中天钢铁低负压点火技术实践研究

宋亚龙  盛建华  刘桐  王博文

（中天钢铁集团有限公司，江苏常州 213000）

摘  要：中天集团第一烧结厂开展低负压点火生产工艺，通过实践研究表明，低负压点火生产工艺可以达到降低煤气消耗，改善料层透气性，增加料层垂直烧结速度，提高烧结矿产量和质量的效果，但由于低负压点火工艺使料层透气性增加，料层结构疏松，自动蓄热功能降低，导致返矿率增加，固体燃耗增加。

关键词：低负压点火；煤气消耗；料层透气性；垂直烧结速度；返矿率

Negative Pressure Ignition Technology Practice Research In Zenith

Song Yalong, Sheng Jianhua,  Zhang Qiaoyu, Liu Tong,Wang Bowen

(Zenith Steel Group Corporation ,Changzhou213000, Jiangsu)

Abstract:The first sintering plant of zenith Group carried out the low-negative pressure ignition production process. Through practice research, it was shown that the low-negative pressure ignition production process can achieve the effect of reducing gas consumption, improving the permeability of the material layer, increasing the vertical sintering speed of the material layer, and improving the output and quality of the sintered ore. However, due to the low negative pressure ignition process, the permeability of the material layer is increased, the structure of the material layer is loose, and the automatic heat storage function is reduced, resulting in an increase in the return rate and an increase in solid fuel consumption.

Key words:Low negative pressure ignition; Gas consumption; Material layer permeability; Vertical sintering speed; Return rate.

烧结点火的是目的是将表面料层点燃，借助抽风作用使料层自上而下燃烧，在点火过程中，表面料层的混匀料会发生一系列的物理化学反应^[1]，随着点火温度的逐渐上升，表层混匀料水分开始蒸发、燃料燃烧并开始形成一定量的液相，在抽风作用下液相逐渐冷却形成一定强度的烧结矿，烧结点火的时间和点火强度对烧结矿的产量和质量都有重要的影响,而点火效果的好坏与点火负压又有着直接的联系^[2]。

目前国内大部分烧结厂都采用高负压点火操作，而高负压点火会使混匀料在通过点火炉后发生严重的收缩现象，使料层的透气性发生恶化，透气性降低^[3]，烧结机产能得不到发挥，另外，由于点火过程中炉膛内负压过高，会导致部分煤气未完全燃烧而被抽到大烟道内，致使煤气得不到完全利用造成煤气消耗增加^[4]。

中天钢铁集团第一烧结厂有两台180m²烧结机，未采用低负压点火操作前料面经过点火炉后收缩现象严重，大烟道内CO含量较高，超过国家规定标准，两台烧结机在采取低负压点火后，料面严重收缩现象得到缓解，料层透气性增加，各风箱负压有所下降，且煤气消耗进一步减少，烧结矿产量和质量都有所提升。

1 研究方法

低负压实施前后混匀料保持不换堆，减少因原料结构发生变化而导致数据偏差过大，混匀料配比如表1所示，且两台烧结机均采用该混匀料，同时保持料层厚度为820mm不变，其他生产操作条件保持不变，同时对两台机点火炉下方1#、2#、3#风箱翻板进行调整，在原始料面温度、点火炉膛温度恒定下，点火炉前移后，确保点火面积不发生变化，根据现场设备安装情况，对1#烧结点火炉前移0.8m，点火炉膛开第2排、3排火嘴，确保过火面积恒定，且保证炉膛温度。2#烧结点火炉前移1.0m，点火炉膛开第2排、3排火嘴。点火炉膛温度在950±50℃，满足烧结料面点火时间及点火强度需求，强化表层烧结并为烧结混合料

固体燃料燃烧热量需求。

调整前后风箱开度如表2所示。

表1 低负压点火实施前后混匀料配比情况

表2 低负压点火实施前后1#、2#、3#风箱翻版开度变化

2 低负压点火实施后对烧结生产的影响

2.1 低负压点火前后风箱负压变化

通过调节点火炉下方风箱翻板的开度，1#、2#、3#风箱负压和总管负压下降显著，各风箱负压变化情况如表3所示。

表3 低负压点火实施前后各风箱负压变化情况

从低负压点火实施前后各风箱负压以及总管负压变化情况来看，各个风箱负压和总管负压均有下降，说明低负压点火工艺可以在一定程度上缓解料层经过点火炉后被抽实的现象，使得料层的透气性得到改善。另外低负压点火实施后烧结机机速由原先的1.46m/min提升至1.5m/min，这也说明低负压点火工艺可以改善料层的透气性，使烧结机产能得到进一步提升。

2.2 低负压点火前后能耗变化

低负压点火前后两台机点火煤气消耗和固体燃耗如表4所示。

表4  低负压点火前后点火煤气消耗情况

从表4中可以看出，低负压点火实施前后两台烧结机点火煤气单耗均有所下降，1#低负压点火实施前后煤气单耗下降7.32m³/t，2#低负压点火实施前后煤气单耗下降6.89m³/t。这是由于采取低负压点火工艺，使得点火炉炉膛内负压降低，煤气可以在炉膛内充分燃烧，缓解了因负压过高，煤气还未充分燃烧就被抽至大烟道内的情况，从而利用较少的煤气就可以满足点火要求，达到降低点火煤气消耗的效果。低负压点火实施后，1#机固体燃耗增加1.6kg/t，2#机固体燃耗增加1.5kg/t，固体燃耗增加是由于低负压点火使得料层透气性增加，导致料层的自动蓄热作用降低，热量损失较多，为了满足烧结过程中矿物颗粒间在高温段发生物理化学反应所需的热量，就需增加固体燃料的消耗。

2.3 低负压点火实施前后烧结矿质量变化

低负压点火实施前后两台机烧结矿质量变化如表5所示。

表5 低负压点火实施前后两台机烧结矿质量情况

从表5中可以看出，低负压点火实施后两台机烧结矿产量均有所提升，1#机产量提升3.51%，2#机产量提升3.51%，这是由于采取低负压点火措施后，料层透气性增加垂直烧结速度加快，终点提前，为确保终点温度保持在合适的位置，烧结机机速适当增加，烧结矿产量增加。低负压点火措施实施后两台烧结机转鼓强度提高，这是由于采取低负压点火工艺后，料层透气性增加，料层的自动蓄热作用有所降低，为了满足混匀料在高温阶段形成液相所需的热量，燃料配比适当增加，烧结矿亚铁含量提高，使得烧结矿强度提高。低负压点火实施后两台烧结机内返率均有所增加，这是由于低负压点火工艺使得料层表面结构松散，再加上机速的提升，使得点火时间降低，表层烧结矿强度变差，返矿量增加。

2.4 低负压点火实施前后烟气CO浓度变化

实施低负压点火前，因点火炉下高负压、高风量，使得煤气未能充分燃烧而被抽入烧结烟气中，使得烧结烟气中CO浓度较高，不利于烧结烟气排放。通过实施低负压点火后，降低煤气流量，降低点火炉膛下风箱负压，对1#风箱封堵降低风量，同时，煤气充分燃烧，抽入烟气中空余煤气降低，使得烟气中CO浓度降低。

对实施前后烧结烟气中CO浓度情况统计如表6所示。

表6 低负压点火实施前后烧结烟气CO浓度变化

1-7月烟气CO浓度平均为5941mg/m3，实施低负压点火后，烟气中CO浓度平均为4695mg/m3，下降1246mg/m3

3 负压点火所产生的经济效益

烧结矿产量共提升380t/d，则年提产烧结矿产量：38×365×99%=13.73万吨，按照烧结全铁54.85%，球团全铁63.6%进行置换，置换球团约11.84万吨，按烧结矿和球团矿价格分别687和921元/吨计，置换效益为1472.13万元/年。

低负压点火实施后点火煤气消耗共降低14.21m³/t，煤气单价按0.3元/m³计算，则每年节约煤气成本为：14.21×0.3×13.73=58.53万元/年。

固体燃耗共增加3.1kg/t，固体燃料成本按1000元/t计算，则每年固体燃耗成本增加：3.1÷1000×13.73×1000=42.56万元/年。

每年可增加效益：1472.13+58.53-42.56=1488.1万元/年。

4 结论

（1）通过调节1#、2#、3#风箱开度可以降低各个风箱负压和总管负压，达到低负压点火的效果。

（2）低负压点火生产工艺可以使点火过程中煤气在炉膛内更加充分的燃烧，减少因点火炉下方风箱负压过高导致煤气未完全燃烧而被抽至大烟道内，达到节约煤气消耗的效果，同时可降低烧结烟气中CO浓度。

（3）低负压点火生产工艺有利于提升料层的透气性，增加料层的垂直烧结速度，达到提产的效果，但由于采取低负压点火生产工艺会导致料层表面结构疏松，表层烧结矿强度下降，返矿率有所增加，另外由于料层透气性增加，导致料层的自动蓄热功能降低，为了达到混匀料颗粒间在高温条件下形成液相所需的热量，固体燃料配比会适当增加。