浅谈降低烧结工序能耗的措施

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　　摘 要：随着科技的发展与进步，绿色环保经济的推行，给我国的大型工业产业的节能降耗提出了新的要求，而钢铁企业的烧结工艺是消耗能源较多的环节之一，所以该环节的节能降耗直接关系到整个生产行业。因此，钢铁行业中的烧结工序成为降低能耗的一个重点研究领域。本文主要对于当前我国烧结工序的能耗现状开展研究，然后对于烧结工序之所以消耗能源多的原因进行分析，最后提出了降低烧结工艺能耗的措施，希望可以降低当前烧结工序所消耗的能源。
　　关键词：烧结工序;能耗;节能降耗
　　中图分类号：TF046.4 文献标识码：A 文章编号：1671-2064（2020）01-0058-02
　　在钢铁企业中，烧结工序所消耗的能源仅次于高炉炼铁，因此具有巨大的节能潜力。而当前烧结工序能耗的降低成为了钢铁行业关注的重点，而降低烧结工序的能耗还可以有效地降低烧结成本。在开展烧结工序的过程中，其能耗主要包括固体燃料消耗、点火燃料消耗以及动力消耗等。因此，如果可以有效地解决烧结工序的能耗问题，既可以降低钢铁企业的生产成本，同时还可以提高市场的竞争力。
　　1 烧结工序的能耗现状
　　虽然我国近几年在钢铁工业方面取得了非常大的进步，并且其中的烧结工序也得到良好的完善，但是相较于其他的发达国家之间，仍旧还存在一定的差距，而能源消耗指标方面也同样存在差距。也就是说，烧结矿吨耗要高于发达国家，因此，我国当前的烧结工序与发达国家之间比较，还存在较大的差距。所以，对于烧结工序实施节能减排十分有必要，同时可节约的伸缩空间也非常大[1]。
　　2 烧结工序能源消耗的原因
　　2.1 重產量
　　在当前，仍旧还有部分管理人员保留着“重高炉、轻烧结”的偏见思想，因此在这些钢铁企业中，其烧结生产能与高炉的生产能力之间不够相称。而随着我国钢铁工业的不断发展进步，高炉炼铁的产量也在飞速上升，在这一步背景下对于熟炼率的要求也随之得到了提升，因此着对于烧结工序来说，是一种无形的压力。而在这一压力下，烧结厂将会将所有的精力放在烧结工序上来增加烧结矿的产量，但是基于理智的角度来看，这一过于追求高产量的做法是不可取的，因为要想实现这一目的就需要以高耗能为基础。这一做法虽然可以有效地提高产量，但是却无法降低成本费用。
　　2.2 科学技术含量低
　　由于我国的烧结工序相较于发达国家之间，仍旧还存在一定的差距，虽然经过多年的研究，我国也已经具备了一套自己的科技研究成果，但是技术含量相对偏低，仍旧无法与发达国家之间相比较。
　　3 降低烧结工序能耗的措施
　　3.1 利用烧结余热
　　3.1.1 冷却机热废气的余热
　　在进行烧结的过程中，烧结机上经过抽风烧结的热烧结矿将会从烧结机的尾部落下，然后掉落到冷却机上，在此时平均料温将会达到600-800℃。而烧结冷却机上因为有冷却风罩，可以通过鼓风机使冷却风强制穿过热料层，然后经过气固热交换风罩内前段，此时的冷却风温将会提高至300-400℃左右[2]。因此，余热回收主要是在冷却机的排气显热、烟道排气显热方面，而冷却机排气显热以及烧结烟气显热在整个烧结过程中占据热耗的30%，针对冷却机高温废气安装余热回收装置，通过换热所产生蒸汽或是发电，可以有效的提高能源的利用率，并节约能源，所以，通过对于烧结节能的潜力进行不断地挖掘，可以在一定程度上实现降低能耗的目的。
　　3.1.2 冷却机低温区域烟气余热利用
　　冷却机的余热利用主要是通过利用高温区域的烟气，而低温区域的烟气将会被直接排放，通过冷却机进行平衡计算，可以得到未利用的烟气余热大概占据总热量的20%左右，并且这部分的烟气平均温度主要在50℃左右，具有十分可观的烟气量，并且也同样具有可回收利用的价值。该烟气可以用以提供供暖、制冷、烘干等，甚至还可以将低温余热通过成熟的手段将其用来发电。所以，在降低烧结工序的能耗时，通过利用该部分烟气进行余热回收，也是一项有效的措施。
　　3.2 降低电耗
　　烧结电耗在整个烧结能耗成本中占据30%，而其中的环冷风机以及抽风机等都具有较大的耗电量，而风机所消耗的电能与烧结机漏风率之间具有较大的关系。当前，我国的烧结机漏风率大约在40%以上，而漏风率越高将会导致主抽风机的能耗越高，对于提高烧结生产能力产生严重的阻碍，同时还会造成生产成本上升，烧结矿质量下降等后果。烧结漏风的部位主要包含：台车与风箱滑道、台车两头风箱、台车与台车之间等。其中，台车风箱的首尾为机械式漏风，所以需要在现场进行堵漏操作;而台车本体出现漏风的话，则是整个烧结漏风最为关键的一个部分，由于台车在进行工作时，会出现较大的温度变化，所以在出现热膨胀时，将会导致台车栏板之间出现缝隙，而这一问题可以通过及时更换台车或是维修台车、改善烧结布料，减少台车挡板与混合料之间的边缘漏风等方式进行解决，这样可以有效地解决台车本体漏风的问题;台车与风箱滑道之间的漏风则可以通过改进干油润滑效果、改进斜滑道等方式进行改善[3]。
　　3.3 降低固体燃耗
　　固体燃料的消耗在整个能耗成本中占据60%左右，所以，在热收入方面降低固体燃料的消耗是烧结工序降低能耗的一个必要选择。而降低固体燃料的消耗除了传统的提高料层厚度、提高成品率、燃料分加、热风烧结、强化制粒、偏析布料等方式以外还可以从其他的方面进行。
　　3.3.1 高炉除尘灰的配加
　　高炉重力除尘灰中含有铁矿物，铁矿物以磁铁矿以及赤铁矿为主，所以具有相对较高的含碳量，主要是焦炭粉末、不定型碳等形式;炼铁干法除尘灰含铁量较低（20% 30%），铁矿物则主要是以磁铁矿、赤铁矿为主，碳的含有量相对较高，可以达到25%左右，其次以焦炭粉末、不定型碳的形式存在，但同时还含有一定量的有害元素，其成分主要为K2O、Na2O、Zn、A12O3[4]。通过利用高炉除尘灰取代部分固体燃料，可以有效地降低固体燃料的用量，同时还可以进行废物利用，避免污染环境，对于烧结工序有着明显的节能降耗效果。 　　3.3.2 废塑料在烧结工艺中的应用
　　废旧塑料的组分性质与燃料的要求十分相符。塑料一般灰分处于0.32%之间，而挥发分则为98～99%这一阶段，因此，在对于废旧的塑料进行燃烧之后，所得到的渣量微乎其微。而塑料的燃烧热值为44000kJ/kg，要比无烟煤、焦炭等大很多，而传热传质燃烧具有良好的效果，非常符合燃料要求。而因为塑料的着火点非常低，并且易于助燃，所以与烧结工艺低温点火的工艺要求也非常相符。无论是在烧结生产，还是在球团生产中添加废塑料作为染料，并不需要特殊的燃烧设备，并且工艺也非常的简单，同时配加废塑料还可以有效地降低固体燃料的使用[5]。
　　3.3.3 原料合理搭配
　　因为赤铁矿在烧结过程会与CO之间发生还原反应，所以属于吸热反应，将会消耗一部分的燃料，并降低燃料的使用效率。同时，因为赤铁矿在燃烧的过程中，会进行分解此时也会吸收部分热量。而磁铁矿在烧结过程中出现氧化还原反应，是一种放热反应，能够起到节省燃料的作用，所以在进行原料的烧结过程中，需要尽量减少应用赤铁矿[6]。
　　3.4 严格把控生产管理环节
　　3.4.1 科学配置、存储和运输入烧料
　　科学配置的目的是为了能够在实施过程中，充分的发挥出燃料性能，同时保障工序之间实现有效衔接。燃料灰分中常见的的化学成分主要有SiO2、MgO、FeO等，并且性能存在差异，在进行烧结的过程中，如何将性能最大程度上的发挥出来，同时还可以降低原材料的成本、能源消耗等，这主要是取决于材料配比工作的合理性[7]。在进行配比时，除了需要考虑化学性能外，还需要对于其价格与行情等方面进行考察。除此之外，还需要对于燃料本身的粒度构成以及燃烧后的反应等进行考虑。只有各项指标十分均衡，才可以进行采购，并将其投入到烧结工序中进行生产。
　　3.4.2 科学存储入烧料
　　在入烧料采购回来后，必须要立刻储存，并且储存工作需要从装卸车开始，只有要设计到入烧料的移动，就需要采取审慎态度，保证移动过程中，不会影响到入烧料自身的性能。一般情况下，该项工作需遵循的原则有：首先，选择性能稳定的辅料，并且尽可能的选择不落地的辅料;其次，大配比铁料距上料镏子口短运距原则，最后，对于入烧料使用挖掘机或者是油铲适当的进行翻倒平铺，使入烧料之间能够充分的混合[8]。
　　3.4.3 优化燃料加工过程
　　烧结燃料使用对粒度的要求是≤3mm，而最佳粒度是0.5～3mm，要控制≤0.5mm的粒度所占的比例。这是烧结生产过程需要维持一定时间的高温，而粒度太细，燃烧时间短，导致高温时间短，影响烧结液相的行成和液相的结晶过程，对烧结矿强度影响较大。造成返矿增加，影响烧结煤耗增加。为控制燃料粒度，避免过粉碎，可以选用预筛分加四辊破碎的开路流程，或者预筛分加棒磨的闭路流程，避免出现燃料过粉碎，减少燃料合格粒度中≤0.5mm的百分含量。
　　3.4.4 采用新工艺、新技术
　　改变传统加蒸汽的方式，采用混合机加热水提高混合料温度，提高蒸汽热能利用率;混合料低水低碳点火，减少煤气消耗;台车中部料面加蒸汽或者加喷雾水的方式来提高烧结燃烧速度，提高烧结过程的燃烧完全程度，提高烧结温度。
　　4 结语
　　综上所述，烧结工序在整个的钢铁生产工程中，占据总能耗的10%以上，因此，该工序具有十分巨大的节能潜力，降低烧结能耗对于烧结矿质量以及成品率等都具有良好的提高效果，可以有效地改善烧结生产指标。而烧结工序能耗主要包括固体燃耗、电耗、动力消耗以及点火热耗等等，所以可以通过对于各个环节的能耗进行合理的降低，才可以从整体上降低烧结工序的能耗，提高烧结矿的质量与产量。本文主要对于当前烧结工序的现状进行了分析，然后探讨了烧结工序能源消耗的原因，最后提出了降低烧结工序能耗的措施。
　　参考文献
　　[1] 侯金宝，余意.浅谈我国烧结工序能耗现状及节能措施[J].现代国企研究，2015（20）：141.
　　[2] 张飞宇，李志斌，杨红伟，等.降低鞍钢西区烧结工序能耗实践[J].鞍钢技术，2018（3）：45-48.
　　[3] 余意，侯金宝，张泉，等.邯宝炼铁厂降低烧结工序能耗的实践[J].建筑工程技术与设计，2017（19）：4559.
　　[4] 齐玉珍，孟建荣，徐海芳，等.降低烧结工序能耗的生产实践[J].河北冶金，2013（4）：68-69.
　　[5] 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，2015.
　　[6] 甄常亮，程翠花，李旺，等.燒结工序能耗限额解读与节能分析[J].河南冶金，2017，25（01）：26-27.
　　[7] 孙雅文，孙璐，战立刚.浅谈降低烧结工序能耗的几种方法及技术[J].消费电子，2014（16）：286.
　　[8] 邱成辉.烧结工序先进节能技术及企业应用实践[J].冶金与材料，2018，38（6）：90-91.
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