傳統厚料層燒結工藝方法

有哪些不足之處？

燒結過程是鋼鐵企業煉鐵領域重要工序之一。目前，國內外燒結料層厚度普遍為700毫米~900毫米。基于鐵酸鈣固結理論和自動蓄熱作用發展起來的厚料層燒結技術，因可以獲得優良的燒結礦產質量指標而被普遍采用。厚料層燒結可以充分發揮自動蓄熱作用，降低配碳量，改善燒結礦還原性，提高燒結礦強度和成品率，降低SO2、NOx、CO2的排放量。但是其料層透氣性較差，燒結過濕帶較厚，料層阻力較大，且燒結的電耗較高。

傳統的厚料層燒結方法是將燒結機欄板進行加高改造，改進布料方式，適當縮小輥式布料器間隙，最大限度實現偏析布料。但此種工藝方法存在如下問題：一是燒結混合料的粒度并未改善，料層的透氣性降低；二是燒結料層增加后燒結過濕帶增厚，燒結阻力增大；三是料層增加，燒結負壓增大，燒結電耗增加；四是燒結漏風問題依然存在，限制了燒結料層的增加。

有些鋼鐵企業采取其他措施彌補厚料層燒結缺點，如通過優化原料品種結構、控制燃料粒度技術，以及安裝松料器來改善料層透氣性，多則需要布置3層松料器。此外，有的企業還采取優化制粒技術改善混合機混合、制粒效果以及混合料的透氣性，開發霧化水制粒系統，強化混合料制粒；針對燒結漏風和電耗問題，采取定期檢測燒結機漏風率措施，及時對燒結臺車、燒結滑道進行更換處理，提高有效風量，降低燒結電耗。以上諸多方法技術均是局部改善了燒結料層的透氣性，有些技術還需要額外配備松料器等改善透氣性裝置，但改善效果不佳，使得料層的厚度只能提升至900毫米附近，無法再進一步提升，且以上方法沒有從根本上解決燒結料層提高后帶來的燒結過程透氣性惡化、燒結過濕帶增厚，燒結阻力增大的問題，使得厚料層燒結電耗和固體燃耗增加。

項目有哪些理論技術創新？

其一，超厚料層燒結理論創新。

該項目首創性確立生石灰為超厚料層燒結技術的核心要素，利用生石灰消化生成的Ca(OH)2膠體顆粒微細，分散性好，可以全面改善燒結混合料初始透氣性和過程透氣性，以及CaO在混合料中分布均勻，可改善液相生成條件，促進燃料燃燒的特性，形成了“三高一低”（高混合料水分含量、高白灰熔劑活性度、高混合料溫度，低漏風率）超厚料層燒結理論；提出燒結過程“三同步”理論，即燒結過程燃燒前沿、傳熱前沿與液相前沿三者同步，發展了新型制粒理論、抑制過濕帶理論及促進固體燃料燃燒理論。

其二，生石灰高效消化技術。

生石灰是超厚料層燒結的關鍵因素。為實現全活性石灰燒結，該項目采用生石灰高效消化技術，嚴格把控入廠生石灰活性度（大于300毫升），將燒結水分控制在8.5%±0.5%，且通過90攝氏度熱水改善消化效果，在燒結二混滾筒內安裝錐形逆流螺旋狀襯板，利用錐形結構加長混合料在二混滾筒中的運動行程，延長生石灰消化行程，進一步保證消化效果。生石灰輸送過程采取風力輸送，此舉是為了避免生石灰在傳輸過程活性度降低。另外，為了進一步縮短消化時間，一混噴加熱水的溫度控制在不低于90攝氏度。

其三，燒結混合料超高料溫技術。

為實現生石灰高效消化，該項目配合燒結高水分配比，利用混合料超高料溫技術，通過對燒結混合料料溫研究，形成了超厚料層燒結抑制過濕帶生成理論，采用全活性石灰鈣質熔劑結構，消化放熱量大，不配加石灰石和白云石，減少其分解耗熱；針對超厚料層燒結時易產生的燒結過濕帶增厚難題，開發了燒結一混配加熱水技術、燒結二混制粒噴加飽和蒸汽技術，在燒結混合料料倉內噴加“過熱蒸汽+飽和蒸汽”，提高混合料料溫至76攝氏度~91攝氏度；且燒結制粒過程全過程加溫，提高了燒結混合料的料溫，實現了燒結過程中抑制燒結過濕帶的生成，且充分發揮了燒結水分的潤滑作用。

其四，降低燒結機漏風率綜合技術。

降低燒結機漏風率是實現超厚料層燒結的基礎。通過在臺車靜油板內側安裝斜板，斜板與靜油板和動油板之間構成油槽，通過油槽密封將靜油板的有效密封寬度從70毫米延長至80毫米；在動油板上側安裝彈簧，在彈簧作用下，動油板與靜油板緊密貼合，減少漏風；臺車上下欄板之間采取鑲嵌加固密封方式，減少上下欄板間漏風點且增加臺車欄板的強度，防止臺車欄板外傾；在臺車易漏風點安裝密封封條和密封墊片，臺車漏風問題“逢修必治”，定期更換易損件。上述措施使得更多有效風從燒結料面進入，成功降低燒結風機的電耗，降低了燒結的成本，間接降低了鐵水成本。臺車欄板采用第一欄板、第二欄板和第三欄板鑲嵌組合加高，而非直接螺栓銜接加高，有效降低漏風點，減少漏風，鑲嵌結構有助于欄板整體強度加強，且欄板外側設置加強筋抑制欄板外傾漏風。

經濟效益與社會效益如何？

1000毫米超厚料層燒結關鍵技術應用后可以使得燒結礦還原性指數RI和低溫還原粉化指數RDI+3.15（毫米，標準篩網）分別穩定在80%和72%以上，固體燃料單耗下降至41.85千克/噸，燒結電能單耗也降至27.00千瓦時/噸，漏風率降低到34%，利用系數提升至1.87噸/（平方米·臺時），國內一般料層燒結利用系數為1.22噸/（平方米·臺時），計算可以得出1臺230平方米的燒結機，采用1000毫米超厚料層燒結工藝一天生產燒結礦10322噸，相當于1臺普通360平方米燒結機一天的產量，且燒結礦的質量也得到了保證，并未因產量增加而降低。

同時，該項目每年可減少CO2、SO2、NOX(氮氧化物)排放分別為2980萬噸、6.84萬噸和16.90萬噸，近3年效益總額達到5.6億元。該項目的成功實施，為我國超厚料層燒結發展，提高燒結礦產質量提供了值得借鑒的成功經驗，社會效益十分顯著，包括開發具備自主知識產權的“全活性石灰強化燒結技術”，保障了燒結的長期穩定高產低耗，為國內外鋼鐵企業燒結生產提供了典型范例。