我国烧结技术的发展现状

杨改彦 李丽丽 马艳杰 冯磊

进入21世纪以来，钢铁行业飞速发展的同时也促进了作为支撑推进炼铁发展的烧结行业也以前所未有的速度迅猛发展，无论是在烧结矿产量、质量，还是在工艺和技术装备方面都取得了长足的进步，自动化水平也大大提高。目前我国新投产的大中型烧结机的工艺设备均很完善，都具有自动配料、强化制粒、偏析布料、烧结矿冷却、成品整粒和铺底料等一系列系统；自动化水平都很高，可通过计算机对烧结过程进行操作、监视、检测、控制以及生产管理；并且几乎都采用高效干式除尘器和烟气脱硫设备，使我国环境保护大为改观。近年来，部分企业联合科研院和高校开发研制出了余热锅炉、热管翅片、余热蒸汽发电机等各种回收烧结冷却设备热废气和烧结机尾烟气的余热回收设备，并且将回收的余热综合利用，大幅度降低了烧结工序能耗。以上成就的取得主要归功于烧结技术进步的支撑，近年来我国烧结企业在开拓创建新工艺、新技术以及新设备方面相当活跃，产生的结果也是非常乐观。现将主要方面归纳如下：

1 建立综合料场，发展原料混匀技术

随着近十几年来我国高炉的逐渐大型化，炼铁技术水平的逐渐提高，铁矿石烧结技术也有了前所未有的进步，烧结质量明显提高，高炉对烧结矿的质量要求也愈来愈高。要想提高烧结矿的产质量问题首先要解决烧结原料的品位问题。由于品位高的铁矿石只限于几个国家，为通过使用高品位矿石冶炼来改善烧结矿的冶金性能，不少企业需从国外大量进口铁矿石，而进口的铁矿石具有来源广，化学成分不稳定，品位波动大的特点，从而导致烧结矿的化学成分和品位波动也较大，使高炉冶炼指标深受其害。烧结原料中矿粉品位波动1%，会牵连烧结矿品位波动1%～1.4%；矿粉中SiO2和熔剂中CaO含量的微小变动也会引起烧结矿碱度的波动；矿粉种类的不同使其具有的矿物组成也不同，从而使矿粉的软化温度有一定的变化，使用软化温度高的矿粉烧结时需要的燃料较多，从而不利于提高烧结矿的产量和还原性，所以很有必要采取一种混匀原料的技术。国内外普遍采用中和作业的方法：即将各种不同品种或相同品种不同质量的原料，按一定比例进行混合，使其化学成分和物理性能趋于均一。有关资料表明，使用原料混匀技术生产出的烧结矿，为烧结和高炉冶炼均带来了可观的效益。含铁原料品位波动每减少0.1%，可使烧结燃耗降低0.6%～1.2%，高炉焦比降低0.20%～0.46%，炼铁产量增加0.3%～0.6%[1]。我国钢铁企业原料混匀工作起步较晚，直到2000～2006年间建设了一批现代化的混匀料场，有效克服了矿石品位和成分波动大的问题，届时宝钢烧结矿TFe≤±0.5%已接近100%。

2 烧结设备大型化

大烧结机与小烧结机相比，具有投资省、设备质量轻、装机容量和土建工程量少、运费及燃料消耗低等优点，如一台500m2烧结机要比2台250m2烧结机工序节能20%。我国在90年代300～450m2的烧结机只占总烧结机的22%，1985年上海宝钢450mm2的烧结机可谓是我国烧结机发展史上的一个里程碑。它投产后展现出的诸多优势促使我国烧结设备迅速向大型化发展[1]。据不完全统计，2010年我国拥有的烧结机一共500多台，其中≥400m2的有20多台，≥180m2的有105台，≥130m2的有150多台，并且太钢正在建设660m2的烧结机。目前我国面积最大的现代化烧结机为我国2009年8月投产的首钢京唐550m2烧结机，它不仅具有结构合理，混料布料均匀平整，漏风率低等优点，而且具有自动化程度高，产品质量优，工序能耗低等优点[2]。

3 烧结质量主要技术指标逐渐改善

由于新工艺新设备的逐渐应用，使得我国烧结机的各种质量指标逐渐得到改善，烧结机的日历作业率逐年稳步提升，烧结矿强度和合格率也越来越高，固体燃耗逐年下降，烧结机利用系数和碱度趋于稳定，说明我国烧结矿的质量逐渐变好，且能耗指标逐年下降，但我国烧结固体燃耗和转鼓指数大部分均未达到国内清洁生产基本水平，并且离国际清洁生产先进水平还有很大差距。其中国内清洁生产基本水平要求：烧结固体燃耗≤47%，转鼓指数≥76%，国际清洁生产先进水平要求：烧结固体燃耗≤40%，转鼓指数≥87%[3]。

4 大幅度降低固体燃耗

常规下，固体燃耗占烧结工序能耗的72%～83%，可以说，固体燃耗是整个烧结技术水平的综合反映，故要想烧结节能必须降低固体燃耗。2009年我国重点钢铁烧结企业的工序能耗（标煤）的平均值为54.60kgce/t，固体燃耗约在54kg/t。影响固体燃耗高低的因素有很多，如配料的准确性、原料的混匀程度、制粒大小、布料方式、料层厚度、有无铺底料等。近几年我国为烧结节能降耗做出了大量卓有成效的工作。采取的措施有：

（1） 采用厚料层烧结技术。提高料层厚度，能够降低表层烧结矿所占比重，提高成品率，降低返矿率，减少FeO含量，提高烧结矿的还原性，并可充分利用烧结过程中的自动蓄热作用达到降低固体燃耗的目的。我国烧结料层厚度在2000年后增长迅速，国内大中型烧结机料层厚度已达到600～800mm。其中宝钢2号烧结机在2004年12月成为世界上料层最厚的大型烧结机之一，它将料层厚度增加到800mm[2]。2009年京唐曹妃甸550m2烧结机的料层厚度由750mm升到800mm后，固体燃耗由50kg/t降低到48kg/t，转鼓强度提高了0.12%，FeO降低了0.37%，返矿率降低1.6%，成品率提高约1.6%[3-5]。

（2） 发展低温烧结技术。

（3） 提高作业率，降低返矿率，提高成品率，降低烧结机漏风率。

（4） 发展余热回收技术。

5 烧结新工艺、新技术的开发与应用

近年来我国为改进烧结工艺开发研制了一批新的烧结工艺和新技术，例如偏析布料、高低碱度厚料多层交替装料的烧结工艺、低温烧结、双球烧结、选择性造球的生产工艺、低硅烧结、热风烧结、氯化烧结、褐铁矿烧结、球团烧结混合造块工艺（HPS）和厚料层烧结等烧结工艺、烧结除尘技术、烟气脱硫设施以及多种余热回收装置的应用等。

参考文献

[1]唐先觉. 喜迎我国烧结行业的大发展[J]. 烧结球团，2003，28（3）：1-3.

[2]郜学. 中国烧结行业的发展现状和趋势分析[J]. 钢铁，2008，43（1）：85-88.

[3]王维兴. 2010首季全国重点钢铁企业炼铁生产技术评述[EB/OL]. http：//www.hxsteel.cn/list/news/show_12_20442.html， 2010-11-22.

[4]王代军，李长兴，王雷. 首钢京唐500m2烧结机厚料层烧结生产实践[J]. 钢铁，2010，45（10）：18-21.

[5]王洪江，安钢，王全乐，等. 首钢京唐1号烧结机800mm厚料层烧结生产实践[J]. 烧结球团，2010，35（3）：47-51.