周康軍
（上海梅山鋼鐵股份有限公司，江蘇 南京 210039）
摘 要：由于燒結工序產生的 NOx主要為燃料型 NOx［1］（90％以上是由燒結燃料燃燒產生［2］）。氧化鐵皮中的FeO在燒結過程中放熱，可替代部分焦粉，對降低固耗有一定效果，因此，理論上燒結生產添加氧化鐵皮，通過降低固體燃料消耗也可以達到降低燒結煙氣 NOx濃度的目的。為實現燒結煙氣 NOx源頭治理［3］和減少排放，在梅鋼四號燒結機上進行了配加氧化鐵皮的生產試驗。試驗結果表明，燒結生產添加氧化鐵皮，可以有效地降低固體燃料消耗從而達到降低燒結煙氣 NOx濃度的目的。連續外配加10％的氧化鐵皮后對燒結過程影響明顯，燒結負壓上升0.9kPa，燒結煙道溫度下降18 ℃，產量下降3.27％，其他燒結礦質量指標影響不大。
關鍵詞：燒結；氧化鐵皮；生產試驗；煙氣 NOx
氧化鐵皮來自于熱軋廠鋼坯表面處理副產物。熱軋加工時，由于鋼鐵和空氣中氧的反應，常會大量形成氧化鐵皮，造成堆積，浪費資源［4－6］。如果對這些資源合理利用，可以降低生產成本，同時可以起到環保節能的作用。從熱軋廠氧化鐵皮現場取樣化驗結果看，氧化鐵皮含有較高的 FeO，氧化鐵皮中的FeO在燒結燃燒氧化成 Fe2O3的過程中會大量放熱，可替代部分焦粉，對降低固耗有一定效果，不但可以提高燒結礦鐵品位［7］，而且可以有效減少焦粉使用量，通過降低固體燃料消耗可以達到降低燒結煙氣NOx濃度的目的［8］。為了探索從源頭治理和控制 NOx排放，燒結分廠開展了工業試驗，研究了從配礦開始的燒結過程各控制環節對 NOx排放的影響，旨在為燒結源頭減排 NOx提供技術支持，實現燒結煙氣 NOx的源頭治理。
1 試驗過程
1.1 氧化鐵皮
試驗使用的氧化鐵皮來自于梅鋼熱軋廠 1422和1780生產線的副產品。表1為氧化鐵皮現場取樣的成分化驗結果。從表1可以看出氧化鐵皮的全鐵含量高達72.29％，FeO含量為70.72％，氧化鐵皮中雜質含量少，S的含量僅為0.02％。
試驗所使用的含鐵原料有：礦粉1、礦粉2、礦粉3、礦粉4等，燃料為焦粉，熔劑包括石灰石、生石灰、白云石。各種原料及燃料的化學成分見表2所示。
1.2 試驗安排
氧化鐵皮的配加直接由5號配料倉配入，采用不參與配比計算的外配方式進行配比，為方便對比，試驗分為兩個階段：基準期和試驗期。基準期時間從2019年10月21日13時開始，持續到次日13時結束，選擇其中具有代表性的數據作為基準值；試驗期從10月22日13時開始，持續到次日13時結束，分別配加7％（試驗期Ⅰ）和10％（試驗期Ⅱ）氧化鐵皮，選擇其中具有代表性的數據作為試驗值，與基準值作比較。試驗期間，燒結生產正常，設備、工藝、試驗條件保持相對穩定，堿度控制在1.9 ± 0.1。實驗過程若機尾亞鐵含量變化較大，根據機尾狀況及時調整配碳量。
1.3 試驗參數
梅鋼四號燒結機設計有效燒結面積為450m2，設計利用系數為1.3t／（m3·t）；實驗過程燒結機參數設置：燒結機速度 1.9m／min，BTP溫度 330－400 ℃。氧化鐵皮采用外配方式配加，見表3。
2 實驗結果分析
2.1 燒結礦質量的影響
由表4可知，實驗期因添加10％的氧化鐵皮和生石灰配比減少，使得燒結礦 TFe上升了0.55％；而燒結礦轉鼓指數下降了2.31％，一方面是因為氧化鐵皮的配加，燒結礦中生成的含鎂高強度礦物減少，如鎂橄欖石、鈣鎂橄欖石、鎂薔薇輝石、鎂黃長石等［9］；另一方面，由于SiO2下降0.35％，為了保持燒結礦堿度平衡燒結CaO相應減少，使得生石灰配比減少，液相量減少，導致強度下降。
2.2 燒結生產指標的影響
由表5看，氧化鐵皮外配7％后，焦粉使用量有降低趨勢，相比基準值的焦粉使用量，在燒結總上料量（上料量＋內返量＋氧化鐵皮量）沒有變化的情況下，焦粉使用量減少13.66％，氧化鐵皮外配7％和10％對焦粉配加量影響不大。
在外配加10％氧化鐵皮后，燒結過程透氣性明顯下降，為了確保終點溫度，上料量作了適當調整，在確保終點溫度基本一致的情況下，配加7％的氧化鐵皮對生產影響小，連續配加10％的氧化鐵皮后對燒結過程影響明顯，燒結負壓上升0.9kPa，燒結煙道溫度下降18 ℃，產量下降3.27％。
2.3 燒結煙氣 NOx和SO2的影響［10］
表6為燒結煙氣 NOx和SO2含量。從表6中可以看出，基 準 期 時，燒 結 煙 氣 SO2濃 度 為1320.12mg／m3。當配加氧化鐵皮后，隨著焦粉配比的下降，燒結煙氣 SO2濃度也隨之下降，在外配7％氧化鐵皮時，燒結煙氣SO2濃度下降至1093.31mg／m3，下降比例達到17.2％。實驗前燒結煙氣NOx均值265mg／m3，外配7％氧化鐵皮燒結煙氣 NOx均值247mg／m3，外 配 10％ 氧 化 鐵 皮 燒 結 煙 氣 NOx均 值233.6mg／m3，下降 22.4mg ／m3，降幅 為 9.06％。從圖1看，試驗后單值燒結煙氣 NOx均值和控制限均有下降。
3 結論
（1）氧化鐵皮外配10％后，焦粉使用量有降低趨勢，相比基準值的焦粉使用量，在燒結總上料量（上料量＋內返量 ＋ 氧化鐵皮量）沒有變化的情況下，焦粉使用量減少13.66％。
（2）燒結生產添加氧化鐵皮，可以有效降低固體燃料消耗，降低燒結煙氣 NOx濃度。外配7％氧化鐵皮后燒結煙氣NOx均值為247mg／m3，外配10％氧化鐵燒結煙氣 NOx均值233.6mg／m3，最大降幅9.06％。
（3）連續配加10％的氧化鐵皮后對燒結影響明顯，燒結負壓上升0.9kPa，燒結煙道溫度下降 18℃，產量下降 3.27％。燒結礦轉鼓指數下降 1.55％，燒結礦全鐵上升0.53％，SiO2下降0.35％，其他質量指標影響不大。
參考文獻：
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