贾旭东
摘要:烧结是钢铁联合体中最重要的生产环节之一,它不仅消耗大量能源,而且还产生大量高温有害烟气。近年来,烧结工艺的不断技术创新使得电力、天然氣、能源的消耗得到下降,此外,循环冷却器余热回收技术的开发,在能耗治理技术方面也取得了突破性的发展。
关键词:新工艺;新技术;烧结机;应用
一、引言
烧结是钢铁生产工艺中的一个重要环节,它是将铁矿粉、粉(无烟煤)和石灰、高炉炉尘、轧钢皮、钢渣按一定配比混匀。经烧结而成的有足够强度和粒度的烧结矿可作为炼铁的熟料。利用烧结熟料炼铁对于提高高炉利用系数、降低焦比、提高高炉透气性保证高炉运行均有一定意义。
二、新工艺在烧结机上的应用
(一)环境除尘设置7台高效宽间距四电场电除尘器和一台布袋除尘器,其中2台60m2配料电除尘器,2台180m2机尾电除尘器,2台70m2整粒电除尘器,1台90m2成品电除尘器,保证电除尘出口烟气粉尘含量小于50mg/m3,布袋除尘出口粉尘含量小于30mg/m3。
除尘系统采用技术先进的除尘管道阻力平衡器,矿槽上部采用移动卸料车除尘风量切换装置,除尘管道系统中易磨损的部位采用耐磨技术,针对不同性质粉尘的除尘管道,采用不同的耐磨措施,以延长除尘管道的使用寿命,减少除尘管道的维护工作量。除尘系统的运行通过PLC系统实现集中自动控制。
(二)“三电一体化”系统消化吸收国内外大型烧结控制技术,设置了完善的工艺过程参数检测控制,采用了技术先进、性能稳定、质量可靠的EIC计算机控制系统。自动控制系统分为L1基础自动化控制和L2过程自动化控制,L2过程自动控制采用奥钢联洛德洛基公司的烧结监控系统,在控制水平上达到国内领先、国际先进水平。
(三)每台烧结机的整粒流程均为双系列,一系列生产,另一系列备用。从环冷机出来的烧结矿经板式给矿机均匀给料后,经皮带机送往筛分室,经三次筛分,向高炉输出+13mm和-13mm两种粒级的成品烧结矿,实现烧结矿的分级入炉。从取样室出来的烧结矿直接去高炉上料系统,也可通过另两条胶带机运往成品矿仓中贮存,起到烧结与高炉生产的调节作用,并实现两台烧结机相互向两座高炉供料。
(四)烧结机台车宽4m,有效长度90m,台车拦板高700mm,设双侧风箱和非对称烟道。烧结饼经单辊破碎机破碎后直接进入415m2鼓风环式冷却机。
(五)设有铺底料装置,铺底料粒度为8~13mm,由摆动漏斗均匀地布在台车上。混合料布料采用由圆辊给料机和九辊组成的布料装置将混合料均匀地布在烧结台车上。点火燃料为纯焦炉煤气,进行负压抽风烧结。
(六)采用两段混合工艺,混合机露天布置,一次混合机为φ3.8m×15m,二次混合机为φ4.4m×21m,混合机添加热水,一混采用旋转喷头喷洒雾化水;二混采用双排水管旋转喷头喷洒雾化水,满足混匀及制粒的要求。混合料的加水采用自动控制。同时为提高混合料温,在混合料仓内加蒸汽对混合料进行预热。
(七)配料料仓单列式布置,每台烧结机对应一个系列,每个系列设有14个矿槽。混匀料、熔剂、燃料、冷返矿和粉尘均采用重量集中式配料,由PLC系统进行自动配料控制,并设置在线标定装置。为稳定配料槽的料位,各料槽设有称重式料位计,可连续在线显示测定值。生石灰和轻烧白云石粉用密封罐车输送至配料室旁后,用气力输送至配料矿槽内。混匀料从原料场通过胶带机输送到配料室,由移动皮带卸到每系列5个矿槽中。
(八)从原料场输送过来的燃料经燃料缓冲仓贮存后,经2台φ1200mm×1000mm双光辊进行粗破,粗破后的燃料经四台四辊破碎机φ1200mm×1000mm破碎至3mm以下,破碎后的燃料由皮带机输送至配料室燃料仓。燃料准备系统为两台烧结机共用。
三、新技术及节能技术的应用
3.1多辊布料技术
采用圆辊给料机和九辊布料装置,将混合料均匀布在烧结机台车上,使料层均匀,降低燃料配比。通过调节布料辊的转速,可控制混合料粒度的偏析度,使烧结料层上下温度趋于均匀,提高垂直烧结速度,从而降低烧结能耗。
3.2厚料层烧结技术
设计料层厚度1000mm,其中铺底料厚度控制在20~40mm,有利于保护台车篦条,增加烧结透气性。烧结过程是从料层表面开始逐惭往下进行,因而沿料层高度方向就有明显的分层性,抽入烧结料层的空气经过热烧结矿层被预热,参与燃烧层的燃烧,燃烧后的废气又将下层的烧结料预热,因而料层越是向下,热量积蓄得越多,以至于达到更高的温度,这种积蓄热量的过程称为自动蓄热作用。采用厚料层烧结强化了自动蓄热作用,使烧结温度随料层的提高而提高,因而烧结矿强度增加,成品率提高,返矿率下降,从而减少了固体燃耗。
3.3混合制粒技术
设计采用三段式混合技术,一次混合为强力混合机,主要目的是混匀;二、三段混合均为圆筒混合机,主要目的是制粒。总混合时间超过8min,使造球性能得到进一步提高,明显改善了烧结料层的透气性,并且燃料在圆筒混合机的作用下,均匀地粘在混合料表面,有助于强化烧结和降低固体燃耗。
结语
烧结机的节能减排技术近年来取得了突破性进展,通过生产工艺、主体设备、节电技术的革新,以及环冷机余热回收利用技术的进步,烧结工序能耗得到了明显降低,可确保符合清洁生产要求。烧结机头烟气的治理,由原先的单一脱硫,尝试进行多污染物的协同净化,例如活性炭吸附法,但此类方法带来的二次污染不可忽视。烧结烟气循环技术是一项较好的节能减排措施,值得推广运用,对于脱硝开发新型还原剂和催化剂,是未来发展的方向。
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