孫曉波  孫曉東  何曉野

（通化鋼鐵股份有限公司煉鐵事業(yè)部 吉林通化   134003）

摘要：本文分析了通鋼煉鐵事業(yè)部燒結(jié)工序能耗的現(xiàn)狀，采取了一系列降低燒結(jié)工序能耗的措施。通過(guò)優(yōu)化燒結(jié)配礦、低溫厚料層燒結(jié)、配料自動(dòng)化、提高混合料溫度、控制燃料粒度、改善燃料分布等措施降低了固體燃耗；通過(guò)降低燒結(jié)系統(tǒng)漏風(fēng)率、提高設(shè)備作業(yè)率、減少設(shè)備的空運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)間降低了燒結(jié)系統(tǒng)電耗；通過(guò)采用微負(fù)壓點(diǎn)火技術(shù)和低溫點(diǎn)火技術(shù)降低了點(diǎn)火煤氣消耗。

關(guān)鍵詞：節(jié)能措施；工序能耗；固體燃耗；電耗；煤氣消耗

1  前言

通鋼現(xiàn)有兩臺(tái)360m²燒結(jié)機(jī)，分別投產(chǎn)于2007年8月和2014年4月，2座2680m³高爐，2座高爐的主要爐料結(jié)構(gòu)是燒結(jié)礦、球團(tuán)礦和天然塊礦，其中燒結(jié)礦是煉鐵的主要原料，占入爐礦配比的78%左右。近幾年，隨著燒結(jié)礦產(chǎn)量的增加，操作技能水平的提高及新技術(shù)新設(shè)備的投入，通鋼燒結(jié)工序能耗指標(biāo)逐年降低，但與國(guó)內(nèi)各大中型鋼鐵企業(yè)相比，仍比先進(jìn)企業(yè)高10kgce/t。通鋼根據(jù)燒結(jié)機(jī)的工藝流程和生產(chǎn)特點(diǎn)，采用新工藝、新技術(shù)，同時(shí)采用新的管理理念和管理措施，把節(jié)能降耗與技術(shù)進(jìn)步有機(jī)結(jié)合，降低了燒結(jié)工序能耗，取得了較好的效果。 

2  燒結(jié)工序能耗現(xiàn)狀  

鋼鐵企業(yè)是能耗大戶，能耗是噸鋼成本的重要組成部分。燒結(jié)工序能耗約占鋼鐵生產(chǎn)總能耗的8.3％，僅次于煉鐵，是鋼鐵生產(chǎn)的第二耗能大戶。燒結(jié)工序能耗主要包括固體燃料消耗、電力消耗、點(diǎn)火煤氣消耗、動(dòng)力（壓縮空氣、蒸汽、水等）消耗，其中固體燃料消耗占70%～80%，電力消耗占13%～20% ，點(diǎn)火消耗占5%～10%。多年來(lái)，通鋼燒結(jié)在節(jié)能減排，降低成本方面做了大量工作，也取得了比較好的效果，但與一些先進(jìn)企業(yè)相比，燒結(jié)工序能耗指標(biāo)還比較高，還有一定差距。

3  降低燒結(jié)工序能耗的措施

3.1降低固體燃耗  

固體燃料消耗占燒結(jié)工序能耗的70%～80%，因此將降低固體燃料消耗作為主攻方向。

3.1.1優(yōu)化燒結(jié)配礦技術(shù)  

通鋼燒結(jié)作業(yè)區(qū)使用的鐵礦粉品種較多，有地方精粉、澳礦粉、巴西混合粉和其他粉礦、褐鐵礦等；各種礦粉的成礦條件不同，燒結(jié)性能也不同，為發(fā)揮各種礦粉的最佳燒結(jié)功效，需進(jìn)行優(yōu)化配礦的研究。澳礦粉的SiO₂和Al₂O₃的含量較高，但粒度組成較好，具有熔點(diǎn)低、易同化的優(yōu)點(diǎn)，使用后能降低燒結(jié)負(fù)壓；而巴西礦粉SiO₂、Al₂O₃含量低，但同化性及液相生成的能力差，兩者搭配使用，燒結(jié)礦的各項(xiàng)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)明顯提高，對(duì)降低燃料消耗起到了關(guān)鍵作用。 

3.1.2梯形厚料層燒結(jié)技術(shù)的應(yīng)用

據(jù)資料介紹料層每提高10mm可降低固體燃料消耗2-3kg/t，燒結(jié)料層提高后，在燒結(jié)機(jī)速相同的條件下高溫保持時(shí)間延長(zhǎng)，有利于鐵酸鈣的發(fā)育和黏結(jié)相的發(fā)展，而且料層越厚，料層中下部自動(dòng)蓄熱作用越強(qiáng)，在相同燃料比時(shí)料層中下部獲得的熱量也就越多，料層所能達(dá)到的溫度也就越高，有利于液相的形成，通過(guò)與京唐鋼鐵燒結(jié)的學(xué)習(xí)交流，實(shí)行梯形厚料層布料，為實(shí)現(xiàn)梯形厚料層燒結(jié)采取的措施如下:

(1)利用蒸汽預(yù)熱混合料提高料溫，消除過(guò)濕層。

(2)改善生石灰質(zhì)量，提高生石灰CaO含量。

(3)穩(wěn)定生石灰下料量，避免生石灰波動(dòng)造成的水分波動(dòng)。

（4）外礦配比增加，透氣性過(guò)好，將原來(lái)的固定式平料器改為可調(diào)式平料器。

通過(guò)以上措施的實(shí)施，2024年上半年燒結(jié)機(jī)的料層厚度達(dá)到了900mm以上，實(shí)現(xiàn)了厚料層燒結(jié)技術(shù)，降低了燒結(jié)固體燃耗。

3.1.3提高混合料溫度

提高混合料溫度，使其達(dá)到露點(diǎn)以上，降低過(guò)濕層對(duì)氣流的阻礙而改善料層的透氣性，加快燃燒速度，提高臺(tái)時(shí)產(chǎn)量，節(jié)約固體燃耗。另外，混合料溫度提高后，部分顯熱可代替固體燃料的燃燒熱，降低固體燃耗。主要采取以下措施提高混合料溫度:

(1)提高混合料加水溫度，混合料加水溫度由65℃提高至80℃。

(2)在混合料礦槽通蒸汽預(yù)熱混合料。經(jīng)多次試驗(yàn)和設(shè)備改進(jìn)，將原來(lái)混合料礦槽四周安裝的一排蒸汽噴頭改為兩排蒸汽噴頭，通過(guò)調(diào)節(jié)閥門開度控制蒸汽量，使混合料水分及料溫均勻，目前燒結(jié)機(jī)圓輥處的混合料溫度達(dá)到了60℃以上。

3.1.4 破碎實(shí)行市場(chǎng)化管理

（1）在破碎崗位施行市場(chǎng)化管理，簽訂包括燒結(jié)礦工序成本、破碎后粒級(jí)、產(chǎn)量保供、維護(hù)費(fèi)用等指標(biāo)，與破碎崗位職工收入直接掛鉤的承包合同，明碼標(biāo)價(jià)，完成合同標(biāo)準(zhǔn)能提高收入，達(dá)不到合同要求就要接受考核。

（2）破碎崗位整體市場(chǎng)化承包，人員、設(shè)備、費(fèi)用統(tǒng)歸承包人負(fù)責(zé)管理，責(zé)權(quán)利統(tǒng)一，按照市場(chǎng)化管理手段，更靈活、更有效的促進(jìn)破碎崗位各方面工作符合公司發(fā)展需要。

（3）通過(guò)市場(chǎng)化管理，設(shè)備穩(wěn)定運(yùn)行，職工收入有所增加。破碎崗位職工工作積極性提高、責(zé)任心加強(qiáng)，破碎過(guò)程中嚴(yán)格執(zhí)行合同制定標(biāo)準(zhǔn)，破碎后燃料粒級(jí)全面滿足燒結(jié)工藝需要，推動(dòng)燒結(jié)礦質(zhì)量、產(chǎn)量提升。 

3.1.5控制燃料粒度，改善燃料分布，降低燒結(jié)燃料比

（1）燒結(jié)過(guò)程的燃燒速度和傳熱速度相接近，才能實(shí)現(xiàn)用盡可能少的燃料達(dá)到所需溫度。燃料粒度過(guò)細(xì)時(shí)燃燒速度過(guò)快，高溫保持時(shí)間短，燃燒帶變薄，鐵礦粉之間的黏結(jié)不牢固，燒結(jié)礦的強(qiáng)度降低，成品率降低。隨著鐵礦石資源的緊缺，外礦粉比例逐年增加，燒結(jié)混合料經(jīng)混勻、造球、制粒后大于3mm粒級(jí)65%左右，外礦粉的大顆粒部分難以熔化，過(guò)細(xì)的燃料不能滿足燒結(jié)過(guò)程中的熱量需求。經(jīng)實(shí)踐驗(yàn)證，將焦粉粒度標(biāo)準(zhǔn)重新修訂，焦粉小于3mm粒級(jí)由65%提升到72%，大于8mm粒級(jí)由6%降至2%以內(nèi)，并制定了燃料粒度的考核標(biāo)準(zhǔn)，這一措施實(shí)施后，燃料的粒度發(fā)生了明顯的改變，提高了燃料利用率，降低了燃料配比。

（2）燃料倉(cāng)上方安裝均粒器，燃料落到均粒器上以后，呈漫反射狀落到料倉(cāng)中，不再形成圓錐狀料堆，而是均勻的落下，從而避免了大顆粒燃料向堆角滾落，較好的緩解了粒度偏析現(xiàn)象。

3.1.6精細(xì)化管理盯入燒的原燃料質(zhì)量，穩(wěn)定燒結(jié)燃料比 

通鋼燒結(jié)使用的燃料有焦粉和無(wú)煙煤兩種。焦粉主要是高爐篩下碎焦，成分較穩(wěn)定；而無(wú)煙煤的質(zhì)量波動(dòng)較大，特別是灰分的波動(dòng)不但影響燃料的消耗，還會(huì)影響燒結(jié)礦的堿度。為給燒結(jié)創(chuàng)造良好的條件，除對(duì)進(jìn)廠燒結(jié)煤的質(zhì)量提出要求外，在無(wú)煙煤進(jìn)廠時(shí)取樣，掌握進(jìn)廠成分，將成分差異較大的在一次料場(chǎng)分開造堆存放，一堆一取，堆、取料采取平鋪直取的方式進(jìn)行預(yù)混勻。開始取料向燃料倉(cāng)庫(kù)上料時(shí)由專人跟蹤取斷面樣，按標(biāo)準(zhǔn)縮分后送化驗(yàn)室檢驗(yàn)成分值；燒結(jié)使用前再次在燃料破碎后的輸出皮帶處取樣，送化驗(yàn)室化驗(yàn)。經(jīng)過(guò)三次跟蹤和數(shù)據(jù)對(duì)比掌握無(wú)煙煤的成分，看火工可以有預(yù)見(jiàn)性地調(diào)整燃料配比，保持燒結(jié)燃料比的長(zhǎng)周期穩(wěn)定。 

3.2降低燒結(jié)系統(tǒng)電耗

3.2.1降低燒結(jié)系統(tǒng)漏風(fēng)率

燒結(jié)生產(chǎn)過(guò)程中，吸風(fēng)機(jī)消耗的電量約占燒結(jié)生產(chǎn)過(guò)程總電量的70%，但較高的系統(tǒng)漏風(fēng)率將大幅度降低吸風(fēng)機(jī)有效功率，從而導(dǎo)致生產(chǎn)效率降低，能耗增高。為此燒結(jié)作業(yè)區(qū)將燒結(jié)機(jī)漏風(fēng)治理列為重點(diǎn)工作，并且制定燒結(jié)機(jī)漏風(fēng)治理方案，并要求嚴(yán)格執(zhí)行，通過(guò)對(duì)燒結(jié)機(jī)漏風(fēng)的治理，燒結(jié)機(jī)系統(tǒng)漏風(fēng)率由50.44%降至48.53%，進(jìn)一步降低燒結(jié)機(jī)系統(tǒng)漏風(fēng)率、增加產(chǎn)能、降低能耗。

3.2.2完善臺(tái)車篦條、擋板

由于燒結(jié)生產(chǎn)的連續(xù)性，使燒結(jié)機(jī)臺(tái)車篦條、擋板長(zhǎng)期受到高溫侵蝕和熱風(fēng)磨損，篦條與篦條以及燒結(jié)機(jī)相鄰臺(tái)車擋板之間的間隙不斷增大，如不及時(shí)更換，篦條與篦條、臺(tái)車擋板之間將出現(xiàn)松動(dòng)現(xiàn)象，導(dǎo)致篦條、擋板脫落現(xiàn)象，造成臺(tái)車表面出洞增大漏風(fēng)率，引起吸風(fēng)機(jī)耗電量的增加，為解決這一問(wèn)題，燒結(jié)作業(yè)區(qū)利用每次定修的機(jī)會(huì)對(duì)燒結(jié)機(jī)篦條、擋板進(jìn)行緊固和更換。

3.2.3減少設(shè)備的空運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)間

(1)在不同季節(jié)生產(chǎn)時(shí)，根據(jù)環(huán)冷機(jī)料溫及外環(huán)境溫度合理運(yùn)轉(zhuǎn)鼓風(fēng)機(jī)臺(tái)數(shù)。要求卸料溫度控制在60-120℃，每減少一臺(tái)鼓風(fēng)機(jī)運(yùn)行，每小時(shí)可節(jié)約電量710 KWh。

(2)在生產(chǎn)時(shí)合理控制吸風(fēng)機(jī)風(fēng)門開度，滿足工藝參數(shù)的前提下降低吸風(fēng)機(jī)百葉窗的開度，降低吸風(fēng)機(jī)負(fù)荷從而達(dá)到降低電量的目的。（主抽風(fēng)機(jī)百葉窗開度由90%調(diào)整到60%后，可以降低電流約30A，一小時(shí)一臺(tái)主抽風(fēng)機(jī)可以節(jié)約電量300kwh左右）。

(3)組織啟機(jī)生產(chǎn)時(shí)，提起做好設(shè)備檢查，保證連續(xù)穩(wěn)定啟機(jī)生產(chǎn)，避免設(shè)備空轉(zhuǎn)浪費(fèi)電能。

（4）精細(xì)設(shè)備點(diǎn)檢，提高設(shè)備作業(yè)率

推行設(shè)備管理系統(tǒng)，使設(shè)備處于可控狀態(tài)。同時(shí)根據(jù)點(diǎn)檢內(nèi)容制定點(diǎn)檢表。對(duì)設(shè)備進(jìn)行缺陷、隱患原因分析，并制定治理方案，在大、中、小定修前作業(yè)區(qū)與維檢單位制定檢修方案，列出詳細(xì)的檢修項(xiàng)目，按時(shí)按點(diǎn)高標(biāo)準(zhǔn)完成檢修計(jì)劃，通過(guò)設(shè)備的精細(xì)化點(diǎn)檢燒結(jié)機(jī)作業(yè)率達(dá)到了95.97%。

3.3降低點(diǎn)火的煤氣消耗

3.3.1采用微負(fù)壓點(diǎn)火技術(shù)

點(diǎn)火器下風(fēng)箱的抽風(fēng)壓力對(duì)點(diǎn)火過(guò)程的影響很大，如果抽風(fēng)負(fù)壓過(guò)大，將會(huì)使剛剛鋪到臺(tái)車上的混合料抽得過(guò)緊，沿臺(tái)車縱向上的混合料密度增大，透氣性變差。另外未燃燒的可燃成分與廢氣過(guò)早地被吸入料層，降低熱利用率，同時(shí)造成點(diǎn)火器周圍的冷空氣涌入爐內(nèi)，降低點(diǎn)火器爐膛內(nèi)溫度。為此燒結(jié)作業(yè)區(qū)通過(guò)與先進(jìn)單位的交流學(xué)習(xí)，對(duì)燒結(jié)機(jī)1#風(fēng)箱進(jìn)行封堵，降低燒結(jié)點(diǎn)火爐爐膛負(fù)壓，實(shí)現(xiàn)微負(fù)壓點(diǎn)火操作，既保證了點(diǎn)火的效果，又節(jié)省了煤氣消耗。

3.3.2低溫點(diǎn)火技術(shù)

合適的點(diǎn)火溫度既能把臺(tái)車上的混合料點(diǎn)燃，又不使表面過(guò)熔。為此燒結(jié)作業(yè)區(qū)推行精細(xì)化管理操作，完善燒結(jié)點(diǎn)火溫度自動(dòng)控制系統(tǒng)，按設(shè)定點(diǎn)火溫度自動(dòng)控制，保證點(diǎn)火溫度控制在1050±50℃，確保燒結(jié)料面無(wú)過(guò)熔、欠燒現(xiàn)象，通過(guò)自動(dòng)化水平提升進(jìn)一步降低煤氣單耗。

表1  煤氣單耗

3.4提升自動(dòng)化水平，推行精細(xì)化管理

（1）進(jìn)一步改進(jìn)混合機(jī)加水操作，由原來(lái)的自動(dòng)加水升級(jí)到智能加水，通過(guò)對(duì)燒結(jié)料水分的精準(zhǔn)控制，促進(jìn)燒結(jié)礦質(zhì)量、產(chǎn)量提高,降低固體單耗。

（2）自行設(shè)計(jì)、編程，實(shí)現(xiàn)了鋪底料倉(cāng)位自動(dòng)控制，減少了崗位職工勞動(dòng)量,避免了因鋪底料倉(cāng)監(jiān)護(hù)不及時(shí)導(dǎo)致的燒結(jié)機(jī)停機(jī)，提高燒結(jié)礦產(chǎn)量。

（3）生石灰倉(cāng)噴料始終是影響燒結(jié)生產(chǎn)穩(wěn)定的難題，為解決生石灰棚倉(cāng)噴料問(wèn)題，通過(guò)與兄弟單位的學(xué)習(xí)交流，在生石灰下料點(diǎn)處制作緩沖倉(cāng)，當(dāng)生石灰棚倉(cāng)噴料時(shí)，通過(guò)緩沖倉(cāng)進(jìn)行調(diào)節(jié)，減少了生石灰波動(dòng)，緩解了生石灰棚倉(cāng)噴料對(duì)生產(chǎn)造成的影響，提高了燒結(jié)礦質(zhì)量穩(wěn)定。

（4）強(qiáng)化績(jī)效考核，為提高各班組成本意識(shí)，有效管控生產(chǎn)工藝過(guò)程，降低燒結(jié)工序能耗，燒結(jié)作業(yè)區(qū)將噸礦電耗、噸礦煤氣單耗、噸礦焦粉單耗等主要能耗指標(biāo)納入績(jī)效考核，職工收入與班組指標(biāo)掛鉤，進(jìn)一步鼓舞職工降本增效干勁。

(5）經(jīng)常性的組織職工經(jīng)驗(yàn)交流座談，對(duì)影響能耗指標(biāo)的因素，通過(guò)群策群力共同研究解決，通過(guò)交流學(xué)習(xí)，大家不僅使大家互通有無(wú)，實(shí)現(xiàn)了共同進(jìn)步，而且還提升了思想認(rèn)識(shí)，為降低能耗打下了堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。

4節(jié)能效果

通過(guò)上述一系列優(yōu)化調(diào)整和技術(shù)措施，通鋼煉鐵事業(yè)部燒結(jié)工序能耗指標(biāo)有了明顯的改善，具體如表2所示。

表2  工序能耗

5結(jié)論

（1）通鋼煉鐵事業(yè)部燒結(jié)工序能耗高，主要是固體燃料消耗高，通過(guò)優(yōu)化生產(chǎn)組織，強(qiáng)化燃料進(jìn)廠管理等綜合技術(shù)措施和強(qiáng)化管理，減少了固體燃料消耗，從而降低了燒結(jié)工序能耗。

（2）優(yōu)化燒結(jié)過(guò)程參數(shù)，有效降低了燒結(jié)過(guò)程的電能和煤氣消耗，為燒結(jié)工序能耗的降低創(chuàng)造了有利條件。

參考文獻(xiàn)

[1] 王維新．中國(guó)煉鐵技術(shù)發(fā)展評(píng)述[J]．河南冶金，2008，16(4)：4-9． 

[2] 賀先新．淺析武鋼厚料層燒結(jié)的發(fā)展[J]．燒結(jié)球團(tuán),2004.3