汪 晶，熊 濤，李曉峰，保善山
( 甘肅酒鋼集團宏興鋼鐵股份有限公司 煉鐵廠，甘肅 嘉峪關 735100)
摘 要: 以酒鋼本部 1#、2#燒結機固體燃料消耗為背景，通過對現場實際重點參數控制、主要設備摸索研究，深入分析了固體燃料消耗偏高的幾點主要影響因素。闡述了酒鋼燒結在現有配料基礎上，經技術改進及參數控制調整后的固體燃料消耗應用，結果表明: 在燒結機主管溫度控制技術、松料器改造、平料器改型提升、環冷機熱廢氣“回熱風”等技術調整后，燒結固體燃料消耗明顯下降，達到合理使用能源的目的，同時為提質降耗及高爐生鐵成本降低奠定堅實基礎。
關鍵詞: 固體燃料消耗; 主管溫度控制; 松料器; 平料器; 鐵礦燒結
1 引言
因原料及設備影響，酒鋼本部 1#、2#燒結機燒結礦固體燃料消耗控制偏高，與國內同行相比處于平均落后水平，面對鋼鐵行業能耗指標嚴控的嚴峻形勢，做為高爐主要原料的保供單位，燒結在保證燒結礦質量的前提下，須通過技術創新對固體燃料的經濟應用進行研究，使固體燃料合理分布，達到能源使用優化，為提質降耗及高爐生鐵成本降低奠定堅實基礎［1］。
2 制約瓶頸及存在問題分析
⑴酒鋼本部燒結機核心控制參數主管溫度控制方式為事后控制模式，方式為手動調節，沒有合理的調整依據及調整模型，生產穩定性較差，對固體燃料合理使用造成負面影響。
⑵酒鋼本部在目前提質降耗厚料層燒結的需求下，燒結機采用平行排列松料器模型，提高料層透氣性的同時，風量分布易形成管道漏風的情況，燒結自動蓄熱功能發揮效果差［2］。
⑶酒鋼本部燒結機料面的平料方式為九段平料板，實際調整過程復雜，平板之間相互匹配困難; 平料板間隙大，易造成料面平整性差，影響風量分布，燒結礦產能與固體燃料消耗之間矛盾凸顯。
⑷1#、2#燒結機環冷機余熱發電后形成的熱廢氣，未進行系統的研究及策劃利用，資源 利用不充分。
3 技術原理及方案
3．1 燒結機主管溫度控制技術
酒鋼本部 1#、2#燒結機生產的核心控制參數“燒結終點”，采用人工觀察機尾斷面燒透情況，調整燒結參數，控制嚴重滯后，造成燒結終點溫度控制穩定性差。根據燒結理論研究，燒結預熱帶觸底點位置與燃燒帶觸底點位置會發生同向變化，即通過燒結預熱帶觸底點風箱廢氣溫度的變化情況，可提前預判燒結終點的位置，實現相關參數提前調整控制，確保燒結終點穩定。
3．2 松料器改造
酒鋼本部 1#、2#燒結機采用平行排列的松料器模型，厚料層燒結過程中松料器插入料面的點易形成管道漏風，無法滿足厚料層燒結，燒結自動蓄熱功能發揮效果差。為確保風量合理分布，經研究及論證采用水平方向松料桿平行，但不在同一垂直面的新型松料器，平行套管間距約 20 cm，垂直方向交錯排列，套管長 50 cm，松料桿長 250 cm，充分發揮厚料層燒結自動蓄熱功能對能源的推進作用［3］。
3．3 平料器改型提升研究
酒鋼本部 1#、2#燒結機平料板實際調整過程復雜匹配性較差，且平料板間隙造成料面平整性差，影響風量分布，燒結礦產能與固體燃料消耗之間矛盾凸顯。經分析將平料器改造為三段圓輥平料輥，對配重進行調整，避免料層的虛化，確保平料器之間無間隙，為提高均質燒結、降低表層返礦奠定基礎［4］。
3．4 環冷機熱廢氣“回熱風”應用
開展回熱風在燒結過程中的狀態及分布的研究工作，分析了酒鋼本部 1#、2#燒結機運行過程中回熱風在“干燥段”、“保溫段”運行參數，采用大量生產數據系統核算回熱風不同風量分布對燒結機重點參數及經濟技術指標的貢獻，確定以回熱風全部供給“干燥段”的經濟生產模式［5］。
4 技術方案實施及效果
4．1 燒結機主管溫度控制技術及效果
4．1．1 溫度控制技術方案
燒結機主管溫度變化與燒結終點位置變化趨向基本一致，酒鋼 1#、2#燒結機各配置 20 臺風箱， 根據燒結機實際生產中風箱溫度曲線分布趨勢， 找出燒結預熱帶觸底點風箱，該風箱與燒結終點溫度具有相關性，稱為拐點風箱，并確定為14#風箱(圖 1) 。
通過數據統計分析燒結機廢氣溫度控制在 110 ±10 ℃ 時，燒結終點溫度控制正常。通過現場模擬試驗及收集相關數據進行分析處理，建立 14#風箱廢氣溫度與燒結機機速之間的對應關系，見表 1，拐點風箱廢氣溫度與燒結機機速正相關，燒結機機速設定為變量 Y，14#風箱廢氣溫度設定為變量 X，則存在如下線性關系: Y= 0．004 7 X+1．261 5。
4．1．2 實施后效果
燒結機主管溫度可提前進行預判調整，整體主管溫度穩定性變好。燒結終點溫度控制實施后，主管溫度總體波動次數顯著降低，與改造前對比，1#燒結機主管溫度波動次數平均下降了 15 次/月; 2#燒結機主管溫度波動次數平均下降了 18 次/月，生產穩定性顯著提高，見表 2。
4．2 松料器改型研究及效果
4．2．1 松料器技改方案
采用上、下兩排松料桿相互平行但不在同一垂直面的新型松料器，上排套管之間相互平行在同一 平面上，下排套管之間相互平行在同一平面上，平行套管間距為 20 cm，上排套管和下排套管互平行但垂直方向交錯排列，套 管 長 50 cm，松 料 桿 長250 cm。改造示意如圖 2 所示。
4．2．2 改造后效果
新型松料器使用后，避免了料層垂直方向透氣性不一致現象，使得料層中的燃料能夠完全燃燒放熱，提高燃料燃燒效率，上下排松料桿交錯排列防止粘料現象，杜絕燒結料層拉鉤，料層厚度明顯提高，充分發揮燒結過程自動蓄熱功能。
4．3 平料器改進
4．3．1 平料器改型方案
原燒結機平料器采用 9 塊 200 mm×400 mm 平料板(圖3) ，配重不能滿足生產要求，平料板之間間隙過大，實際點火面強度差，混合料水平方向燃燒不一致，垂直方向過燒與燒不透矛盾凸顯。經分析將平料器改造為三段圓輥平料輥(圖4) ，并且對配重進行調整，避免料層的虛化并確保平料器之間無間隙。
4．3．2 改造后效果
燒結機點火面強度正常，同時改造后的平料板重量較改造前大幅增加，料面的平整度及虛化現象得到明顯改善，表層返礦量明顯減少。
4．4 回熱風使用摸索
4．4．1 回熱風研究方案
燒結環冷機熱廢氣高溫段經余熱發電進行回收，低溫段廢氣( 即“回熱風”) 通過管道供給至燒結機Ⅰ段干燥預熱段及Ⅱ段保溫段。Ⅰ段主要對燒結混合料進行干燥預熱; Ⅱ段主要對混合料點火后進行保溫。回熱風溫度一般為 200 ～ 300 ℃，回熱風供給保溫段對生產及經濟技術指標促進作用不明顯，通過將干燥預熱段開度逐步調整至 100%后，相關技術經濟指標均有不同程度的改善和進步，見表 3。將Ⅱ段保溫段回熱風管道閘閥關閉，回熱風全部供給Ⅰ段干燥預熱段進行充分使用，如圖 5 所示。
4．4．2 改造后效果
實施后，在混合料進入點火器之前，最大程度的將混合料水分蒸發并提高料溫，從燒結機機尾斷面觀察，料層整體透氣性良好，機尾斷面整齊，氣孔分布均勻，燒結礦強度提高，達到穩定的均質燒結目的，改善了成品礦強度。
5 技術關鍵或技術創新點介紹
⑴操作上形成了專有技術“一種燒結終點溫度自動控制方法”，內容為通過燒結預熱帶觸底點風箱廢氣溫度的變化情況，提前預判燒結終點的位置，確保燒結生產穩定。
⑵經論證實踐對燒結機松料器實施改造，形成專有技術“一種燒結錯層松料器”，可避免料層垂直方向透氣性不一致，使料層中的燃料完全燃燒放熱，提高燃料燃燒效率。
⑶平料器改造實施有效解決了燒結料層上部虛化，并確保平料器之間無間隙，形成提高點火面強度、降低表層返礦的有效技術方法。
⑷通過對酒鋼本部 1#、2#燒結機回熱風使用的摸索，回熱風對干燥預熱段與保溫段提升效果對比分析找到相關性，形成了以回熱風全部供給干燥預熱段使用的技術方法，降低能源損失。
6 結語
⑴經生產實踐，1#、2#燒結機利用系數可穩定在1．35 t /( m2 ·h) 以上，與國內同規模單臺燒結機技經指標相比，利用系數較為先進，部分改進項目已經在本部 3#、4#燒結機推廣應用。
⑵固體燃料經濟應用的實施將為酒鋼后期燒結機建設項目的快速達標提供技術經驗，可推廣應用到燒結行業。
⑶燒結終點溫度控制技術的應用改變了目前燒結終點控制理念，由事后控制變為事前控制，控制的精準度和及時性明顯提升。對燒結機設計工作起到借鑒作用，燒結機重點參數控制更加完善合理。
⑷錯層松料器技術改造適用于精礦燒結工藝，可供使用粒度偏細、粘性大的鐵精礦原料燒結廠家借鑒。
參考文獻:
［1］ 黃柱成，江 源，毛曉明，等．鐵礦燒結中燃料合理分布研究［J］．中南大學學報( 自然科學版) ，2006( 05) : 884-890．
［2］ 周江虹，章裕東，黃世來，等． 燒結過程風量合理分布實驗研究［J］． 燒結球團，2021，46( 01) : 7．
［3］ 梁德蘭． 燒結礦固結機理的微型燒結實驗方法研究 ［C］．全國煉鐵精料學術會議． 1996．
［4］ 唐賢容，張清岑． 燒結理論與工藝［M］．長沙: 中南工 業大學出版社，1992．
［5］ 謝金萍．燒結機的生產實踐［J］．中國鋼鐵業，2008， ( 11) : 32-33．