周 偉¹ 劉厚甫¹ 趙峰博² 移小義¹ 李 江¹

( 1. 紅河鋼鐵有限公司，2. 玉溪新興鋼鐵有限公司)

摘 要:針對紅鋼 260 m² 燒結(jié)機固體燃耗較高的問題進行深入研究分析，在現(xiàn)有的基礎(chǔ)條件下，通過優(yōu)化燃料粒度、燒結(jié)水分，提高混合料料溫，適當(dāng)降低燒結(jié)礦 FeO 含量，提高燒結(jié)礦成品率等措施，降低了燒結(jié)固體燃耗，取得了預(yù)期效果。

關(guān)鍵詞:燒結(jié)；固體燃耗；混合料料溫

鋼鐵行業(yè)能源消費量約占全國能源消費總量的 11% ，是工業(yè)節(jié)能的重中之重^［1－3］。隨著國 家 “碳達峰、碳中和”戰(zhàn)略的提出和企業(yè)降本增效的要求，降低各工序能源消耗是企業(yè)可持續(xù)、高質(zhì)量發(fā)展的必經(jīng)之路。 燒結(jié)工序能耗占鋼鐵企業(yè)總能耗的 10% 以上，僅次于煉鐵能耗^［4－9］。燒結(jié)固體燃耗占燒結(jié)工序能耗的 80% 左右，對燒結(jié)生產(chǎn)的技術(shù)經(jīng)濟指標有很大影響。因此，降低燒結(jié)固體燃耗對降低燒結(jié)工序能耗，提升燒結(jié)礦質(zhì)量，減少燒結(jié)煙氣污染物，降低燒結(jié)生產(chǎn)成本具有重大意義。

1 紅鋼燒結(jié)工序的能耗現(xiàn)狀分析

1. 1 紅鋼 260 m² 燒結(jié)機固體燃耗現(xiàn)狀

紅鋼 260 m² 燒結(jié)機于 2010 年 2 月投產(chǎn)，燒結(jié)機臺車欄板高度 700 mm。自投產(chǎn)以來，特別是 2021 年年初，受諸多因素影響，紅鋼 260 m²燒結(jié)機固體燃耗一直偏高，與其它鋼企存在一定差距，具體見表 1。

針對 260 m² 燒結(jié)機固體燃耗偏高問題，紅鋼成立專項工作組，開展降低固體燃耗技術(shù)攻關(guān)。旨在通過深入研究燒結(jié)固體燃耗影響因素，并在現(xiàn)有的條件下采取對應(yīng)措施，達到降低燒結(jié)固體燃耗的目的。

1. 2 固體燃耗較高原因分析

1. 2. 1 燃料粒度影響

燃料粒度對燒結(jié)固體燃耗影響較大。一般而言，燃料中 ＜ 1 mm 粒級比例高，在燒結(jié)過程燃燒速度過快，高溫保持時間較短，熱量利用率下降; 燃料粒度細容易被廢氣帶走，亦導(dǎo)致燃料利用率下降。通過調(diào)查發(fā)現(xiàn)，紅鋼前期由于進廠燃料中 ＜ 1 mm 粒級比例較高，破碎后的固體燃料中，焦末 ＜ 3 mm 粒級比例占 80% 左右，無煙煤＜ 3 mm 粒級比例占 76% 左右，燃料粒度偏細，燃料利用效率不高。為了確保燒結(jié)過程熱量充足，必須增加燃料配加量，造成固體燃耗升高。

1. 2. 2 燒結(jié)水分影響

適宜的燒結(jié)水分是保證燒結(jié)礦產(chǎn)量和質(zhì)量的前提。降低燒結(jié)水分有利于降低燒結(jié)固體燃耗，燒結(jié)杯實驗證明，燒結(jié)水分降低 0. 3% 左右，燒結(jié)成品率可提高 2% 左右，固體燃耗可降低 1. 5kg /t 左右。紅鋼燒結(jié)混合料水分一直以來偏高，約 7. 7% 左右，制約了固體燃耗的降低。

1. 2. 3 混合料料溫較低

提高燒結(jié)混合料料溫是降低燒結(jié)固體燃耗的重要措施。資料顯示，燒結(jié)混合料料溫每提高10 ℃，固體燃耗可下降 1% ～ 2% 。而紅鋼燒結(jié)混合料料溫目前僅有 50 ℃ 左右，影響了燒結(jié)固體燃耗的降低。

2 降低固體燃耗的措施

結(jié)合紅鋼 260 m² 燒結(jié)機實際情況，采取以下措施降低固體燃耗。

2. 1 優(yōu)化燃料粒度，提升燃料利用效率

調(diào)整固體燃料中 ＜ 1 mm 粒級比例除了要控制進廠源頭外，實際生產(chǎn)過程還要適當(dāng)優(yōu)化燃料破碎工藝，放寬四輥機間隙，降低燃料破碎程度。為此，工作組將焦末 ＜ 3 mm 粒級比例控制范圍由 ( 77 ± 2) % 下調(diào)為 ( 75 ± 2) % ，將無煙煤 ＜ 3 mm 粒級比例控制范圍由 ( 75 ± 2) % 下調(diào)為 ( 73 ± 2) % 。通過采取以上措施，破碎后的焦末、無 煙 煤 ＜ 1 mm 粒級比例分別降低了3. 2% 、4. 3% ，為降低固體燃耗創(chuàng)造了條件。

2. 2 優(yōu)化燒結(jié)水分

紅鋼用礦結(jié)構(gòu)多變，每個料堆適宜燒結(jié)水分也不相同，因此無法使用恒定的燒結(jié)水分基數(shù)。工作組利用燒結(jié)杯實驗摸索研究出每個料堆適宜燒結(jié)水分，在保證燒結(jié)礦產(chǎn)量和質(zhì)量的前提下燒結(jié)水分下調(diào) 0. 2% ～ 0. 3% ，降低了固體燃耗。

2. 3 提高燒結(jié)混合料料溫

為了進一步提高燒結(jié)混合料料溫，工作組通過現(xiàn)場調(diào)研討論，制定出一套切合實際、見效快的提高燒結(jié)混合料料溫的措施，具體如下:

①返礦預(yù)熱混合料，返礦溫度控制在 70 ～100 ℃ ;

②使用生石灰預(yù)熱混合料，提高生石灰使用比例至 5. 0% 以上;

③污泥池、二次混合機通蒸汽提高混合料料溫。

采取以上措施，燒結(jié)混合料料溫提升 14 ℃，效果明顯見表 2。

另外，提高生石灰的使用比例可提高燒結(jié)出礦率，降低固體燃耗。經(jīng)測算，生石灰比例每提高 1% ，固體燃耗下降約 0. 5 kg /t。

2. 4 適當(dāng)降低燒結(jié)礦 FeO 含量

燒結(jié)礦 FeO 含量是燒結(jié)生產(chǎn)和高爐冶煉的重要指標之一。一般情況下，燒結(jié)礦中 FeO 含量與燒結(jié)配炭量呈正相關(guān)關(guān)系。生產(chǎn)實踐表明，燒結(jié)礦 FeO 含量每降低 1% ，燒結(jié)礦固體燃耗可降低約 3 kg /t。降低燒結(jié)礦 FeO 含量能夠有效降低燒結(jié)固體燃耗，但過低的 FeO 含量會影響到燒結(jié)礦強度。目前，公司要求燒結(jié)礦 FeO 含量控制在 8% ～ 10% ，而工作組經(jīng)過調(diào)研、理論分析和計算，將燒結(jié)礦 FeO 含量調(diào)整為 8% ～ 9% 。

為了穩(wěn)定和降低燒結(jié)礦 FeO 含量，工作組采取了穩(wěn)定燃料品種、穩(wěn)定上料量、穩(wěn)定燒結(jié)水分和穩(wěn)定燒結(jié)配比等措施，并加大了對燒結(jié)礦FeO 含量的監(jiān)控和考核力度，有效降低了燃料消耗。

2. 5 提高成品率

提高燒結(jié)礦成品率會降低燒結(jié)礦各方面的消耗，經(jīng)測算，燒結(jié)礦成品率每提高 1% ，燒結(jié)固體燃耗降低約 0. 7 kg /t。為了進一步提高燒結(jié)礦成品率，工作組針對影響燒結(jié)礦成品率的因素，提出了以下對應(yīng)措施，并付諸實踐。

(1) 燒結(jié)料層厚度≥750 mm。厚料層燒結(jié)不但可以提高燒結(jié)礦產(chǎn)量和質(zhì)量，而且可以很好地利用燒結(jié)料層上層產(chǎn)生的熱廢氣來預(yù)熱下層燒結(jié)混合料，達到提質(zhì)降耗的目的;

( 2) 平衡好污泥配加，降低燒結(jié)水分波動帶來的影響;

( 3) 強化燒結(jié)點火，將點火溫度控制 在( 1 100 ± 50) ℃，降低燒結(jié)返礦;

( 4) 嚴格實施環(huán)冷機冷卻制度，排料溫度在 80 ～ 100 ℃，防止燒結(jié)礦急冷帶來的強度下降;

( 5) 嚴格執(zhí)行裝倉制度，成品倉、高爐倉倉位不低于 2 /3，減少跌落粉碎造成的成品率下降;

( 6) 強化燒結(jié)布料，做到橫向均勻、縱向平整，嚴格控制燒結(jié)終點在 17 號風(fēng)箱。

采取以上措施之后，燒結(jié)礦內(nèi)返率、外返率相比之前分別下降了 0. 7% 、0. 4% ，燒結(jié)礦成品率得到提高，固體燃耗相應(yīng)降低。

3 實施效果

采取以上措施之后，2021 年紅鋼 260 m² 燒結(jié)機固體燃耗從 60 kg /t 左右下降至 51 kg /t 左右，取得了預(yù)期效果。其中 9 月、10 月達到了50 kg /t，為歷史最好水平。具體固體燃耗指標見表 3。

4 結(jié)語

自 2021 年下半年以來，紅鋼 260 m² 燒結(jié)機生產(chǎn)過程中，通過優(yōu)化燃料粒度、優(yōu)化燒結(jié)水分、提高燒結(jié)礦成品率等生產(chǎn)措施，燒結(jié)固體燃耗有了一定程度地降低，取得了較好的效果。從目前的情況來看，紅鋼 260 m² 燒結(jié)機若要進一步降低燒結(jié)固體燃耗，還需進行設(shè)備改進及新技術(shù)投入，如熱風(fēng)燒結(jié)、強化蒸汽預(yù)熱等。

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