李兆甲  翟玉兵  劉占平

（河北新金鋼鐵有限公司  燒結(jié)廠）

摘要：本文主要介紹新金鋼鐵燒結(jié)廠在降低固體燃耗方面采取的一些措施，主要講述從固體燃料粒度、厚料層燒結(jié)、外配煤工藝等方面降低固體燃耗。

關(guān)鍵詞：固體燃耗；厚料層燒結(jié)；外配煤；燃料粒度

1前言

降低燒結(jié)固體燃耗是燒結(jié)工藝始終追求的目標(biāo)，新金鋼鐵燒結(jié)廠始終致力于降低燒結(jié)固體燃耗，通過(guò)近幾年的生產(chǎn)實(shí)踐和技改，200㎡燒結(jié)機(jī)固體燃耗目前降低到44kg/t左右，基本達(dá)到了同機(jī)型行業(yè)先進(jìn)水平。

2現(xiàn)狀分析

隨著碳達(dá)峰碳中和概念的推出，節(jié)能減排已經(jīng)成為所有鋼廠的必由之路，而固體燃耗占燒結(jié)總能耗的70%，故此降低燒結(jié)固體燃耗成為重中之重。其次，國(guó)家對(duì)一氧化碳的排放管控越來(lái)越嚴(yán)，為降低燒結(jié)一氧化碳排放，降低固體燃料消耗也成了必然的選擇。最后，目前鋼鐵行業(yè)處于寒冬期，固體燃料成本占燒結(jié)可控成本的50%以上，降低燒結(jié)固體燃耗也成了降低燒結(jié)成本的可靠選擇。

3攻關(guān)措施

3.1嚴(yán)格控制燃料粒度

說(shuō)到控制燃料粒度，一般都認(rèn)為燃料粒度≤3mm的占到75-80%左右為標(biāo)準(zhǔn)，這也就造成鋼廠只強(qiáng)調(diào)燃料破碎，忽視了超細(xì)燃料的比例。近幾年燒結(jié)廠采購(gòu)的洗精煤和焦粉普遍出現(xiàn)偏細(xì)的情況，＜1mm的比例高達(dá)50%以上，造成燃料粒度過(guò)細(xì)，燃料粒度過(guò)細(xì)一方面會(huì)造成降低料層透氣性，同時(shí)由于燃燒速度過(guò)快而使燃燒帶過(guò)窄，來(lái)不及生成足夠液相導(dǎo)致影響燒結(jié)礦強(qiáng)度，返礦量增多[1]，另一方面隨著環(huán)保管控逐步升級(jí)，除塵設(shè)施逐步增多，過(guò)細(xì)的燃料在除塵時(shí)更多地進(jìn)入除塵器造成實(shí)際燃料偏少，增加了燃料消耗。故此特結(jié)合原料質(zhì)檢和燃料采購(gòu)部門(mén)制定＜1mm占比不超過(guò)20%等新規(guī)定。

3.2廠內(nèi)含碳循環(huán)料分倉(cāng)配加

重力除塵灰因水分大，鋼廠基本都單獨(dú)配加，但是高爐上料、槽下等除塵灰基本都與除塵灰在一個(gè)配料倉(cāng)使用，造成主機(jī)燃料不穩(wěn)定，影響燒結(jié)生產(chǎn)。結(jié)合化驗(yàn)室對(duì)高爐區(qū)域除塵灰進(jìn)行化驗(yàn)?；?yàn)成分如表1所示。高爐區(qū)域除塵灰碳含量在20～30%，為穩(wěn)定燃料配比，規(guī)定高爐區(qū)域除塵灰單獨(dú)分倉(cāng)配加，根據(jù)每日產(chǎn)生量確定合理配比穩(wěn)定配加，減少了燃料波動(dòng)。

表1  高爐區(qū)域除塵灰成分

3.3合理配礦

隨著鐵礦石不斷開(kāi)采，低價(jià)位的褐鐵礦已經(jīng)成為各大鋼廠配礦的主流。高配比的褐鐵礦雖然有利于降低燒結(jié)礦成本，但為了保證燒結(jié)礦質(zhì)量，勢(shì)必為增加固體燃料消耗，對(duì)降低燒結(jié)礦成本起到不利因素。為了能合理的搭配褐鐵礦，通過(guò)長(zhǎng)期的生產(chǎn)實(shí)踐，褐鐵礦：赤鐵礦：磁鐵礦的比例一般為4:2:1.在此配比下，既能降低燒結(jié)礦成本又不至于使燒結(jié)固體燃耗反彈過(guò)多。

3.4超厚料層燒結(jié)^[2]

通過(guò)長(zhǎng)時(shí)間的工藝試驗(yàn)，厚料層燒結(jié)越來(lái)越得到大家的認(rèn)可。厚料層燒結(jié)因其自動(dòng)蓄熱原理，可以有效的降低燃料消耗，且上層燒結(jié)礦占燒結(jié)礦總數(shù)的比例降低，也使燒結(jié)礦轉(zhuǎn)鼓強(qiáng)度有所改善。新金鋼鐵目前能實(shí)現(xiàn)超厚料層操作有兩方面原因，原因一、提高了料層透氣性，主要措施是1，煉鋼污泥通入一次混料滾筒，利用污泥黏度大的特點(diǎn)，增強(qiáng)混合料成球能力和制粒小球強(qiáng)度；2，實(shí)行低負(fù)壓點(diǎn)火，保護(hù)原始料層透氣性，提高表層料面透氣性。原因二、目前燒結(jié)礦產(chǎn)能大于高爐產(chǎn)能，燒結(jié)機(jī)產(chǎn)量可以適當(dāng)降低。在此基礎(chǔ)上，逐步試驗(yàn)超厚料層燒結(jié)，從去年的800mm料層逐步提高到900mm。目前燒結(jié)正在準(zhǔn)備改造臺(tái)車(chē)欄板，擬計(jì)劃臺(tái)車(chē)欄板從800mm提高到900mm，屆時(shí)燒結(jié)料層最高可以滿(mǎn)鋪到1000mm。

圖1  臺(tái)車(chē)欄板800mm，料層超欄板達(dá)到900mm

3.6料面噴蒸汽

燒結(jié)成礦主要是靠燃料燃燒產(chǎn)生的熱量提供，由于碳的燃燒有完全燃燒和不完全燃燒兩種形式，且完全燃燒所釋放的熱量是不完全燃燒的三倍之多，故提高燒結(jié)燃料的燃燒效率是增加燒結(jié)過(guò)程熱量，降低燃料消耗的重要手段。首鋼京唐料面噴蒸汽試驗(yàn)證明，料面噴灑2t/h蒸汽后固體燃燒降低了1.64kg/t^[3]。新金鋼鐵燒結(jié)廠對(duì)主機(jī)平臺(tái)進(jìn)行了改造，從蒸汽管網(wǎng)連接管道到主機(jī)臺(tái)車(chē)段，在5#-15#風(fēng)箱料面上部增設(shè)蒸汽支管，每個(gè)支管都有單獨(dú)控制閥門(mén)進(jìn)行調(diào)節(jié)蒸汽大小。改造成功后進(jìn)行料面噴蒸汽試驗(yàn)，CO排放降幅達(dá)16%左右。

圖2  料面噴蒸汽管

3.7外配煤工藝

在常規(guī)工藝中，燃料一次添加，礦粉附著在燃料上，并包裹燃料，妨礙燃料顆粒的燃燒，特別影響料層高溫帶的透氣性。外配煤正是為了通過(guò)這種處理來(lái)減輕其妨礙，把一部分細(xì)粒燃料先在配料室添加到混合料中，在制粒后再加剩余部分粗顆粒燃料配加到混合料中進(jìn)行外制粒。這樣混合料小球外圍和小球之間的燃料與空氣直接接觸，處于極有利的燃燒狀態(tài)。燃料充分燃燒，對(duì)降低燃料消耗和一氧化碳排放起到積極作用[4]。新金鋼鐵燒結(jié)廠利用增設(shè)新一混滾筒的契機(jī)，增加外配煤工藝進(jìn)行生產(chǎn)試驗(yàn)。本次試驗(yàn)內(nèi)容分為兩部分，第一部分為燃料全部?jī)?nèi)配作為試驗(yàn)基準(zhǔn)值，第二部分為內(nèi)配煤和外配煤比例為3:7作為試驗(yàn)值。在配料地溝配洗精煤，配比為燃料總配比的30%，外配煤配焦粉，配比為燃料總配比的70%。

圖3  外配煤工藝，固體燃料通過(guò)電子秤輸送到混合料中

3.8優(yōu)化工藝操作參數(shù)

除上述措施外，新金鋼鐵燒結(jié)廠還對(duì)工藝操作參數(shù)控制進(jìn)行了優(yōu)化^[5]：在厚料層燒結(jié)的模式下，F(xiàn)eO控制范圍降低到7%-9.5%，混合料水分7.3%-7.6%，混合料料溫65℃-70℃，混合料＜3mm粒級(jí)占比23%-25%，終點(diǎn)溫度控制范圍420℃-520℃，煙道溫度控制范圍130℃-150℃。并且對(duì)工藝參數(shù)進(jìn)行跟蹤，通過(guò)嚴(yán)格的管理確保生產(chǎn)過(guò)程穩(wěn)定，為降低燒結(jié)礦固體燃耗得到了保障。

4效果驗(yàn)證

經(jīng)過(guò)一年的攻關(guān)，燒結(jié)固體燃耗有明顯降低，并且燒結(jié)礦質(zhì)量得到改善，如表2所示，具體分析如下：

表2  攻關(guān)前后燒結(jié)固體燃耗和質(zhì)量指標(biāo)對(duì)比

1> 燒結(jié)固體燃耗在攻關(guān)前的21年為48.49kg/t,攻關(guān)后的22年為44.74kg/t，降低了3.75kg/t，降幅達(dá)到7.73%。

2> 固體燃耗下降的同時(shí)，燒結(jié)礦質(zhì)量穩(wěn)定且略有提高，其中亞鐵合格率提高了8.18%，轉(zhuǎn)鼓強(qiáng)度上升0.39%，高爐5-10粒度下降3.05%，高爐返粉率下降0.96%。

5結(jié)語(yǔ)

1>試驗(yàn)證明，嚴(yán)格控制燃料粒度、廠內(nèi)含碳循環(huán)料分倉(cāng)單獨(dú)配加、厚料層燒結(jié)、料面噴蒸汽、外配煤工藝、優(yōu)化工藝操作參數(shù)等是降低燒結(jié)固體燃料消耗的有效途徑。

2>雖然燒結(jié)固體燃耗通過(guò)攻關(guān)得到明顯的降低，但是和國(guó)內(nèi)外先進(jìn)企業(yè)對(duì)比還有一定差距，降低燒結(jié)固體燃耗工作還有潛力可挖。我們將繼續(xù)挖潛，譬如繼續(xù)優(yōu)化外配煤工藝、降低返礦率、提高料溫等工作，進(jìn)一步降低燒結(jié)固體燃耗。

參考文獻(xiàn)：

[1]  晉明平 談降低燒結(jié)礦亞鐵的措施；《南鋼科技》，2001年第4期

[2]  山西興達(dá)科技出版《現(xiàn)代燒結(jié)生產(chǎn)實(shí)用技術(shù)》馮二蓮  李飛  劉繼強(qiáng) 編著2018.9

[3]  裴遠(yuǎn)東；史鳳奎；吳勝利等 燒結(jié)料面噴灑蒸汽提高燃料燃燒效率研究；《燒結(jié)球團(tuán)》，2016(12):16-20

[4]  李益慎 燃料分加對(duì)燒結(jié)節(jié)能增產(chǎn)效果的綜述；《武鋼科技》，1993(9):34-39

[5]  陳革；崔玉元；段先卯 包鋼降低燒結(jié)固體燃耗生產(chǎn)實(shí)踐；《燒結(jié)球團(tuán)》，2002(1):44-46