浅析钢铁厂烧结工艺的节能降耗设计

刘超

（中冶长天国际工程有限责任公司 长沙 410007）

浅析钢铁厂烧结工艺的节能降耗设计

刘超

（中冶长天国际工程有限责任公司 长沙 410007）

钢铁行业目前面临产能过剩的状况，其经济效益出现滑坡，影响了行业发展，给国家的节能环保工作带来压力。钢铁厂烧结环节的能量消耗最为严重，因此需要通过技术创新，积极改进其烧结工艺。本文针对钢铁厂的烧结工艺节能降耗设计进行了探讨，以供参考。

钢铁厂；烧结；节能降耗；设计

1 引言

出于现代工业发展实况，钢铁厂必须通过不断完善烧结工艺，采取优化生产材料与设备的措施，从而提高钢铁厂的整体生产力发展水平，降低生产过程中的能量消耗。由于生产力水平的高低和节能减排，都将影响钢铁厂的发展，钢铁厂在烧结工艺节能降耗设计上，应当两者兼顾，从而提高工艺水平，增加经济收益。

2 钢铁厂烧结工艺概述

钢铁厂的烧结工艺，指的主要是通过加热粉末、粉末压坯等，使其温度低于其中基本成分的溶点，然后采取有效性措施，将其冷却至室温的过程。钢铁厂的烧结环节目的在于让粉末之间产生粘结，从而增加烧结体的强度，然后将粉末颗粒聚集体转化为晶粒聚结体，最终得到生产所需的机械、物理性能材料。而钢铁厂烧结工艺的具体技术与流程，对于烧结最终生产所得产物的质量、产量等，都存在直接的影响，所以，我国各钢铁厂也应当重视先进性技术指标的应用，尽可能采用最为合适的烧结工艺流程和操作方法。经过对当前钢铁厂烧结工艺实际应用情况的详细分析。

3 钢铁厂烧结工艺的节能降耗设计

3.1 烧结材料的节能降耗措施

3.1.1 采用厚料层烧结原料

在烧结的过程中，传统采用的薄料层烧结技术存在的缺陷主要在于，其实施过程中对于材料的浪费较为严重，同时还会对钢铁厂环境造成很大的污染，进而严重影响钢铁厂内整体的空气质量。而随着烧结工艺的优化创新，目前大部分的钢铁厂烧结环节，开始采用厚料层烧结原料，因为厚料层的烧结原料能够有效保证烧结工艺的质量，且具有良好的透气性，因而减少了烧结工艺带来的污染，提高了钢铁厂的空气质量。此外，一些相对先进的钢铁厂在大力提倡厚料层烧结原料的同时，还通过添加生石灰强化剂，强化料层的透气性，促使厚料层烧结原料在烧结工艺中，得到更好的提炼，从而获得质量更好的材料，同时还降低了生产过程的能量损耗，起到节能降耗的作用。

3.1.2 生石灰加热水消化设计

钢铁厂烧结工艺为了节能降耗，会利用生石灰来加热水消化，从而促进石灰完全消化。设计人员应当在实际节能降耗的设计中，重视生石灰的合理应用，以确保生石灰质量的稳定为前提，将其当作烧结溶剂，采取生石灰加热水消化方式，促进生石灰消化，使其能够改善烧结碳酸盐分解耗热问题，从而提高混合料温度，改善料层的透气性，促进节能降耗。需要注意的是，在此过程中，应当将生石灰的消化时间稳定在1min以内，而将烧结料的温控制在68℃以下。

3.1.3 高碱度烧结的运用

烧结技术已经从传统的酸性及自熔性烧结，相高碱度烧结技术转变，这是因为高碱度烧结技术更加适用于当前不断发展中的钢铁厂烧结工艺。高碱度烧结技术的应用，对于钢铁材料的回收、利用等方面，也具有良好的还原性，能够回收废弃钢铁材料，进行二次利用，从而还原材料原本的利用率，在烧结工艺中发挥节约能源、降低钢铁厂损耗的作用。

3.1.4 采用小球、小球团烧结工艺

运用小球、小球团烧结工艺，能够降低钢铁厂烧结工艺中的能源消耗。由于小球烧结工艺的原理，在于小球烧结可以将烧结工艺中存在的大量燃料，粘于在其表面上，从而改变烧结工艺中燃料所处状态，给予燃料以一定空间感，让燃料能够与空气中的氧气进行充分接触，使燃料产生强烈的燃烧反应，进而达到减少烧结残余燃料，使燃料得以充分利用，提高了钢铁厂的能源利用率，降低了生产成本。

3.2 烧结过程中的污染治理

在钢铁厂的烧结工艺过程中，往往会排放较多污染物，例如其中包含的SO2比例仅次于焦化过程。烧结过程所产生的污染物通常包括二氧化硫、二氧化氮以及二恶英污染等。由于烧结废气中，硫主要来自于铁矿石中的硫化铁成分，或者燃料中存在的有机硫等；而烧结废气中的氮，则是来自于燃料或空气；二恶英则是来自于氯化环芳烃类化合物，属于毒性相对较大的化合物，会对人类健康带来严重威胁。

针对烧结工艺产生污染物问题的治理，对于钢铁厂来说至关重要，同时也是钢铁企业社会责任的重要表现。而针对不同污染物，所采取的工艺设计、治理方法也存在差异：①粉尘的处理，通常可以通过设置旋风除尘器、布袋除尘器或者电除尘等方式去除；②二氧化硫，一般可以使用各种脱硫装置来去除，而对于不同的脱硫装置，具体操作方法又有所不同，其中尤其以石灰-石膏法的应用最为广泛，效果也最好，其去除率往往能够达到90%以上；③NOx的排除，首先需要设置节能型点火装置，并安装专用装置，最后采用合适的催化剂，实现脱氮。

3.3 烧结设备节能降耗设计

3.3.1 余热回收利用设计

为了实现烧结的节能降耗，重视钢铁厂烧结工艺余热回收利用设计同样重要。例如，当前钢铁厂会使用较为广泛的翅片管式蒸汽发生系统，实现余热回收利用，利用余热传送高频焊接制片管，充分回收冷动机中的烧结烟气、废气等中的余热，然后再进行二次利用，从而有效地推动烧结工艺工作的进程，减少钢铁烧结的能源开支，实现节能降耗。

3.3.2 大型烧结设备的配置设计

为降低烧结工艺中的材料浪费问题，降低环境污染，钢铁厂需要摒弃以往的小型烧结设备，换用大型烧结设备，以起到节能降耗的作用，为钢铁厂创造最大化利益。①大型烧结设备的应用，可以合理利用资源，减少烧结过程中一些不必要的资源浪费；②大型烧结设备所生产出来的材料质量相对好，因而能够减少返工的概率，从而在一定程度上节约了制造的时间，提高了钢铁厂的实际工作效率；③大型烧结设备在烧结的过程中本身具有节约资源的效果，因而能够大大降低整个生产过程的成本，从而达到提高钢铁厂整体经济效益的目的。

3.3.3 合理运用变频技术

钢铁厂的烧结工艺中，往往需要运用多种设备，例如水泵、尘风机、烧结风机等，这些都是烧结工艺生产中的常用设备，如果能够在这些设备中合理加入变频技术，将能够更好地开展烧结生产。变频技术的应用，可以根据生产实际需求，自动变换生产设备中，往往所需的电能功率、转动频率都能自动调整，让设备及时进入工作状态。如果通过变频技术的自动频率转换，即可合理调整设备频率，结合生产所需的自动转换频率，以减少不必要的能量消耗，在一定程度上大大减少了生产中水电能源的浪费，提高了整个钢铁厂生产技术水平。

3.3.4 自动化生产操作

当前的钢铁厂烧结工艺中，已经不再过多地运用人工操作烧结生产方式，主要原因是：①传统人工操作的生产效率较低，由于操作人员往往需要兼顾各个生产程序的运行顺利，而人力是有限的，因而会阻碍生产；②人本身存在惰性，如果生产操作人员出现了工作的疏忽问题，将会直接影响产品质量。

针对这种情况，可以引入自动化的生产操作模式，在生产全过程中都应用计算机自动化操作，严格检测生产过程，把控生产质量，从而避免因为人为因素所造成的产品质量问题，进而提高烧结工艺生产效率，保证生产质量。同时，自动化生产操作方式还能够为钢铁厂节省大量的劳动力，从而降低生产成本，增加钢铁厂利润额，促进钢铁厂的长远发展和社会经济地位。

4 结语

钢铁厂面对当前迅速发展的科学技术，不断改进完善的烧结工艺生产环节，通过更新生产设备、生产原料，优化生产模式等方式，提高钢铁厂的整体生产水平，从而减少生产过程中的能量消耗，提高生产水平和节能减排，在钢铁厂烧结工艺节能降耗设计上需两者兼顾，才能真正节约成本，提升钢铁厂的经济效益。

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[2]赵彦军.球团、烧结节能设计生产工艺与技术[J].科技风，2013（14）：72.

[3]刘山平，周江虹，刘益勇，等.调整工艺参数、实现烧结节能[J].烧结球团，2012，37（5）：25～29.

TF046.4

A

1004-7344（2016）08-0257-02

2016-3-2

刘 超（1983-），男，工程师，本科，主要从事烧结工程设计工作。