薛小毅  惠英  彭元飛

（陜西龍門鋼鐵有限責任公司  陜西渭南  715405）

摘要：燒結礦作為高爐煉鐵主要原料，其指標直接影響高爐煉鐵產質量，因此優化提升燒結礦指標，確定燒結配礦結構及優化工藝，是優化提升鐵前指標的關鍵環節。固體燃料消耗作為燒結生產的一項重要指標，不僅體現生產工藝技術水平也直接影響生產成本。燒結過程中，混合料中固體燃料燃燒所提供的熱量占燒結總需熱量的90%左右。燒結燃料，按形態分固體、液體、氣體 。燒結生產使用的燃料按功能分為點火燃料和燒結燃料。燒結過程中常用的固體燃料主要有煤粉和焦粉、焦面，煙煤不宜做燒結燃料，揮發分高 。由于燃料的價格受市場價格波動的影響經常發生變化，進購及庫存影響，造成燃料指標性能波動，對燒結生產過程控制及成本控制影響極大。優化工藝技術提升技術水平，引進新料種及開發環保生物質燒結燃料是降低燒結成本優化指標及改善排放指標的重要措施。通過工藝優化和引進新料種結構調整實施，對燒結生產固燃指標及成本影響探索研究，經濟效益和社會效益顯著，值得同行業參考借鑒。

關鍵詞：指標；生物質燃料；工藝優化；生產實踐

1  引言

我公司鐵前用燃料種類及供應廠家10余種，主要有焦粉、焦面、無煙煤等，受原料進購及庫存影響、配比調整影響，燃料質量波動大影響燒結指標燃料單耗生產成本。通過生產分析及實驗研究，燃料指標是影響燒結燃料單耗及成本的主要因素。本文就引進新料種生產實踐分析論證，生物質燒結燃料使用利于環保控制，優化工藝提升技術水平對降低單耗成本也有用一定的貢獻。

2  燒結生產對燃料指標要求

燒結對固體燃料的質量要求是：固定碳高，灰分低，揮發分低，含硫低。灰分高會使燒結料中酸性脈石增多，進而使熔劑消耗量增加，燒結礦品位降低。揮發分高不僅影響燃燒效率，而且揮發后會在溫度較低的地方冷凝下來，從而惡化料層透氣性，被廢氣帶走的部分則粘結在抽風管道、除塵器內壁、抽風機葉片等處，影響抽風及除塵效率，甚至造成設備事故。一般要求燃料中揮發分低于5%。理想的粒度為0.5-3mm，通常要求為0-3mm。

燃料粒度過大將帶來一系列害處：燃燒帶變寬，影響透氣性。燃料分布不均，大顆粒周圍過熔，而遠處則不能很好燒結。粗粒周圍還原氣氛強，而無燃料處空氣得不到充分利用。布料易產生自然偏析，大顆粒集中在下部，使燒結料層上下部溫差較大，造成上部燒結礦強度較差，下部過熔FeO含量高。

然料粒度過小：燃燒速度過快，難以達到所需的燒結溫度，同時降低料層透氣性，而且過小粒度的燃料有可能被氣流帶走。

我廠內控標準

3  燒結燃料分加技術研究

燒結燃料分加技術是將一部分燃料與燒結混勻礦、返礦、熔劑按配比混合，另一部分燃料在燒結混合料一次混料結束后加入，目的是使這部分燃料外裹在混合料顆粒的表面，保持燃料有較大的活性反應面，提高其燃燒速度，優化反應氣氛。歷史經驗數據表明二次配加，配比不得大于總配比40%。

通過燒結杯試驗表明，燃料分加技術可以提高燒結機利用系數3%～8%，燃料消耗降低0.5～1kg/t。

燃料分加技術能降低固體燃耗的主要原因可以改善料層透氣性，垂直燒結速度加快，碳充分利用，燃燒條件改善，碳沿料層方向分布趨于均勻。

實際生產需綜合考慮燃料分加比例、配合熔劑分加、燃料粒度等對燒結礦相關技術指標的影響，優化燃料分加工藝提高燒結機利用系數、降低燒結燃料消耗及工藝設備安裝實施，實際現場局限可行性還需繼續探討。

4  生物質燒結燃料反應性優化研究

生物質能是人類最早利用的能源，其來源廣泛，儲量巨大而且可以再生。面對礦產資源日益匱乏的現狀，謀求以循環經濟、生態經濟為指導，堅持可持續發展戰略已經成為世界共識，立足保護人類自然資源和生態環境的高度，充分有效地利用豐富的、可再生的生物質資源十分必要。生物質具有多功能、多效益的特點使得生物質能源和生物質利用相關研究具有重要的意義。生物質是多種復雜的高分子有機化合物組成的復合體。其主要化學組成為:纖維素、半纖維素、木質素和小部分的提取物。除此之外，還有少量無機的礦物元素成分:Ca、K、Mg、Fe，它們經生物質熱化學轉換后，通常以氧化物的形態存在于灰分中。生物質能是可再生的清潔能源，應用生物質能替代煤炭類化石燃料進行燒結，其燃燒產生的CO₂參與大氣碳循環，加之生物質燃料低疏、低氮的特點，因而可從源頭降低燒結CO₂、SO₂、NO_x的產生。生物質燃料燃燒后的灰塵及排放指標比煤低，可實現CO₂、SO₂降排，減少溫室效應，有效地保護生態環境。

5  生產實踐階段性研究分析

為降低燒結成本優化單耗指標及改善排放指標，引進新料種進行階段性生產實驗。引進燃料A焦末典型指標如下：

5．1典型燃料指標

燃料質量（典型值）：

表中可以看出其總水偏高，灰分偏高，含硫偏高，固定碳偏低，發熱值偏低。含硫量及發熱值不符合內控標準。

原始粒度（典型值）

表中可以看出其＜3mm達標偏高， 符合內控標準。

5．2階段性生產實踐數據及重點參數對比

第一階段使用參數指標對比分析

使用期間（燃料結構100%），燃料配比3.79%較之前3.60%升高0.19%；固燃單耗65.57kg/t，較之前59.81kg/t漲幅5.75kg/t。燒結礦FeO控制達標 。倉口指標顯示變差，燃料配比、固燃單耗均上升。

使用期間，成品帶粒度組成對比＜5㎜粒級、強度及平均粒徑均上升，有益性較大。

第二階段使用參數指標對比分析

使用期間（燃料結構100%），燃料配比4.04%較之前3.60%提高0.44%，固燃單耗68.54kg/t較之前62.1kg/t漲幅6.45kg/t，燒結礦FeO控制穩定9.26%較之前9.26%下降0.18%。倉口指標顯示變差，燃料配比、固燃單耗均上升。

使用期間，成品帶粒度組成對比＜5㎜粒級、強度及平均粒徑均下降，＜5㎜粒級下降利于提升成礦率，但強度及平均粒徑均下降不利。

5．3對比常規燃料成分指標

指標對比A均較差，水份、揮發分、固定碳、發熱量、硫均超出內控標準。

5．5除塵灰指標對比

除塵灰

配料除塵灰

環保排放指標對比，主要取除塵灰樣進行對比，A使用期間S、K₂O、Na₂O均較使用前后升高。

結論：

1、A焦末原始粒度＜3mm占比達到88%，屬于超細焦末，在燒結機使用可不用破碎，其水份、揮發分、固定碳、發熱量、硫均超出內控標準，指標較常規差。

2、使用期間，燃料配比提高0.19-0.4%、固燃單耗升高5.75-6.45kg/t。

3、鑒于以上原因停止使用A焦末，優化配比及降低成本單耗還需繼續尋找新資源引進研究生產對比。

6  結語

根據市場變化及我廠生產實踐引進新型燒結燃料料種優化工藝是降低燒結成本優化單耗指標的重要措施。

引進新型燒結燃料料種必須全面考慮燃料充分指標及市場變化單價，提升采購及計量體系管理。

燃料分加技術應用試驗表明，燃料分加技術可以提高燒結機利用系數3%～8%，燃料消耗降低0.5～1kg/t。但燃料分加技術要充分考慮燃料分加比例、配合熔劑分加、燃料粒度等影響。工藝設備安裝實施，實際現場局限可行性還需繼續探討論證。

新工藝引進研究要結合實際生產綜合考慮，生產過程參數變化及流程變更指標變化。

生物質燃料使用，可實現CO₂、SO₂降排，減少溫室效應，有效地保護生態環境。重工業污染物的排放必將導致能源轉型，其中生物質能源扮演著重要的角色，經濟效益和社會效益還需繼續研究探索。

參考文獻

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