淺談降低燒結工序能耗的幾種方法及技術

摘 要：鋼鐵行業(yè)的燒結工序能耗是其節(jié)能減排重點技術研究領域，但是，由于受到尖端技術開發(fā)及高效換熱等設備條件限制，不能高效回收及利用生產過程產生的余熱余能來有效降低工序能耗。如何符合當前及未來國家對冶金生產低碳、節(jié)能大趨勢要求，使我國燒結工序能耗達到國際領先水平，其技術研發(fā)進程及實踐結果事關重要，文中提出的方法旨在降低燒結工序能耗，以達到節(jié)能減排的目的。

關鍵詞：鋼鐵行業(yè)；燒結；能耗；方法；技術

中圖分類號：TF046.4 文獻標識碼：A 文章編號：1674-7712 （2014） 16-0000-01

基于國內外大型燒結機工藝和設備技術現(xiàn)狀，在充分調研國內外燒結機生產工藝新技術的基礎上，我們從新視角認知該工藝工序，通過對燒結工藝工序流程的深入分析、研究及技術研發(fā)、實踐，從燒結工序能耗診斷多方位進行節(jié)能集成新技術的創(chuàng)新開發(fā)工作，力求有效挖掘其潛力，打造燒結工序能耗診斷新技術核心競爭力。

一、國內燒結機能源利用現(xiàn)狀

燒結工序能耗主要包括固體燃料消耗、電力消耗、點火煤氣消耗、動力消耗等，其中固體燃料消耗、電力消耗占比重最大，而其固體燃料消耗所產生的燒結余熱回收潛力最大。

“十五”到“十一五”期間，我國燒結機大型化取得了顯著成就。據(jù)統(tǒng)計，我國現(xiàn)有燒結機近1200臺，其中在建和投產的180～660m2燒結機125臺，其燒結面積達38590m2。我國大中型燒結機面積在全國燒結機總面積之中已占明顯優(yōu)勢，燒結礦的質量也得到明顯提高。但現(xiàn)階段我國燒結工序能耗指標和國外先進值之間還存在一定的差距，燒結工序能耗指標的降低還存在較大的空間，通過對燒結工序能耗診斷全方位對燒結工序能耗進行診斷分析，找出降低工序能耗的方法及手段，具有很大的經濟效益和社會效益。

二、內容介紹

通過對燒結工序工藝流程的深入研究，充分了解到在燒結過程中，大量的焦粉和煤作為添加輔助燃料燃燒，使燒結礦的溫度高達1000℃以上，然后再將熱的燒結礦通過冷卻機冷卻至150℃左右，這些熱量并沒有附加到產品中去，僅是作為工藝中物理化學反應的條件，一次使用之后，燒結礦余熱全部耗散在大氣中，不僅浪費了能源，而且污染了環(huán)境。

在可供利用的余熱中僅燒結熱礦冷卻機廢氣及燒結煙道煙氣的顯熱約占燒結全部熱支出的50%以上，充分回收利用這些燒結余熱，是未來冶金低碳燒結生產節(jié)能的重要途徑及必然發(fā)展趨勢。而作為熱量主要來源的固體燃料是影響燒結工序能耗的重要指標，通過減少固體燃料的配比也不失為降低工序能耗的一個重要手段。

降低燒結工序能耗可以從以下幾個方面著手：

（一）燒結余熱利用

1.冷卻機熱廢氣的余熱利用。燒結生產時燒結機上經過抽風燒結的熱燒結礦從燒結機尾部落下經破碎后，落到冷卻機上，落到冷卻機上平均料溫一般高達600-800℃。在燒結冷卻機上布置有冷卻風罩，通過鼓風機使冷卻風強制穿過熱料層，經氣固熱交換風罩內前段冷卻風溫提高到300-400℃左右。由此可知，余熱回收主要在冷卻機的排氣顯熱、煙道排氣顯熱二個方面，冷卻機排氣顯熱和燒結煙氣顯熱占燒結過程熱耗的50%左右，針對冷卻機高溫廢氣設置余熱回收裝置回收利用其余熱，通過換熱產生蒸汽或發(fā)電利用，大大地提高能源利用率，節(jié)約了能源，減少了碳排放，因此，不斷挖掘燒結節(jié)能潛力，在鋼鐵企業(yè)節(jié)能中具有十分重要的意義。

2.大煙道廢氣余熱利用。燒結大煙道余熱回收開發(fā)利用余熱鍋爐、熱管、翅片管等各種回收熱廢氣的余熱回收設備，以供應熱水、蒸汽或發(fā)電，降低燒結工序能耗。

3.冷卻機低溫區(qū)域煙氣余熱利用。冷卻機余熱利用通常是將高溫區(qū)域的煙氣進行了利用，而低溫區(qū)域的煙氣則直接排放到大氣中，通過冷卻機熱平衡計算可以得出未進行利用的煙氣的余熱占總熱量的22%左右，這部分煙氣平均溫度為150℃左右，煙氣量非常可觀，同樣具有回收利用的價值。我們可以將其用來烘干、供暖、制冷以及在低溫余熱利用成熟的情況下將其用來發(fā)電，將該部分煙氣進行余熱回收，同樣是降低工序能耗的一個重要手段。

（二）降低固體燃耗

固體燃料消耗占工序能耗的80%左右，因此在熱收入方面降低固體燃料消耗是降低工序能耗的首要選擇。

降低固體燃料的消耗除了傳統(tǒng)的提高料層厚度、偏析布料、燃料分加、強化制粒、提高成品率、熱風燒結等手段，由于新技術、新工藝的開發(fā)利用我們還可以從其他方面著手考慮降低固體燃料的方法。

1.廢塑料在燒結工藝中的應用。廢舊塑料的組分性質符合燃料要求。塑料一般灰分在0.32%左右，揮發(fā)分在98～99%之間，所以廢舊塑料燃燒后，渣量微乎其微。塑料的燃燒熱值44000kJ/kg，相對無煙煤或焦炭而言大得多，傳熱傳質和燃燒效果好、燃燒完全，是符合燃料要求的。由于塑料的著火點低、易于助燃，符合燒結工藝低溫點火的工藝要求。無論在燒結生產還是在球團生產中配加廢塑料作為燃料，不需要特殊設備，工藝簡單易于實現(xiàn)，配加廢塑料能有效降低固體燃料的使用。

2.高爐除塵灰的配加。高爐重力除塵灰中含鐵中等，鐵礦物以磁鐵礦和赤鐵礦為主，含碳量較高，可以達到30%以上，主要以焦炭粉末及不定型碳形式存在；煉鐵干法除塵灰含鐵量較低（20%～30%），鐵礦物以磁鐵礦和赤鐵礦為主，含有較高的碳（25%）左右，這些碳主要以焦炭粉末及不定型碳形式存在，但含有一定量的有害元素，有害成分主要是K2O Na2O Zn、Al2O3。利用高爐除塵灰替代部分固體燃料能夠減少固體燃料的用量并將廢物進行了利用，減少了對環(huán)境的污染，對燒結工序節(jié)能降耗有著顯著的作用。

3.原料合理搭配。由于赤鐵礦在燒結過程與CO發(fā)生還原反應，屬于吸熱反應，消耗了一部分燃料，降低了燃料的使用效率。另外，由于赤鐵礦可以在燃燒時進行分解也吸收了一部分熱量。而磁鐵礦在燒結過程中發(fā)生氧化還原反應，屬于放熱反應，節(jié)省燃料，因此在燒結原料的搭配中應盡量降低赤鐵礦的應用。

三、結束語

燒結煙氣余熱回收是節(jié)約能源，加強二次能源回收利用的重要和最有效措施。通過工序能耗診斷采用多種回收利用方式，提高熱循環(huán)利用率，使工序能耗達到國際先進水平。燒結余熱回收系統(tǒng)對節(jié)約資源，改善生產條件，加強環(huán)境保護起到積極作用，同時可降低燒結生產成本，為發(fā)展清潔型、節(jié)能型、效益型企業(yè)提供保證條件。將燒結生產過程中可利用的余熱進行綜合利用能夠大幅度降低工序能耗和帶來可觀的經濟效益，具有良好的推廣價值。

參考文獻：

[1]陳麗云，張春霞，許海川.鋼鐵工業(yè)二次能源產生量分析[J].過程工程學報，2006：123-127.