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 燒結機固體燃耗較高的問題進行深入研究分析，在現有的基礎條件下，通過優化燃料粒度、燒結水分，提高混合料料溫，適當降低燒結礦 FeO 含量，提高燒結礦成品率等措施，降低了燒結固體燃耗，取得了預期效果。

關鍵詞:燒結；固體燃耗；混合料料溫

鋼鐵行業能源消費量約占全國能源消費總量的 11% ，是工業節能的重中之重^［1－3］。隨著國 家 “碳達峰、碳中和”戰略的提出和企業降本增效的要求，降低各工序能源消耗是企業可持續、高質量發展的必經之路。 燒結工序能耗占鋼鐵企業總能耗的 10% 以上，僅次于煉鐵能耗^［4－9］。燒結固體燃耗占燒結工序能耗的 80% 左右，對燒結生產的技術經濟指標有很大影響。因此，降低燒結固體燃耗對降低燒結工序能耗，提升燒結礦質量，減少燒結煙氣污染物，降低燒結生產成本具有重大意義。

1 紅鋼燒結工序的能耗現狀分析

1. 1 紅鋼 260 m² 燒結機固體燃耗現狀

紅鋼 260 m² 燒結機于 2010 年 2 月投產，燒結機臺車欄板高度 700 mm。自投產以來，特別是 2021 年年初，受諸多因素影響，紅鋼 260 m²燒結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攻關。旨在通過深入研究燒結固體燃耗影響因素，并在現有的條件下采取對應措施，達到降低燒結固體燃耗的目的。

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，亦導致燃料利用率下降。通過調查發現，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 燒結水分影響

適宜的燒結水分是保證燒結礦產量和質量的前提。降低燒結水分有利于降低燒結固體燃耗，燒結杯實驗證明，燒結水分降低 0. 3% 左右，燒結成品率可提高 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

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

2 降低固體燃耗的措施

結合紅鋼 260 m² 燒結機實際情況，采取以下措施降低固體燃耗。

2. 1 優化燃料粒度，提升燃料利用效率

調整固體燃料中 ＜ 1 mm 粒級比例除了要控制進廠源頭外，實際生產過程還要適當優化燃料破碎工藝，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) % 下調為 ( 75 ± 2) % ，將無煙煤 ＜ 3 mm 粒級比例控制范圍由 ( 75 ± 2) % 下調為 ( 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% ，為降低固體燃耗創造了條件。

2. 2 優化燒結水分

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

2. 3 提高燒結混合料料溫

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

①返礦預熱混合料，返礦溫度控制在 70 ～100 ℃ ;

②使用生石灰預熱混合料，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出礦率，降低固體燃耗。經測算，生石灰比例每提高 1% ，固體燃耗下降約 0. 5 kg /t。

2. 4 適當降低燒結礦 FeO 含量

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

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

2. 5 提高成品率

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

(1) 燒結料層厚度≥750 mm。厚料層燒結不但可以提高燒結礦產量和質量，而且可以很好地利用燒結料層上層產生的熱廢氣來預熱下層燒結混合料，達到提質降耗的目的;

( 2) 平衡好污泥配加，降低燒結水分波動帶來的影響;

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

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

( 5) 嚴格執行裝倉制度，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) 強化燒結布料，做到橫向均勻、縱向平整，嚴格控制燒結終點在 17 號風箱。

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

3 實施效果

采取以上措施之后，2021 年紅鋼 260 m² 燒結機固體燃耗從 60 kg /t 左右下降至 51 kg /t 左右，取得了預期效果。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 結語

自 2021 年下半年以來，紅鋼 260 m² 燒結機生產過程中，通過優化燃料粒度、優化燒結水分、提高燒結礦成品率等生產措施，燒結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 燒結機若要進一步降低燒結固體燃耗，還需進行設備改進及新技術投入，如熱風燒結、強化蒸汽預熱等。

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