钢铁厂烧结工艺的节能降耗设计探讨

曹治洲

【摘 要】烧结工艺是钢铁厂能量消耗最大的环节，其消耗量将直接影响钢铁厂的经济效益，制约钢铁厂的发展。为促进钢铁厂的快速发展，对钢铁厂烧结工艺进行节能降耗设计显得越来越重要。论文就钢铁厂烧结工艺的节能降耗设计进行分析。

【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.

【关键词】钢铁厂；烧结工艺；节能降耗

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

【中图分类号】TF325.1 【文献标志码】A 【文章编号】1673-1069（2017）04-0051-02

1 引言

钢铁厂降低烧结工艺的能量消耗，提高烧结工艺的生产效率，已经成为促进发展的核心部分。保障生产产品质量同时，降低能量消耗，实现节能降耗的目的，将是钢铁厂长远发展的关键。

2 钢铁厂烧结工艺的概述

根据钢铁相关原材料的不同特点，选择与之相应的加工程序，就是钢铁厂的烧结工艺。钢铁厂烧结的过程中，烧结工艺的重要性不容忽视。钢铁烧结过程影响生产产品质量。而在此过程中合理应用烧结工艺，是在对烧结原材料整体特点有所了解后，选择适合材料烧结的工艺程序。钢铁厂烧结工艺的合理应用，可保证生产产品质量，同时满足节能降耗的要求。

3 钢铁厂烧结工艺节能降耗的设计

一般情况下，钢铁厂在烧结环节，高炉使用的炉料为烧结矿。而烧结过程中产生的能量消耗是钢铁工业能量消耗最为重要的部分，包括点火燃料、电能消耗以及固体燃料[1]。要想烧结环节达到节能降耗的目的，就需要在以下几方面加强。

3.1 减少固体燃料消耗

①使用厚料层烧结技术。钢铁烧结期间，厚料层烧结会自动蓄热，且效率非常高，从而降低燃料配比，降低烧结期间边缘效应比例，提高烧结成品率，降低单位产品消耗。为达到这种目的，在设备允许的情况下，可不断提高烧结机结料层的厚度。②回收生产期间生产的碳粉尘。不仅仅是烧结缓解，钢铁生产过程中的其他环节都会产生大量含铁、含碳的粉尘。在此过程中，如果能够控制粉尘中的有害杂质，烧结缓解就可利用混匀矿、小球烧结的方式。这样在代替部分固体燃料的同时，还回收铁与碳原材料。③可改善固体燃料的燃烧效果与性能。如固体燃料燃烧不完全，就是烧结环节热能的损失。为避免此种现象的出现，可利用控制燃料粒度与粒度分布来改善烧结中的传热与燃烧速度，这样就能够减少固体燃料不完全燃烧比例。④提高制粒的科学性。钢铁厂烧结环节的原材料，均是品位相对较低的。唯有经过磨才能够选出合格的精矿。因而，在制粒烧结的时候，应注意烧结中的透气性与气体偏流，降低能量消耗不合理的现象出现。⑤利用外部供热。烧结期间，将燃料混合之前，还应借助热返矿、生石灰、混合机，将蒸汽、热风通入其中，以此便可提高燒结的温度，以便尽可能减少固体燃料的使用。

3.2 减少点火能量消耗

根据相关数据了解，点火能量的消耗通常为烧结能量消耗的1/10。降低钢铁厂烧结工艺能量耗损，可减少点火能量的消耗。点火能量的耗损可通过两方面实现。首先，推广使用节能型的点火炉。新型的点火炉偏向于线性、多缝式、面燃式烧嘴，而不适用传统的涡流式烧嘴与套管式。新型的点火炉简化了点火炉的结构，且还能够提高点火率，从而降低能量消耗。进一步研究烧嘴火焰的分布、点火炉温度分布，节能型的点火炉能量消耗将会进一步降低。其次，使用预热助燃空气方式，提高点火炉的温度，以此可降低点火能量的消耗。在实际操作期间，热废气可直接作为助燃空气或热源预热助燃空气。在助燃空气预热达到300℃后，点火能量就可降低25%。并且利用预热混合料可促使过湿的烧结层消失，从而改善燃料的透气效果，降低点火能量消耗，加快烧结速度，提高烧结质量。

3.3 降低电能消耗

钢铁烧结环节，烧结的整个过程是电能消耗最为重要的部分。而这一环节的电能消耗主要是抽风机设备。因此，烧结环节降低电能消耗，最为关键的应当是抽风机。而实践表明，减少漏风，实现低风量操作相互结合，就能够减少抽风机能量的消耗[2]。当然，在钢铁烧结工艺中，使用变频技术烧结设备也可降低电能的消耗。变频技术的应用，其实就实现了频率自动转换。此项技术的应用，需结合调整设备所需的频率，尽可能减少机器设备空转。

3.4 回收利用热能

冷却废水热与废气显热在烧结工艺的热支出中占据50%。在烧结的终点环节，风箱所排放的废气温度最高可达到500℃。要想烧结工艺节能降耗达到理想的效果，就需要对烧结余热进行回收，同时加以利用。首先，应合理使用锅炉的余热。利用烧结矿的冷却系统，并将余热锅炉安装其中进行热交换产生蒸汽。随后在钢铁生产中，供电与供热可使用生成的蒸汽，就能够达到理想的节能降耗目的。其次，不断推广余热废气烧结技术。钢铁烧结环节中冷却机和废气产生的热量占据着非常大的比重。在热风烧结的过程中，使用热废烧结技术利用该部分的热量，就可促使烧结料层温度更加均匀，预防烧结中由于温度因素而导致烧结矿强度偏低，粉末多等不良现象。

3.5 选择使用大型烧结设备

针对钢铁厂烧结中能量消耗问题，部分钢铁厂会偏向于大型烧结设备，而放弃传统的小型烧结设备。大型的烧结设备能够在节能降耗中发挥重要作用，提高钢铁厂的经济效益。首先，在烧结工艺中使用大型烧结设备，可促使能源利用更趋于合理化，减少烧结中不必要能量的浪费。其次，烧结设备型号越大，生产出来的材料质量就会越好。在保证材料质量的前提下，返工率就会显著降低，以此就能够节约制造时间，提高钢铁厂的整体效益。最后，与小型的烧结设备相对比，大型烧结设备在烧结环节中更能够节约资源。

3.6 利用小球与小球团烧结

钢铁烧结工艺中，使用小球与小球团的方式进行烧结，可显著降低烧结工艺中的能量消耗。采用小球烧结工艺，主要在于小球烧结可将粘于燃烧表面的燃料充分燃烧。通过这一操作就能够改变燃料应有的状态，给予燃料充足的空间，促使燃料与空气接触更加充分。这一原理可促使燃料产生燃烧反应，以此就能够减少燃烧中残余燃料的产生，有效利用燃料。

3.7 提高自动化生产操作

现如今的钢铁烧结环节，人工操作方式已经逐渐减少。相对而言，人工操作会降低生产效率。人工操作的时候会兼顾恒产的整个程序，而人力本身就有限，对此影响生产。同时，人存在惰性。如果生产的过程中，人工出现疏忽，就会对生产产品质量产生巨大影响。将自动化生产运用其中，促使生产的所有环节实现自动化操作，可控制生产质量，检测生产环节，预防由于人为因素而产生质量问题，提高钢铁烧结环节的效率，保障生产质量。且自动化生产节省大量的劳动力，降低生产成本，提高钢铁厂的利润。

4 结语

在现代化工业快速发展的过程中，对于钢铁烧结环节的能量消耗，采用相应措施并不断完善，更新生产设备，优化材料结构，可从整体上提高钢铁厂的发展水平，减少烧结环节中的能量消耗，提高钢铁厂的经济效益。

【参考文献】

【1】崔志军.钢铁厂烧结节能设计探讨[J].山东工业技术，2013（14）：63+32.

【2】付明辉.钢铁烧结生产工艺过程能源管理系统的研究[D].长沙：中南大学，2010.