鋼鐵廠燒結工藝的節(jié)能降耗設計探討

曹治洲

【摘 要】燒結工藝是鋼鐵廠能量消耗最大的環(huán)節(jié)，其消耗量將直接影響鋼鐵廠的經(jīng)濟效益，制約鋼鐵廠的發(fā)展。為促進鋼鐵廠的快速發(fā)展，對鋼鐵廠燒結工藝進行節(jié)能降耗設計顯得越來越重要。論文就鋼鐵廠燒結工藝的節(jié)能降耗設計進行分析。

【Abstract】Sintering process is the most important part of energy consumption in iron and steel works. The part of the energy consumption will directly affect the economic benefits of steel plants， restrict the development in iron and steel plants. In order to promote the rapid development of iron and steel plants， it is more and more important to carry out energy saving design of sintering process of steel plants. This paper analyzes the energy saving design of the sintering process in iron and steel pants.

【關鍵詞】鋼鐵廠；燒結工藝；節(jié)能降耗

【Keywords】 iron and steel plant； sintering process； energy saving

【中圖分類號】TF325.1 【文獻標志碼】A 【文章編號】1673-1069（2017）04-0051-02

1 引言

鋼鐵廠降低燒結工藝的能量消耗，提高燒結工藝的生產(chǎn)效率，已經(jīng)成為促進發(fā)展的核心部分。保障生產(chǎn)產(chǎn)品質量同時，降低能量消耗，實現(xiàn)節(jié)能降耗的目的，將是鋼鐵廠長遠發(fā)展的關鍵。

2 鋼鐵廠燒結工藝的概述

根據(jù)鋼鐵相關原材料的不同特點，選擇與之相應的加工程序，就是鋼鐵廠的燒結工藝。鋼鐵廠燒結的過程中，燒結工藝的重要性不容忽視。鋼鐵燒結過程影響生產(chǎn)產(chǎn)品質量。而在此過程中合理應用燒結工藝，是在對燒結原材料整體特點有所了解后，選擇適合材料燒結的工藝程序。鋼鐵廠燒結工藝的合理應用，可保證生產(chǎn)產(chǎn)品質量，同時滿足節(jié)能降耗的要求。

3 鋼鐵廠燒結工藝節(jié)能降耗的設計

一般情況下，鋼鐵廠在燒結環(huán)節(jié)，高爐使用的爐料為燒結礦。而燒結過程中產(chǎn)生的能量消耗是鋼鐵工業(yè)能量消耗最為重要的部分，包括點火燃料、電能消耗以及固體燃料[1]。要想燒結環(huán)節(jié)達到節(jié)能降耗的目的，就需要在以下幾方面加強。

3.1 減少固體燃料消耗

①使用厚料層燒結技術。鋼鐵燒結期間，厚料層燒結會自動蓄熱，且效率非常高，從而降低燃料配比，降低燒結期間邊緣效應比例，提高燒結成品率，降低單位產(chǎn)品消耗。為達到這種目的，在設備允許的情況下，可不斷提高燒結機結料層的厚度。②回收生產(chǎn)期間生產(chǎn)的碳粉塵。不僅僅是燒結緩解，鋼鐵生產(chǎn)過程中的其他環(huán)節(jié)都會產(chǎn)生大量含鐵、含碳的粉塵。在此過程中，如果能夠控制粉塵中的有害雜質，燒結緩解就可利用混勻礦、小球燒結的方式。這樣在代替部分固體燃料的同時，還回收鐵與碳原材料。③可改善固體燃料的燃燒效果與性能。如固體燃料燃燒不完全，就是燒結環(huán)節(jié)熱能的損失。為避免此種現(xiàn)象的出現(xiàn)，可利用控制燃料粒度與粒度分布來改善燒結中的傳熱與燃燒速度，這樣就能夠減少固體燃料不完全燃燒比例。④提高制粒的科學性。鋼鐵廠燒結環(huán)節(jié)的原材料，均是品位相對較低的。唯有經(jīng)過磨才能夠選出合格的精礦。因而，在制粒燒結的時候，應注意燒結中的透氣性與氣體偏流，降低能量消耗不合理的現(xiàn)象出現(xiàn)。⑤利用外部供熱。燒結期間，將燃料混合之前，還應借助熱返礦、生石灰、混合機，將蒸汽、熱風通入其中，以此便可提高燒結的溫度，以便盡可能減少固體燃料的使用。

3.2 減少點火能量消耗

根據(jù)相關數(shù)據(jù)了解，點火能量的消耗通常為燒結能量消耗的1/10。降低鋼鐵廠燒結工藝能量耗損，可減少點火能量的消耗。點火能量的耗損可通過兩方面實現(xiàn)。首先，推廣使用節(jié)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，而不適用傳統(tǒng)的渦流式燒嘴與套管式。新型的點火爐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(jié)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。

3.3 降低電能消耗

鋼鐵燒結環(huán)節(jié)，燒結的整個過程是電能消耗最為重要的部分。而這一環(huán)節(jié)的電能消耗主要是抽風機設備。因此，燒結環(huán)節(jié)降低電能消耗，最為關鍵的應當是抽風機。而實踐表明，減少漏風，實現(xiàn)低風量操作相互結合，就能夠減少抽風機能量的消耗[2]。當然，在鋼鐵燒結工藝中，使用變頻技術燒結設備也可降低電能的消耗。變頻技術的應用，其實就實現(xiàn)了頻率自動轉換。此項技術的應用，需結合調整設備所需的頻率，盡可能減少機器設備空轉。

3.4 回收利用熱能

冷卻廢水熱與廢氣顯熱在燒結工藝的熱支出中占據(jù)50%。在燒結的終點環(huán)節(jié)，風箱所排放的廢氣溫度最高可達到500℃。要想燒結工藝節(jié)能降耗達到理想的效果，就需要對燒結余熱進行回收，同時加以利用。首先，應合理使用鍋爐的余熱。利用燒結礦的冷卻系統(tǒng)，并將余熱鍋爐安裝其中進行熱交換產(chǎn)生蒸汽。隨后在鋼鐵生產(chǎn)中，供電與供熱可使用生成的蒸汽，就能夠達到理想的節(jié)能降耗目的。其次，不斷推廣余熱廢氣燒結技術。鋼鐵燒結環(huán)節(jié)中冷卻機和廢氣產(chǎn)生的熱量占據(jù)著非常大的比重。在熱風燒結的過程中，使用熱廢燒結技術利用該部分的熱量，就可促使燒結料層溫度更加均勻，預防燒結中由于溫度因素而導致燒結礦強度偏低，粉末多等不良現(xiàn)象。

3.5 選擇使用大型燒結設備

針對鋼鐵廠燒結中能量消耗問題，部分鋼鐵廠會偏向于大型燒結設備，而放棄傳統(tǒng)的小型燒結設備。大型的燒結設備能夠在節(jié)能降耗中發(fā)揮重要作用，提高鋼鐵廠的經(jīng)濟效益。首先，在燒結工藝中使用大型燒結設備，可促使能源利用更趨于合理化，減少燒結中不必要能量的浪費。其次，燒結設備型號越大，生產(chǎn)出來的材料質量就會越好。在保證材料質量的前提下，返工率就會顯著降低，以此就能夠節(jié)約制造時間，提高鋼鐵廠的整體效益。最后，與小型的燒結設備相對比，大型燒結設備在燒結環(huán)節(jié)中更能夠節(jié)約資源。

3.6 利用小球與小球團燒結

鋼鐵燒結工藝中，使用小球與小球團的方式進行燒結，可顯著降低燒結工藝中的能量消耗。采用小球燒結工藝，主要在于小球燒結可將粘于燃燒表面的燃料充分燃燒。通過這一操作就能夠改變燃料應有的狀態(tài)，給予燃料充足的空間，促使燃料與空氣接觸更加充分。這一原理可促使燃料產(chǎn)生燃燒反應，以此就能夠減少燃燒中殘余燃料的產(chǎn)生，有效利用燃料。

3.7 提高自動化生產(chǎn)操作

現(xiàn)如今的鋼鐵燒結環(huán)節(jié)，人工操作方式已經(jīng)逐漸減少。相對而言，人工操作會降低生產(chǎn)效率。人工操作的時候會兼顧恒產(chǎn)的整個程序，而人力本身就有限，對此影響生產(chǎn)。同時，人存在惰性。如果生產(chǎn)的過程中，人工出現(xiàn)疏忽，就會對生產(chǎn)產(chǎn)品質量產(chǎn)生巨大影響。將自動化生產(chǎn)運用其中，促使生產(chǎn)的所有環(huán)節(jié)實現(xiàn)自動化操作，可控制生產(chǎn)質量，檢測生產(chǎn)環(huán)節(jié)，預防由于人為因素而產(chǎn)生質量問題，提高鋼鐵燒結環(huán)節(jié)的效率，保障生產(chǎn)質量。且自動化生產(chǎn)節(jié)省大量的勞動力，降低生產(chǎn)成本，提高鋼鐵廠的利潤。

4 結語

在現(xiàn)代化工業(yè)快速發(fā)展的過程中，對于鋼鐵燒結環(huán)節(jié)的能量消耗，采用相應措施并不斷完善，更新生產(chǎn)設備，優(yōu)化材料結構，可從整體上提高鋼鐵廠的發(fā)展水平，減少燒結環(huán)節(jié)中的能量消耗，提高鋼鐵廠的經(jīng)濟效益。

【參考文獻】

【1】崔志軍.鋼鐵廠燒結節(jié)能設計探討[J].山東工業(yè)技術，2013（14）：63+32.

【2】付明輝.鋼鐵燒結生產(chǎn)工藝過程能源管理系統(tǒng)的研究[D].長沙：中南大學，2010.