淺談降低燒結工序能耗的措施

吳杰群

摘 要：隨著科技的發展與進步，綠色環保經濟的推行，給我國的大型工業產業的節能降耗提出了新的要求，而鋼鐵企業的燒結工藝是消耗能源較多的環節之一，所以該環節的節能降耗直接關系到整個生產行業。因此，鋼鐵行業中的燒結工序成為降低能耗的一個重點研究領域。本文主要對于當前我國燒結工序的能耗現狀開展研究，然后對于燒結工序之所以消耗能源多的原因進行分析，最后提出了降低燒結工藝能耗的措施，希望可以降低當前燒結工序所消耗的能源。

關鍵詞：燒結工序;能耗;節能降耗

中圖分類號：TF046.4 文獻標識碼：A 文章編號：1671-2064（2020）01-0058-02

在鋼鐵企業中，燒結工序所消耗的能源僅次于高爐煉鐵，因此具有巨大的節能潛力。而當前燒結工序能耗的降低成為了鋼鐵行業關注的重點，而降低燒結工序的能耗還可以有效地降低燒結成本。在開展燒結工序的過程中，其能耗主要包括固體燃料消耗、點火燃料消耗以及動力消耗等。因此，如果可以有效地解決燒結工序的能耗問題，既可以降低鋼鐵企業的生產成本，同時還可以提高市場的競爭力。

1 燒結工序的能耗現狀

雖然我國近幾年在鋼鐵工業方面取得了非常大的進步，并且其中的燒結工序也得到良好的完善，但是相較于其他的發達國家之間，仍舊還存在一定的差距，而能源消耗指標方面也同樣存在差距。也就是說，燒結礦噸耗要高于發達國家，因此，我國當前的燒結工序與發達國家之間比較，還存在較大的差距。所以，對于燒結工序實施節能減排十分有必要，同時可節約的伸縮空間也非常大[1]。

2 燒結工序能源消耗的原因

2.1 重產量

在當前，仍舊還有部分管理人員保留著“重高爐、輕燒結”的偏見思想，因此在這些鋼鐵企業中，其燒結生產能與高爐的生產能力之間不夠相稱。而隨著我國鋼鐵工業的不斷發展進步，高爐煉鐵的產量也在飛速上升，在這一步背景下對于熟煉率的要求也隨之得到了提升，因此著對于燒結工序來說，是一種無形的壓力。而在這一壓力下，燒結廠將會將所有的精力放在燒結工序上來增加燒結礦的產量，但是基于理智的角度來看，這一過于追求高產量的做法是不可取的，因為要想實現這一目的就需要以高耗能為基礎。這一做法雖然可以有效地提高產量，但是卻無法降低成本費用。

2.2 科學技術含量低

由于我國的燒結工序相較于發達國家之間，仍舊還存在一定的差距，雖然經過多年的研究，我國也已經具備了一套自己的科技研究成果，但是技術含量相對偏低，仍舊無法與發達國家之間相比較。

3 降低燒結工序能耗的措施

3.1 利用燒結余熱

3.1.1 冷卻機熱廢氣的余熱

在進行燒結的過程中，燒結機上經過抽風燒結的熱燒結礦將會從燒結機的尾部落下，然后掉落到冷卻機上，在此時平均料溫將會達到600-800℃。而燒結冷卻機上因為有冷卻風罩，可以通過鼓風機使冷卻風強制穿過熱料層，然后經過氣固熱交換風罩內前段，此時的冷卻風溫將會提高至300-400℃左右[2]。因此，余熱回收主要是在冷卻機的排氣顯熱、煙道排氣顯熱方面，而冷卻機排氣顯熱以及燒結煙氣顯熱在整個燒結過程中占據熱耗的30%，針對冷卻機高溫廢氣安裝余熱回收裝置，通過換熱所產生蒸汽或是發電，可以有效的提高能源的利用率，并節約能源，所以，通過對于燒結節能的潛力進行不斷地挖掘，可以在一定程度上實現降低能耗的目的。

3.1.2 冷卻機低溫區域煙氣余熱利用

冷卻機的余熱利用主要是通過利用高溫區域的煙氣，而低溫區域的煙氣將會被直接排放，通過冷卻機進行平衡計算，可以得到未利用的煙氣余熱大概占據總熱量的20%左右，并且這部分的煙氣平均溫度主要在50℃左右，具有十分可觀的煙氣量，并且也同樣具有可回收利用的價值。該煙氣可以用以提供供暖、制冷、烘干等，甚至還可以將低溫余熱通過成熟的手段將其用來發電。所以，在降低燒結工序的能耗時，通過利用該部分煙氣進行余熱回收，也是一項有效的措施。

3.2 降低電耗

燒結電耗在整個燒結能耗成本中占據30%，而其中的環冷風機以及抽風機等都具有較大的耗電量，而風機所消耗的電能與燒結機漏風率之間具有較大的關系。當前，我國的燒結機漏風率大約在40%以上，而漏風率越高將會導致主抽風機的能耗越高，對于提高燒結生產能力產生嚴重的阻礙，同時還會造成生產成本上升，燒結礦質量下降等后果。燒結漏風的部位主要包含：臺車與風箱滑道、臺車兩頭風箱、臺車與臺車之間等。其中，臺車風箱的首尾為機械式漏風，所以需要在現場進行堵漏操作;而臺車本體出現漏風的話，則是整個燒結漏風最為關鍵的一個部分，由于臺車在進行工作時，會出現較大的溫度變化，所以在出現熱膨脹時，將會導致臺車欄板之間出現縫隙，而這一問題可以通過及時更換臺車或是維修臺車、改善燒結布料，減少臺車擋板與混合料之間的邊緣漏風等方式進行解決，這樣可以有效地解決臺車本體漏風的問題;臺車與風箱滑道之間的漏風則可以通過改進干油潤滑效果、改進斜滑道等方式進行改善[3]。

3.3 降低固體燃耗

固體燃料的消耗在整個能耗成本中占據60%左右，所以，在熱收入方面降低固體燃料的消耗是燒結工序降低能耗的一個必要選擇。而降低固體燃料的消耗除了傳統的提高料層厚度、提高成品率、燃料分加、熱風燒結、強化制粒、偏析布料等方式以外還可以從其他的方面進行。

3.3.1 高爐除塵灰的配加

高爐重力除塵灰中含有鐵礦物，鐵礦物以磁鐵礦以及赤鐵礦為主，所以具有相對較高的含碳量，主要是焦炭粉末、不定型碳等形式;煉鐵干法除塵灰含鐵量較低（20% 30%），鐵礦物則主要是以磁鐵礦、赤鐵礦為主，碳的含有量相對較高，可以達到25%左右，其次以焦炭粉末、不定型碳的形式存在，但同時還含有一定量的有害元素，其成分主要為K2O、Na2O、Zn、A12O3[4]。通過利用高爐除塵灰取代部分固體燃料，可以有效地降低固體燃料的用量，同時還可以進行廢物利用，避免污染環境，對于燒結工序有著明顯的節能降耗效果。

3.3.2 廢塑料在燒結工藝中的應用

廢舊塑料的組分性質與燃料的要求十分相符。塑料一般灰分處于0.32%之間，而揮發分則為98～99%這一階段，因此，在對于廢舊的塑料進行燃燒之后，所得到的渣量微乎其微。而塑料的燃燒熱值為44000kJ/kg，要比無煙煤、焦炭等大很多，而傳熱傳質燃燒具有良好的效果，非常符合燃料要求。而因為塑料的著火點非常低，并且易于助燃，所以與燒結工藝低溫點火的工藝要求也非常相符。無論是在燒結生產，還是在球團生產中添加廢塑料作為染料，并不需要特殊的燃燒設備，并且工藝也非常的簡單，同時配加廢塑料還可以有效地降低固體燃料的使用[5]。

3.3.3 原料合理搭配

因為赤鐵礦在燒結過程會與CO之間發生還原反應，所以屬于吸熱反應，將會消耗一部分的燃料，并降低燃料的使用效率。同時，因為赤鐵礦在燃燒的過程中，會進行分解此時也會吸收部分熱量。而磁鐵礦在燒結過程中出現氧化還原反應，是一種放熱反應，能夠起到節省燃料的作用，所以在進行原料的燒結過程中，需要盡量減少應用赤鐵礦[6]。

3.4 嚴格把控生產管理環節

3.4.1 科學配置、存儲和運輸入燒料

科學配置的目的是為了能夠在實施過程中，充分的發揮出燃料性能，同時保障工序之間實現有效銜接。燃料灰分中常見的的化學成分主要有SiO2、MgO、FeO等，并且性能存在差異，在進行燒結的過程中，如何將性能最大程度上的發揮出來，同時還可以降低原材料的成本、能源消耗等，這主要是取決于材料配比工作的合理性[7]。在進行配比時，除了需要考慮化學性能外，還需要對于其價格與行情等方面進行考察。除此之外，還需要對于燃料本身的粒度構成以及燃燒后的反應等進行考慮。只有各項指標十分均衡，才可以進行采購，并將其投入到燒結工序中進行生產。

3.4.2 科學存儲入燒料

在入燒料采購回來后，必須要立刻儲存，并且儲存工作需要從裝卸車開始，只有要設計到入燒料的移動，就需要采取審慎態度，保證移動過程中，不會影響到入燒料自身的性能。一般情況下，該項工作需遵循的原則有：首先，選擇性能穩定的輔料，并且盡可能的選擇不落地的輔料;其次，大配比鐵料距上料鎦子口短運距原則，最后，對于入燒料使用挖掘機或者是油鏟適當的進行翻倒平鋪，使入燒料之間能夠充分的混合[8]。

3.4.3 優化燃料加工過程

燒結燃料使用對粒度的要求是≤3mm，而最佳粒度是0.5～3mm，要控制≤0.5mm的粒度所占的比例。這是燒結生產過程需要維持一定時間的高溫，而粒度太細，燃燒時間短，導致高溫時間短，影響燒結液相的行成和液相的結晶過程，對燒結礦強度影響較大。造成返礦增加，影響燒結煤耗增加。為控制燃料粒度，避免過粉碎，可以選用預篩分加四輥破碎的開路流程，或者預篩分加棒磨的閉路流程，避免出現燃料過粉碎，減少燃料合格粒度中≤0.5mm的百分含量。

3.4.4 采用新工藝、新技術

改變傳統加蒸汽的方式，采用混合機加熱水提高混合料溫度，提高蒸汽熱能利用率;混合料低水低碳點火，減少煤氣消耗;臺車中部料面加蒸汽或者加噴霧水的方式來提高燒結燃燒速度，提高燒結過程的燃燒完全程度，提高燒結溫度。

4 結語

綜上所述，燒結工序在整個的鋼鐵生產工程中，占據總能耗的10%以上，因此，該工序具有十分巨大的節能潛力，降低燒結能耗對于燒結礦質量以及成品率等都具有良好的提高效果，可以有效地改善燒結生產指標。而燒結工序能耗主要包括固體燃耗、電耗、動力消耗以及點火熱耗等等，所以可以通過對于各個環節的能耗進行合理的降低，才可以從整體上降低燒結工序的能耗，提高燒結礦的質量與產量。本文主要對于當前燒結工序的現狀進行了分析，然后探討了燒結工序能源消耗的原因，最后提出了降低燒結工序能耗的措施。

參考文獻

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[8] 邱成輝.燒結工序先進節能技術及企業應用實踐[J].冶金與材料，2018，38（6）：90-91.