钢铁烧结过程中节能减排技术协同生产研究

黄荣彬

（广西钢铁集团有限公司，广西 防城港 538000）

烧结工序作为钢铁行业污染物排放最多的环节，对整个过程的节能减排至关重要。而目前国内对环保逐渐重视，各项环保规范逐渐变严，烧结的环保管控首当其冲。技术人员要保证烧结过程中的二氧化硫、粉尘颗粒、氮氧化物，排放符合标准，利用双重的协调手段，提高工作效率，达到可持续发展，减少对环境的危害。

1 烧结过程节能减排技术协同生产概述

烧结就是将各种粉状含铁原料与燃料、熔剂按一定比例混合，加水湿润并混匀制粒后布到烧结机台车上，通过点火、供风，在燃料燃烧产生高温和一系列物理化学反应的作用下，生成部分低熔点物质，并软化熔融成一定数量的液相，液相物质将粉矿颗粒粘结起来，冷却后即成为具有一定强度的多孔块状的烧结矿[1]。烧结矿的形成过程伴随着燃料的燃烧和热交换、水分的蒸发和冷凝，碳酸盐、硫化物的分解和挥发，铁矿石的氧化和还原反应，有害物质的去除以及粉料的软化熔融和冷却结晶等一系列物理化学变化。这过程中就产生了粉尘和废气，烧结工序的粉尘、二氧化硫和氮氧化物排放分别占钢铁行业总排放的43%、66%和55%以上。烧结过程中，配套利用活性炭脱硫、脱硝和烟气循环系统，协同实现超低排放，积极响应可持续发展的号召，在保证出料率的前提下减少对环境污染。操作人员要通过设置合理参数，最大程度上发挥两种系统的优点。

2 烧结过程节能减排技术协同生产中存在的问题

2.1 缺乏协同参数的管理

国家大力强调节能减排的背景下，钢铁厂应当积极相应节能减排号召，创新协同生产技术，严格落实国家的各项要求。但是就当前钢铁厂节能减排技术协同生产来看，部分钢铁厂依旧没有重视协同生产措施的运用，缺乏协同参数的管理，这就导致钢铁烧结过程中节能减排效果不明显。

2.2 固体燃料配比不合理

钢铁厂烧结的主要原料是固体燃料，如果钢厂在烧结过程中不能够合理控制固体燃料的配比，那就会产生超出生产标准的二氧化硫、一氧化氮气体，造成恶劣的环境污染现象。而就当前钢厂烧结固体燃料配比来看，大部分钢厂的烧结固体燃料配比不合理。

2.3 协同模式不完善

烧结过程节能减排技术协同生产模式最为主要的就是节能减排以及协同模式两种理念。首先就节能减排来讲，其要求钢厂在烧结中严格按照燃料配比进行投放，减少烧结产生的二氧化碳、二氧化氮等有害物质的量。其次就协同模式来讲，钢厂需要制定相关制度保证各个设备的相互配合运转。但是就当前钢厂烧结情况来看，部分钢厂只认识到了节能减排的重要性，忽视了协同生产的作用，出现了协同模式不完善的情况。

3 烧结过程节能减排技术协同生产的措施

节能性能不到位，钢厂耗能高，造成了大量的环境污染以及资源浪费。设计人员应该采取有效的节能保温措施，利用协同手段，结合管道材质和热力设备的动力学特点，综合治理，提升钢厂的经济效益与环境效益，实现资源环境的协同发展。

3.1 协同参数管理

烟气循环设备和逆流设备是目前烧结过程中应用最为广泛的两种节能减排设备。据资料可知烧结机应用协同技术以来，可以达到很好的减排效果。管理人员要从温度、含氧量、烟气量等数据入手，选择特定的环绕截面，保证热风烧结稳定运行。二氧化硫作为影响大气污染的主要物质，造成酸雨，引入了逆流式系统后二氧化硫的浓度明显降低，平均浓度已经达到了1127mg/m3，全部达到超低排放量的要求。

此外，燃料的燃烧程度在收集过程中至关作用，燃料燃烧可以释放热能，给烧结过程提供能量，但由于燃烧过程中氧气不充分，很容易出现燃烧不完全，所以管理人员需要将烧结机放置在通风条件良好的区域位置并采取适宜的喷吹设备，优化设备的工作流程和不断调整工艺参数，保证完全燃烧程度。

例如，在邯郸钢铁中就运用了逆流式的CSCR系统，保证烟气自下而上，活性炭自上而下，两者相互逆流接触，活性炭可以连续的吸附在排出，再放入原系统中进行循环。利用烧结过程中产生的浓硫酸可用做后续的工艺处理，保证了资源的回收利用。通过脱硫作用，上升的烟气进行喷氮处理，在脱硝后催化产生氮化物、氨气浸入水中进行二次脱硝。

3.2 降低固体燃料配比

烧结过程中的固体燃料配比降低，使烧结温度降低，减少碳生成一氧化碳的机会，从而提高燃料的氧化程度，减少一氧化碳排放量。管理人员可以适当的添加氧化铁的物料，由于氧化铁在烧结过程中放热，可以节省其他燃料，同时氧化铁可以在燃烧过程中与一氧化碳反应。有效降低了碳不完全燃烧的问题。此外，可以提高料层厚度，降低能耗，利用不同料层的续热值，创造有利条件，改善料层的透气性，以免一氧化碳的生成[2]。

例如，操作人员要保质保证烟气循环风量在3万m3/h～40万m3/h，烟气温度控制在200°左右，同时要密切监测烟含量，保证每吨的烟含量持续降低。

通过各个参数的协同控制降低污染物的排放量，保证烧结质量在粒度还原度方面进行二次协同管理。持续创新技术，运用国际的统一标准，以快速升温为主，保证钢铁厂设备波段频率不受干扰，设备内部多种电子模块的不同需求。有效提高内部电子环境的抗干扰能力，自动形成屏蔽层，提高管道绝热性能，达到节能减排的标准。

3.3 强化模式整改

烟气循环技术在降低烟气量方向取得了一定的效果，但由于协同的系统操作难度较高，在操作过程中需要一定的计算机和化学基础。相关人员要从产量变化入手，结合循环风的含氧量、烟尘浓度等主要因素对烧结过程进行主要研究。有效降低电能的消耗效率。同时要设定烧结配料矿槽的最低值，在用电高峰时严格按照最低值，保证原料的破碎生产。

全力提高筛分效率，尽量减少中间的循环，提高破碎机的破碎能力，有效降低作业时间，同时要积极引入考核制度，定期对人员进行培训，加强基层人员的实践技能，从操作和人员设置上实现错位式的协同生产。

例如，要定期开展竞赛，强化生产模式，将生产量与绩效挂钩，鼓励工人。不断优化考核制度，加强制度对操作的引导，严格控制碎粒在3mm以下的颗粒不得低于95%，大于5mm的颗粒不能超过5%。在保证粉碎效率的同时不出现燃料跑出现象，利用四班倒的制度不间断地实行作业，防止机械停歇带来大量的热能损失，进行统一规定化管理。

根据破碎不同阶段的颗粒含量重新调整工作压力，严禁焦煤混烧，采用两套不同的管理机制，形成最佳的配比[3]。严防事故火灾的发生，重新规划安排，避免交叉作业出现安全隐患。同时在钢铁厂烧结设备管道整改过程中，全面推进综合体制的节能工作。满足当下时代发展的需要，以动力学知识结合实践工作建立全新的工作理念，提高管理统筹能力，合理分配资金。

4 总结

钢铁企业作为重工业发展的基础，烧结过程作为炼钢中的重要步骤。操作人员要通过优化溶剂种类，改变生产系统动态调节冷却过程，合理设置参数，确保烧结过程稳定运行。在提高烧结质量过程中降低电耗，综合利用废水废气进行二次循环，达到较好的经济效益。