孙晓波  孙晓东  何晓野

（通化钢铁股份有限公司炼铁事业部 吉林通化   134003）

摘要：本文分析了通钢炼铁事业部烧结工序能耗的现状，采取了一系列降低烧结工序能耗的措施。通过优化烧结配矿、低温厚料层烧结、配料自动化、提高混合料温度、控制燃料粒度、改善燃料分布等措施降低了固体燃耗；通过降低烧结系统漏风率、提高设备作业率、减少设备的空运转时间降低了烧结系统电耗；通过采用微负压点火技术和低温点火技术降低了点火煤气消耗。

关键词：节能措施；工序能耗；固体燃耗；电耗；煤气消耗

1  前言

通钢现有两台360m²烧结机，分别投产于2007年8月和2014年4月，2座2680m³高炉，2座高炉的主要炉料结构是烧结矿、球团矿和天然块矿，其中烧结矿是炼铁的主要原料，占入炉矿配比的78%左右。近几年，随着烧结矿产量的增加，操作技能水平的提高及新技术新设备的投入，通钢烧结工序能耗指标逐年降低，但与国内各大中型钢铁企业相比，仍比先进企业高10kgce/t。通钢根据烧结机的工艺流程和生产特点，采用新工艺、新技术，同时采用新的管理理念和管理措施，把节能降耗与技术进步有机结合，降低了烧结工序能耗，取得了较好的效果。 

2  烧结工序能耗现状  

钢铁企业是能耗大户，能耗是吨钢成本的重要组成部分。烧结工序能耗约占钢铁生产总能耗的8.3％，仅次于炼铁，是钢铁生产的第二耗能大户。烧结工序能耗主要包括固体燃料消耗、电力消耗、点火煤气消耗、动力（压缩空气、蒸汽、水等）消耗，其中固体燃料消耗占70%～80%，电力消耗占13%～20% ，点火消耗占5%～10%。多年来，通钢烧结在节能减排，降低成本方面做了大量工作，也取得了比较好的效果，但与一些先进企业相比，烧结工序能耗指标还比较高，还有一定差距。

3  降低烧结工序能耗的措施

3.1降低固体燃耗  

固体燃料消耗占烧结工序能耗的70%～80%，因此将降低固体燃料消耗作为主攻方向。

3.1.1优化烧结配矿技术  

通钢烧结作业区使用的铁矿粉品种较多，有地方精粉、澳矿粉、巴西混合粉和其他粉矿、褐铁矿等；各种矿粉的成矿条件不同，烧结性能也不同，为发挥各种矿粉的最佳烧结功效，需进行优化配矿的研究。澳矿粉的SiO₂和Al₂O₃的含量较高，但粒度组成较好，具有熔点低、易同化的优点，使用后能降低烧结负压；而巴西矿粉SiO₂、Al₂O₃含量低，但同化性及液相生成的能力差，两者搭配使用，烧结矿的各项经济指标明显提高，对降低燃料消耗起到了关键作用。 

3.1.2梯形厚料层烧结技术的应用

据资料介绍料层每提高10mm可降低固体燃料消耗2-3kg/t，烧结料层提高后，在烧结机速相同的条件下高温保持时间延长，有利于铁酸钙的发育和黏结相的发展，而且料层越厚，料层中下部自动蓄热作用越强，在相同燃料比时料层中下部获得的热量也就越多，料层所能达到的温度也就越高，有利于液相的形成，通过与京唐钢铁烧结的学习交流，实行梯形厚料层布料，为实现梯形厚料层烧结采取的措施如下:

(1)利用蒸汽预热混合料提高料温，消除过湿层。

(2)改善生石灰质量，提高生石灰CaO含量。

(3)稳定生石灰下料量，避免生石灰波动造成的水分波动。

（4）外矿配比增加，透气性过好，将原来的固定式平料器改为可调式平料器。

通过以上措施的实施，2024年上半年烧结机的料层厚度达到了900mm以上，实现了厚料层烧结技术，降低了烧结固体燃耗。

3.1.3提高混合料温度

提高混合料温度，使其达到露点以上，降低过湿层对气流的阻碍而改善料层的透气性，加快燃烧速度，提高台时产量，节约固体燃耗。另外，混合料温度提高后，部分显热可代替固体燃料的燃烧热，降低固体燃耗。主要采取以下措施提高混合料温度:

(1)提高混合料加水温度，混合料加水温度由65℃提高至80℃。

(2)在混合料矿槽通蒸汽预热混合料。经多次试验和设备改进，将原来混合料矿槽四周安装的一排蒸汽喷头改为两排蒸汽喷头，通过调节阀门开度控制蒸汽量，使混合料水分及料温均匀，目前烧结机圆辊处的混合料温度达到了60℃以上。

3.1.4 破碎实行市场化管理

（1）在破碎岗位施行市场化管理，签订包括烧结矿工序成本、破碎后粒级、产量保供、维护费用等指标，与破碎岗位职工收入直接挂钩的承包合同，明码标价，完成合同标准能提高收入，达不到合同要求就要接受考核。

（2）破碎岗位整体市场化承包，人员、设备、费用统归承包人负责管理，责权利统一，按照市场化管理手段，更灵活、更有效的促进破碎岗位各方面工作符合公司发展需要。

（3）通过市场化管理，设备稳定运行，职工收入有所增加。破碎岗位职工工作积极性提高、责任心加强，破碎过程中严格执行合同制定标准，破碎后燃料粒级全面满足烧结工艺需要，推动烧结矿质量、产量提升。 

3.1.5控制燃料粒度，改善燃料分布，降低烧结燃料比

（1）烧结过程的燃烧速度和传热速度相接近，才能实现用尽可能少的燃料达到所需温度。燃料粒度过细时燃烧速度过快，高温保持时间短，燃烧带变薄，铁矿粉之间的黏结不牢固，烧结矿的强度降低，成品率降低。随着铁矿石资源的紧缺，外矿粉比例逐年增加，烧结混合料经混匀、造球、制粒后大于3mm粒级65%左右，外矿粉的大颗粒部分难以熔化，过细的燃料不能满足烧结过程中的热量需求。经实践验证，将焦粉粒度标准重新修订，焦粉小于3mm粒级由65%提升到72%，大于8mm粒级由6%降至2%以内，并制定了燃料粒度的考核标准，这一措施实施后，燃料的粒度发生了明显的改变，提高了燃料利用率，降低了燃料配比。

（2）燃料仓上方安装均粒器，燃料落到均粒器上以后，呈漫反射状落到料仓中，不再形成圆锥状料堆，而是均匀的落下，从而避免了大颗粒燃料向堆角滚落，较好的缓解了粒度偏析现象。

3.1.6精细化管理盯入烧的原燃料质量，稳定烧结燃料比 

通钢烧结使用的燃料有焦粉和无烟煤两种。焦粉主要是高炉筛下碎焦，成分较稳定；而无烟煤的质量波动较大，特别是灰分的波动不但影响燃料的消耗，还会影响烧结矿的碱度。为给烧结创造良好的条件，除对进厂烧结煤的质量提出要求外，在无烟煤进厂时取样，掌握进厂成分，将成分差异较大的在一次料场分开造堆存放，一堆一取，堆、取料采取平铺直取的方式进行预混匀。开始取料向燃料仓库上料时由专人跟踪取断面样，按标准缩分后送化验室检验成分值；烧结使用前再次在燃料破碎后的输出皮带处取样，送化验室化验。经过三次跟踪和数据对比掌握无烟煤的成分，看火工可以有预见性地调整燃料配比，保持烧结燃料比的长周期稳定。 

3.2降低烧结系统电耗

3.2.1降低烧结系统漏风率

烧结生产过程中，吸风机消耗的电量约占烧结生产过程总电量的70%，但较高的系统漏风率将大幅度降低吸风机有效功率，从而导致生产效率降低，能耗增高。为此烧结作业区将烧结机漏风治理列为重点工作，并且制定烧结机漏风治理方案，并要求严格执行，通过对烧结机漏风的治理，烧结机系统漏风率由50.44%降至48.53%，进一步降低烧结机系统漏风率、增加产能、降低能耗。

3.2.2完善台车篦条、挡板

由于烧结生产的连续性，使烧结机台车篦条、挡板长期受到高温侵蚀和热风磨损，篦条与篦条以及烧结机相邻台车挡板之间的间隙不断增大，如不及时更换，篦条与篦条、台车挡板之间将出现松动现象，导致篦条、挡板脱落现象，造成台车表面出洞增大漏风率，引起吸风机耗电量的增加，为解决这一问题，烧结作业区利用每次定修的机会对烧结机篦条、挡板进行紧固和更换。

3.2.3减少设备的空运转时间

(1)在不同季节生产时，根据环冷机料温及外环境温度合理运转鼓风机台数。要求卸料温度控制在60-120℃，每减少一台鼓风机运行，每小时可节约电量710 KWh。

(2)在生产时合理控制吸风机风门开度，满足工艺参数的前提下降低吸风机百叶窗的开度，降低吸风机负荷从而达到降低电量的目的。（主抽风机百叶窗开度由90%调整到60%后，可以降低电流约30A，一小时一台主抽风机可以节约电量300kwh左右）。

(3)组织启机生产时，提起做好设备检查，保证连续稳定启机生产，避免设备空转浪费电能。

（4）精细设备点检，提高设备作业率

推行设备管理系统，使设备处于可控状态。同时根据点检内容制定点检表。对设备进行缺陷、隐患原因分析，并制定治理方案，在大、中、小定修前作业区与维检单位制定检修方案，列出详细的检修项目，按时按点高标准完成检修计划，通过设备的精细化点检烧结机作业率达到了95.97%。

3.3降低点火的煤气消耗

3.3.1采用微负压点火技术

点火器下风箱的抽风压力对点火过程的影响很大，如果抽风负压过大，将会使刚刚铺到台车上的混合料抽得过紧，沿台车纵向上的混合料密度增大，透气性变差。另外未燃烧的可燃成分与废气过早地被吸入料层，降低热利用率，同时造成点火器周围的冷空气涌入炉内，降低点火器炉膛内温度。为此烧结作业区通过与先进单位的交流学习，对烧结机1#风箱进行封堵，降低烧结点火炉炉膛负压，实现微负压点火操作，既保证了点火的效果，又节省了煤气消耗。

3.3.2低温点火技术

合适的点火温度既能把台车上的混合料点燃，又不使表面过熔。为此烧结作业区推行精细化管理操作，完善烧结点火温度自动控制系统，按设定点火温度自动控制，保证点火温度控制在1050±50℃，确保烧结料面无过熔、欠烧现象，通过自动化水平提升进一步降低煤气单耗。

表1  煤气单耗

3.4提升自动化水平，推行精细化管理

（1）进一步改进混合机加水操作，由原来的自动加水升级到智能加水，通过对烧结料水分的精准控制，促进烧结矿质量、产量提高,降低固体单耗。

（2）自行设计、编程，实现了铺底料仓位自动控制，减少了岗位职工劳动量,避免了因铺底料仓监护不及时导致的烧结机停机，提高烧结矿产量。

（3）生石灰仓喷料始终是影响烧结生产稳定的难题，为解决生石灰棚仓喷料问题，通过与兄弟单位的学习交流，在生石灰下料点处制作缓冲仓，当生石灰棚仓喷料时，通过缓冲仓进行调节，减少了生石灰波动，缓解了生石灰棚仓喷料对生产造成的影响，提高了烧结矿质量稳定。

（4）强化绩效考核，为提高各班组成本意识，有效管控生产工艺过程，降低烧结工序能耗，烧结作业区将吨矿电耗、吨矿煤气单耗、吨矿焦粉单耗等主要能耗指标纳入绩效考核，职工收入与班组指标挂钩，进一步鼓舞职工降本增效干劲。

(5）经常性的组织职工经验交流座谈，对影响能耗指标的因素，通过群策群力共同研究解决，通过交流学习，大家不仅使大家互通有无，实现了共同进步，而且还提升了思想认识，为降低能耗打下了坚实基础。

4节能效果

通过上述一系列优化调整和技术措施，通钢炼铁事业部烧结工序能耗指标有了明显的改善，具体如表2所示。

表2  工序能耗

5结论

（1）通钢炼铁事业部烧结工序能耗高，主要是固体燃料消耗高，通过优化生产组织，强化燃料进厂管理等综合技术措施和强化管理，减少了固体燃料消耗，从而降低了烧结工序能耗。

（2）优化烧结过程参数，有效降低了烧结过程的电能和煤气消耗，为烧结工序能耗的降低创造了有利条件。

参考文献

[1] 王维新．中国炼铁技术发展评述[J]．河南冶金，2008，16(4)：4-9． 

[2] 贺先新．浅析武钢厚料层烧结的发展[J]．烧结球团,2004.3