李東升，郭愷熙，劉慧敏，朱夢飛，向小平，黎建軍

（柳州鋼鐵股份有限公司，廣西 柳州 505001）

摘 要：對柳鋼1號360m² 燒結機點火能耗偏高的原因進行了分析，并針對性地提出技術改造措施。通過開展提高燒結料層厚度、新型點火器改造、優化低負壓點火裝置、改進燒結分級布料設施等多項技術改造，實現產線點火煤氣消耗和內返礦率分別降低1.31m³ /t和4.47百分點，取得了顯著的經濟效益。

關鍵詞：點火能耗；厚料層；點火器；低負壓

近年來，鋼鐵工業通過結構調整和技術升級，在節能降耗方面已取得了長足進步，但隨著鋼材市場的供需失衡和企業利潤縮減，鋼鐵企業面臨的成本競爭加劇，可持續發展面臨更嚴峻的資源、能源等挑戰^［1］ 。因此，節能降耗對于提高企業競爭力和企業可持續發展來說，具有非常重要的意義^［2］ 。燒結是鋼鐵生產長流程中的一個原料準備環節，具有高能耗和高污染的特點。據統計燒結工序的能耗占鋼鐵行業總能耗的11%～16%^［3-4］ ，其中煤氣消耗約占總能耗的6%～8%，學者們針對降低煤氣消耗開展了相關研究工作，王召河^［5］ 等通過采取低水厚料層燒結、低負壓點火技術等措施降低燒結煤氣消耗，取得明顯效果；周丹^［6］ 等提出了一種雙預熱點火系統雙爐能耗尋優方法，優化分配通入點火爐爐膛內的點火煤氣目標流量和預熱爐供熱所需的預熱煤氣目標流量，從而降低煤氣消耗總和；馮齊^［7］ 等采取強化點火操作，根據熱值變化自動調節空燃比，有效降低燒結煤氣消耗。本文主要針對柳鋼1號360m² 燒結機在降低煤氣消耗方面所做的改造措施進行闡述，對其應用效果進行分析，以期為同行提供技術參考。

1 現狀分析

1.1 料層厚度偏低

1號 360m² 燒結機臺車欄板高度為 750mm，生產時布料厚度受欄板高度限制，當布料厚度超過 750mm時臺車兩側料層容易崩塌散落，若提高臺車欄板高度則需對燒結機頭尾星輪和單輥進行大規模改造，因此通過優化布料設備來提高料層是小規模改造之首選。

1.2 點火效果不佳

1號 360m² 燒結機采用幕簾式點火爐，因所用焦爐煤氣含有焦油、結晶萘等物質，易造成煤氣連通膠管堵塞，在生產中堵塞點會出現點火效果差甚至未點燃的現象；同時幕簾式燒嘴的火焰較分散，兩排燒嘴間間隔較大，煤氣燃燒熱未得到充分利用。

1.3 點火負壓大

燒結點火就是向機上物料提供足夠的熱源，將混合料表層的固體燃料點燃，在抽風作用下，使燒結過程自下而上進行。一般點火器下方對應的 1號、2號風箱負壓即為點火段負壓，當負壓過高時，從點火爐周圍吸入大量的冷風帶走部分熱量，且有部分煤氣來不及充分燃燒便被抽走，導致點火效果不佳，同時也造成煤氣耗上升。1號360m² 燒結機點火爐膛下方導氣管與大煙道連通，管內電動閥受負壓抽風攜帶物料所沖刷，極易磨損后失去調節功效，且生產時點火負壓高達 12～14kPa，造成部分煤氣來不及燃燒便因負壓作用被抽走，引起煤氣耗偏高。

1.4 輥式布料不易控制

輥式布料器是實現偏析布料的關鍵設備，1號360m² 燒結機所用的七輥布料器采取的是七輥同調方式，在使用中存在調節難度大，篩分效果差，從而引起布料偏析效果不佳，料面表層大顆粒物料較多，為保證點火效果消耗更多煤氣。

2 降低點火能耗的主要措施

2.1 提高料層厚度

燒結機臺車欄板設計高度是 750mm，在不提高欄板高度的前提下，要實現燒結料層厚度的提升，必須保證臺車邊緣料層不散落。為此對臺車料面平料裝置進行優化，燒結機臺車料面新型平料裝置示意圖見圖 1。平料裝置由三部分組成，第 1部分為主平料器，其中部為水平結構，兩側呈圓弧形倒角狀，底腳水平外伸50mm，主平料器垂直高度可調，圓弧倒角底部與上部水平梁距離60mm，為防止平料器與燒結機臺車發生碰撞，平料器兩側邊緣與臺車欄板各留有 50mm距離；第 2部分為臺車邊緣壓料器，壓料器主要由絲桿、絲母及壓塊組成，絲母固定，壓塊固定在絲桿底部，壓塊可隨絲桿沿垂直方向升降，壓塊寬 80mm，緊鄰主平料器底腳；第 3部分為臺車邊緣擋料器，斜置于臺車欄板上部，阻擋混合料外溢。生產過程中，載有混合料的臺車經過平料裝置時，主平料器的圓弧倒角將大部分混合料擠壓至水平段刮平，落在主平料器外側的混合料，在邊緣壓料器和擋料器的共同作用下被壓實成不易散落的水平料面。燒結料面整體近似于“幾”形，確保了物料不外溢，點火不塌方，實現料層高度的有效提升。

2.2 新型點火器改造

針對現有點火保溫爐存在的易堵塞、點火效果不佳等諸多問題，利用產線技改契機將幕簾式點火爐整體更換為雙斜式點火爐，選用套筒式燒嘴代替多縫式燒嘴，使用帶狀高溫火焰直接點火技術，同時在點火爐兩側設置邊燒嘴，提高臺車邊緣給熱強度，消除點火邊緣效應，提升點火質量，以達到降低點火爐能耗、方便點火爐維護及延長點火爐壽命的效果，具體改造如下。

1） 點火爐膛由矩形結構改為前排小、后排大的梯形結構，壓縮點火段容積，提高單位點火強度。

2） 點火燒嘴采用橫向、雙斜、錯列、不等距布置，兩側各增加一組邊緣燒嘴。

3）爐壁兩側增設引火燒嘴，并裝配空煤氣管路、調控閥門及PLC系統，實現遠程自動點火。

雙斜式點火爐投產后，點火效果明顯改善，點火爐改造前后料面對比見圖 2。通過對比觀察：在點火能耗相同的條件下，料面表層生料帶基本消失，料面呈青黑色且邊緣點火效果得到較大改善，燒結內返礦率降低 4%～5%；同時燒嘴清理頻率降低且雙斜式結構方便清理，減少設備運維的勞動強度。

2.3 低負壓點火改造

目前，低負壓點火工藝已得到廣泛應用，點火負壓控制在5kPa左右為宜，采取在1號、2號風箱的導氣管安裝電控閥門進行風量控制，以實現低負壓點火作業。但由于 1號、2號風箱處于燒結過程的最前端，機上料層中部分松散的細顆粒物料會被吸入導氣管，在散料高速沖刷作用下，電控閥門的閥芯極易磨損，從而失去調節負壓的作用。技術人員曾嘗試通過將導氣管彎頭改向以實現風和散料的分離，未有明顯效果。為規避上述問題，對燒結 1號、2號、3號風箱進行系統改造，低負壓點火改造示意圖見圖3。將1號、2號風箱的導氣管及2號風箱與3號風箱之間的隔風板割除，3號風箱與 4號風箱間的隔風板加高加厚，并在隔風板頂部安裝隔風平臺，增加隔風板的耐磨性能，減弱其他風箱對 3號風箱內部負壓的影響；同時在 1號、2號風箱被割除導氣管的位置安裝自動卸灰閥。

燒結生產過程中，因1號、2號風箱與3號風箱有一定距離，且 3個風箱內部風量皆由 3號導氣管提供，因此1號、2號風箱負壓較低?，F場實測：1號、2號風箱處負壓分別為5kPa、6kPa，滿足低負壓點火的工藝需要，落入 1號、2號風箱內的散料經由自動卸灰閥排入下方的散料漏斗內，徹底解決了風箱導氣管易被散料沖刷的問題。

2.4 輥式布料器分區控制

1號 360m² 燒結機布料采用“圓輥+七輥”的方式，因七輥同調存在較大局限，當生產過程中出現偏析布料效果不佳時，難以通過調速手段優化，因此利用技改機會將七輥劃分為“上三下四”分區控制，對上三輥和下四輥的轉速單獨調節，一方面可以更好實現偏析布料，另一方面也增加了當偏析效果不佳時的調整手段，運行后使用效果良好。

3 改造成效

2023年4～7月對1號360m² 燒結機進行技術改造，統計 2023年 1～3月（改造前）和 2023年 8～10月（改造后）的點火煤氣消耗和產品質量，改造前后指標對比見表 1所示。表 1顯示：燒結點火煤氣單耗由改造前的 3.82m³ /t降至 2.51m³ /t，降幅為 1.31m³ /t；內返礦率由改造前的 24.47%將至 20.00%，降低 4.47百分點，降耗工作取得顯著成效。

4 結 論

1） 將幕簾式點火爐更換為雙斜式點火爐，使用套筒式燒嘴代替多縫式燒嘴，有效改善料面點火效果。

2） 通過低負壓點火改造可有效降低點火段負壓至 5～6kPa，在降低點火能耗的同時解決了風箱導氣管易被散料沖刷的問題。

3） 通過“幾”型平料器、邊緣壓料器和邊緣擋料器的組合，解決了料層高度低、點火效果不佳、點火負壓大、偏析布料難以控制等問題，在提質降耗方面取得顯著成效，產線點火煤氣消耗和內返礦率分別降低1.31m³ /t和4.47百分點。

參考文獻：

［1］ 曹繼禮，李連海，聞一帆，等 .萊鋼 265m² 燒結機節能降耗實踐［J］.冶金能源，2013，32（4）：19-21.

［2］ 張瑞年 .淺談燒結節能降耗的技術途徑和措施［J］. 燒結球團，2003（3）：18-20.

［3］ 劉文強，李杰，朱金偉，等 .配碳量對燒結煙氣排放規律的影響［J］.燒結球團，2020，45（1）：61-66.

［4］ 王煒，王珂.降低265m² 燒結機煤氣消耗的對策［J］. 設備管理與維修，2010（9）：60-61.

［5］ 王召河.降低燒結煤氣消耗生產實踐［J］.福建冶金，2019，48（3）：19-21.

［6］ 周丹，王業峰，劉前，等 .帶式燒結機雙預熱點火爐能耗尋優與溫度調節技術探索與研究［J］.世界有色金屬，2021（24）：10-13.

［7］ 馮齊 .八鋼燒結廠 265燒結機降低煤氣單耗生產實踐［C］//第十一屆中國鋼鐵年會.北京：2017：1-3.