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烧结工艺节能设计探析

发表时间：2021/6/16 来源：《城市建设》2021年6月作者：曹东升马骁

[导读] 钢铁烧结工艺是钢铁生产过程中原料进行融解转化的过程，是炼钢过程中的重要环节，同时也是最为耗能的环节之一。那么采用先进的节能环保工艺应用到钢铁烧结工艺这一环节，对于整个炼钢过程的生产品质、能源消耗和环境保护都是尤为重要的。节能环保工艺对于钢铁烧结环节有何作用，我们该如何充分的利用这个工艺，是我们亟待解决的重要问题。

焦作市迈科冶金机械有限公司曹东升马骁

摘要：钢铁烧结工艺是钢铁生产过程中原料进行融解转化的过程，是炼钢过程中的重要环节，同时也是最为耗能的环节之一。那么采用先进的节能环保工艺应用到钢铁烧结工艺这一环节，对于整个炼钢过程的生产品质、能源消耗和环境保护都是尤为重要的。节能环保工艺对于钢铁烧结环节有何作用，我们该如何充分的利用这个工艺，是我们亟待解决的重要问题。
关键词：烧结，工艺，设计
        1钢铁厂烧结工艺概述
        烧结工艺是钢铁厂整个生产过程中最为重要的环节之一，主要的工作内容是将石灰、铁矿粉以及由焦粉和无烟煤组成的燃料等多种原材料按照相应的较为科学的配比进行均匀混合，在烧结之后，形成具有符合标准强度、粒度的结矿，并以此作为后续炼铁工艺中的熟料。而在该过程中，所谓的烧结工艺，主要是指将粉状物料进行加热，当达到其熔点以下时，物料会逐渐凝结，并形成固体。简单而言，在该过程中，将强度满足需求，而粒度不达标准的精矿、其他辅助性原料进行充分混合，并在烧结机上点燃，使其经过熔化后，重新凝结成块，达到高炉所需要求。应用烧结熟料进行炼铁，能够在较大程度上提升高炉的利用率、透气性，并降低相应的焦比，保障其能够正常运行。在钢铁行业的生存与发展中，若能利用先进的科学手段，优化其节能减排功能，不仅能够顺应国家产业的绿色发展要求，还能在较大程度上降低企业的投资成本，使其能够更为长治久安的发展运营。
        2烧结工艺节能设计的意义
        2.1降低燃料消耗
        在烧结工序中固体燃料的不完全燃烧是烧结热能损失的重要原因，烧结工艺的节能设计，改善了固体燃料的配比，并且增加了相应的助燃剂，增加炉内透气性使得炉内的氧气浓度上升，从而有效减少不完全燃烧的比例，最终保证了固体燃料的充分燃烧。这种方式让烧结过程的边缘效应的比例明显降低，改善了固体燃料的燃烧效果和性能，有利于烧结成品率的提升，并且单位产品消耗的燃料也会相应的降低。
        2.2减少电能消耗
        在整个钢铁烧结工艺中，烧结过程的电能消耗是最为主要的一部分之一，且其中的绝大部分电能消耗都是来自于主抽风机的电耗。因而，烧结过程中的节电设计的关键是抽风机。烧结工艺的节能设计通过工艺上的创新，有效的减少漏风以及保证了低风量操作的可行性，这两个措施相结合最大程度的减少抽风机的电能消耗。
        2.3减少废物排出
        在钢铁厂传统的烧结工艺中，因为固体和点火燃料的大量利用，以及不充分燃烧带来的固体废料和废气，使得钢铁厂的烧结环节不仅产生了大量原料和能源的浪费，也造成了严重的环境污染问题。烧结工艺节能环保设计利用工艺的创新，保证了燃料的充分燃烧，减少了固体和点火燃料的浪费，进而也减少了燃料废渣和废气的排出，达到了保护环境的目的。
        3烧结工艺节能设计
        3.1降低固体燃料消耗
        一是实施厚料层烧结技术。由于烧结过程中，厚料层烧结自动蓄热效果更高，可以有效降低燃料配比；烧结过程的边缘效应的比例降低，有利于烧结成品率的提高，单位产品消耗的燃料降低。所以应该在机器设备允许的范围内逐步增高烧结机结料层的厚度。二是科学回收利用生产过程中的含碳粉尘。

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钢铁企业在烧结以及其它环节中会产生大量的含铁、含碳粉尘，通过控制粉尘中的有害杂质，在烧结环节采用混匀矿、小球烧结等方式加以利用，既代替了一部分固体燃料（例如焦粉），又回收了铁、碳等原材料。三是采取措施改善固体燃料的燃烧效果和性能。固体燃料的不完全燃烧是烧结热能损失的重要原因，可以通过控制燃料粒度以及粒度分布来改善烧结过程中的传热和燃烧速度，从而有效减少不完全燃烧比例。另外，还可以进行燃料结构、燃料投入方法的合理选择，改善燃料的燃烧环境；同时，积极利用催化剂助燃，使得固体燃料充分燃烧。四是强化制粒的科学性。我国烧结生产的大部分原材料由于品位较低往往需要磨得非常细才能选出合格的精矿，所以在烧结工艺的制粒过程中要充分考虑到烧结过程中的透气性以及气体偏流问题，避免能耗的不合理。五是充分利用外部供热。混合燃料之前可以利用热返矿、生石灰以及通过圆筒混合机通入蒸汽、热风烧结来提高烧结料的温度，减少固体燃料的使用。
        3.2回收并利用余热
        在进行烧结工艺的工作时，其整体的热能消耗中有50%以上需要的冷却热废气、废气显热，在实际的工作过程中，烧结结束后，其排放的废气温度能够达到500℃，此时，将其热能进行优良的回收利用能够在较大程度上实现环保、节能的目标。在该工作过程中，首先，要积极推广、应用余热的废气烧结工艺，在该过程中，废气、冷却设备所能带走的热量能够达到其整体烧结工艺所需要的一半热量，热废气烧结工艺可以充分发挥该优势，利用相应的热量对其完成热风烧结工作，该工作能够有效均匀原材料层温度的分布，极大程度地降低由于温度不均、温度不足等原因造成的烧结矿强度不足、粉末偏多等问题，导致浪费固体燃料。其次，有效地利用余热锅炉，在烧结矿中的冷却设备中，安装余热锅炉，能够有效完成热量交换，并产生平均气温达到200℃的蒸汽，而后将其蒸汽的能量转化为电能、热能。
        3.3原材料优化技术
        烧结工艺中的原材料是由多种物质组成的，在烧结之前，原材料的混匀尤其重要，直接影响烧结产品的质量及能源损耗。大小相似及均匀的材料颗粒，是烧结工艺顺利进行的基础保障，并且提高烧结产品质量。除此之外，原材料采用小球与小球团烧结技术，可以使烧结工艺更加节能环保。矿粉经过成球处理可以大幅度地提高混合料中小料球(一般指大于3mm)的数量，从而改善烧结料的透气性和强化烧结过程，特别是对细矿粉烧结效果更好。
        3.4提高自动化生产操作
        现如今的钢铁烧结环节，人工操作方式已经逐渐减少。相对而言，人工操作会降低生产效率。人工操作的时候会兼顾恒产的整个程序，而人力本身就有限，对此影响生产。同时，人存在惰性。如果生产的过程中，人工出现疏忽，就会对生产产品质量产生巨大影响。将自动化生产运用其中，促使生产的所有环节实现自动化操作，可控制生产质量，检测生产环节，预防由于人为因素而产生质量问题，提高钢铁烧结环节的效率，保障生产质量。且自动化生产节省大量的劳动力，降低生产成本，提高钢铁厂的利润。
        4结语
        钢铁厂根据现时代工业发展的要求，不断完善烧结工艺生产环节，更新生产设备，优化生产材料结构是为了提高钢铁厂整体生产力发展水平，为了减少生产中能量消耗，更为了钢铁厂在整个钢铁行业的发展地位。生产力水平高低与节能减排的实现都是影响钢铁厂发展的关键因素，在钢铁厂烧结工艺节能降耗设计上需两者兼顾，才能促进钢铁厂的整体发展，增加经济收益，从而扩大规模，提升钢铁厂在工业发展中的主体地位。
参考文献
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[3]赵斌，张志远，冯俊小，张玉柱，梁海鹰.烧结工序能量平衡及节能诊断分析[J].钢铁，2018（3）：16-18.