 取得的效益

漢鋼燒結(jié)降低工序能耗前后對(duì)比，見表2。

5 結(jié) 語

漢鋼燒結(jié)是一個(gè)年輕的企業(yè)，通過近三年的努力，成功促使燒結(jié)能耗由59.30 kgce/t降低至47.18 kgce/t，取得了良好的經(jīng)濟(jì)效果。

參考文獻(xiàn)：

[1] 毛艷麗.燒結(jié)工序節(jié)能降耗的技術(shù)措施[J].冶金能源，2010，（9）.

[2] 周裕斌.攀鋼燒結(jié)節(jié)能降耗措施[J].四川冶金，2012，（1）.