烧结工序节能技术

王维兴

1．2012年重点钢铁企业烧结工序能耗情况

2012年，全国重点钢铁企业烧结工序能耗平均值为50.60kgce/t，比上年下降1.43kgce/t。能耗较低的企业有：太钢37.51kgce/t，新余41.83kgce/t，南昌方大42.55kgce/t，柳钢43.35kgce/t，凌钢43.82kgce/t，宝钢八一44.46kgce/t，承钢44.87kgce/t，日钢45.13kgce/t，重钢45.30kgce/t，宣钢46.33kgce/t，杭钢46.77kgce/t，攀成钢47.75 kgce/t，武钢47.11 kgce/t，唐钢47.28kgce/t，河北敬业47.57kgce/t，石钢47.73kgce/t，鞍钢47.96kgce/t。

2012年，重点钢铁企业烧结固体燃耗平均值为53kg/t，比上年下降1kg/t。烧结固体燃耗较低的企业有：达钢37kg/t，合钢、兴澄和新抚钢均为43kg/t，凌钢、重钢均为44kg/t，徐州圣戈班为45kg/t，太钢、新余、济源、南昌、杭钢和川威均为46kg/t，成都无缝、柳钢、德龙均为47kg/t，首钢48kg/t。

2.烧结工序余热回收利用技术

据统计，目前烧结矿显热约占烧结总热耗的50%，其中，可余热回收的占32%，不能回收的产品显热6%，废气占12%。

2.1 对热烧结矿显热进行回收利用技术

用空气冷却热燃结矿（烧结设计规范要求生产冷烧结矿），烧结尾矿在600℃-800℃时进行余热回收，可降工序能耗10kgce/t。利用高温空气使锅炉产生高压和中压蒸汽，再进行发电。高温空气也可用于热风烧结，能使烧结工序能耗降低10kgce/t。对于300m2烧结机，可配置12500kw的电站，蒸汽压力4kpa,，温度在425℃，以提高发电效率。

2.2 对烧结废气余热进行回收利用技术

当烧结烟气在1400m3/t-3000m3/t，温度350℃-400℃时，对烧结机废气回收利用，其热值占烧结总能耗10%-20%。特别是1-5风箱废气温度高，可用于热风烧结。目前宝钢、南钢等企业已在应用此种技术，可以降燃耗10%，在热风100℃时，降燃耗达到5%。由于这部分废气中含SO2量较低，也可以不用烟气脱硫，进而降低脱硫设备投资和运行的成本。

目前，有160多套烧结废气余热回收装置在投产或建设中，基本都未达到设计水平，存在设计不合理、设备选型不当、操作维护等方面的问题。由于烧结生产的烟气温度、气量不断波动，设计时不能取得最优值，所以在实际烧结生产时很难达到设计的要求。

对已经投产的设备可以采取补气技术：即烧结工序补用转炉蒸汽，或建一个小锅炉给烧结工段供气。

2.3 利用烧结余热锅炉进行蒸汽回收技术

烧结余热锅炉在点火器之后可对烧结矿表面显热进行蒸汽回收，据统计，节能效果在2.5kg/t。

3.降低烧结固体燃料消耗措施

在烧结工序中固体燃料的品质和成本，对降低能耗起着重要的作用。

3.1 配加高炉除尘灰，可有效耗

配电除尘灰的排放回收利用。电除尘灰粒度细，一般含碳3%。排放和配加是否均匀，会影响烧结固体燃耗2kg/t-3kg/t，产量5%。高炉除尘灰中含有较高的碳。高炉除尘灰吸水性极差，要提前湿润，加强混均。其中FeO含量降低0.22%-0.5%，煤耗降低约0.4kg/t.。

3.2 合理配矿

少用赤铁矿、褐铁矿（含结晶水消耗热量）和石灰石，配加钢渣，配加轧钢氧化铁皮。配加1kg/t轧钢氧化铁皮，可降低0.8kg/t。无烟煤，配矿时要求混合均匀。配加5%左右钢渣，可降低固体燃耗3kg/t；配加白云石粉37kg/t，没有碳酸盐分解，节燃耗2.5kg/t。生石灰添加，生石灰的活性度每提高10ml，可降低燃耗1.5kg/t，提高产量1%。

3.3 提高料温、控制燃料的粒度和水分

强化制粒，改善料层透气性，增加料层厚度。混合后混合料的压缩率要大于15%。固体燃料一次混合加20%-30%的细焦粉，其余加在二混，可降燃耗。偏析布料、双层配碳烧结，使大颗粒料布在下层、燃料在上层。

采用铺底料技术，提高料层透气性，降低固体燃耗。烧结温度由1300℃降低到1150℃-1250℃，燃耗降低7kg/t-8kg/t。粒度以0.5mm-3mm为宜。

3.4 提高成品率，减少返矿

降低烧结热返矿量的影响，热返矿量在<30%，固体燃耗降10.4kg/t。返矿量降低1.5%-3%，燃耗降低0.6kg/t。

4．降低煤气消耗技术的新型点火器特点

（1）点火段采用直接点火，烧嘴火焰适中，燃烧完全，高效低耗；

（2）点火炉高温火焰带宽适中，温度均匀，高温持续时间能与烧结机速匹配，烧结表层点火质量好；

（3）耐火材料采用耐热锚固件结构组成整体的复合耐火内衬，砌体严密，散热少，寿命长；

（4）点火炉的烧嘴不易堵塞，作业率高；

（5）点火炉的燃烧烟气有比较合适的含氧量，能满足烧结工艺的要求；

（6）采用高热值煤气与低热值煤气配合使用时，可分别进入烧嘴混合的两用型烧嘴，煤气压力波动时不影响点火炉自动控制，节约了煤气混合站的投资；

（7）施工方便，操作简单安全。

5．烧结操作技术

稳定混合料水分、稳定固定碳量、稳定烧结矿质量对烧结生产十分重要。返矿量的波动，会影响整体烧结矿生产操作参数。采用“厚料层、低碳、烧透”的操作技术，有降低烧结固体燃料消耗的效果。

5.1热风烧结：将冷却机的热风或预先加热的风，在烧结机点火器后，1-5风箱废气（温度在500℃左右）用于料层烧结，可节能20%-30%，降低FeO含量，提高烧结强度。烧结配碳增加1%，会使FeO含量升高1%-2%。

5.2厚料层烧结：指采用较高的料层进行烧结，其自动蓄热作用可以减少燃料用量，使烧结料层的氧化气氛加强。烧结矿中FeO的含量降低，还原性变好，既减少燃料添加，又能形成大量以针状铁酸钙为主要粘结相的高强度烧结矿，使烧结矿强度变好。此外，由于厚料层烧结，使得表层烧结矿数量减少，成品率提高。

烧结料层每提高10mm，气压升高16pa，风量下降12.8m3/t，配碳下降0.1kg/t，工序能耗下降0.11kgce/t，煤气消耗下降0.064m3/t；成品矿FeO含量下降0.06%-0.5%，转鼓强度提高0.23%。小球烧结、燃料分加、厚料层（650mm左右），可减少料消耗15kg/t-20kg/t，降低烧结工序能耗5kg/t，提高烧结质量。

2004年，我国大中型烧结机平均料层厚度为624.2mm，以烧结铁粉矿为主平均为644.7mm，以烧结铁精矿为主平均为572.1mm，最高为729mm。而2003年，以烧结铁粉矿为主平均仅为628.2mm，以烧结铁精矿为主仅557.4mm，最高为675mm。因此，大中型烧结机的料层厚度（包括铺底料厚度）以铁精矿为主，采用小球烧结法时宜等于或大于580mm，以铁粉矿为主时宜等于或大于650mm。

国内某烧结机改造，料层厚度由500mm提高至600mm后，每吨成品烧结矿工序能耗降低1.15kgce，转鼓强度提高2.5%，烧结矿平均粒度提高2mm，成品率上升1.4%，返矿量降低23.8%，FeO降低0.58%。

5.3控制冷、热返矿的粒度：烧结热矿筛与整粒筛分最后一段筛的筛孔一般为5mm，但磨损快，在设计时应规定定期更换筛板。根据国内外经验，振动筛筛孔每小1mm，烧结成品量可提高5%-6%，可以节约大量能耗。

5.4烧结机大型化可以节能：500m2烧结机要比两个250 m2烧结机节约能耗20%；使用催化助燃剂（或添加剂）可降低烧结的固体燃耗13%，增产5%。

6．烧结矿质量对高炉的影响

（1）烧结矿含铁品位：波动由±1.0%降到±0.5%，高炉系数升高2%，燃料比降1.0%。

（2）碱度：波动由±1.0（倍）降到±0.05，高炉系数波动2.5%，燃料比波动1.3%（使用100%烧结矿）。

（3）FeO含量：波动±1.0%，高炉燃料比波动1%，产量波动1.5%。因FeO与SiO2的混合物是低熔点物质，会使高炉软熔带变宽，炉料透气性降低。

（4）烧结粒度：粒度中<5mm比例每升高1%，高炉燃料比会升高0.5%，产量下降0.5%-1.0%。

（5）烧结矿低温还原粉化率RDI升高5%，高炉煤气利用率下降0.5%，影响燃料比和铁产量各1.5%。

（6）烧结矿中含TiO2>0.5%，A1203>2.2%时,一般烧结矿低温还原粉化率RDI会大幅度升高。

（7）烧结配料配碳：增加1%，会使FeO含量升高1%-2%。FeO含量升高1%，能耗上升0.68kgce/t，高炉燃料比也会升高1%-1.5%。

（8）降低点火热耗，控制点火负压：降燃耗6%-12%，降能耗5%-6%。可采用节能型点火炉（带状火焰、热风烧结）。

7．节电技术

降低烧结机漏风率，可大幅度降低电耗。目前，我国烧结漏风率在55%-60%。漏风主要位置在机尾风箱、台车底部与轨道接触面及两侧。中冶长天国际工程公司采用科学设计结构、柔性连接，提高材质耐磨性，弹性密封等一系列技术后，漏风率可降低20%左右。

烧结机漏风减少10%，节电2度/t，减少烧结矿残碳损失。烧结主风机和除尘风机采用变频调速技术，可降低电耗约5%-10%。

目前，根据钢铁企业的经验，进行热风烧结和烧结余热回收等措施，或用含碳量高的高炉除尘灰等物质，都可以促进烧结工序降低能耗。