燒結混合料倉通入蒸汽預熱料溫的應用研究

金炳彤

（陽春新鋼鐵有限責任公司，廣東 陽春 259600）

鋼鐵行業不斷發展，鋼鐵企業原料不斷變化，低成本控制形成長久方針，我企業使用的燒結原料性價比高的原料為主，對于改善燒結過程透氣性能及提高垂直燒結速度[1]顯得尤為關鍵。

燒結過程中阻力最大的是燃燒帶，其次是過濕帶[2]。減少過濕層，降低過程煙道負壓，滿足燒結過程對透氣性的需求，是低成本配礦結構下重點研究方向，因此使用蒸汽預熱提高混合料料溫也在燒結行業被廣泛應用。使用蒸汽預熱可以顯著提高料溫，追求將料溫控制在露點以上，以削弱過濕層影響。但使用蒸汽的同時，混合料的水分波動，料溫均勻性等在各廠使用效果中體現差異較大。因此，本文通過我廠對使用蒸汽預熱的改造與實驗，以求達到更佳的使用效果為目的，使過濕層減少，削弱蒸汽水分帶入對混合料水分波動的影響，改善燒結狀況并達到持續穩定的生產效果。

1 實踐改造試驗過程

1.1 原狀介紹

我廠為提高燒結混合料溫度，借鑒其它鋼鐵企業使用蒸汽預熱混合料倉的方法，在機頭混合料倉固定斗底部加蒸汽來提高進入燒結機的混合料溫度。在180平米燒結機混合料倉的寬度方向各加一排蒸汽管道，每排9根蒸汽小支管通到礦槽中，在料倉側面各加一排各4根蒸汽小支管通到混合料倉中，如圖1。通過引余熱低壓蒸汽到機頭，經過一次分汽缸脫水，一次汽水分離器脫水，低壓蒸汽壓力為0.3Mpa，蒸汽溫度在120℃-140℃區間。

圖1 改造前蒸汽管分布原狀

1.2 應用高壓蒸汽

通過原有低壓蒸汽管網，切換使用鍋爐高壓蒸汽，壓力為0.5Mpa，蒸汽溫度在160℃-180℃區間。使用高壓蒸汽預熱混合料對生產參數起到正向作用，料溫提高明顯，預熱后料溫為66℃-72℃，提高至露點60℃以上，對減少過濕層，降低煙道負壓以及燒結過程有明顯改善作用，但使用高蒸汽后的水分穩定率及料溫穩定率下降，生產波動次數增加，高低壓蒸汽切換使用對比，高壓蒸汽影響蒸汽在倉內各點均勻性，且帶入水分不穩定，布料設備兩側料溫高于中間料溫等情況。

1.3 管路改進

通過布料設備混合料各點料溫水分檢測數據分析，料倉兩側半米位置處料溫最高，且水分高于其他位置，分析高壓蒸汽噴入倉內有效穿透預熱面積為半米區域，由于側面與延臺車寬度方向兩側半米位置形成直角對沖疊加，因此導致該位置料溫、水分較其他位置高。針對這一問題在料倉寬度上拋開兩側半米位置，原蒸汽支管上方各加設一排蒸汽使用點，每排各為6根，增加中部蒸汽用量，如圖2。

同時對蒸汽帶入的水汽使混合料水分波動問題也做相應改進，考慮管道蒸汽溫度保持性差，損失多，對未覆蓋保溫層的蒸汽管道進行保溫處理；排水設計方面繼續優化，在水平管開始上升的拐點位置增加疏水閥門，如圖3，將混合料倉周圈主管下移，在主管路頂開口安裝支管插入混合料倉，如圖2，環混合料倉小主管端部也加設排水作用的疏水閥排水。

圖2 環混合料倉蒸汽主管上方開口，并新增寬度方向各一排蒸汽管

圖3 水平管路升高轉角拐點加排水疏水閥

表1 改造實驗數據效果參數對比

1.4 壓力調節實驗

我廠高壓蒸汽控制范圍可以達到0.5-0.8Mpa，同時滿足蒸汽設備壓力容器允許值，對不同蒸汽壓力進行在線實驗生產研究，控制蒸汽壓力分別為0.6MPa、0.7 MPa、0.8 MPa，編號為1、2、3。

1.5 改造實驗數據效果對比分析

從使用余熱低壓蒸汽置換高壓蒸汽，再到系列改進，料溫高于露點，均值達到70℃，料溫均勻穩定率高，水分穩定，料層控制增厚，垂直燒結速度改善，固體燃耗下降，整體促進了厚料層燒結。

壓力調節實驗中，蒸汽壓力提高至0.6MPa后，生產狀況再次有所改善，負壓下降，垂直燒結速度提高，返礦下降，固體燃耗減少，料溫穩定率、水分穩定率變化不大。繼續提高蒸汽壓力至0.7MPa后，生產狀況各項指標沒有明顯變化，同時存在混合料倉垮料現象，導致生產波動。實驗3過程失敗，由于蒸汽壓力過高至混合料倉內混合料頻繁垮料，影響生產，未形成有效數據。

通過改造與實驗數據分析，我廠高壓蒸汽控制在0.6MPa左右時，可以發揮蒸汽預熱料溫的最佳狀態，滿足低成本配礦燒結要求，并促使了厚料層燒結，達到了穩產提產低耗的目的。

2 結論

（1）隨著蒸汽的原始溫度的提高，消耗量的增加，混合料料溫形成上升趨勢，過程參數負壓下降，垂直燃燒速度加快，過濕層削弱趨勢發展，并促進厚料層燒結，使固體燃耗下降，成品率的提高，節約了工序能耗。

（2）高壓蒸汽壓力對生產的影響，呈先促進，再平穩，后惡化的趨勢；混合料倉通入蒸汽壓力存在允許上限值。

（3）蒸汽壓力控制應保持在繼續提壓對生產影響平穩的區間段為宜，即可滿足外部適當波動條件，也可消除能源介質不必要浪費，節約成本。

（4）不同蒸汽壓力使用時，其在混合料內穿透距離隨壓力提高而擴大，為保持料溫均勻性，蒸汽壓力變化需合理調整蒸汽管路分布；同時合理使用疏水閥，能有效降低蒸汽通入混合料倉內的含水量，提高蒸汽利用率。