冯二莲
乌海市包钢万腾钢铁有限责任公司
摘要：乌海市包钢万腾烧结近零压点火生产实践表明，1#/2#点火风箱负压在-4kPa/-8kPa以下实时可控，点火风箱内的积料能够自动顺畅排放，高炉煤气单耗由38.17 m3/t降低到22.35m3/t，改善烧结机料面点火效果，烧结成品率提高2个百分点，取得可观改造效益。
关键词：烧结；近零压；点火
1 概述
点火是烧结工艺的重要环节，也标志着铁矿粉烧结过程的开始，点火效果对表层烧结矿质量、烧结料层透气性、烧结返矿率等指标有着重要影响，同时也直接影响点火介质消耗和烧结工序能耗。钢铁企业中，烧结工序占企业总能耗的12%左右，点火工序的能耗约占整个烧结工序的10%左右，即烧结点火工序能源消耗约占钢铁企业总能耗的1%左右，降低烧结点火煤气消耗对于钢铁企业节能降耗、减污减排具有积极意义。
乌海包钢万腾一台360m2烧结机保供2×1080m3高炉所需的烧结矿，烧结稳定生产和烧结矿产质量水平对铁前系统乃至公司整体效益至关重要。烧结机通过扩容改造，将台车内宽由4m增加到4.5m，台车栏板由700mm加高到900mm，烧结机布料和点火显得尤为重要，生产中台车边部效应加大，尤其使用高炉煤气点火，台车边部点火效果差，返矿量增加，为此推行近零压点火技术，保持原始料层透气性，改善表层点火效果且降低煤气单耗，成品率提高2个百分点，取得可观改造效益。
2 烧结点火负压的现状
1）风箱之间窜风严重，点火负压与烧结负压基本相同，点火负压高。
2）从打开点火炉下风箱（简称点火风箱）蝶阀排料到关闭蝶阀4～6min内点火负压波动大。
3）点火风箱磨损严重，不到半年出现破损漏风现象。
3 近零压点火的好处
1）减少冷空气从点火炉四周吸入，点火炉火焰不内收，改善台车边部点火效果。
2）点火燃料中的可燃成分不被过早地吸入料层，表层固体燃料燃烧缓慢，降低煤气单耗，延长料面点火高温保持时间，提高表层成品率。
3）点火火焰不被拉长，减轻火焰穿透料层深度，降低点火带入烟气中的NOx浓度。
4）保持原始料层透气性，减少料层阻力，抑制边部效应，提高有效风量和垂烧速度，减少进入风箱支管的粉尘量。
5）减轻大风量对风箱支管的冲刷，减轻点火风箱的严重漏风。
6）彻底解决点火风箱排料易卡易阻易堵的现象
4 近零压点火技术措施
1）将点火风箱隔板改造为柔性密封板，柔性密封板与台车体底梁紧密贴合，实现点火风箱分离独立控制，彻底消除风箱隔板窜风的问题。
2）从点火风箱上部引出旁通风管，使点火风箱内风量与排料双行互不干涉，彻底杜绝排料卡阻堵塞的问题。
3）主控室远程自动控制点火风箱风量，实时可调可控点火风箱负压。
4）每隔10米双烟道之间加装连通管道，以平衡双烟道的负压、温度。
图1 点火风箱上部安装柔性密封板代替风箱隔板 图2 点火风箱下部风量与排料分流
5 近零压点火的效果
1）提高料层厚度，改善料面点火效果
料层厚度由830mm提高到900mm，料面点火由泛黄欠火改善为通体青色。
2）相同原料配比，不同料批下烧结负压和点火负压对比
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料批 t/h |
主抽风门开度/% |
烧结负压/-kPa |
点火负压/-kPa |
|||
|
1# |
2# |
1# |
2# |
1# |
2# |
|
|
800 |
85 |
90 |
15.8 |
16.1 |
4.7 |
8.5 |
|
700 |
73 |
76 |
15.4 |
15.8 |
4.6 |
8.6 |
|
600 |
44 |
48 |
13.6 |
13.8 |
4.1 |
7.8 |
|
500 |
35 |
38 |
10.2 |
10.9 |
3.8 |
7.2 |
|
400 |
28 |
31 |
7.6 |
7.9 |
3.4 |
6.3 |
|
350 |
31 |
34 |
7.4 |
7.6 |
3.5 |
5.5 |
|
小结 |
随着料批减小，烧结负压降低，通过调节点火阀开度，点火负压能够随之降低。 |
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3）不同点火负压下，高炉煤气降低幅度不同
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点火负压/-kPa |
高炉煤气降低幅度 m3/t |
总管负压/-kPa |
||
|
1# |
2# |
|||
|
4.0 |
6.2 |
20.6 |
15～15.5 |
|
|
4.3 |
8.4 |
15.5 |
||
|
8.3 |
10.2 |
9.1 |
||
|
11.6 |
13.2 |
4.9 |
||
|
小结 |
（1）一定总管负压下，控制点火负压越低，高炉煤气降低幅度越大。 （2）控制炉膛内静压接近零压 （3）料面点火效果由点火参数和料层厚度决定，表层点火热量下移速度由点火风箱负压决定。近零压点火延长了料面点火高温保持时间，提高表层烧结矿成品率。 |
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4）近零压点火改造前后点火煤气单耗、电耗、内返比较
|
年月 |
煤气单耗 |
总管负压 /-kPa |
点火负压 /-kPa |
燃耗 |
电耗 |
精粉 |
内返 |
烧结矿 |
利用系数 |
||
|
1# |
2# |
1# |
2# |
||||||||
|
2020.01～07 |
38.17 |
15.9 |
16.4 |
15.8 |
16.3 |
57.98 |
42.98 |
22 |
16.7 |
1.93 |
1.34 |
|
2020.08. |
近零压点火改造 |
||||||||||
|
2020.09. |
36.79 |
14.9 |
15.2 |
10.1 |
12.3 |
58.66 |
43.07 |
22 |
15.1 |
1.87 |
1.04 |
|
2020.10. |
27.04 |
10.5 |
10.8 |
5.7 |
7.9 |
55.17 |
42.04 |
25 |
14.6 |
1.94 |
1.15 |
|
2020.11. |
年修 |
||||||||||
|
2020.12. |
26.33 |
15.8 |
15.9 |
6.4 |
9.8 |
55.35 |
41.76 |
20 |
14.2 |
1.85 |
1.22 |
|
2021.01～12 |
22.35 |
16.8 |
16.9 |
4.1 |
7.9 |
54.88 |
41.57 |
23 |
14.5 |
1.85 |
1.36 |
（1）点火风箱负压由-15/-16.8kPa降低到-8kPa以下，高炉煤气单耗由38.17m3/t降低到22.35m3/t，且点火风箱内的积料能够自动顺畅排放。
近零压点火改造完毕后，2020年9月岗位员工对近零压点火的好处认识不足，煤气单耗降低不明显；10月因烧结限产点火煤气单耗较高；12月受高炉煤气质量的影响，煤气单耗仍然较高；从2021年1月起，近零压点火的效果逐渐显现，煤气单耗保持在21.6～22.7 m3/t。
（2）近零压点火下，保持原始料层透气性，点火前后料层收缩量由80～90mm明显减小到55～60mm以内，两烟道负压趋于一致，终点温度易于控制且升高约50℃，电耗由改造前43.24kWh/t降低到41.76kWh/t，与实施近零压点火有关，同时与主抽风机三元流叶轮改造和南烟道取直改向阻力减小风量增大关系密切。
（3）实施近零压点火后，在提高精矿粉配比的同时，内返配比由16.4%降到14.7%，成品率提高近2个百分点。
（4）近零压点火技术改造和2020年11月年修期间风箱支管、大烟道喷涂堵漏，固体燃耗由58.86kg/t降低到54.98kg/t。
（5）近零压点火技术改造前后，因烧结原料配比、烧结矿碱度变化，对烧结矿转鼓强度和粒度组成不做详细分析，但烧结矿外观质量有所改善，粒度组成趋于均匀。
7 结束语
乌海市包钢万腾烧结近零压点火生产实践表明，点火负压基本可调可控在-4kPa/-8kPa以下，点火煤气单耗由38.17m3/t降低并稳定在22.35m3/t左右，点火前后料层收缩量减小30mm，烧结成品率提高近2个百分点，烧结终点位置易于控制且终点温度提高50℃，降低固体燃耗，主抽风机节省电耗，入炉烧结矿粒度组成趋于均匀，取得可观改造效益，投资回报2.3个月。
随着烧结产能的不断提高，近零压点火的好处越来越突显，会在提高成品率降低返矿率、降低固体燃耗等方面进一步发挥其优势。
近零压点火是烧结工艺的提升，是一项易实施、投资少、见效大的技术，具有很好的推广价值。