降低4#5#燒結(jié)機固體燃料消耗生產(chǎn)實踐

劉京 聶紹昌

（新余鋼鐵股份有限公司，江西新余 338001）

1 前言

隨著國家“碳中和”戰(zhàn)略的實施，作為能耗最密集的鋼鐵工業(yè)，降低能源消耗是當前重要工作之一。在鋼鐵工業(yè)中，燒結(jié)工序處理的物料量占第二位，燒結(jié)系統(tǒng)能耗占整個鋼鐵工序的8.5%，燒結(jié)生產(chǎn)的燃料消耗占10%～15%，也僅次于煉鐵，是鋼鐵生產(chǎn)的第二耗能大戶，而在燒結(jié)過程能量平衡中，固體燃料占80%以上[1-2]，這些均表明固體燃料是燒結(jié)能耗的重要組成部分，對燒結(jié)生產(chǎn)的經(jīng)濟效益造成很大的影響，因此降低固體燃料消耗成為降低燒結(jié)工序能耗的關(guān)鍵[3]。

2 主要措施

（1）穩(wěn)定生產(chǎn)操作。生產(chǎn)上加強操作布料平整均勻，控制好點火溫度，提高表面點火質(zhì)量，無過熔或點不著火現(xiàn)象，燒結(jié)終點控制正確，提高成品率，降低返礦。

（1）穩(wěn)定水碳。嚴格執(zhí)行“低水低碳厚料層操作”方針，厚料層操作可以增加蓄熱作用，提高燃料的利用率，燃料消耗相應(yīng)降低，而且能改善燒結(jié)過程不均勻性所帶來的影響，使燒結(jié)礦的組織結(jié)構(gòu)更均勻，提高質(zhì)量。我國主要鋼鐵企業(yè)燒結(jié)生產(chǎn)數(shù)據(jù)統(tǒng)計表明，燒結(jié)料層每提高20 mm，燃耗可降低2～3 kg／t。4號機料層由680mm提高到700mm，5號機料層由720mm 提高到750mm,充分利用厚料層自動蓄熱的效果減少燃料配比降低固體燃料消耗。采用了梭式布料器、圓輥布料器和七輥布料器聯(lián)合布料方式，解決了布料過程中的物料布料偏析問題。一方面梭式布料器解決了原有布料所造成的臺車兩個邊緣不對稱的問題，改善了臺車布料“邊緣效應(yīng)”，減少了返礦率，提高了成品率，減少了燃料浪費。另一方面從重點改善混合料透氣性，主要優(yōu)化配料結(jié)構(gòu)（配礦過程中考慮適宜粒度組成、原料燒結(jié)性能等），優(yōu)化混合加水，提高制粒作用，改善燒結(jié)混合料粒度組成。

（3）適宜的燃料粒度。燃料粒度的大小對燒結(jié)過程的影響非常大。燃料粒度過大，導(dǎo)致燃燒速度變慢，燃燒帶變寬，惡化燒結(jié)過程透氣性，降低垂直燒結(jié)速度下，燒結(jié)礦產(chǎn)量降低。另外，大顆粒燃料在布料過程容易造成偏析，集中在料層下部，加上燒結(jié)過程的蓄熱作用，使得下層熱量遠遠大于上層，容易造成燒結(jié)過程局部過熔，影響料層透氣性。反之，燃料粒度過小，燃燒速度過快，液相反應(yīng)進行得不完全、不充分，液相組織強度不夠，成品率降低，燒結(jié)礦產(chǎn)量降低。

（4）提高混合料料溫。將混合料溫度提高到“露點”溫度以上，能夠有效改善“過濕層”對燒結(jié)過程的影響，改善混合料在燒結(jié)過程中的透氣性，同時該部分熱量可替代部分固體燃料的燃燒熱，因而可降低固體燃料消耗。根據(jù)燒結(jié)廠實際情況，車間通過采取以下措施提高混合料溫度，取得了良好的效果。

a、增加熟熔劑用料

適當增加熟熔劑用料，鈣灰在消化過程中可釋放大量的熱量，可提高混合料料溫，通常而言每增加1%的鈣灰，可提高混合料料溫3℃，當前鈣灰配比增加了9%，另外通過對配料皮帶的改造，通過設(shè)計添加分料器、合料器，減少消石灰熱量的散失。

b、采用蒸汽預(yù)熱混合料

在4#5#機混合料斗增設(shè)蒸汽管道，將蒸汽直接通入混合料中預(yù)熱混合料，此項改進可提高混合料溫7～10℃左右，對降低固體燃耗非常有利。

（5）優(yōu)化配礦結(jié)構(gòu)。由于我廠原料結(jié)構(gòu)復(fù)雜（含鐵原料多達30 余種），對燒結(jié)工藝控制要求非常嚴格，每種原料含結(jié)晶水、碳酸鹽等物理化學性質(zhì)都不一樣，所對應(yīng)的燃料也不一樣，因此合理的配料結(jié)構(gòu)對降低固體燃耗非常重要。通過增加在燒結(jié)過程中放熱原料的配比，主要有鐵屑、鋼渣、污泥、磁鐵礦等原料，可大幅度降低燃料消耗，同時因這些原料價格低，對降低配礦成本也非常有利。

（6）降低返礦率。返礦主要來源于燒結(jié)臺車表層料、兩側(cè)料等部位，返礦量的增加主要是燒結(jié)過程波動造成的，返礦率越高，產(chǎn)量相對就更低，固耗就更高。因此減少上料系統(tǒng)的啟停次數(shù)，加強臺車的維護，減少更換臺車頻次，加強工藝操作點火適宜等措施來穩(wěn)定生產(chǎn)過程，是降低燃耗的主要措施之一。

（7）減緩燒結(jié)機臺車篦條板結(jié)速度

a、優(yōu)化開停機操作：①每次有計劃停機，將臺車翻空；②開機料水份控制在下限；③鋪底料及時開啟。防止因開停機時操作不當導(dǎo)致篦條的快速板結(jié)。

b、控制好合適的終點溫度：4#機控制在300～350℃，5#機控制在350～400℃，防止終點溫度過低導(dǎo)致粘結(jié)。

（8）優(yōu)化布料。通過采取一些列措施優(yōu)化布料，改善燃料在料層中的分布，充分利用蓄熱作用，降低燃耗。

a、穩(wěn)定混合料水分

混合料水分偏干偏濕都會導(dǎo)致圓輥下料量的突然增大或減少，使得燒結(jié)機料層厚度突然偏厚或偏薄，布料厚的這段料層透氣性變差，垂直燒結(jié)速度減慢，導(dǎo)致這段料層燒不透，容易產(chǎn)生紅礦現(xiàn)象，同時也降低了燒結(jié)礦產(chǎn)質(zhì)量；料層薄的這段燃燒速度快，通過料層的風量增加，熱量傳輸太快，燒結(jié)過程達不到所需溫度，液相生成過少，導(dǎo)致燒結(jié)礦強度下降，同時造成了成品率降低,穩(wěn)定混合料水分就降低了固體燃耗。

b、修改梭式布料器的行程

根據(jù)燒結(jié)機臺車上布料情況與燒結(jié)過程的關(guān)系，對布料系統(tǒng)小車的行程進行了優(yōu)化，避免了小車走不到混合料斗兩端的情況。這在一定程度上減輕了粘料，而且有利于布料平整，減少邊緣效益。此外，還要求混合料斗崗位員工需勤觀察小車的運行情況，如發(fā)現(xiàn)行程偏移，及時聯(lián)系維修人員修改參數(shù)。小車行程修優(yōu)化后，混合料布料均勻，燒結(jié)礦質(zhì)量改善，產(chǎn)量提高，能耗下降。

c、減輕邊緣效應(yīng)

在圓輥后安裝設(shè)計刮料器，通過圓輥自轉(zhuǎn)過程中刮掉邊緣黏料，臺車邊緣多布料，從而改善邊緣效應(yīng)，見圖1。

圖1 刮料器布置示意圖

刮料器與圓輥成垂直設(shè)計，圓輥背面落下的料將順著圓輥落到刮料器上。為了將落到刮料器的料清除干凈，沿著刮料器方向安裝一小風管利用壓縮空氣將料吹走。同時為了加大刮料器與圓輥接觸的力度，可加增設(shè)配重。

（9）對焦煤進行分倉使用，精確焦煤用量，利于調(diào)整燃料配比和用量，對統(tǒng)計和控制焦煤用量非常有利。

（10）將燒結(jié)礦固體燃耗指標納入大班千分制考核以及車間骨干績效考評中，將骨干收入與燒結(jié)礦固體燃料消耗掛鉤。

3 總結(jié)

通過以上措施4 號（115m2）5 號（180m2）燒結(jié)機固體燃料消耗下降了0.53kg/噸，相當于每噸燒結(jié)礦節(jié)省消耗1.04 元，達到預(yù)期效果。按照2021 年車間燒結(jié)礦實際產(chǎn)量338.78 萬噸，全年可節(jié)約固體燃料費用338.78萬噸×1.04元/噸≈352.33萬元。