新天钢联合特钢实现超厚料层烧结高效低耗有妙招

传统厚料层烧结工艺方法

有哪些不足之处？

烧结过程是钢铁企业炼铁领域重要工序之一。目前，国内外烧结料层厚度普遍为700毫米~900毫米。基于铁酸钙固结理论和自动蓄热作用发展起来的厚料层烧结技术，因可以获得优良的烧结矿产质量指标而被普遍采用。厚料层烧结可以充分发挥自动蓄热作用，降低配碳量，改善烧结矿还原性，提高烧结矿强度和成品率，降低SO2、NOx、CO2的排放量。但是其料层透气性较差，烧结过湿带较厚，料层阻力较大，且烧结的电耗较高。

传统的厚料层烧结方法是将烧结机栏板进行加高改造，改进布料方式，适当缩小辊式布料器间隙，最大限度实现偏析布料。但此种工艺方法存在如下问题：一是烧结混合料的粒度并未改善，料层的透气性降低；二是烧结料层增加后烧结过湿带增厚，烧结阻力增大；三是料层增加，烧结负压增大，烧结电耗增加；四是烧结漏风问题依然存在，限制了烧结料层的增加。

有些钢铁企业采取其他措施弥补厚料层烧结缺点，如通过优化原料品种结构、控制燃料粒度技术，以及安装松料器来改善料层透气性，多则需要布置3层松料器。此外，有的企业还采取优化制粒技术改善混合机混合、制粒效果以及混合料的透气性，开发雾化水制粒系统，强化混合料制粒；针对烧结漏风和电耗问题，采取定期检测烧结机漏风率措施，及时对烧结台车、烧结滑道进行更换处理，提高有效风量，降低烧结电耗。以上诸多方法技术均是局部改善了烧结料层的透气性，有些技术还需要额外配备松料器等改善透气性装置，但改善效果不佳，使得料层的厚度只能提升至900毫米附近，无法再进一步提升，且以上方法没有从根本上解决烧结料层提高后带来的烧结过程透气性恶化、烧结过湿带增厚，烧结阻力增大的问题，使得厚料层烧结电耗和固体燃耗增加。

项目有哪些理论技术创新？

其一，超厚料层烧结理论创新。

该项目首创性确立生石灰为超厚料层烧结技术的核心要素，利用生石灰消化生成的Ca(OH)2胶体颗粒微细，分散性好，可以全面改善烧结混合料初始透气性和过程透气性，以及CaO在混合料中分布均匀，可改善液相生成条件，促进燃料燃烧的特性，形成了“三高一低”（高混合料水分含量、高白灰熔剂活性度、高混合料温度，低漏风率）超厚料层烧结理论；提出烧结过程“三同步”理论，即烧结过程燃烧前沿、传热前沿与液相前沿三者同步，发展了新型制粒理论、抑制过湿带理论及促进固体燃料燃烧理论。

其二，生石灰高效消化技术。

生石灰是超厚料层烧结的关键因素。为实现全活性石灰烧结，该项目采用生石灰高效消化技术，严格把控入厂生石灰活性度（大于300毫升），将烧结水分控制在8.5%±0.5%，且通过90摄氏度热水改善消化效果，在烧结二混滚筒内安装锥形逆流螺旋状衬板，利用锥形结构加长混合料在二混滚筒中的运动行程，延长生石灰消化行程，进一步保证消化效果。生石灰输送过程采取风力输送，此举是为了避免生石灰在传输过程活性度降低。另外，为了进一步缩短消化时间，一混喷加热水的温度控制在不低于90摄氏度。

其三，烧结混合料超高料温技术。

为实现生石灰高效消化，该项目配合烧结高水分配比，利用混合料超高料温技术，通过对烧结混合料料温研究，形成了超厚料层烧结抑制过湿带生成理论，采用全活性石灰钙质熔剂结构，消化放热量大，不配加石灰石和白云石，减少其分解耗热；针对超厚料层烧结时易产生的烧结过湿带增厚难题，开发了烧结一混配加热水技术、烧结二混制粒喷加饱和蒸汽技术，在烧结混合料料仓内喷加“过热蒸汽+饱和蒸汽”，提高混合料料温至76摄氏度~91摄氏度；且烧结制粒过程全过程加温，提高了烧结混合料的料温，实现了烧结过程中抑制烧结过湿带的生成，且充分发挥了烧结水分的润滑作用。

其四，降低烧结机漏风率综合技术。

降低烧结机漏风率是实现超厚料层烧结的基础。通过在台车静油板内侧安装斜板，斜板与静油板和动油板之间构成油槽，通过油槽密封将静油板的有效密封宽度从70毫米延长至80毫米；在动油板上侧安装弹簧，在弹簧作用下，动油板与静油板紧密贴合，减少漏风；台车上下栏板之间采取镶嵌加固密封方式，减少上下栏板间漏风点且增加台车栏板的强度，防止台车栏板外倾；在台车易漏风点安装密封封条和密封垫片，台车漏风问题“逢修必治”，定期更换易损件。上述措施使得更多有效风从烧结料面进入，成功降低烧结风机的电耗，降低了烧结的成本，间接降低了铁水成本。台车栏板采用第一栏板、第二栏板和第三栏板镶嵌组合加高，而非直接螺栓衔接加高，有效降低漏风点，减少漏风，镶嵌结构有助于栏板整体强度加强，且栏板外侧设置加强筋抑制栏板外倾漏风。

经济效益与社会效益如何？

1000毫米超厚料层烧结关键技术应用后可以使得烧结矿还原性指数RI和低温还原粉化指数RDI+3.15（毫米，标准筛网）分别稳定在80%和72%以上，固体燃料单耗下降至41.85千克/吨，烧结电能单耗也降至27.00千瓦时/吨，漏风率降低到34%，利用系数提升至1.87吨/（平方米·台时），国内一般料层烧结利用系数为1.22吨/（平方米·台时），计算可以得出1台230平方米的烧结机，采用1000毫米超厚料层烧结工艺一天生产烧结矿10322吨，相当于1台普通360平方米烧结机一天的产量，且烧结矿的质量也得到了保证，并未因产量增加而降低。

同时，该项目每年可减少CO2、SO2、NOX(氮氧化物)排放分别为2980万吨、6.84万吨和16.90万吨，近3年效益总额达到5.6亿元。该项目的成功实施，为我国超厚料层烧结发展，提高烧结矿产质量提供了值得借鉴的成功经验，社会效益十分显著，包括开发具备自主知识产权的“全活性石灰强化烧结技术”，保障了烧结的长期稳定高产低耗，为国内外钢铁企业烧结生产提供了典型范例。