淺析鋼鐵廠燒結(jié)工藝的節(jié)能降耗設(shè)計

劉超

（中冶長天國際工程有限責(zé)任公司 長沙 410007）

淺析鋼鐵廠燒結(jié)工藝的節(jié)能降耗設(shè)計

劉超

（中冶長天國際工程有限責(zé)任公司 長沙 410007）

鋼鐵行業(yè)目前面臨產(chǎn)能過剩的狀況，其經(jīng)濟(jì)效益出現(xiàn)滑坡，影響了行業(yè)發(fā)展，給國家的節(jié)能環(huán)保工作帶來壓力。鋼鐵廠燒結(jié)環(huán)節(jié)的能量消耗最為嚴(yán)重，因此需要通過技術(shù)創(chuàng)新，積極改進(jìn)其燒結(jié)工藝。本文針對鋼鐵廠的燒結(jié)工藝節(jié)能降耗設(shè)計進(jìn)行了探討，以供參考。

鋼鐵廠；燒結(jié)；節(jié)能降耗；設(shè)計

1 引言

出于現(xiàn)代工業(yè)發(fā)展實況，鋼鐵廠必須通過不斷完善燒結(jié)工藝，采取優(yōu)化生產(chǎn)材料與設(shè)備的措施，從而提高鋼鐵廠的整體生產(chǎn)力發(fā)展水平，降低生產(chǎn)過程中的能量消耗。由于生產(chǎn)力水平的高低和節(jié)能減排，都將影響鋼鐵廠的發(fā)展，鋼鐵廠在燒結(jié)工藝節(jié)能降耗設(shè)計上，應(yīng)當(dāng)兩者兼顧，從而提高工藝水平，增加經(jīng)濟(jì)收益。

2 鋼鐵廠燒結(jié)工藝概述

鋼鐵廠的燒結(jié)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(jié)環(huán)節(jié)目的在于讓粉末之間產(chǎn)生粘結(jié)，從而增加燒結(jié)體的強度，然后將粉末顆粒聚集體轉(zhuǎn)化為晶粒聚結(jié)體，最終得到生產(chǎn)所需的機械、物理性能材料。而鋼鐵廠燒結(jié)工藝的具體技術(shù)與流程，對于燒結(jié)最終生產(chǎn)所得產(chǎn)物的質(zhì)量、產(chǎn)量等，都存在直接的影響，所以，我國各鋼鐵廠也應(yīng)當(dāng)重視先進(jìn)性技術(shù)指標(biāo)的應(yīng)用，盡可能采用最為合適的燒結(jié)工藝流程和操作方法。經(jīng)過對當(dāng)前鋼鐵廠燒結(jié)工藝實際應(yīng)用情況的詳細(xì)分析。

3 鋼鐵廠燒結(jié)工藝的節(jié)能降耗設(shè)計

3.1 燒結(jié)材料的節(jié)能降耗措施

3.1.1 采用厚料層燒結(jié)原料

在燒結(jié)的過程中，傳統(tǒng)采用的薄料層燒結(jié)技術(shù)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(yán)重，同時還會對鋼鐵廠環(huán)境造成很大的污染，進(jìn)而嚴(yán)重影響鋼鐵廠內(nèi)整體的空氣質(zhì)量。而隨著燒結(jié)工藝的優(yōu)化創(chuàng)新，目前大部分的鋼鐵廠燒結(jié)環(huán)節(jié)，開始采用厚料層燒結(jié)原料，因為厚料層的燒結(jié)原料能夠有效保證燒結(jié)工藝的質(zhì)量，且具有良好的透氣性，因而減少了燒結(jié)工藝帶來的污染，提高了鋼鐵廠的空氣質(zhì)量。此外，一些相對先進(jìn)的鋼鐵廠在大力提倡厚料層燒結(jié)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(jié)原料在燒結(jié)工藝中，得到更好的提煉，從而獲得質(zhì)量更好的材料，同時還降低了生產(chǎn)過程的能量損耗，起到節(jié)能降耗的作用。

3.1.2 生石灰加熱水消化設(shè)計

鋼鐵廠燒結(jié)工藝為了節(jié)能降耗，會利用生石灰來加熱水消化，從而促進(jìn)石灰完全消化。設(shè)計人員應(yīng)當(dāng)在實際節(jié)能降耗的設(shè)計中，重視生石灰的合理應(yīng)用，以確保生石灰質(zhì)量的穩(wěn)定為前提，將其當(dāng)作燒結(jié)溶劑，采取生石灰加熱水消化方式，促進(jìn)生石灰消化，使其能夠改善燒結(jié)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(jìn)節(jié)能降耗。需要注意的是，在此過程中，應(yīng)當(dāng)將生石灰的消化時間穩(wěn)定在1min以內(nèi)，而將燒結(jié)料的溫控制在68℃以下。

3.1.3 高堿度燒結(jié)的運用

燒結(jié)技術(shù)已經(jīng)從傳統(tǒng)的酸性及自熔性燒結(jié)，相高堿度燒結(jié)技術(shù)轉(zhuǎn)變，這是因為高堿度燒結(jié)技術(shù)更加適用于當(dāng)前不斷發(fā)展中的鋼鐵廠燒結(jié)工藝。高堿度燒結(jié)技術(shù)的應(yīng)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(jìn)行二次利用，從而還原材料原本的利用率，在燒結(jié)工藝中發(fā)揮節(jié)約能源、降低鋼鐵廠損耗的作用。

3.1.4 采用小球、小球團(tuán)燒結(jié)工藝

運用小球、小球團(tuán)燒結(jié)工藝，能夠降低鋼鐵廠燒結(jié)工藝中的能源消耗。由于小球燒結(jié)工藝的原理，在于小球燒結(jié)可以將燒結(jié)工藝中存在的大量燃料，粘于在其表面上，從而改變燒結(jié)工藝中燃料所處狀態(tài)，給予燃料以一定空間感，讓燃料能夠與空氣中的氧氣進(jìn)行充分接觸，使燃料產(chǎn)生強烈的燃燒反應(yīng)，進(jìn)而達(dá)到減少燒結(jié)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(chǎn)成本。

3.2 燒結(jié)過程中的污染治理

在鋼鐵廠的燒結(jié)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(jié)過程所產(chǎn)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(jié)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(jié)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(huán)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(yán)重威脅。

針對燒結(jié)工藝產(chǎn)生污染物問題的治理，對于鋼鐵廠來說至關(guān)重要，同時也是鋼鐵企業(yè)社會責(zé)任的重要表現(xiàn)。而針對不同污染物，所采取的工藝設(shè)計、治理方法也存在差異：①粉塵的處理，通?？梢酝ㄟ^設(shè)置旋風(fēng)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(yīng)用最為廣泛，效果也最好，其去除率往往能夠達(dá)到90%以上；③NOx的排除，首先需要設(shè)置節(jié)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(xiàn)脫氮。

3.3 燒結(jié)設(shè)備節(jié)能降耗設(shè)計

3.3.1 余熱回收利用設(shè)計

為了實現(xiàn)燒結(jié)的節(jié)能降耗，重視鋼鐵廠燒結(jié)工藝余熱回收利用設(shè)計同樣重要。例如，當(dāng)前鋼鐵廠會使用較為廣泛的翅片管式蒸汽發(fā)生系統(tǒng)，實現(xiàn)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(jié)煙氣、廢氣等中的余熱，然后再進(jìn)行二次利用，從而有效地推動燒結(jié)工藝工作的進(jìn)程，減少鋼鐵燒結(jié)的能源開支，實現(xiàn)節(jié)能降耗。

3.3.2 大型燒結(jié)設(shè)備的配置設(shè)計

為降低燒結(jié)工藝中的材料浪費問題，降低環(huán)境污染，鋼鐵廠需要摒棄以往的小型燒結(jié)設(shè)備，換用大型燒結(jié)設(shè)備，以起到節(jié)能降耗的作用，為鋼鐵廠創(chuàng)造最大化利益。①大型燒結(jié)設(shè)備的應(yīng)用，可以合理利用資源，減少燒結(jié)過程中一些不必要的資源浪費；②大型燒結(jié)設(shè)備所生產(chǎn)出來的材料質(zhì)量相對好，因而能夠減少返工的概率，從而在一定程度上節(jié)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(jié)設(shè)備在燒結(jié)的過程中本身具有節(jié)約資源的效果，因而能夠大大降低整個生產(chǎn)過程的成本，從而達(dá)到提高鋼鐵廠整體經(jīng)濟(jì)效益的目的。

3.3.3 合理運用變頻技術(shù)

鋼鐵廠的燒結(jié)工藝中，往往需要運用多種設(shè)備，例如水泵、塵風(fēng)機、燒結(jié)風(fēng)機等，這些都是燒結(jié)工藝生產(chǎn)中的常用設(shè)備，如果能夠在這些設(shè)備中合理加入變頻技術(shù)，將能夠更好地開展燒結(jié)生產(chǎn)。變頻技術(shù)的應(yīng)用，可以根據(jù)生產(chǎn)實際需求，自動變換生產(chǎn)設(shè)備中，往往所需的電能功率、轉(zhuǎn)動頻率都能自動調(diào)整，讓設(shè)備及時進(jìn)入工作狀態(tài)。如果通過變頻技術(shù)的自動頻率轉(zhuǎn)換，即可合理調(diào)整設(shè)備頻率，結(jié)合生產(chǎn)所需的自動轉(zhuǎn)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(chǎn)中水電能源的浪費，提高了整個鋼鐵廠生產(chǎn)技術(shù)水平。

3.3.4 自動化生產(chǎn)操作

當(dāng)前的鋼鐵廠燒結(jié)工藝中，已經(jīng)不再過多地運用人工操作燒結(jié)生產(chǎn)方式，主要原因是：①傳統(tǒng)人工操作的生產(chǎn)效率較低，由于操作人員往往需要兼顧各個生產(chǎn)程序的運行順利，而人力是有限的，因而會阻礙生產(chǎn)；②人本身存在惰性，如果生產(chǎn)操作人員出現(xiàn)了工作的疏忽問題，將會直接影響產(chǎn)品質(zhì)量。

針對這種情況，可以引入自動化的生產(chǎn)操作模式，在生產(chǎn)全過程中都應(yīng)用計算機自動化操作，嚴(yán)格檢測生產(chǎn)過程，把控生產(chǎn)質(zhì)量，從而避免因為人為因素所造成的產(chǎn)品質(zhì)量問題，進(jìn)而提高燒結(jié)工藝生產(chǎn)效率，保證生產(chǎn)質(zhì)量。同時，自動化生產(chǎn)操作方式還能夠為鋼鐵廠節(jié)省大量的勞動力，從而降低生產(chǎn)成本，增加鋼鐵廠利潤額，促進(jìn)鋼鐵廠的長遠(yuǎn)發(fā)展和社會經(jīng)濟(jì)地位。

4 結(jié)語

鋼鐵廠面對當(dāng)前迅速發(fā)展的科學(xué)技術(shù)，不斷改進(jìn)完善的燒結(jié)工藝生產(chǎn)環(huán)節(jié)，通過更新生產(chǎn)設(shè)備、生產(chǎn)原料，優(yōu)化生產(chǎn)模式等方式，提高鋼鐵廠的整體生產(chǎn)水平，從而減少生產(chǎn)過程中的能量消耗，提高生產(chǎn)水平和節(jié)能減排，在鋼鐵廠燒結(jié)工藝節(jié)能降耗設(shè)計上需兩者兼顧，才能真正節(jié)約成本，提升鋼鐵廠的經(jīng)濟(jì)效益。

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

[2]趙彥軍.球團(tuán)、燒結(jié)節(jié)能設(shè)計生產(chǎn)工藝與技術(shù)[J].科技風(fēng)，2013（14）：72.

[3]劉山平，周江虹，劉益勇，等.調(diào)整工藝參數(shù)、實現(xiàn)燒結(jié)節(jié)能[J].燒結(jié)球團(tuán)，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(jié)工程設(shè)計工作。