降低燒結工序能耗生產實踐

王軼韜　陳乾　王志春

摘 要：文章介紹了漢鋼燒結通過設備改造、改善工藝，成功促使燒結工序能耗由59.30 kgce/t降低至47.18 kgce/t。

關鍵詞：燒結；工序能耗；設備改造；改善工藝

中圖分類號：TF046.4 文獻標識碼：A 文章編號：1006-8937（2016）14-0177-02

1 概 述

節能降耗無論是對增加企業的市場競爭力，還是對企業的持續發展來說都具有十分重大的意義。燒結工序作為鋼鐵生產中的重要環節，其工序能耗約占鋼鐵生產總能耗的10%[1]，工序能耗成本約占燒結礦總成本的9.3%。

因此作為燒結工作者，在確保燒結礦質量的前提下，通過降低工序能耗以促進燒結礦成本降低一直是我們攻關的方向和追求的目標。

燒結工序能耗主要包括固體燃料、煤氣、電、水、蒸汽、氮氣、壓縮空氣等消耗。其中固體燃料、煤氣、電約占燒結總能耗的97.5%，為此，漢鋼燒結自投產以來，以降低上述三項指標消耗為主要目標，通過設備改造、改善工藝進行挖潛降耗，降低成本。

2 設備改造

2.1 主抽風機變頻改造

主抽風機是燒結廠用電最大的設備，其電耗一般占燒結用電的50%。燒結過程中，由于原料配比或過程變化等各方面原因會引起工況波動，需要對主抽風機風量進行調節，我廠初期通過調節主抽風門來調整主抽風量，這種方式必然不能達到節能降耗的目的。

鑒于此種情況，我廠對燒結一、二期主抽四臺風機進行了變頻改造，由傳統的風門開度調節風量改為調整主抽工作頻率調節風量，有效節約了燒結電耗。隨后，又對一、二期機尾除塵和篩分除塵這三臺功率較大的風機進行變頻改造，減少了電量消耗。見表1。

2.2 余熱發電

燒結過程中排放的熱量約占總能耗的49%，在冷卻過程中，每噸燒結礦通過冷卻空氣帶走的熱量約為0.55～0.63 GJ，占燒結總能耗的30%左右[2]。我廠于2014年建成余熱發電項目，分別對環冷機一、二段熱廢氣以及大煙道機尾后5個風箱處的熱廢氣進行回收，通過余熱循環風機進行余熱發電，最后又通過余熱循環風機將冷卻后的低溫廢氣送回至一、二段環冷機以及大煙道中部繼續使用，不僅實現能源二次利用，同時改善了現場作業環境。

余熱發電項目投用后，為提升環冷中煙氣熱量，燒結一、二期環冷各關閉一臺冷卻風機，降低電單耗1.6 kWh/t，同時因余熱回收補償工序能耗約10 kgce/t。

2.3 環冷密封改造

我廠一期環冷機為臺車底部鼓風冷卻，臺車與風箱之間采用膠皮密封。在環冷余熱發電投用后，膠皮易在高溫段發生變形脫落，造成密封效果差，冷卻效率下降，降低余熱發電效率，導致環冷風機電單耗增加。

針對以上問題，我廠對一燒環冷機進行包容式機械密封改造。由固定在臺車底部的動滑道和環冷機機架上的靜滑道在彈簧壓緊力的作用下相互貼緊，達到密封效果。經過投用驗證，此處改造達到預期效果，環冷機漏風率降低90%以上，風機可以降低負荷運行，冷卻效率提高30%以上，同時熱風回收率高，蒸汽鍋爐的產氣量因此增加1 t/h，余熱發電量也因此提升，年產生效益400萬元左右。

2.4 更換新式點火爐

我廠兩臺燒結機投產時使用的點火爐由于質量問題頻繁出現預制塊下沉及爐頂漏火現象，每次檢修都要對漏火點重新澆注、耗工耗時，且在使用期間煤氣消耗高達20 000 m3/h，煤氣消耗較高。

針對上述因素，我廠利用停機大修時機，分別對兩臺燒結機的點火爐進行了更換。此次更換改變了舊點火方式，降低了爐膛高度，重新對燒嘴進行合理排布配置，同時利用點火前約2 m2的面積對燒結料進行預熱，提高點火可靠性；并將點火爐延長2 m，給燒結礦提供了足夠保溫時間。新式點火爐使用后，煤氣消耗降至16 000 m3/h，月節省成本約20萬元。

2.5 燒結機抽風面積擴容

受原料中粉礦比例低以及漏風大的影響，燒結機利用系數最高僅為1.21 t/m2·h，不利于燒結礦入爐率提升以及工序能耗降低。為此我廠陸續將兩臺燒結機尾部密封板后移1.5 m，燒結有效抽風面積因此提高5 m2。據初步統計，燒結礦產量每月可因此提升約8 000 t，工序能耗降低0.12 kgce/t。

3 改善工藝

3.1 厚料層操作

料層厚度增加，料層整體的蓄熱能力增加，有利于燃料的充分利用，降低燃料消耗。同時下層燒結礦可以獲得更高的燒結溫度，生成更多的液相，粘結相的增多，有助于提高燒結礦整體強度。

厚料層操作主要受制于透氣性差的影響，為此燒結廠采取了以下措施：

①加大粒度較大的粉礦配加比例，粉礦配比由最初的35%提升至65%，提高混合料的透氣性；

②對二次配料返礦灑水，以增強其成球核心作用，并多次調整制粒機轉速，提升混合料3 mm～5 mm粒級；

③改進平料器，在平料器前后方兩端分別加裝小托輥作為壓料輥和制粒機廢舊襯板壓條作為小平料器，這樣做一方面可以增加臺車兩側的壓料強度，抑制臺車邊緣效應，另一方面可以進一步平整料面，有利于實施厚料燒結；

④加大七輥布料器日常維護，確保混合料粒度偏析布料；

⑤將鋪底料厚度由70 mm下調為40 mm， 從而降低鋪底料單耗，避免成品燒結礦再次參與物料循環。

⑥將點火溫度從1 050 °降低到950 °，防止料面過熔，依靠厚料層的自蓄熱能力，同時也降低了煤氣消耗。

通過上述優化措施，料層的透氣性得到明顯改善，料層厚度由600 mm提高到750 mm，流量最高達到了540 t/h，利用系數達到1.41 t/m2·h，同時降低固體燃料消耗約15 kg/t，均達到投產以來的最好水平。目前，我廠正在向800 mm的料層厚度攻關。

3.2 混合機加裝熱水箱

混合料溫度是制約燒結生產的一個重要因素，如果混合料料溫達到露點（65 ℃）以上，能顯著減少料層中水蒸氣冷凝形成的過濕現象，有效降低過濕層厚度和過濕層對氣流的阻力，改善料層透氣性，提高燒結生產率和降低燃料用量。

鑒于此，我廠設計建造混合機熱水箱，采用蒸汽將水箱內水溫加熱至 v90 ℃，然后再通過輸送泵輸送至混合機加水管，不僅穩定了加水壓力，同時促使混合料溫度由40 ℃提升至55 ℃，最高近 65 ℃，燃料綜合配比因此降低約0.2%，降低固體燃料消耗約3 kg/t。

3.3 熱風燒結

針對燒結機上部料層熱量相對不足的情況，從點火爐助燃空氣管道引出富余熱空氣至點火爐后的保溫罩里，使通過料層的氣流溫度升高，上部料層的燒結溫度升高，減少了上、下層的溫差，同時降低了固體燃料消耗，返礦率也得以降低。熱風燒結投用后，固體燃料消耗降低了2.1 kg/t，返礦率降低1%，年產生效益512萬元。

4 取得的效益

漢鋼燒結降低工序能耗前后對比，見表2。

5 結 語

漢鋼燒結是一個年輕的企業，通過近三年的努力，成功促使燒結能耗由59.30 kgce/t降低至47.18 kgce/t，取得了良好的經濟效果。

參考文獻：

[1] 毛艷麗.燒結工序節能降耗的技術措施[J].冶金能源，2010，（9）.

[2] 周裕斌.攀鋼燒結節能降耗措施[J].四川冶金，2012，（1）.