烧结先进生产技术应用实践

2020-02-21郭小龙

山西冶金 2020年3期

郭小龙

（河钢集团宣钢公司炼铁厂，河北宣化 075100）

铁矿粉烧结是钢铁生产过程的重要环节，其产成品烧结矿的质量是保证高炉炼铁正常生产的基本条件。随着钢铁工业的发展，设备落后、能耗较高的小型烧结机逐步被淘汰，代之而起的是烧结生产装备的规模化和大型化，并与之配套的新工艺、新技术的应用，使烧结生产实现了量的扩张和质的提升。河钢集团宣钢公司（全文简称宣钢）现有360 m2烧结机3 台，最长的在线运行已达十年之久，因原设计缺陷和设备、设施的老化，制约着烧结指标的提档晋级。近年来，宣钢在烧结生产、节能、环保方面不断完善和改进工艺设施，优化工艺技术，使操控大型设备的技术水平得到提升，在发挥装备效能的同时烧结矿主要技术经济指标取得长足进步。

1 节能技术应用

1.1 低水、低碳、厚料层烧结技术

1.1.1 强化混合制粒

混合制粒是烧结生产的关键环节。原有混合机衬板先后采用尼龙、橡胶衬板，黏料情况较为严重，影响成球、甚至出现倒料问题。从2011 年起陆续将衬板改型更换为新型陶瓷衬板，改造压条材质和设置；并在混合机滚筒壁上加装振打装置，随滚筒转动对筒壁进行多方位的振打，有效缓解了混合机黏料问题。为提高制粒效果，改进混合机加水装置，在混料机原加水管基础上，旁通接出雾化水管延伸至混料机内2/3 处，并在雾化水管上等距焊接雾化喷头，加水方式改造柱状水和雾化喷淋相结合，使3~8 mm小球比例提高了5.6%，且密实程度明显提高。

1.1.2 增加台车挡板高度

3 台360 m2烧结机台车挡板原设计高度为750 mm，为减少边缘效应，充分发挥料层主动蓄热作用，从2015 年起陆续将3 台烧结机台车上挡板由260 mm 提高至310 mm，挡板整体高度提高到800 mm，同时松料器位置相应提高30 mm，使烧结料层厚度增加至780~800 mm。

1.1.3 治理烧结系统漏风

烧结机系统漏风一直是烧结生产中比较难解决的问题，为提高烧结有效风量，将漏风治理常态化，制定《烧结系统漏风排查治理制度》，定期对烧结机本体、除尘系统逐一排查，制定不同的补漏方案，遵循检修与日常治理相结合，控制漏风率在50%以内。原1 号、2 号环冷机密封采用内外环的动、静密封方式，依靠橡胶板与固定钢板之间的摩擦实现密封。这种密封方式橡胶板存在耐磨性差和容易被撕扯断裂的现象，不仅密封不严，而且漏风严重。通过改造用包容式机械密封系统取代原有的橡胶密封，用金属轴端密封取代原有的橡胶轴端密封。改造后减少了更换密封的维修维护费用，且环冷机漏风率降低，烧结矿的冷却效果极大提高。

1.1.4 实施混合料自动加水工艺

为解决原有的混合料加水由人工控制截门操作、造成加水时间和加水量精准度差的问题，将红外测水仪改为微波测水仪，减少光线、颜色等因素影响，在混合皮带处安装料流检测装置，并自主开发设计自动加水程序。实施自动加水技术后，混合料水分稳定率提高了9%~11%，明显提高了混合料制粒效果的均匀性。

1.1.5 实施低水烧结

先后对缓冲仓扇形阀门和出料口小门改造，以及完善其它相关设备功能，混合料水分由7.5%~7.8%降低到7.1%~7.4%，既减少烧结过湿层厚度，又改善料层透气性。

1.2 降低烧结能耗的技术

1.2.1 优化入烧燃料结构

开发烧结用固体燃料品种，先后进行配加兰炭、高灰分无烟煤等工业试验，结合不同燃料的特性和生产实践，确定不同置换比，为实际生产燃料比调整提供参考。并建立不同品种燃料性价比评价体系，优选性价比高的燃料种类，降低固体燃耗。

1.2.2 提高混合料温度

混合料温度是影响料层透气性的重要因子。混合料温度控制的合理不但可以提高垂直烧结速度从而增加烧结矿的产量，还可以提高烧结矿的质量以及降低能耗等。通过工艺水池预热以及混合机和缓冲仓内通热蒸汽预热混合料，稳定预热蒸汽供给制度，减少蒸汽机流量波动带来的混合料温度波动，保证混合料温度冬季在55 ℃以上，夏季在60 ℃以上。

1.2.3 降低气体燃料的技术

改进工艺参数控制标准，在保证点火质量的前提下，空燃比由（3.5~5.0）∶1.0 调为（4.5~6.0）∶1.0，点火温度由1 100 ℃±50 ℃下调为1 050 ℃±50 ℃，并要求严格按照工艺标准控制好烧结点火温度与点火时间，降低烧结煤气单耗。通过调节1 号、2 号风箱闸板开度，点火负压控制在7~8 MPa，保证了混合料有良好的原始透气性。

1.2.4 降低电耗的节能技术

在重点抓烧结系统漏风治理的同时进行技术改造。烧结主抽风机是烧结系统的耗电大户，原1 号、2号主抽风机的四台电机功率均为6 700 kW，全部是工频控制，电耗大。为降低烧结风机的用电量，将风机由原来的工频控制改为变频控制，在保证满足烧结用风的前提下，尽量将风机功率降到最低，大大降低了电量的消耗。一烧原南一、南二筛均为椭圆等厚筛，由功率为90 kW 和75 kW 的两台大型电机带动。在满足动力需求的前提下，全部改造为棒条筛，分别由2 台功率为11 kW 和2 台功率为7.5 kW 的节能型小型电机代替；环冷鼓风机共有5 台，在保证排矿温度的前提下保证2 至3 台运转，节能降耗效果明显。

2 改进布料设施和技术

2.1 解决缓冲仓黏料

混合料水分波动或控制过高、拉仓制度的落实不到位都会加剧缓冲仓黏料情况；另外，在梭式小车布料过程中，积料卡滞使得沿缓冲仓长度方向下料不均匀，进而加重料仓黏料。缓冲仓黏料过多造成泥辊出料不畅、不均匀，严重影响烧结布料效果。通过采取以下改进措施，使黏料现象得到控制：一是小车第一道清扫器手动及时调整，消除南侧仓边缘200 mm 堆料现象，避免小车卡滞；北端回缩450 mm，避免落料点仓壁挂料，确保梭式小车行程到位，布料均匀。二是皮带清扫器及时更换，确保少带料，减轻小车清扫器的负荷。三是制定缓冲仓处理黏料制度及控制料位，正常生产情况下，缓冲仓料位小于30 t，如遇缓冲仓料位大于30 t 亏料时必须及时处理；制定拉仓确认制度，由每周拉仓一次改为每日一次。

2.2 改善布料操作

九辊布料电机由公频改为变频，通过实践摸索转速由50 Hz 调整为35 Hz，安装倾角由原来的40°改为37.5°，将辊子间隙由8~10 mm 改为4 mm，降低九辊磨损的同时促进布料合理偏析，料面平整性也大为改善。

缓冲仓出料口经常出现大块卡微调阀不能自动排除，影响布料平整度甚至造成造成堆料。一是在原料上料系统增加辊筛，并对烧结配料下料篦子缩小间距、及时修补，杜绝大块进入缓冲仓；二是微调下料口尺寸，将仓东西方向扩大100 mm，泥辊阀门开口由原来200 mm 扩大到300 mm。烧结布料拉沟、亏料明显减少。

优化平料操作。台车边缘两侧加装压料辊，在提高料层厚度时，防止物料自台车两侧洒落，同时起到调整两侧透气性，一定程度上减少了边缘效应。平料压料板装置加配重；将压料板后端双层废旧皮带平料装置加装配重，改善料面横向平整度，改善表层烧结矿强度。

3 优化烧结矿成分

随着低成本战略的不断深化，烧结配料开发使用多种低价新资源，当地精粉质量也不稳定，且品质下滑。在此原料条件下，基于矿粉性能研究的科学配矿，保证适宜的液相流动性及液相强度。优化烧结矿成分，合理匹配SiO2、FeO、MgO 和碱度，在烧结矿转鼓强度维持在78%以上的基础上，还原度提高到84%以上。

4 优化稳定参数控制

不断完善自动控制及检测数据的系统性、完整性，便于主控对烧结关键参数的科学判断、及时调整。通过烧结各工序、各种工艺参数的相关性分析，重视“拐点温度”和烧结终点的控制，优化和寻求烧结参数最佳匹配，统一操作思路，制定《标准化、趋势化、规范化操作管理制度》及《关键工艺参数控制及

考核标准》等工艺制度，确保工艺参数受控率达到

99%以上。

5 余热回收利用技术

目前，烧结工序余热利用大多是利用烧结矿的显热即环冷机的烟气温度，对于烧结机烟道废气的余热利用还没得到广泛应用。宣钢三台烧结机环冷机都已投运了余热发电项目，但烧结大烟道末端200~400 ℃高温烟气一直被主抽风机抽走除尘脱硫后直接排放。从2017 年起，先后对3 号、1 号烧结机烟道余热回收利用，并入环冷机余热锅炉发电系统进行发电，实现对高温烟气的有效利用。