梅鋼燒結(jié)機(jī)焦?fàn)t煤氣輔助燒結(jié)改造工藝設(shè)計(jì)

楊海蓮

摘 要：氣體燃料輔助燒結(jié)技術(shù)是一項(xiàng)具有降低燒結(jié)固體燃料消耗、降低CO2排放，同時(shí)提高燒結(jié)礦強(qiáng)度和還原性的先進(jìn)技術(shù)。該文主要介紹了梅鋼燒結(jié)機(jī)焦?fàn)t煤氣輔助燒結(jié)在燒結(jié)機(jī)生產(chǎn)中的改造工藝設(shè)計(jì)，該項(xiàng)改造完成并投產(chǎn)以來對提高燒結(jié)、煉鐵技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)及社會(huì)綜合效益（降低能源消耗、環(huán)保效益等）作用明顯。

關(guān)鍵詞：燒結(jié)機(jī) 焦?fàn)t煤氣 輔助燒結(jié)

中圖分類號：TF046.4 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1672-3791（2016）12（a）-0088-02

燒結(jié)機(jī)氣體燃料輔助燒結(jié)技術(shù)源自日本，JFE鋼鐵公司、九州大學(xué)共同開發(fā)了在燒結(jié)機(jī)料面上噴入液化天然氣輔助燒結(jié)技術(shù)，于2009年1月應(yīng)用于京濱1號燒結(jié)機(jī)并獲得成功。日本JFE鋼鐵公司實(shí)驗(yàn)室研究和工業(yè)試驗(yàn)結(jié)果表明：采用該技術(shù)可替代部分焦粉、降低燒結(jié)礦固體燃料消耗，降低燒結(jié)CO2排放；調(diào)整料層上下部熱量分配，改善燒結(jié)過程均勻性；降低燒結(jié)過程料層最高溫度，延長1 200 ℃～1 400 ℃溫度的持續(xù)時(shí)間及擴(kuò)大該溫度帶的寬度，增加液相轉(zhuǎn)換率，提高燒結(jié)礦強(qiáng)度和還原性。

通過研究焦?fàn)t煤氣輔助燒結(jié)技術(shù)，并經(jīng)過實(shí)驗(yàn)室試驗(yàn)和在梅鋼三號燒結(jié)機(jī)工業(yè)試驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)焦?fàn)t煤氣輔助技術(shù)對降低燒結(jié)固體燃料消耗具有明顯作用；改善了燒結(jié)礦質(zhì)量，尤其是改善燒結(jié)礦強(qiáng)度、燒結(jié)礦平均粒度、燒結(jié)礦5～10 mm粒度比例、燒結(jié)礦RI及RDI指標(biāo)等；另外，在降低燒結(jié)槽下返回率、內(nèi)返礦率及提高燒結(jié)礦綜合成品率方面也有一定的作用。

綜上所述，氣體燃料輔助燒結(jié)技術(shù)是一項(xiàng)具有降低燒結(jié)固體燃料消耗、降低CO2排放，同時(shí)提高燒結(jié)礦強(qiáng)度和還原性的先進(jìn)技術(shù)。

1 原設(shè)計(jì)情況

上海梅山鋼鐵股份有限公司（以下簡稱“梅鋼”）四號燒結(jié)機(jī)技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)中，固體燃料消耗為52.64 kg/t（干基）；轉(zhuǎn)鼓強(qiáng)度為80.10%，平均粒徑為19.57 mm，5～10 mm比例為26.20%，綜合成品率為67.98%。由于大型高爐對燒結(jié)礦質(zhì)量要求越來越高，在現(xiàn)有裝備狀況和配礦結(jié)構(gòu)情況下，提升燒結(jié)礦技術(shù)質(zhì)量指標(biāo)的空間越來越小。較低質(zhì)量水平的燒結(jié)礦，不僅影響大型高爐穩(wěn)定順行，對高爐進(jìn)一步提升煤比形成制約，且對燒結(jié)工序本身的經(jīng)濟(jì)指標(biāo)也造成影響。

2 改造目標(biāo)

氣體燃料輔助燒結(jié)技術(shù)原理是：現(xiàn)有混合料配加固體燃料抽風(fēng)燒結(jié)工藝在燒結(jié)過程中，料層底部易過燒，上部料層冷卻快，影響燒結(jié)礦強(qiáng)度。通過在燒結(jié)料面噴入一定量的可燃?xì)怏w，在燒結(jié)負(fù)壓作用下，可燃?xì)怏w被抽入燒結(jié)料層并在料層中的燃燒層上部被燃燒放熱，從而拓寬了燒結(jié)的燃燒層；同時(shí)，由于減少了燒結(jié)固體燃料比例，使得燒結(jié)最高溫度降低，更適合于強(qiáng)度和還原性能更優(yōu)的復(fù)合鐵酸鈣組分的生成，從而改善燒結(jié)礦質(zhì)量；同時(shí)，大大降低了CO2排放。

3 改造措施

3.1 工藝流程

引焦?fàn)t煤氣到燒結(jié)機(jī)臺車上，通過臺車上20 m和10 m兩段煤氣噴吹管排將焦?fàn)t煤氣均勻噴到燒結(jié)料層上，由料層負(fù)壓將焦?fàn)t煤氣吸入料層內(nèi)參與燒結(jié)。

為保證安全使用和維護(hù)焦?fàn)t煤氣管網(wǎng)，從四號燒結(jié)機(jī)室24.400 m點(diǎn)火器平臺DN40氮?dú)夤芤氲獨(dú)鈱範(fàn)t煤氣管網(wǎng)進(jìn)行吹掃。

3.2 焦?fàn)t煤氣工藝管道

3.2.1 主管

煤氣主管規(guī)格Φ273×7，煤氣流量1500 N m3/h，主管設(shè)置有2個(gè)DN250手動(dòng)截止閥、1個(gè)DN250電動(dòng)切斷閥，1個(gè)DN250氣動(dòng)常閉緊急切斷閥。主管上設(shè)有煤氣壓力、溫度、流量檢測裝置。

3.2.2 支管

從主管至第一組管排煤氣支管規(guī)格Φ219×6，煤氣流量1 000 Nm3/h，支管設(shè)置有1個(gè)DN200電動(dòng)調(diào)節(jié)閥、1個(gè)DN200電動(dòng)切斷閥。支管上設(shè)有煤氣流量自動(dòng)調(diào)節(jié)裝置。

從主管至第二組管排煤氣支管規(guī)格Φ159×6，煤氣流量500 Nm3/h，支管設(shè)置有1個(gè)DN150電動(dòng)調(diào)節(jié)閥、1個(gè)DN150電動(dòng)切斷閥。支管上設(shè)有煤氣流量自動(dòng)調(diào)節(jié)裝置。

3.2.3 管排

煤氣管排由若干煤氣噴吹管及多個(gè)穩(wěn)壓管組成。煤氣管排總長30 m，占燒結(jié)機(jī)有效燒結(jié)面積1/3，管排按兩組配置，第一組管排總長20 m，布置在點(diǎn)火保溫爐后。第二組管排總長10 m，緊鄰第一組管排。高度在300 mm范圍內(nèi)可調(diào)節(jié)。

噴吹管兩側(cè)均勻打孔，交錯(cuò)設(shè)計(jì)，確保煤氣噴吹均勻性。

噴吹管規(guī)格Φ133×5、長度4 700 mm，噴吹管兩端與穩(wěn)壓管用法蘭聯(lián)結(jié)。

穩(wěn)壓管規(guī)格Φ159×6，與燒結(jié)臺車兩側(cè)平行布置2根， 縱向每間距～4 m設(shè)1根，中部與煤氣支管相聯(lián)。

3.2.4 支架

支架由槽鋼、鋼板、地腳螺栓組成，支架支撐在燒結(jié)機(jī)骨架上，支架之間用螺栓聯(lián)接，支架高度可調(diào)節(jié)，可拆卸。

3.2.5 管排蓋板

為確保煤氣不發(fā)生外溢，要求加大燒結(jié)料面進(jìn)風(fēng)速度，同時(shí)確保通風(fēng)面積。需要在噴吹管排上方設(shè)置蓋板。

3.2.6 防爆膜

在煤氣主管終點(diǎn)設(shè)置有1個(gè)防爆膜，防止因管網(wǎng)內(nèi)煤氣回火爆炸破壞煤氣輔助燒結(jié)系統(tǒng)。

防爆膜規(guī)格DN250，爆破壓力2.0 MPa。

3.2.7 放散管

在煤氣主管上設(shè)置有煤氣放散管，放散管出口高出廠房屋面1.5 m，放散管規(guī)格φ45×3.5，上設(shè)1個(gè)DN40手動(dòng)球閥和1個(gè)DN40電動(dòng)球閥。

3.3 氮?dú)獯祾吖艿?/p>

設(shè)置兩路氮?dú)獯祾吖苈贰?/p>

一路接入煤氣主管，設(shè)置2個(gè)DN40手動(dòng)球閥。

一路接入煤氣噴吹管網(wǎng)，設(shè)置2個(gè)DN40手動(dòng)球閥，1個(gè)DN40電動(dòng)球閥和1只壓力表。

4 結(jié)語

梅鋼2016年5月該項(xiàng)改造投產(chǎn)以來對提高燒結(jié)、煉鐵技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)及社會(huì)綜合效益（降低CO2排放，環(huán)保效益）作用明顯。改造前后指標(biāo)對比如表1所示。

參考文獻(xiàn)

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[3] 李晟.JFE開發(fā)出可大幅削減燒結(jié)礦生產(chǎn)過程中CO2排放量的技術(shù)[J].世界鋼鐵，2009（4）：23.