八钢430m2烧结降低工序能耗的实践

八钢430m2烧结降低工序能耗的实践
摘要:八钢430 m2烧结机从设计伊始就综合考虑各种节能措施,从各个工序中的固体燃耗、电耗、水耗、煤气消耗、提高混合料温度等方面阐述降低烧结工序能耗的主要途径、方法。

并总结了八钢烧结分分厂在节能降耗方面所采取的主要措施及取得的效果。

关键词:烧结混合料温度工序能耗措施
烧结工序作为钢铁冶炼的首道工序,其能耗约占钢铁生产总能耗的8～10%,降低烧结工序能耗对于提高钢铁企业的经济效益具有重要意义。

烧结工序能耗包括煤气消耗、固体燃料消耗、电力消耗、动力(压缩空气、蒸气、水等)消耗等,其中固体燃料消耗占75%～80%左右,电力占13%～20%,热能消耗约占5%～10%)。

八钢烧结厂430m2烧结机2009年进行初步设计,2010年4月开始建设,2011年7月投产,设计各项能耗指标。

为降低能耗,430m2烧结机在设计之初就采用各种节能措施,投产后通过不断的科学管理和优化,2012年烧结工序能耗不断下降,达到较好的水平。

1 降低烧结工序能耗的主要措施
1.1 烧结混匀料中配加氧化铁皮、瓦斯灰
氧化铁皮、瓦斯灰作为钢铁冶炼的固体废弃物不易处理,由于其氧化放热可以作为烧结燃料使用,既可废物利用,也能降低烧结固体燃料消耗。

因此,在烧结混匀料中按一定比例配加氧化铁皮、瓦斯灰能够降低固定碳的配加量,从而降低工序能耗。

FeO+O2=Fe2O3+Q
C+O2=CO2+Q
氧化亚铁、瓦斯灰在烧结过程中与氧气发生氧化放热反应。

1.1.1 降低固体燃料的消耗
固体燃料消耗在烧结工序能耗中占的比重最大,达75%～80%,降低工序能耗首先要降低固体燃料的消耗。

在整个烧结工艺过程,影响固体燃料消耗的因素主要有各种含铁原料的物理化学性质、混合料的温度、混合料水分、混合料的粒度组成、固体燃料的粒度组成、烧结料层厚度、生石灰消化、熔剂的性质及添加量等。

1.1.2 提高烧结混合料温度,强化制粒效果
八钢的预热装置由废加热气炉、冷风混气室,蒸气混气室、温度及流量控制系统,废气喷嘴等组成。

自制加热炉利用钢铁厂廉价煤气作为热源,煤气和空气在废气炉内燃烧产生高温废气,温度控制在1200度左右,废气进入冷风混气室,引入一定量的冷风,废气温度降低到一定的范围内,在进入蒸气混气室,使废气达到超饱和蒸气压,在逆料流
方向进入混合机。

进入混合机的是超饱和废气,温度可以达到500°以上,而且温度及流量可根据上料量进行调节,同时不会带走混合料的水分,有利于造球,热交换的效果好可达到80%以上。

(如图1)
八钢烧结厂自从新区投产以来,一直使用生石灰消化作为提高烧结混合料温度的措施强化烧结制粒效果,生石灰要求氧化钙有效成分大于85%,活性度大于310 ml,消化器长度4 m,使得生石灰消化更加充分,不仅可以提高混合料温度,减少或消除过湿层,改善料层透气性,而且生石灰消化生成的消石灰胶体颗粒有凝聚作用,有利于混合料的成球,并提高了料球强度,改善了混合料的透气性,为厚料层烧结创造了条件。

混合制粒分两段,设计时混合制粒机选型时就相对较大,一混采用20000×4000混合机,倾角2.6°,混合制粒时间2.55 min,二混配制二台20000×4000混合机,倾角1.6°,制粒时间4.14 min,通过这些方法,使送往烧结机的烧结料温度可达60℃左右,制粒后混合料中＞3 mm粒级达到65%以上,为节能降耗、提高产量创造了条件。

1.1.3 厚料层烧结
八钢烧结厂430 m2烧结机台车为1500×4500×750,烧结混合料料层厚度为700 mm,在抽风烧结过程中,台车上部的烧结饼受空气急剧冷却的影响,结晶程度差,玻璃质含量高,强度差。

随着料层厚度的增加,强度差的所占的比重相应降低,成品率相应提高,返矿率下降,进而减
少了固体燃料消耗。

烧结料层的自动蓄热作用随着料层高度的增加而加强,当料层高度为180～220时,蓄热量只占燃烧带热量总收入的35%～45%,当料层厚度达到400 mm时,蓄热量达55%～60%。

因此,提高料层厚度,采用厚料层烧结,充分利用烧结过程的自动蓄热,降低烧结料中的固体燃料用量。

1.2 降低电耗
电耗在烧结工序能耗中是仅次于固体燃耗的第二大能耗,约占13%～20%,而烧结主抽风机的电耗又占烧结电耗的50%,因此,降低电耗特别是降低主抽风机电耗也是降低烧结工序能耗的重要措施。

为此,利用每次烧结检修对烧结烟道、双层卸灰阀、固定滑道、膨胀节、台车的漏风点逐一排查、焊补、更换。

定期对机头、机尾密封板检查处理。

对机头电除尘的壳体、卸灰阀、人孔门等漏风点仔细检查并焊补更换,从而减少主抽风机的漏风,降低烧结电耗。

1.2.1 汽轮机拖动主抽风机
为降低烧结电耗,430 m2烧结机主抽风机设计之初即采用汽轮机拖动,其主要的优点是:一是钢铁厂产生的各种煤气可直接用于烧锅炉,能源廉价,有利于厂内的能源循环利用;二是由于汽轮机直接推动风机,减少了由热能转化电能在电能转化机械能的中间环节,有利于节约能源。

汽轮机拖动启动和停机过程,由于汽轮运行稳定,故障率低,一般汽轮机不检修。

在烧结产线检修和故障停机时,关闭汽轮机汽门,脱开风
机与汽轮机的离合器,汽轮处于盘车状态或热机状态。

一但启动合上离合器,打开汽门就可以开机,时间较短,为了保证蒸汽的供应,八钢烧结机汽轮机用的锅炉与高炉的汽轮机锅炉共有一个备压锅炉,随时可以调节蒸汽量满足生产需足。

烧结台车和首尾风箱(密封板)、台车与滑道、台车与台车之间的漏风占烧结机总漏风量的80%以上,因此改进台车与滑道之间的密封形式,特别是首尾风箱端部的密封结构形式,可以显著地减少有害漏风,增加通过料层的有效风量,提高烧结矿产量,节约电能。

另外,及时更换、维护台车,改善布料方式,减少台车拦板与混合料之间存在的边缘漏风等,都可以有效地减少有害漏风。

1.3 使用炼钢污水替代清水降低清水消耗
钢铁行业是水资源消耗的大户,如何做好水资源的重复利用,节水减排,也是各厂节能重点工作。

炼钢污水是钢铁工业除炉渣以外产生量比较大的液体废弃物,其资源化利用水平直接影响钢铁企业资源利用率、经济效益、社会效益和环境影响。

炼钢污水理化性能因炼钢工艺、炉况的变化和除尘回收系统的不同而有所差异。

八钢430 m2烧结机配料系统设计了5000×6000×3000污水池,炼钢污水由罐车拉运倒置污水池,油污泥泵将污水定量集中配加到生石灰消化、混合机、制粒机,其主要性能见表3,主要特点是:(1)粒度细,含水量高(80%左右);(2)污水粘性强,成球性好,而且与其他物料混合后,有利于物料造球制粒;(3)TFe品位高,含有CaO、MgO等有用成分,并且碱性物含量也较
高,具有很高的再资源化利用价值,有利于提高钢铁企业提高资源利用效率。

配加炼钢污水后,基本能够满足烧结生产需要,基本不需要增加清水消耗,每天消耗量在500～600 t,而且使用炼钢污水对烧结生产有以下优点:(1)节约生产用水,降低水耗;提高烧结矿全铁品位;(2)减少污水倒运次数,减少倒运成本;(3)废物再利用,节约资源;(4)提高烧结混合料制粒效果,提高烧结产能;(5)减少污水排污,降低环境污染。

2 结语
八钢烧结分厂430 m2烧结机在设计时就考虑了在降低工序能耗上下功夫,混匀料中配加氧化铁皮、瓦斯灰,设计了加热炉、蒸汽、生石灰消化器配水幕除尘对混合料进行加热提高混合料温度及制粒效果,主抽风机采用汽动风机降低电耗,节能点火器、厚料层烧结、设备采用变频调节、充分利用炼钢污水替代清水等一系列节能降耗的手段和措施,通过这些措施2012年烧结工序能耗降低到35.5 kg/t-s。

为企业创造了较好的经济效益和社会效益。