石紅兵
(寶鋼集團八鋼公司煉鐵分公司燒結(jié)分廠)
摘要：燒結(jié)工序在鋼鐵冶煉過程是僅次于高爐的用能大戶，占鋼鐵生產(chǎn)用能 10%～20% ，八鋼燒結(jié)用電量占鐵前系統(tǒng)總用電量的 50% ，降低燒結(jié)工序電耗對降低鐵水成本具有重要的意義，特別是鋼鐵市場低迷鋼材價格下跌，降低制造成本更顯得非常重要。 2015 年下半年開始八鋼燒結(jié)產(chǎn)能只有高峰時期產(chǎn)能的 40% ，各種制造成本不斷上升。八鋼燒結(jié)分廠通過技術(shù)改造和在管理上下功夫，在產(chǎn)能降低的情況下保證電耗不上升。
關(guān)鍵詞：燒結(jié)機；電耗；改造
八鋼燒結(jié)廠現(xiàn)有燒結(jié)機 3 臺，其中265m2 燒結(jié)機 2 臺，430m 2 燒結(jié)機 1 臺，設(shè)計產(chǎn)能為 967 萬 t/ 年。分別給三座高爐與一座 COREX爐供應(yīng)燒結(jié)礦，CROX爐 2015年 8 月停產(chǎn)，其余三座高爐根據(jù)鋼材銷售情況決定開爐數(shù)量。燒結(jié)礦年產(chǎn)量最高達到 1053 萬噸，對應(yīng)的電耗分別為：265 燒結(jié)機電耗為 56.58kw·h/t，430m2 燒結(jié)機電耗為 32.44kw·h/t。八鋼燒結(jié)礦電耗占制造成本 30%以上，降低電耗是降低燒結(jié)礦成本的一個重要環(huán)節(jié)。
一、八鋼燒結(jié)礦電耗高的原因
（一）生產(chǎn)組織模式
由于八鋼原料供應(yīng)的限制，八鋼進行全精粉燒結(jié)，原始物料粒度差，料層透氣性差，利用系數(shù)低。在高爐滿負荷生產(chǎn)的情況下，一臺 265m2 燒結(jié)機產(chǎn)量供應(yīng)一座高爐生產(chǎn)略有缺口（入爐燒結(jié)礦比例大于80%），開啟一臺 430m 2 燒結(jié)機產(chǎn)量有富余。
兩座高爐生產(chǎn)時 2 臺 265m2 燒結(jié)機產(chǎn)量有缺口，1 臺 265m2燒結(jié)機與 430m 2 燒結(jié)機組合生產(chǎn)產(chǎn)量有富余，需要減負荷生產(chǎn)。
三座高爐生產(chǎn)開三臺燒結(jié)機產(chǎn)量有富余，開兩臺燒結(jié)機產(chǎn)量不足。
（二）設(shè)備故障率高
燒結(jié)系統(tǒng)發(fā)生設(shè)備故障，主系統(tǒng)設(shè)備聯(lián)鎖立即停機，而輔助系統(tǒng)的高壓風(fēng)機電機因為設(shè)備運行的要求不能立即停機。
265m2 燒結(jié)機系統(tǒng)在一小時內(nèi)不能立即停機的設(shè)備裝機量 17283kw·h，一小時耗電量為 11700kw·h。設(shè)備發(fā)生故障是電耗上升的一個主要的因數(shù)。
（三） 兩臺 265m 2 燒結(jié)機有共用部分系統(tǒng)設(shè)備
A、B燒結(jié)機共用配料除塵、燒結(jié)除塵、篩分除塵，開啟 265m2 燒結(jié)機任何一臺都需要開啟這三臺除塵器，這三臺除塵器全部是高壓電機驅(qū)動。另外混勻料供應(yīng)系統(tǒng)，熔劑、燃料供應(yīng)系統(tǒng)，鋪底料和返礦系統(tǒng)都是共用的，開一臺 265m2 燒結(jié)這些共用系統(tǒng)都需要開啟，導(dǎo)致電耗上升。
（四）燒結(jié)機和環(huán)冷機漏風(fēng)率高
國外一些燒結(jié)廠的實踐證明：漏風(fēng)率每減少 10%，可增產(chǎn) 6%，每噸燒結(jié)礦可減少電耗 2kW/h，減少焦粉 1kg，降低煤氣消耗 1680kJ，成品率提高 1.5%～2.0%。265m2燒結(jié)機經(jīng)過近十年的運行，燒結(jié)機抽風(fēng)系統(tǒng)經(jīng)過物料的沖刷，煙道內(nèi)的耐磨層脫落，鋼板磨損與腐蝕造成漏風(fēng)率高，煙氣中含氧量大于 18%，生產(chǎn)過程中主抽風(fēng)門開度加大，電耗上升。環(huán)冷機密封不嚴，冷卻效果差，為了保證冷卻后燒結(jié)礦溫度，五臺鼓風(fēng)機經(jīng)常全開。
（五）生產(chǎn)過程異常造成電耗上升
由于水份波動、物料變化、配料下料不穩(wěn)以及料層透氣性發(fā)生變化等因素會造成燒結(jié)生產(chǎn)過程波動，為了穩(wěn)定生產(chǎn)，過程中控工會采取調(diào)整主抽風(fēng)機風(fēng)門開度，這樣很容易使燒結(jié)終點提前或者滯后，終點滯后環(huán)冷機鼓風(fēng)機風(fēng)門將會開大，造成電耗上升。
（六）輔助設(shè)備管控不到位
輔助系統(tǒng)的設(shè)備沒有與主系統(tǒng)連鎖，這些設(shè)備需要員工到現(xiàn)場開停，一旦員工在設(shè)備故障情況下處理其他問題忘記停止這一部分輔助設(shè)備就會造成能源的浪費。
二、降低電耗所采取措施
（一）節(jié)能改造
1.環(huán)冷機密封改造265m2 環(huán)冷機分別為 280m2 和 360m2 ，風(fēng)箱與臺車之間使用橡膠板進行密封，每次檢修更換后使用不到 1 個月就發(fā)生變形或者損壞，環(huán)冷機漏風(fēng)率上升，冷卻效果降低。為了提高燒結(jié)礦冷卻效果，正常情況下 5 臺鼓風(fēng)機全開。2016 年 3 月，八鋼燒結(jié)廠與北京京都合作對 280m2 環(huán)冷機進行密封改造，主要對風(fēng)箱與臺車之間密封、臺車體與三角梁之間密封以及環(huán)冷機臺車與熱風(fēng)罩之間密封進行改造，環(huán)冷機漏風(fēng)率大幅下降，冷卻效果提高。改造后環(huán)冷機鼓風(fēng)機開啟數(shù)量減少 1～2 臺，經(jīng)過測算燒結(jié)礦電耗降低 1.7kw·h/t，燒結(jié)余熱發(fā)電蒸汽產(chǎn)生量增加 15%以上，發(fā)電量產(chǎn)生3kw·h/t 以上。
2.主抽風(fēng)機變頻器改造
八鋼燒結(jié)廠兩臺 265m2 燒結(jié)機的主抽風(fēng)機功率為 5200kW，兩臺主抽風(fēng)機電耗占燒結(jié)系統(tǒng)電耗的 50%，正常生產(chǎn)時通過調(diào)整主抽風(fēng)門的開度進行調(diào)節(jié)風(fēng)量。2016 年4 月，八鋼燒結(jié)廠與西門子公司合作對 B燒結(jié)機主抽電機進行變頻器改造，調(diào)節(jié)風(fēng)量的方式變成主抽風(fēng)門全開，調(diào)整風(fēng)機電機轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速。改造后節(jié)能效果明顯，滿負荷生產(chǎn)時每臺風(fēng)機電耗降低 15%以上，燒結(jié)機在減負荷的情況下節(jié)電效果更加明顯。
3.燒結(jié)機抽風(fēng)系統(tǒng)密封
2015 年底，利用 A燒結(jié)機長時間停機時間更換了 15 組風(fēng)箱支管，更換煙道底部雙層卸灰閥 20 個，對機頭電除塵外墻腐蝕鋼板進行更換，同時對燒結(jié)機風(fēng)箱法蘭進行焊接。日常檢修時對抽風(fēng)系統(tǒng)的漏風(fēng)點進行焊補。通過一系列的改造燒結(jié)機燒結(jié)煙氣含氧量低于 17%。
4.公用除塵管道安裝閥門
在共用除塵器除塵主管道上安裝閥門，2 臺燒結(jié)機生產(chǎn)時共用除塵器主管道閥門打開，一臺燒結(jié)機生產(chǎn)時將通往另外一臺燒結(jié)機系統(tǒng)的閥門關(guān)閉，同時降低除塵器風(fēng)門開度，降低除塵器電耗。
（二）生產(chǎn)組織優(yōu)化
1.開不同數(shù)量高爐的生產(chǎn)組織開一座高爐生產(chǎn)時，開啟一臺 265m2燒結(jié)機，在另外兩臺燒結(jié)機停產(chǎn)時在高爐料場準備 20000～30000 噸落地?zé)Y(jié)礦，在燒結(jié)機故障時或者產(chǎn)能不足時補充高爐料倉。開啟兩座高爐生產(chǎn)時燒結(jié)機開一臺265m2 燒結(jié)機與 430m2 燒結(jié)機，燒結(jié)礦有富余時進行落地，落地?zé)Y(jié)礦達到 20000～30000 噸時停 430m2 燒結(jié)機，開兩臺 265m2燒結(jié)機，在燒結(jié)機故障時或者產(chǎn)能不足時補充高爐料倉。
開三座高爐生產(chǎn)時開啟三臺燒結(jié)機，富余部分燒結(jié)礦落地，落地?zé)Y(jié)礦達到20000～30000 噸時，一臺 265m2 燒結(jié)機停產(chǎn)，高爐槽位低時取落地?zé)Y(jié)礦補充。這樣可以保證一周開兩臺燒結(jié)機一周開三臺燒結(jié)機，避免三臺燒結(jié)機減負荷生產(chǎn)，從而達到降低電耗的目的。
2.操作控制集中
燒結(jié)系統(tǒng)操作由原來分散在各崗位操作改變?yōu)橹锌厥医y(tǒng)一操作，減少生產(chǎn)過程中由于各崗位人員操作不統(tǒng)一而產(chǎn)生生產(chǎn)波動，減少主抽風(fēng)機的調(diào)整次數(shù)，提高燒結(jié)礦產(chǎn)量。
（三）節(jié)電管理
1.除塵風(fēng)機節(jié)電
在保證現(xiàn)場環(huán)境得基礎(chǔ)上降低除塵器風(fēng)門開度，并制定各除塵器風(fēng)門開度標準，減少電能消耗。
2.故障停機的節(jié)電措施
當主系統(tǒng)設(shè)備故障停機，預(yù)計停機時間在小于 1 小時以內(nèi)，要求所有除塵風(fēng)機、環(huán)冷鼓風(fēng)機、主抽風(fēng)機風(fēng)門關(guān)閉至10°以下。
當主系統(tǒng)設(shè)備故障停機，預(yù)計停機時間在 1～2 小時，要求所有除塵風(fēng)機、環(huán)冷鼓風(fēng)機停機、主抽風(fēng)機風(fēng)門關(guān)閉至 10°以下。
系統(tǒng)設(shè)備故障停機，預(yù)計停機時間大于 4 小時，主抽風(fēng)機停機。
檢修結(jié)束開機后，燒結(jié)礦從燒結(jié)機上下到環(huán)冷機后才允許逐步開啟環(huán)冷鼓風(fēng)機。
控制環(huán)冷機排礦溫度，冬季排礦溫度大于 80℃，小于 150℃，環(huán)境溫度小于或等于 0℃時，停用一臺環(huán)冷鼓風(fēng)機。
3.輔助系統(tǒng)設(shè)備節(jié)電
對間斷作業(yè)的系統(tǒng)實行提高上料量，減少上料時間。如焦粉上料系統(tǒng)上料時可同時開啟 3～4 臺四輥，提高膠帶機輸送料量減少上料時間?；靹蛄仙狭舷到y(tǒng)生產(chǎn)時提高上料量，縮短上料時間，倉上滿后可停系統(tǒng)，待倉位降低后再上料。對卸灰皮帶實行停 4 小時開 0.5 小時的運行制度。
輔助設(shè)備與主系統(tǒng)設(shè)備連鎖，主系統(tǒng)設(shè)備停機后輔助設(shè)備同時停機。
對于輔助系統(tǒng)的設(shè)備開啟利用電價差異避峰就谷，減少電價高峰時期作業(yè)時間，增加電價低谷時期的作業(yè)時間。
4.電耗與績效掛鉤
電耗指標與燒結(jié)廠每一位員工績效掛鉤，電耗指標落實到班組，使每一位員工形成節(jié)能意識。生產(chǎn)班組每日對當班用電量進行分析總結(jié)，并在班前班后會進行通報。
三、實施效果
從 2015 年 1 月至 2016 年 4 月的產(chǎn)量與數(shù)據(jù)看在燒結(jié)礦產(chǎn)量大幅下降的同時燒結(jié)礦電單耗也同步下降，見圖 1。
四、結(jié)語
八鋼燒結(jié)廠經(jīng)過技術(shù)改造和內(nèi)部挖潛的基礎(chǔ)上保證了產(chǎn)能降低的情況下電耗不上升，但是與國內(nèi)先進企業(yè)相比燒結(jié)礦電耗還存在差距，八鋼燒結(jié)廠后續(xù)還將進行以下措施降低燒結(jié)礦電耗：對360m2 環(huán)冷機、520m2 環(huán)冷機進行密封改造；對 A燒結(jié)機主抽風(fēng)機以及除塵高壓電機進行變頻器改造；對燒結(jié)機漏風(fēng)進行治理。