李兆甲  翟玉兵  劉占平

（河北新金鋼鐵有限公司  燒結廠）

摘要：本文主要介紹新金鋼鐵燒結廠在降低固體燃耗方面采取的一些措施，主要講述從固體燃料粒度、厚料層燒結、外配煤工藝等方面降低固體燃耗。

關鍵詞：固體燃耗；厚料層燒結；外配煤；燃料粒度

1前言

降低燒結固體燃耗是燒結工藝始終追求的目標，新金鋼鐵燒結廠始終致力于降低燒結固體燃耗，通過近幾年的生產實踐和技改，200㎡燒結機固體燃耗目前降低到44kg/t左右，基本達到了同機型行業先進水平。

2現狀分析

隨著碳達峰碳中和概念的推出，節能減排已經成為所有鋼廠的必由之路，而固體燃耗占燒結總能耗的70%，故此降低燒結固體燃耗成為重中之重。其次，國家對一氧化碳的排放管控越來越嚴，為降低燒結一氧化碳排放，降低固體燃料消耗也成了必然的選擇。最后，目前鋼鐵行業處于寒冬期，固體燃料成本占燒結可控成本的50%以上，降低燒結固體燃耗也成了降低燒結成本的可靠選擇。

3攻關措施

3.1嚴格控制燃料粒度

說到控制燃料粒度，一般都認為燃料粒度≤3mm的占到75-80%左右為標準，這也就造成鋼廠只強調燃料破碎，忽視了超細燃料的比例。近幾年燒結廠采購的洗精煤和焦粉普遍出現偏細的情況，＜1mm的比例高達50%以上，造成燃料粒度過細，燃料粒度過細一方面會造成降低料層透氣性，同時由于燃燒速度過快而使燃燒帶過窄，來不及生成足夠液相導致影響燒結礦強度，返礦量增多[1]，另一方面隨著環保管控逐步升級，除塵設施逐步增多，過細的燃料在除塵時更多地進入除塵器造成實際燃料偏少，增加了燃料消耗。故此特結合原料質檢和燃料采購部門制定＜1mm占比不超過20%等新規定。

3.2廠內含碳循環料分倉配加

重力除塵灰因水分大，鋼廠基本都單獨配加，但是高爐上料、槽下等除塵灰基本都與除塵灰在一個配料倉使用，造成主機燃料不穩定，影響燒結生產。結合化驗室對高爐區域除塵灰進行化驗。化驗成分如表1所示。高爐區域除塵灰碳含量在20～30%，為穩定燃料配比，規定高爐區域除塵灰單獨分倉配加，根據每日產生量確定合理配比穩定配加，減少了燃料波動。

表1  高爐區域除塵灰成分

3.3合理配礦

隨著鐵礦石不斷開采，低價位的褐鐵礦已經成為各大鋼廠配礦的主流。高配比的褐鐵礦雖然有利于降低燒結礦成本，但為了保證燒結礦質量，勢必為增加固體燃料消耗，對降低燒結礦成本起到不利因素。為了能合理的搭配褐鐵礦，通過長期的生產實踐，褐鐵礦：赤鐵礦：磁鐵礦的比例一般為4:2:1.在此配比下，既能降低燒結礦成本又不至于使燒結固體燃耗反彈過多。

3.4超厚料層燒結^[2]

通過長時間的工藝試驗，厚料層燒結越來越得到大家的認可。厚料層燒結因其自動蓄熱原理，可以有效的降低燃料消耗，且上層燒結礦占燒結礦總數的比例降低，也使燒結礦轉鼓強度有所改善。新金鋼鐵目前能實現超厚料層操作有兩方面原因，原因一、提高了料層透氣性，主要措施是1，煉鋼污泥通入一次混料滾筒，利用污泥黏度大的特點，增強混合料成球能力和制粒小球強度；2，實行低負壓點火，保護原始料層透氣性，提高表層料面透氣性。原因二、目前燒結礦產能大于高爐產能，燒結機產量可以適當降低。在此基礎上，逐步試驗超厚料層燒結，從去年的800mm料層逐步提高到900mm。目前燒結正在準備改造臺車欄板，擬計劃臺車欄板從800mm提高到900mm，屆時燒結料層最高可以滿鋪到1000mm。

圖1  臺車欄板800mm，料層超欄板達到900mm

3.6料面噴蒸汽

燒結成礦主要是靠燃料燃燒產生的熱量提供，由于碳的燃燒有完全燃燒和不完全燃燒兩種形式，且完全燃燒所釋放的熱量是不完全燃燒的三倍之多，故提高燒結燃料的燃燒效率是增加燒結過程熱量，降低燃料消耗的重要手段。首鋼京唐料面噴蒸汽試驗證明，料面噴灑2t/h蒸汽后固體燃燒降低了1.64kg/t^[3]。新金鋼鐵燒結廠對主機平臺進行了改造，從蒸汽管網連接管道到主機臺車段，在5#-15#風箱料面上部增設蒸汽支管，每個支管都有單獨控制閥門進行調節蒸汽大小。改造成功后進行料面噴蒸汽試驗，CO排放降幅達16%左右。

圖2  料面噴蒸汽管

3.7外配煤工藝

在常規工藝中，燃料一次添加，礦粉附著在燃料上，并包裹燃料，妨礙燃料顆粒的燃燒，特別影響料層高溫帶的透氣性。外配煤正是為了通過這種處理來減輕其妨礙，把一部分細粒燃料先在配料室添加到混合料中，在制粒后再加剩余部分粗顆粒燃料配加到混合料中進行外制粒。這樣混合料小球外圍和小球之間的燃料與空氣直接接觸，處于極有利的燃燒狀態。燃料充分燃燒，對降低燃料消耗和一氧化碳排放起到積極作用[4]。新金鋼鐵燒結廠利用增設新一混滾筒的契機，增加外配煤工藝進行生產試驗。本次試驗內容分為兩部分，第一部分為燃料全部內配作為試驗基準值，第二部分為內配煤和外配煤比例為3:7作為試驗值。在配料地溝配洗精煤，配比為燃料總配比的30%，外配煤配焦粉，配比為燃料總配比的70%。

圖3  外配煤工藝，固體燃料通過電子秤輸送到混合料中

3.8優化工藝操作參數

除上述措施外，新金鋼鐵燒結廠還對工藝操作參數控制進行了優化^[5]：在厚料層燒結的模式下，FeO控制范圍降低到7%-9.5%，混合料水分7.3%-7.6%，混合料料溫65℃-70℃，混合料＜3mm粒級占比23%-25%，終點溫度控制范圍420℃-520℃，煙道溫度控制范圍130℃-150℃。并且對工藝參數進行跟蹤，通過嚴格的管理確保生產過程穩定，為降低燒結礦固體燃耗得到了保障。

4效果驗證

經過一年的攻關，燒結固體燃耗有明顯降低，并且燒結礦質量得到改善，如表2所示，具體分析如下：

表2  攻關前后燒結固體燃耗和質量指標對比

1> 燒結固體燃耗在攻關前的21年為48.49kg/t,攻關后的22年為44.74kg/t，降低了3.75kg/t，降幅達到7.73%。

2> 固體燃耗下降的同時，燒結礦質量穩定且略有提高，其中亞鐵合格率提高了8.18%，轉鼓強度上升0.39%，高爐5-10粒度下降3.05%，高爐返粉率下降0.96%。

5結語

1>試驗證明，嚴格控制燃料粒度、廠內含碳循環料分倉單獨配加、厚料層燒結、料面噴蒸汽、外配煤工藝、優化工藝操作參數等是降低燒結固體燃料消耗的有效途徑。

2>雖然燒結固體燃耗通過攻關得到明顯的降低，但是和國內外先進企業對比還有一定差距，降低燒結固體燃耗工作還有潛力可挖。我們將繼續挖潛，譬如繼續優化外配煤工藝、降低返礦率、提高料溫等工作，進一步降低燒結固體燃耗。

參考文獻：

[1]  晉明平 談降低燒結礦亞鐵的措施；《南鋼科技》，2001年第4期

[2]  山西興達科技出版《現代燒結生產實用技術》馮二蓮  李飛  劉繼強 編著2018.9

[3]  裴遠東；史鳳奎；吳勝利等 燒結料面噴灑蒸汽提高燃料燃燒效率研究；《燒結球團》，2016(12):16-20

[4]  李益慎 燃料分加對燒結節能增產效果的綜述；《武鋼科技》，1993(9):34-39

[5]  陳革；崔玉元；段先卯 包鋼降低燒結固體燃耗生產實踐；《燒結球團》，2002(1):44-46