燒結工藝節能與環保問題的研究

葉永彪

摘 要：近幾年來，鋼鐵行業產能過剩嚴重，整個行業的競爭環境日益惡劣，經濟效益大幅滑坡，影響了行業的進一步發展，同時也給國家的節能環保造成重大壓力。鋼鐵廠的燒結部分是能量消耗的主要環節之一，通過技術創新，積極改進鋼鐵廠燒結工藝是鋼鐵廠實現節能環保的重要途徑之一。文章對燒結工藝的節能環保設計進行了介紹。

關鍵詞：燒結工藝；鋼鐵廠；節能；環保

作為我國國民經濟重要基礎產業，在全國工業總能耗中，鋼鐵工業能耗約占16%，是我國節能減排的重點行業。當前，鋼鐵行業發展面臨嚴峻挑戰和新的發展機遇，因此，鋼鐵行業要積極轉變發展方式，利用高新技術改造提升行業技術管理水平，以節能減排為抓手，走環境污染少、科技含量高、資源消耗低、經濟效益好的新型工業化道路。

一、鋼鐵廠燒結工藝的概述

鋼鐵廠燒結工藝技術主要是指將粉末或粉末壓坯，加熱到低于其中基本成分的溶點溫度后，再以有效性措施和速度將其冷卻到室溫的一個過程。而燒結的最終目的，是使粉末之間發生粘結，使燒結體的強度增加，并將粉末顆粒的聚集體轉變成為晶粒的聚結體，最終獲得生產所需要的機械、物理性能的材料制品。鋼鐵廠燒結工藝的技術手段與流程，對燒結生產的質量與產量有著重要且直接的影響，因此，我國各鋼鐵廠也十分注重對先進性技術指標的應用，并嚴格要求在燒結中選擇最為合適的工藝流程與操作方法。通過對當前鋼鐵廠燒結工藝應用情況的詳細分析，該生產工藝主要的流程包括原料的接受、兌灰、拌合、篩分破碎、配料、混料、點火、抽風燒結與冷卻、除塵等。

二、鋼鐵廠燒結工藝的節能降耗設計

（一）降低固體燃料消耗

以玉溪新興鋼鐵有限公司為參考依據，其采用的為260m2燒結機，固體燃料單耗一般在59kg/t燒結礦（刨除內外返礦后高爐入爐燒結礦）。由此可見，其固體燃料消耗較大，需要進行節能降耗處理。首先，可以實施厚料層燒結技術，利用厚料層燒結自動蓄熱能力，達到降低燃料配比，降低燒結期間邊緣效應比例，提高燒結成品率，降低單位產品消耗的目的。其次，通過回收生產期間生產的碳粉塵來代替部分固體燃料，減少固體燃料的過度消耗。最后，采取措施改善固體燃料的燃燒效果和性能，通過控制燃料粒度以及粒度分布來改善燒結過程中的傳熱和燃燒速度，從而有效減少不完全燃燒比例。

（二）減少點火能量消耗

點火能量的耗損可通過兩方面實現。首先，推廣使用節能型的點火爐，新型的點火爐偏向于線性、多縫式、面燃式燒嘴，其簡化了點火爐的結構，且還能夠提高點火率，從而降低能量消耗。進一步研究燒嘴火焰的分布、點火爐溫度分布，節能型的點火爐能量消耗將會進一步降低。其次，使用預熱助燃空氣方式，提高點火爐的溫度，以此可降低點火能量的消耗。在實際操作期間，熱廢氣可直接作為助燃空氣或熱源預熱助燃空氣。在助燃空氣預熱達到300℃后，點火能量就可降低25%。并且利用預熱混合料可促使過濕的燒結層消失，從而改善燃料的透氣效果，降低點火能量消耗，加快燒結速度，提高燒結質量。

（三）余熱的回收利用

燒結工藝的余熱回收包括燒結機余熱回收與環冷機余熱回收。在燒結機余熱回收中，為了更好的確保燒結機獨立運行的可靠性和穩定性，根據燒結工藝運行要求，可以在燒結機設置余熱鍋爐回收煙氣余熱，燒結機尾部風箱并聯余熱鍋爐運行，后部煙氣經余熱鍋爐后返回主抽煙道，煙道和鍋爐分別設置分斷閥和調節閥進行系統投切和運行調節，以保證燒結工藝和余熱回收系統的正常和高效運行。玉溪新興鋼鐵有限公司采用的為環冷機余熱回收，主要原理是回收環冷機的熱量加熱鍋爐，產生蒸汽推動汽輪機運行，而汽輪機嚙合在主抽風機上，從而能達到主抽風機省電的目的。

三、燒結工藝的環保方案

燒結工藝過程中的污染物排放（以SO2為例）的比例僅次于焦化過程，是鋼鐵廠污染治理的重要部分。燒結過程產生的污染物主要包括二氧化硫、二氧化氮和二惡英污染。燒結廢氣中硫的來源主要是鐵礦石中的硫化鐵以及燃料中的有機硫等，燒結廢氣中的氮則來自于燃料或者空氣中，二惡英是氯化環芳烴類化合物的一種，屬于毒性較大的化合物之一，對人類健康造成嚴重威脅，有研究資料表明，鋼鐵廠的燒結料層中會產生二惡英化合物，二惡英生成的量和燒結原料中碳氫化合物含量密切相關。燒結工藝污染物的治理是鋼鐵廠污染物治理的重要組成部分，也是鋼鐵企業社會責任的重要體現。針對不同的污染物可以采取不同的工藝設計來進行有效治理。第一，對于燒結廢氣中的粉塵，一般采用旋風除塵器、布袋除塵器以及電除塵等，其中，后兩者采用較多，除塵效果較好；第二，針對二氧化硫，一般使用各種脫硫裝置進行去除，而不同的脫硫裝置采用的方法又有不同，其中石灰-石膏法的應用最廣，效果也最好，去除率可以達到90%以上。玉溪新興鋼鐵有限公司所采用的是氨法脫硫技術，主要是利用氨基吸收劑吸收煙氣中的SO2，能耗較低且效率比較高；第三，對氮氧化物的排除首要的是要采用節能型的點火裝置，同時要安裝專用裝置，最后就是需要采用合適的催化劑。有條件的鋼鐵廠可以采用先進的專門裝置，去除粉塵、脫硫和脫氮同時進行。

四、結語

節約能源和環境保護越來越受到人們的重視，節能與環保也越來越受燒結工作者重視。玉溪新興鋼鐵有限公司260m2燒結機經過近幾年的技術創新，在生產工藝和余熱利用方面有了很大的進步，收到了很好的效果。因此，在今后的生產中，各相關企業應該在燒結煙氣脫硫、燒結煙氣整體利用和燒結除塵灰氣力輸送等新技術應用的熱點上多做研究，為燒結節能環保做出更大貢獻。

參考文獻：

[1] 王素平.鐵礦石燒結節能與環保的研究[D].武漢科技大學，2013.endprint