梅钢烧结机焦炉煤气辅助烧结改造工艺设计

杨海莲

摘 要：气体燃料辅助烧结技术是一项具有降低烧结固体燃料消耗、降低CO2排放，同时提高烧结矿强度和还原性的先进技术。该文主要介绍了梅钢烧结机焦炉煤气辅助烧结在烧结机生产中的改造工艺设计，该项改造完成并投产以来对提高烧结、炼铁技术经济指标及社会综合效益（降低能源消耗、环保效益等）作用明显。

关键词：烧结机 焦炉煤气 辅助烧结

中图分类号：TF046.4 文献标识码：A 文章编号：1672-3791（2016）12（a）-0088-02

烧结机气体燃料辅助烧结技术源自日本，JFE钢铁公司、九州大学共同开发了在烧结机料面上喷入液化天然气辅助烧结技术，于2009年1月应用于京滨1号烧结机并获得成功。日本JFE钢铁公司实验室研究和工业试验结果表明：采用该技术可替代部分焦粉、降低烧结矿固体燃料消耗，降低烧结CO2排放；调整料层上下部热量分配，改善烧结过程均匀性；降低烧结过程料层最高温度，延长1 200 ℃～1 400 ℃温度的持续时间及扩大该温度带的宽度，增加液相转换率，提高烧结矿强度和还原性。

通过研究焦炉煤气辅助烧结技术，并经过实验室试验和在梅钢三号烧结机工业试验，发现焦炉煤气辅助技术对降低烧结固体燃料消耗具有明显作用；改善了烧结矿质量，尤其是改善烧结矿强度、烧结矿平均粒度、烧结矿5～10 mm粒度比例、烧结矿RI及RDI指标等；另外，在降低烧结槽下返回率、内返矿率及提高烧结矿综合成品率方面也有一定的作用。

综上所述，气体燃料辅助烧结技术是一项具有降低烧结固体燃料消耗、降低CO2排放，同时提高烧结矿强度和还原性的先进技术。

1 原设计情况

上海梅山鋼铁股份有限公司（以下简称“梅钢”）四号烧结机技术经济指标中，固体燃料消耗为52.64 kg/t（干基）；转鼓强度为80.10%，平均粒径为19.57 mm，5～10 mm比例为26.20%，综合成品率为67.98%。由于大型高炉对烧结矿质量要求越来越高，在现有装备状况和配矿结构情况下，提升烧结矿技术质量指标的空间越来越小。较低质量水平的烧结矿，不仅影响大型高炉稳定顺行，对高炉进一步提升煤比形成制约，且对烧结工序本身的经济指标也造成影响。

2 改造目标

气体燃料辅助烧结技术原理是：现有混合料配加固体燃料抽风烧结工艺在烧结过程中，料层底部易过烧，上部料层冷却快，影响烧结矿强度。通过在烧结料面喷入一定量的可燃气体，在烧结负压作用下，可燃气体被抽入烧结料层并在料层中的燃烧层上部被燃烧放热，从而拓宽了烧结的燃烧层；同时，由于减少了烧结固体燃料比例，使得烧结最高温度降低，更适合于强度和还原性能更优的复合铁酸钙组分的生成，从而改善烧结矿质量；同时，大大降低了CO2排放。

3 改造措施

3.1 工艺流程

引焦炉煤气到烧结机台车上，通过台车上20 m和10 m两段煤气喷吹管排将焦炉煤气均匀喷到烧结料层上，由料层负压将焦炉煤气吸入料层内参与烧结。

为保证安全使用和维护焦炉煤气管网，从四号烧结机室24.400 m点火器平台DN40氮气管引入氮气对焦炉煤气管网进行吹扫。

3.2 焦炉煤气工艺管道

3.2.1 主管

煤气主管规格Φ273×7，煤气流量1500 N m3/h，主管设置有2个DN250手动截止阀、1个DN250电动切断阀，1个DN250气动常闭紧急切断阀。主管上设有煤气压力、温度、流量检测装置。

3.2.2 支管

从主管至第一组管排煤气支管规格Φ219×6，煤气流量1 000 Nm3/h，支管设置有1个DN200电动调节阀、1个DN200电动切断阀。支管上设有煤气流量自动调节装置。

从主管至第二组管排煤气支管规格Φ159×6，煤气流量500 Nm3/h，支管设置有1个DN150电动调节阀、1个DN150电动切断阀。支管上设有煤气流量自动调节装置。

3.2.3 管排

煤气管排由若干煤气喷吹管及多个稳压管组成。煤气管排总长30 m，占烧结机有效烧结面积1/3，管排按两组配置，第一组管排总长20 m，布置在点火保温炉后。第二组管排总长10 m，紧邻第一组管排。高度在300 mm范围内可调节。

喷吹管两侧均匀打孔，交错设计，确保煤气喷吹均匀性。

喷吹管规格Φ133×5、长度4 700 mm，喷吹管两端与稳压管用法兰联结。

稳压管规格Φ159×6，与烧结台车两侧平行布置2根， 纵向每间距～4 m设1根，中部与煤气支管相联。

3.2.4 支架

支架由槽钢、钢板、地脚螺栓组成，支架支撑在烧结机骨架上，支架之间用螺栓联接，支架高度可调节，可拆卸。

3.2.5 管排盖板

为确保煤气不发生外溢，要求加大烧结料面进风速度，同时确保通风面积。需要在喷吹管排上方设置盖板。

3.2.6 防爆膜

在煤气主管终点设置有1个防爆膜，防止因管网内煤气回火爆炸破坏煤气辅助烧结系统。

防爆膜规格DN250，爆破压力2.0 MPa。

3.2.7 放散管

在煤气主管上设置有煤气放散管，放散管出口高出厂房屋面1.5 m，放散管规格φ45×3.5，上设1个DN40手动球阀和1个DN40电动球阀。

3.3 氮气吹扫管道

设置两路氮气吹扫管路。

一路接入煤气主管，设置2个DN40手动球阀。

一路接入煤气喷吹管网，设置2个DN40手动球阀，1个DN40电动球阀和1只压力表。

4 结语

梅钢2016年5月该项改造投产以来对提高烧结、炼铁技术经济指标及社会综合效益（降低CO2排放，环保效益）作用明显。改造前后指标对比如表1所示。

参考文献

[1] 佚名.JFE钢公司开发出往烧结机喷吹氢系气体燃料的技术[J].酒钢科技，2010（3）：48.

[2] 朱文英.JFE钢铁开发出新型烧结矿生产技术[J].世界钢铁， 2014（4）：32.

[3] 李晟.JFE开发出可大幅削减烧结矿生产过程中CO2排放量的技术[J].世界钢铁，2009（4）：23.