我國燒結技術的發展現狀

楊改彥 李麗麗 馬艷杰 馮磊

進入21世紀以來，鋼鐵行業飛速發展的同時也促進了作為支撐推進煉鐵發展的燒結行業也以前所未有的速度迅猛發展，無論是在燒結礦產量、質量，還是在工藝和技術裝備方面都取得了長足的進步，自動化水平也大大提高。目前我國新投產的大中型燒結機的工藝設備均很完善，都具有自動配料、強化制粒、偏析布料、燒結礦冷卻、成品整粒和鋪底料等一系列系統；自動化水平都很高，可通過計算機對燒結過程進行操作、監視、檢測、控制以及生產管理；并且幾乎都采用高效干式除塵器和煙氣脫硫設備，使我國環境保護大為改觀。近年來，部分企業聯合科研院和高校開發研制出了余熱鍋爐、熱管翅片、余熱蒸汽發電機等各種回收燒結冷卻設備熱廢氣和燒結機尾煙氣的余熱回收設備，并且將回收的余熱綜合利用，大幅度降低了燒結工序能耗。以上成就的取得主要歸功于燒結技術進步的支撐，近年來我國燒結企業在開拓創建新工藝、新技術以及新設備方面相當活躍，產生的結果也是非常樂觀。現將主要方面歸納如下：

1 建立綜合料場，發展原料混勻技術

隨著近十幾年來我國高爐的逐漸大型化，煉鐵技術水平的逐漸提高，鐵礦石燒結技術也有了前所未有的進步，燒結質量明顯提高，高爐對燒結礦的質量要求也愈來愈高。要想提高燒結礦的產質量問題首先要解決燒結原料的品位問題。由于品位高的鐵礦石只限于幾個國家，為通過使用高品位礦石冶煉來改善燒結礦的冶金性能，不少企業需從國外大量進口鐵礦石，而進口的鐵礦石具有來源廣，化學成分不穩定，品位波動大的特點，從而導致燒結礦的化學成分和品位波動也較大，使高爐冶煉指標深受其害。燒結原料中礦粉品位波動1%，會牽連燒結礦品位波動1%～1.4%；礦粉中SiO2和熔劑中CaO含量的微小變動也會引起燒結礦堿度的波動；礦粉種類的不同使其具有的礦物組成也不同，從而使礦粉的軟化溫度有一定的變化，使用軟化溫度高的礦粉燒結時需要的燃料較多，從而不利于提高燒結礦的產量和還原性，所以很有必要采取一種混勻原料的技術。國內外普遍采用中和作業的方法：即將各種不同品種或相同品種不同質量的原料，按一定比例進行混合，使其化學成分和物理性能趨于均一。有關資料表明，使用原料混勻技術生產出的燒結礦，為燒結和高爐冶煉均帶來了可觀的效益。含鐵原料品位波動每減少0.1%，可使燒結燃耗降低0.6%～1.2%，高爐焦比降低0.20%～0.46%，煉鐵產量增加0.3%～0.6%[1]。我國鋼鐵企業原料混勻工作起步較晚，直到2000～2006年間建設了一批現代化的混勻料場，有效克服了礦石品位和成分波動大的問題，屆時寶鋼燒結礦TFe≤±0.5%已接近100%。

2 燒結設備大型化

大燒結機與小燒結機相比，具有投資省、設備質量輕、裝機容量和土建工程量少、運費及燃料消耗低等優點，如一臺500m2燒結機要比2臺250m2燒結機工序節能20%。我國在90年代300～450m2的燒結機只占總燒結機的22%，1985年上海寶鋼450mm2的燒結機可謂是我國燒結機發展史上的一個里程碑。它投產后展現出的諸多優勢促使我國燒結設備迅速向大型化發展[1]。據不完全統計，2010年我國擁有的燒結機一共500多臺，其中≥400m2的有20多臺，≥180m2的有105臺，≥130m2的有150多臺，并且太鋼正在建設660m2的燒結機。目前我國面積最大的現代化燒結機為我國2009年8月投產的首鋼京唐550m2燒結機，它不僅具有結構合理，混料布料均勻平整，漏風率低等優點，而且具有自動化程度高，產品質量優，工序能耗低等優點[2]。

3 燒結質量主要技術指標逐漸改善

由于新工藝新設備的逐漸應用，使得我國燒結機的各種質量指標逐漸得到改善，燒結機的日歷作業率逐年穩步提升，燒結礦強度和合格率也越來越高，固體燃耗逐年下降，燒結機利用系數和堿度趨于穩定，說明我國燒結礦的質量逐漸變好，且能耗指標逐年下降，但我國燒結固體燃耗和轉鼓指數大部分均未達到國內清潔生產基本水平，并且離國際清潔生產先進水平還有很大差距。其中國內清潔生產基本水平要求：燒結固體燃耗≤47%，轉鼓指數≥76%，國際清潔生產先進水平要求：燒結固體燃耗≤40%，轉鼓指數≥87%[3]。

4 大幅度降低固體燃耗

常規下，固體燃耗占燒結工序能耗的72%～83%，可以說，固體燃耗是整個燒結技術水平的綜合反映，故要想燒結節能必須降低固體燃耗。2009年我國重點鋼鐵燒結企業的工序能耗（標煤）的平均值為54.60kgce/t，固體燃耗約在54kg/t。影響固體燃耗高低的因素有很多，如配料的準確性、原料的混勻程度、制粒大小、布料方式、料層厚度、有無鋪底料等。近幾年我國為燒結節能降耗做出了大量卓有成效的工作。采取的措施有：

（1） 采用厚料層燒結技術。提高料層厚度，能夠降低表層燒結礦所占比重，提高成品率，降低返礦率，減少FeO含量，提高燒結礦的還原性，并可充分利用燒結過程中的自動蓄熱作用達到降低固體燃耗的目的。我國燒結料層厚度在2000年后增長迅速，國內大中型燒結機料層厚度已達到600～800mm。其中寶鋼2號燒結機在2004年12月成為世界上料層最厚的大型燒結機之一，它將料層厚度增加到800mm[2]。2009年京唐曹妃甸550m2燒結機的料層厚度由750mm升到800mm后，固體燃耗由50kg/t降低到48kg/t，轉鼓強度提高了0.12%，FeO降低了0.37%，返礦率降低1.6%，成品率提高約1.6%[3-5]。

（2） 發展低溫燒結技術。

（3） 提高作業率，降低返礦率，提高成品率，降低燒結機漏風率。

（4） 發展余熱回收技術。

5 燒結新工藝、新技術的開發與應用

近年來我國為改進燒結工藝開發研制了一批新的燒結工藝和新技術，例如偏析布料、高低堿度厚料多層交替裝料的燒結工藝、低溫燒結、雙球燒結、選擇性造球的生產工藝、低硅燒結、熱風燒結、氯化燒結、褐鐵礦燒結、球團燒結混合造塊工藝（HPS）和厚料層燒結等燒結工藝、燒結除塵技術、煙氣脫硫設施以及多種余熱回收裝置的應用等。

參考文獻

[1]唐先覺. 喜迎我國燒結行業的大發展[J]. 燒結球團，2003，28（3）：1-3.

[2]郜學. 中國燒結行業的發展現狀和趨勢分析[J]. 鋼鐵，2008，43（1）：85-88.

[3]王維興. 2010首季全國重點鋼鐵企業煉鐵生產技術評述[EB/OL]. http：//www.hxsteel.cn/list/news/show_12_20442.html， 2010-11-22.

[4]王代軍，李長興，王雷. 首鋼京唐500m2燒結機厚料層燒結生產實踐[J]. 鋼鐵，2010，45（10）：18-21.

[5]王洪江，安鋼，王全樂，等. 首鋼京唐1號燒結機800mm厚料層燒結生產實踐[J]. 燒結球團，2010，35（3）：47-51.