淺析鋼鐵廠燒結工藝的節能降耗設計

劉超

（中冶長天國際工程有限責任公司 長沙 410007）

淺析鋼鐵廠燒結工藝的節能降耗設計

劉超

（中冶長天國際工程有限責任公司 長沙 410007）

鋼鐵行業目前面臨產能過剩的狀況，其經濟效益出現滑坡，影響了行業發展，給國家的節能環保工作帶來壓力。鋼鐵廠燒結環節的能量消耗最為嚴重，因此需要通過技術創新，積極改進其燒結工藝。本文針對鋼鐵廠的燒結工藝節能降耗設計進行了探討，以供參考。

鋼鐵廠；燒結；節能降耗；設計

1 引言

出于現代工業發展實況，鋼鐵廠必須通過不斷完善燒結工藝，采取優化生產材料與設備的措施，從而提高鋼鐵廠的整體生產力發展水平，降低生產過程中的能量消耗。由于生產力水平的高低和節能減排，都將影響鋼鐵廠的發展，鋼鐵廠在燒結工藝節能降耗設計上，應當兩者兼顧，從而提高工藝水平，增加經濟收益。

2 鋼鐵廠燒結工藝概述

鋼鐵廠的燒結工藝，指的主要是通過加熱粉末、粉末壓坯等，使其溫度低于其中基本成分的溶點，然后采取有效性措施，將其冷卻至室溫的過程。鋼鐵廠的燒結環節目的在于讓粉末之間產生粘結，從而增加燒結體的強度，然后將粉末顆粒聚集體轉化為晶粒聚結體，最終得到生產所需的機械、物理性能材料。而鋼鐵廠燒結工藝的具體技術與流程，對于燒結最終生產所得產物的質量、產量等，都存在直接的影響，所以，我國各鋼鐵廠也應當重視先進性技術指標的應用，盡可能采用最為合適的燒結工藝流程和操作方法。經過對當前鋼鐵廠燒結工藝實際應用情況的詳細分析。

3 鋼鐵廠燒結工藝的節能降耗設計

3.1 燒結材料的節能降耗措施

3.1.1 采用厚料層燒結原料

在燒結的過程中，傳統采用的薄料層燒結技術存在的缺陷主要在于，其實施過程中對于材料的浪費較為嚴重，同時還會對鋼鐵廠環境造成很大的污染，進而嚴重影響鋼鐵廠內整體的空氣質量。而隨著燒結工藝的優化創新，目前大部分的鋼鐵廠燒結環節，開始采用厚料層燒結原料，因為厚料層的燒結原料能夠有效保證燒結工藝的質量，且具有良好的透氣性，因而減少了燒結工藝帶來的污染，提高了鋼鐵廠的空氣質量。此外，一些相對先進的鋼鐵廠在大力提倡厚料層燒結原料的同時，還通過添加生石灰強化劑，強化料層的透氣性，促使厚料層燒結原料在燒結工藝中，得到更好的提煉，從而獲得質量更好的材料，同時還降低了生產過程的能量損耗，起到節能降耗的作用。

3.1.2 生石灰加熱水消化設計

鋼鐵廠燒結工藝為了節能降耗，會利用生石灰來加熱水消化，從而促進石灰完全消化。設計人員應當在實際節能降耗的設計中，重視生石灰的合理應用，以確保生石灰質量的穩定為前提，將其當作燒結溶劑，采取生石灰加熱水消化方式，促進生石灰消化，使其能夠改善燒結碳酸鹽分解耗熱問題，從而提高混合料溫度，改善料層的透氣性，促進節能降耗。需要注意的是，在此過程中，應當將生石灰的消化時間穩定在1min以內，而將燒結料的溫控制在68℃以下。

3.1.3 高堿度燒結的運用

燒結技術已經從傳統的酸性及自熔性燒結，相高堿度燒結技術轉變，這是因為高堿度燒結技術更加適用于當前不斷發展中的鋼鐵廠燒結工藝。高堿度燒結技術的應用，對于鋼鐵材料的回收、利用等方面，也具有良好的還原性，能夠回收廢棄鋼鐵材料，進行二次利用，從而還原材料原本的利用率，在燒結工藝中發揮節約能源、降低鋼鐵廠損耗的作用。

3.1.4 采用小球、小球團燒結工藝

運用小球、小球團燒結工藝，能夠降低鋼鐵廠燒結工藝中的能源消耗。由于小球燒結工藝的原理，在于小球燒結可以將燒結工藝中存在的大量燃料，粘于在其表面上，從而改變燒結工藝中燃料所處狀態，給予燃料以一定空間感，讓燃料能夠與空氣中的氧氣進行充分接觸，使燃料產生強烈的燃燒反應，進而達到減少燒結殘余燃料，使燃料得以充分利用，提高了鋼鐵廠的能源利用率，降低了生產成本。

3.2 燒結過程中的污染治理

在鋼鐵廠的燒結工藝過程中，往往會排放較多污染物，例如其中包含的SO2比例僅次于焦化過程。燒結過程所產生的污染物通常包括二氧化硫、二氧化氮以及二惡英污染等。由于燒結廢氣中，硫主要來自于鐵礦石中的硫化鐵成分，或者燃料中存在的有機硫等；而燒結廢氣中的氮，則是來自于燃料或空氣；二惡英則是來自于氯化環芳烴類化合物，屬于毒性相對較大的化合物，會對人類健康帶來嚴重威脅。

針對燒結工藝產生污染物問題的治理，對于鋼鐵廠來說至關重要，同時也是鋼鐵企業社會責任的重要表現。而針對不同污染物，所采取的工藝設計、治理方法也存在差異：①粉塵的處理，通常可以通過設置旋風除塵器、布袋除塵器或者電除塵等方式去除；②二氧化硫，一般可以使用各種脫硫裝置來去除，而對于不同的脫硫裝置，具體操作方法又有所不同，其中尤其以石灰-石膏法的應用最為廣泛，效果也最好，其去除率往往能夠達到90%以上；③NOx的排除，首先需要設置節能型點火裝置，并安裝專用裝置，最后采用合適的催化劑，實現脫氮。

3.3 燒結設備節能降耗設計

3.3.1 余熱回收利用設計

為了實現燒結的節能降耗，重視鋼鐵廠燒結工藝余熱回收利用設計同樣重要。例如，當前鋼鐵廠會使用較為廣泛的翅片管式蒸汽發生系統，實現余熱回收利用，利用余熱傳送高頻焊接制片管，充分回收冷動機中的燒結煙氣、廢氣等中的余熱，然后再進行二次利用，從而有效地推動燒結工藝工作的進程，減少鋼鐵燒結的能源開支，實現節能降耗。

3.3.2 大型燒結設備的配置設計

為降低燒結工藝中的材料浪費問題，降低環境污染，鋼鐵廠需要摒棄以往的小型燒結設備，換用大型燒結設備，以起到節能降耗的作用，為鋼鐵廠創造最大化利益。①大型燒結設備的應用，可以合理利用資源，減少燒結過程中一些不必要的資源浪費；②大型燒結設備所生產出來的材料質量相對好，因而能夠減少返工的概率，從而在一定程度上節約了制造的時間，提高了鋼鐵廠的實際工作效率；③大型燒結設備在燒結的過程中本身具有節約資源的效果，因而能夠大大降低整個生產過程的成本，從而達到提高鋼鐵廠整體經濟效益的目的。

3.3.3 合理運用變頻技術

鋼鐵廠的燒結工藝中，往往需要運用多種設備，例如水泵、塵風機、燒結風機等，這些都是燒結工藝生產中的常用設備，如果能夠在這些設備中合理加入變頻技術，將能夠更好地開展燒結生產。變頻技術的應用，可以根據生產實際需求，自動變換生產設備中，往往所需的電能功率、轉動頻率都能自動調整，讓設備及時進入工作狀態。如果通過變頻技術的自動頻率轉換，即可合理調整設備頻率，結合生產所需的自動轉換頻率，以減少不必要的能量消耗，在一定程度上大大減少了生產中水電能源的浪費，提高了整個鋼鐵廠生產技術水平。

3.3.4 自動化生產操作

當前的鋼鐵廠燒結工藝中，已經不再過多地運用人工操作燒結生產方式，主要原因是：①傳統人工操作的生產效率較低，由于操作人員往往需要兼顧各個生產程序的運行順利，而人力是有限的，因而會阻礙生產；②人本身存在惰性，如果生產操作人員出現了工作的疏忽問題，將會直接影響產品質量。

針對這種情況，可以引入自動化的生產操作模式，在生產全過程中都應用計算機自動化操作，嚴格檢測生產過程，把控生產質量，從而避免因為人為因素所造成的產品質量問題，進而提高燒結工藝生產效率，保證生產質量。同時，自動化生產操作方式還能夠為鋼鐵廠節省大量的勞動力，從而降低生產成本，增加鋼鐵廠利潤額，促進鋼鐵廠的長遠發展和社會經濟地位。

4 結語

鋼鐵廠面對當前迅速發展的科學技術，不斷改進完善的燒結工藝生產環節，通過更新生產設備、生產原料，優化生產模式等方式，提高鋼鐵廠的整體生產水平，從而減少生產過程中的能量消耗，提高生產水平和節能減排，在鋼鐵廠燒結工藝節能降耗設計上需兩者兼顧，才能真正節約成本，提升鋼鐵廠的經濟效益。

[1]吳龍根.燒結工藝綜合節能與環保問題研究[J].低碳世界，2014（5）：6～7.

[2]趙彥軍.球團、燒結節能設計生產工藝與技術[J].科技風，2013（14）：72.

[3]劉山平，周江虹，劉益勇，等.調整工藝參數、實現燒結節能[J].燒結球團，2012，37（5）：25～29.

TF046.4

A

1004-7344（2016）08-0257-02

2016-3-2

劉 超（1983-），男，工程師，本科，主要從事燒結工程設計工作。