1、 前言
烧结生产是钢铁企业生产中的重要环节之一,消耗的能量约占钢铁企业的10%,节能降耗始终是烧结工作的重点,尤其是在当前激烈竞争的钢铁市场,节能降耗无论是对增加企业的市场竞争力,还是对企业的持续发展来说,都具有十分重大的意义。作为烧结工作者,在确保烧结矿质量的前提下,降低烧结工序能耗,降低烧结矿成本是我们一直攻关的方向和追求的目标。
2、宝钢烧结工序能耗现状
宝钢股份炼铁厂现有3台450m2烧结机,分别于1985年8月、1991年.6月和1998年4月点火投产。多年来,坚持推行厚料层低温烧结工艺技术,宝钢股份炼铁厂主要的烧结技术指标尤其是工序能耗在国内外的同行中处于较好水平,一直保持在57-60kgce/t-s的水平。
近年来,随着钢铁市场竞争日趋激烈,宝钢股份炼铁厂逐步开展了低价矿石烧结技术的研究,特别是在提高褐铁矿比例方面作了大量的工作,褐铁矿在烧结混匀矿中的配比已从1997年的14%提高至2002年的35%。在此过程中,褐铁矿配比的提高虽然给烧结操作带来一定的难度,对烧结矿质量和产量有一定的影响,但通过采取一系列的技术措施和先进操作法,基本稳定了烧结矿质量,满足了高炉要求。 由于褐铁矿有结晶水含量高、矿核易崩化、烧结时要求的适宜水碳条件要求高等特点,随着褐铁矿用量的不断增加,烧结工序能耗同步出现明显的变化。根据宝钢生产实践数据的回归分析,褐铁矿每增加1%,工序能耗将上升0.25—0.30kgce/t-s左右。进入2002年5月份以来,褐铁矿配比上升到35%以上时,烧结工序能耗持续上升,呈现出能耗上升的“富集”现象。在产质量指标基本保持稳定的情况下,能耗指标的持续上升已经成为烧结工序最大的问题。
3、 节能降耗的技术措施
宝钢股份炼铁厂针对具体情况,从完善相关设备的控制性能、优化过程控制参数、提高过程控制水平、稳定烧结生产过程等几个方面着手,通过实施多项技术措施,扭转了烧结工序能耗上升的势头,将其控制在一个较为合理稳定的水平。
3.1 实现燃料破碎流量的自动控制
宝钢烧结的燃料破碎系统采用两段筛分、两段破碎的流程,其中第二段破碎使用棒磨机进行。自开工投产以来,棒磨机的破碎流量都是现场岗位工根据中控指令,通过手动调节中继槽下料闸门的开度来控制。当槽位发生变化,或来料性状变化时,流量容易发生波动,导致棒磨机出口粒度发生波动,从而使焦粉平均粒度波动,最终影响烧结过程。
通过对现场设备的分析调查,将下料溜槽、控制阀门及裙板形状进行了改造,修改控制程序,通过变频马达实现了棒磨机流量自动控制。棒磨机装棒量发生变化时,根据经验公式推导出理论流量,再结合棒磨机出口粒度组成进行修正,然后随着棒的磨损情况进行流量的递减,中控只要设定好有关参数,程序能自动跟踪调整棒磨机流量。从2003年1月底投入以来,焦粉平均粒度的极差明显减小,粒度组成得以稳定,为烧结过程的稳定和能耗的降低创造了良好条件。
3.2 改变二混添加水形式
二混添加水原来是在混合机头部由三根圆形水管集中加水。褐铁矿等粘性亲水性物料比例明显上升后,该加水方式的缺点体现出来。具体的表现为部分料过湿而成团,部分料过干而无法成球,混合料平均成球性能变差。由于二混出口到烧结机头有较远距离,水分挥发较快,过湿成团料的水分挥发后又恢复到二混之前的状态,从而使烧结料的平均粒度下降,影响了料层透气性。利用定修的机会对二混添加水系统进行了两个方面的改造。一是将圆形水管改成强力雾化喷头,二是将加水点的位置进行了优化。改造完成后,可以根据物料组成和料流量决定雾化喷头的投入数量和位置,使添加水最合理地喷洒在混合料表面,增强混合料表面的毛细作用。生产实践表明,改造后混合料的造球性能明显改善,混合料平均粒度增加&’,烧结料层的透气性提高6%。
3.3 料层表面压密处理
烧结料层布料质量的好坏,直接影响着烧结成品率,而成品率的高低很大程度上决定了能耗的高低。对布料表面的要求除布平外,还要求台车宽度方向上装入密度能够满足抽风制度的需要。因此,对料层表面的处理不仅限于平整均匀,更重要的是可以根据风量分布情况作局部调整。 在烧结过程稳定,烧结负压良好的前提下,首先采用特制刮料板对料层表面实施刮平、压料,然后在刮料板后增设一排角度、重量可调的压密板,按照)*+温度曲线的变化情况进行局部调整,再进入点火炉点火烧结。 通过两次表面压密处理,使台车宽度方向上的气流分布趋于均匀合理,机尾断面红火层均匀性明显好转。
3.4 强化热风烧结
宝钢1DL和3DL点火保温炉的助燃空气和保温气体取自环冷机头部的热废气。在正常生产时,环冷机热废气温度可达300-500度,送入保温炉保温的最大空气量可达80000Nm3/h,有两个流量调节阀可在0-100%范围内调整,流量容易控制。实施前保温炉第二段的空气流量一般只利用30000Nm3/h左右,还有很大的调整余地。 保持炉膛压力不变,通过调节风箱开度和加大余热废气的使用量,结合保温炉出口料面情况和风箱温度,逐步将保温炉第二段的空气流量提高50000Nm3/h,左右,相当于每小时增加270Kg标煤的热量,对改善表层烧结矿质量和降低能耗起到良好的促进作用。
3.5 优化2号机BTP控制曲线
2号机由于点火保温炉短,又没有热风保温,其产质量和焦粉单耗指标一直不如1号机和3号机。从风箱温度的分布分析,主要是上层烧结速度过快,冷却速度也过快,为维持烧结矿成品率,不得不靠多加固体燃料来强化烧结过程。根据2号机的实际状况,调整了BTP控制曲线,合理控制中后部风箱的废气温度,减缓了表层烧结速度,使烧结料层内部的最高温度得以提高,从而减少固体燃料的投入。 将2号机风箱温度进行优化后,原来由大烟道带走的部分热量转化为机尾烧结饼的显热,从而可以提高环冷机锅炉入口的废气温度,使余热锅炉的回收蒸汽产量有较大幅度的提高,进一步降低烧结工序能耗。
4、 节能降耗的效果 通过实施多项技术措施,自2003年2月份以来,烧结工序能耗上升的趋势得以扭转。各项措施固化后,能耗逐步回落,最终稳定在61.0kgce/t-s左右的正常水平。
5、 结语 随着褐铁矿配比的不断提高,烧结工序能耗持续上升,如不采取有效措施,将会呈现出能耗上升的“富集”现象; 宝钢炼铁厂通过实现燃料破碎流量的自动控制、改变二混添加水形式、料层表面压密处理、强化热风烧结以及优化2号机BTP控制曲线等一系列技术措施,将工序能耗降低并控制在一个较为合理的水平上。