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新世紀(jì)我國(guó)燒結(jié)生產(chǎn)技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀與展望

時(shí)間:2020-05-18 15:56來(lái)源:北京科技大學(xué) 作者:許滿興 點(diǎn)擊:
摘要 本文論述了搞好燒結(jié)生產(chǎn)對(duì)高爐煉鐵改善指標(biāo)、減排和降低成本的重大價(jià)值,介紹了我國(guó)新世紀(jì)以來(lái)燒結(jié)生產(chǎn)的主要技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo),對(duì)我國(guó)新世紀(jì)燒結(jié)生產(chǎn)技術(shù)和質(zhì)量進(jìn)步進(jìn)行了分
  • 摘要  本文論述了搞好燒結(jié)生產(chǎn)對(duì)高爐煉鐵改善指標(biāo)、減排和降低成本的重大價(jià)值,介紹了我國(guó)新世紀(jì)以來(lái)燒結(jié)生產(chǎn)的主要技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo),對(duì)我國(guó)新世紀(jì)燒結(jié)生產(chǎn)技術(shù)和質(zhì)量進(jìn)步進(jìn)行了分析,最后對(duì)進(jìn)一步改善我國(guó)燒結(jié)生產(chǎn)工藝技術(shù)和質(zhì)量指標(biāo)提出了幾點(diǎn)展望

    關(guān)鍵詞  燒結(jié)工藝  技術(shù)質(zhì)量指標(biāo)  節(jié)能減排  降低成本

    1. 改善燒結(jié)生產(chǎn)工藝技術(shù)和質(zhì)量指標(biāo)的重大價(jià)值

    燒結(jié)礦一直以來(lái)都是我國(guó)高爐煉鐵的主要原料,它主要決定著我國(guó)高爐冶煉

    的生產(chǎn)技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo),我國(guó)高爐煉鐵近幾十年來(lái),燒結(jié)礦的比例基本上占高爐爐料的75%左右,占高爐煉鐵成本和能源消耗的70%以上,因此燒結(jié)生產(chǎn)的技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)和質(zhì)量對(duì)高爐的成本和效果有著決定性的作用。

    根據(jù)高爐配料計(jì)算測(cè)算結(jié)果,噸燒結(jié)礦成本增加10元,噸鐵成本將提高12~13元,寶鋼經(jīng)驗(yàn)告訴我們,降低燒結(jié)成本,不降低燒結(jié)礦的質(zhì)量,才能取得降低煉鐵成本的效果,否則將會(huì)得不償失;

    燒結(jié)礦質(zhì)量對(duì)高爐煉鐵技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)的作用和影響是多方面的:首先是品位的影響,入爐礦品位降低1%,將影響高爐燃料比1.0~1.5%,影響產(chǎn)量2~2.5%[1],燒結(jié)礦的含鐵品位力求≥57%,燒結(jié)礦SiO2含量的影響也是舉足輕重的,入爐礦SiO2提高1%,高爐煉鐵將增加50kg渣量,100kg渣量將影響高爐燃料比和產(chǎn)量各3.5%,燒結(jié)礦SiO2含量的最佳值應(yīng)該為4.60~5.3%[2];燒結(jié)礦的堿度是影響高爐操作最基本的因素,當(dāng)燒結(jié)礦的堿度低于1.80后,高爐的燃料比會(huì)大幅度上升,燒結(jié)礦的最佳堿度應(yīng)為1.90~2.30;燒結(jié)礦堿度對(duì)高爐操作指標(biāo)的影響主要是通過(guò)其礦物組成、強(qiáng)度和冶金性能表現(xiàn)出來(lái)的:

    據(jù)統(tǒng)計(jì)[2],燒結(jié)礦的900℃還原性每降低10%,將影響高爐燃料比和產(chǎn)量各8~9%;燒結(jié)礦的低溫還原粉化指數(shù)(RDI+3.15)下降10%,即RDI-3.15升高10%,將影響高爐燃料比1.5%,影響產(chǎn)量3%[3];燒結(jié)礦的軟熔性能對(duì)高爐操作指標(biāo)的影響更為突出,它們主要影響高爐中下部的透氣性,從而影響高爐爐腹煤氣量指數(shù)和高爐下部順行,意大利的皮昂比諾(Piombimo)4#高爐曾作過(guò)統(tǒng)計(jì),當(dāng)高爐透氣性改善8.7%,產(chǎn)量提高了16%,燃料比相應(yīng)降低8.6%[4]。

    燒結(jié)礦的MgO和Al2O3含量直接影響高爐爐渣的MgO/Al2O3,傳統(tǒng)觀念高爐渣的MgO/Al2O3為0.65,近幾年來(lái)國(guó)內(nèi)外高爐煉鐵均有把高爐渣的MgO/Al2O3降低到0.35~0.40的水平,保持了高爐的穩(wěn)定和順行[5],噸鐵成本有下降近30元的空間[5]。

    燒結(jié)礦的FeO含量也是影響高爐操作的一個(gè)重要因素,燒結(jié)礦含F(xiàn)eO高,不僅使燒結(jié)礦難還原,在高爐內(nèi)熔融帶的高度和透氣阻力均與低熔點(diǎn)的硅酸鹽渣量有關(guān)。燒結(jié)礦FeO含量應(yīng)控制在8%±0.5%的水平。

    綜上所述,燒結(jié)礦的質(zhì)量和成本對(duì)高爐煉鐵的作用和影響是多方面的,因此低成本、低燃料比煉鐵離不開(kāi)燒結(jié)生產(chǎn)的工藝技術(shù)和質(zhì)量指標(biāo)。

    2. 新世紀(jì)我國(guó)燒結(jié)生產(chǎn)技術(shù)的質(zhì)量進(jìn)步與評(píng)述

    跨入新世紀(jì)十五年來(lái),我國(guó)燒結(jié)生產(chǎn)技術(shù)和質(zhì)量取得了巨大的發(fā)展和長(zhǎng)足進(jìn)

    步,燒結(jié)生產(chǎn)技術(shù)主要技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)和燒結(jié)礦質(zhì)量列于表1,由表1可見(jiàn),在不斷提高生產(chǎn)力,燒結(jié)機(jī)大型化、低碳、厚料層燒結(jié)、優(yōu)化配礦、節(jié)約能耗、降低成本、燒結(jié)煙氣凈化、余熱利用和改善環(huán)保及燒結(jié)礦質(zhì)量諸方面均取得了快速發(fā)展和較大的進(jìn)步。

    2.1 2000~2015年全國(guó)燒結(jié)生產(chǎn)主要技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)

    2.2 燒結(jié)機(jī)大型化、提高生產(chǎn)力取得顯著進(jìn)步

    我國(guó)燒結(jié)機(jī)在1970年以前,能設(shè)計(jì)的最大面積是90m2,1970年以后才能設(shè)計(jì)130m2燒結(jié)機(jī),1985年寶鋼從新日鐵引進(jìn)的450m2大型燒結(jié)機(jī)投產(chǎn),使我國(guó)燒結(jié)工作者感受到了大型燒結(jié)機(jī)的投資省、產(chǎn)量高、質(zhì)量好、作業(yè)和勞動(dòng)生產(chǎn)率高、且環(huán)保也有很大的改善,1989年中冶長(zhǎng)天承擔(dān)了對(duì)寶鋼1#450m2燒結(jié)機(jī)的技術(shù)改造設(shè)計(jì),不僅將料層厚度由500mm提高到600mm,對(duì)燒結(jié)機(jī)的密封、給料、布料等裝置也作了改進(jìn),取得了提高產(chǎn)量、改善質(zhì)量、降低能耗等多方面的效果。此后我國(guó)燒結(jié)機(jī)的大型化就逐步走上了一條快速發(fā)展的道路,特別是進(jìn)入新世紀(jì)以來(lái),我國(guó)燒結(jié)機(jī)的大型化發(fā)展迅速,據(jù)統(tǒng)計(jì)2008和2009年每年大于360m2的燒結(jié)機(jī)分別達(dá)到25臺(tái)和28臺(tái),到2015年我國(guó)≥360m2大型燒結(jié)機(jī)已經(jīng)超過(guò)100臺(tái),全國(guó)重點(diǎn)企業(yè)284條燒結(jié)生產(chǎn)線,燒結(jié)機(jī)的平均面積已經(jīng)由2001年76m2提高到2015年的近240m2。燒結(jié)機(jī)面積的大型化它不僅僅是設(shè)計(jì)的進(jìn)步,它包括機(jī)械裝備、控制技術(shù)、工藝技術(shù),儀器儀表、環(huán)境保護(hù)等全方位的進(jìn)步,1991年寶鋼450m2的2#燒結(jié)機(jī)我國(guó)自行設(shè)計(jì)投入生產(chǎn)標(biāo)志我國(guó)燒結(jié)設(shè)計(jì)制造工藝已經(jīng)達(dá)到了世界先進(jìn)水平[7] ,為新世紀(jì)以來(lái)燒結(jié)生產(chǎn)技術(shù)和質(zhì)量進(jìn)步打下了良好的基礎(chǔ)。

    2.3 低碳厚料層燒結(jié)取得顯著進(jìn)步

    低碳厚料層燒結(jié)始終是燒結(jié)生產(chǎn)的方向,進(jìn)入新世紀(jì)以來(lái),我國(guó)燒結(jié)生產(chǎn)

    在低碳厚料層方面取得了顯著進(jìn)步,由表1可知,全國(guó)列入統(tǒng)計(jì)的284條生產(chǎn)線平均料層厚度由2000年的482.8mm提高到2015年的688.5mm,年平均提高接近15mm,目前我國(guó)大多數(shù)企業(yè)的燒結(jié)料層超過(guò)700mm,部分企業(yè)已超過(guò)750mm,馬鋼三燒2臺(tái)360m2燒結(jié)機(jī)料層厚度已達(dá)到過(guò)900mm。固體燃耗由2000年的58.00kg/t降低到2015年的47.38kg/t,年平均降低約1kg/t ,這是一個(gè)巨大的數(shù)據(jù),近幾年每年全國(guó)生產(chǎn)燒結(jié)礦約9億噸,即每年降低固體燃耗約90萬(wàn)噸,每年約降低330萬(wàn)m3CO2排放,這對(duì)節(jié)能降耗和改善環(huán)保都是一項(xiàng)巨大的貢獻(xiàn)。

    混合料層的厚度是改善燒結(jié)產(chǎn)量和節(jié)能降耗的基礎(chǔ),據(jù)統(tǒng)計(jì)我國(guó)1978年燒結(jié)料層平均僅為269mm,1980年武鋼燒結(jié)廠開(kāi)始由340mm逐年提高燒結(jié)料層的厚度,1999年武鋼在435m2大型燒結(jié)機(jī)上實(shí)現(xiàn)了630mm的厚料層燒結(jié)[8],寶鋼燒結(jié)生產(chǎn)實(shí)踐證明,燒結(jié)料層每提高100mm,能降低煤氣消耗0.64m3/t,降低配碳1.04kg/t,降低成品礦FeO含量0.6%,提高成品礦轉(zhuǎn)鼓指數(shù)2.3個(gè)百分點(diǎn)[9]。

    總結(jié)厚料層燒結(jié)的價(jià)值,它對(duì)改善燒結(jié)產(chǎn)質(zhì)量和節(jié)能降耗具有以下五個(gè)方面的作用和效果:

    1)厚料層燒結(jié)降低了機(jī)速和垂直燒結(jié)速度,延長(zhǎng)了燒結(jié)料層在高溫下的保溫時(shí)間,有利于針狀復(fù)合鐵酸鈣相(SFCA)的生成,從而有利于提高成品礦的強(qiáng)度和成品率,改善成品礦的質(zhì)量。

    2)厚料層燒結(jié)降低了配碳,抑制了燒結(jié)料層的過(guò)燒和欠燒等不均勻燒結(jié)現(xiàn)象,促進(jìn)了低溫?zé)Y(jié)技術(shù)的發(fā)展,提高了燒結(jié)料層的均勻性。

    3)厚料層燒結(jié)由于低配碳,提高了燒結(jié)料層的氧化氣氛,有利于降低成品礦的FeO和還原性的提高。

    4)厚料層燒結(jié)使強(qiáng)度低的表層和質(zhì)量?jī)?yōu)的鋪底料數(shù)量相對(duì)減少,有利于提高燒結(jié)成品率和入爐燒結(jié)礦的比例,降低燒結(jié)成本。

    5)厚料層燒結(jié)由于料層的自動(dòng)蓄熱作用,有利于提高燒結(jié)下層的余熱作用,降低固體燃耗,煤氣消耗和燒結(jié)煙氣的凈化。

    正因?yàn)楹窳蠈訜Y(jié)具有上述作用和效果,故燒結(jié)生產(chǎn)應(yīng)千方百計(jì)強(qiáng)化制粒、偏析布料改善燒結(jié)料層的透氣性,實(shí)現(xiàn)低碳厚料層燒結(jié)。

    2.4 燒結(jié)工藝技術(shù)取得了長(zhǎng)足進(jìn)步

    燒結(jié)工藝技術(shù)的進(jìn)步主要包括優(yōu)化配礦,強(qiáng)化制粒,偏析布料,合理操作,燒結(jié)機(jī)和環(huán)冷機(jī)的密封節(jié)能等方面。

    2.4.1 燒結(jié)優(yōu)化配礦技術(shù)的進(jìn)步與發(fā)展

    燒結(jié)優(yōu)化配礦技術(shù)是燒結(jié)工藝技術(shù)的一項(xiàng)關(guān)鍵技術(shù),在上世紀(jì)八九十年代由于我國(guó)燒結(jié)生產(chǎn)多數(shù)以國(guó)產(chǎn)礦為主,配礦方法主要通過(guò)燒結(jié)杯試驗(yàn)進(jìn)行探索性的配礦,多數(shù)企業(yè)燒結(jié)配礦依據(jù)鐵礦粉和熔劑,燃料的化學(xué)成分,通過(guò)簡(jiǎn)易配礦計(jì)算,滿足燒結(jié)礦堿度和主要化學(xué)成分的要求。1985年自從寶鋼引進(jìn)日本新日鐵的配礦方法,對(duì)進(jìn)口鐵礦粉根據(jù)它們的化學(xué)成分和燒結(jié)性能,將不同進(jìn)口鐵礦粉分為A、B、C三類,我國(guó)才開(kāi)始對(duì)進(jìn)口鐵礦粉的不同燒結(jié)特性的認(rèn)識(shí)。

    跨入新世紀(jì)后,隨著我國(guó)鋼鐵工業(yè)的快速發(fā)展,燒結(jié)生產(chǎn)配用進(jìn)口礦的比例快速增長(zhǎng),鐵礦資源隨開(kāi)發(fā)力度的劣化,鐵礦價(jià)格的飛漲,促使我國(guó)優(yōu)化配礦技術(shù)的提高和發(fā)展,由上世紀(jì)主要建立鐵礦粉常溫性能基礎(chǔ)上的配礦方法,其主要按燒結(jié)機(jī)利用系數(shù)和成品礦機(jī)械強(qiáng)度為一對(duì)指數(shù),高、中、低合理搭配的燒結(jié)反應(yīng)性配礦方法和巴西淡水河谷公司研發(fā)部通過(guò)世界主要二十七種礦粉大量燒結(jié)杯試驗(yàn)數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)得出的[10],按鐵礦粉晶體顆粒大小、水化程度和Al2O3含量高、中、低合理搭配的配礦方法;并創(chuàng)新發(fā)展提出了按鐵礦粉五項(xiàng)燒結(jié)基礎(chǔ)特性(同化性、液相流動(dòng)性、粘結(jié)相強(qiáng)度、生成鐵酸鈣能力、連晶固結(jié)強(qiáng)度)[11]和鐵礦石成礦能力(包括固相反應(yīng)能力、液相生成特性及冷凝結(jié)晶特性)進(jìn)行優(yōu)化配礦[12],該兩者均屬鐵礦粉燒結(jié)的基礎(chǔ)特性研究,燒結(jié)優(yōu)化配礦需要微觀和宏觀的結(jié)合,理論與實(shí)踐的統(tǒng)一,優(yōu)化配礦技術(shù)的目標(biāo)是高產(chǎn)量、高質(zhì)量、低消耗和低成本,它需要數(shù)學(xué)模型、專家系統(tǒng)(人工智能)和最優(yōu)化計(jì)算的結(jié)合,中冶長(zhǎng)天國(guó)際工程有限責(zé)任公司提出優(yōu)化配礦需綜合運(yùn)用專家理論、優(yōu)化控制理論、人工智能理論、科學(xué)管理方法及數(shù)據(jù)挖掘等多學(xué)科知識(shí),開(kāi)發(fā)出燒結(jié)綜合控制專家系統(tǒng)[13],這些科技創(chuàng)新使我國(guó)燒結(jié)優(yōu)化配礦技術(shù)得到了不斷提高和發(fā)展。

    2.4.2 強(qiáng)化制粒技術(shù)取得長(zhǎng)足進(jìn)步

    強(qiáng)化制粒是厚料層燒結(jié)改善混合料透氣性的關(guān)鍵技術(shù),正因?yàn)槿绱诉M(jìn)入新世紀(jì)以來(lái),為了適應(yīng)不斷提高料層的需要,全國(guó)鋼鐵企業(yè)和科研院所進(jìn)行了燒結(jié)混合料強(qiáng)化制粒的大量實(shí)驗(yàn)研究,以及與其相關(guān)的一系列技術(shù)問(wèn)題,諸如原燃料的粒度與粒度組成、粘結(jié)劑的選擇與用量,圓筒混合料的工藝參數(shù)與內(nèi)襯材質(zhì),混合料水分配加位置與方式問(wèn)題等等。

    1 原燃料的粒度及粒度組成是影響強(qiáng)化制粒的基礎(chǔ)因素

    經(jīng)大量的研究提出不同粒級(jí)成球性指數(shù)的概念:GIx=1-Mx/Wx,式中Mx為混

    合料制粒后X粒級(jí)的百分?jǐn)?shù),Wx為混合前原料中X粒級(jí)的百分?jǐn)?shù)。并得出<0.25mm顆粒的成球性指數(shù)達(dá)到98%,0.25~0.5mm顆粒有80%進(jìn)入1mm以上的混合料中參加制粒;0.5~1.0mm顆粒的成球性指數(shù)達(dá)到60%以上;成球性指數(shù)最低的是1.0~3.0mm顆粒,但這部分可以成為制粒過(guò)程的粒核,即使不成粒核,因顆粒較粗,對(duì)混合料的透氣性也不會(huì)造成多大影響;研究得出0.25~1.0mm單顆粒稱為中間顆粒所占比例是影響制粒效果的主要顆粒[14]。

    2) 粘結(jié)劑的質(zhì)量和數(shù)量是影響混合料制粒的重要因素

    國(guó)內(nèi)外的試驗(yàn)研究和生產(chǎn)實(shí)踐證明,燒結(jié)混合料添加生石灰,不僅能強(qiáng)化制粒,改善混合料的透氣性,有利于提高料層厚度同時(shí)還會(huì)加快垂直燒結(jié)速度。粘結(jié)劑的質(zhì)量主要指生石灰的CaO含量和活性度,研究和生產(chǎn)實(shí)踐證明,厚料層燒結(jié)要求生石灰的CaO含量≥80%,活性度180-300是適宜的,生石灰的添加量3%~5%是適宜的,超過(guò)5%,其效果將明顯遞減。馬鋼900mm超厚料層的生產(chǎn)實(shí)踐證明,將生石灰配比設(shè)定在2.6%~3.0%的區(qū)間,經(jīng)過(guò)消化的生石灰將粉料固結(jié)于假顆粒的小球中,它可以改變位于900mm料層下部的機(jī)械強(qiáng)度,以改善厚料層的透氣性[15]。

    3) 圓筒混合機(jī)的工藝參數(shù)和內(nèi)襯材質(zhì)是強(qiáng)化制粒的重要保證

    圓筒混合機(jī)制粒的主要工藝參數(shù)是指其直徑(D)、長(zhǎng)度(L)和轉(zhuǎn)速(n),國(guó)

    內(nèi)外燒結(jié)生產(chǎn)的試驗(yàn)研究和生產(chǎn)實(shí)踐證明,增加混合機(jī)的長(zhǎng)度和延長(zhǎng)混合時(shí)間是改善混合機(jī)關(guān)鍵工藝參數(shù),大型燒結(jié)機(jī)混合機(jī)的長(zhǎng)度由原來(lái)的的6~9m增加到17~22m,制粒時(shí)間由原來(lái)的3分鐘增加到7~9分鐘,并提出了三個(gè)工藝參數(shù)的合理計(jì)算公式[15]:

    DImage0.2)

    LImage·Image

    N=Image

    式中:NFγ為費(fèi)勞德準(zhǔn)數(shù),NFγ=Dn2/g

    γ為混合料堆密度(t/m3)

    α為混合機(jī)傾角(°),?為原料安息角(°)

    P為最大生產(chǎn)率(t/m3)

    混合料在圓筒混合機(jī)內(nèi)的最佳充填率為11%~14%,混合料在圓筒內(nèi)的最佳運(yùn)動(dòng)狀態(tài)應(yīng)以滾動(dòng)為主輔之以少量泄落狀態(tài)。

    混合機(jī)內(nèi)襯材質(zhì)也是影響制粒效果的重要條件,強(qiáng)化制粒對(duì)內(nèi)襯材質(zhì)的質(zhì)量基本要求是耐磨、既不粘料又不滑料,目前生產(chǎn)中進(jìn)而提出襯板結(jié)構(gòu)形式也是一個(gè)重要因素。

    4) 合理的加水位置和加水方式是影響燒結(jié)混合料制粒、改善透氣性的重要因素:

    新世紀(jì)以來(lái)的試驗(yàn)研究和生產(chǎn)實(shí)踐證明,混合料混勻之前不宜加水,加水后難以混勻,因此進(jìn)入一混后的5米內(nèi)不宜加水,5米后加水應(yīng)遵循粉狀料制粒的規(guī)律:“滴水成球,霧水長(zhǎng)大,水小球小,水大球大”,在一混內(nèi)加水應(yīng)加噴淋水,不宜加霧水,進(jìn)入二混應(yīng)加霧水,不宜加噴淋水。很多企業(yè)已采用紅外線測(cè)水實(shí)現(xiàn)加水量的自動(dòng)控制。

    為了使混合料在加水前充分混勻,寶鋼四燒在一混前已加了臥式強(qiáng)力混合機(jī),實(shí)踐證明采用“愛(ài)立許”立式強(qiáng)力混合機(jī)效果會(huì)更好。

    2.5.3 燒結(jié)生產(chǎn)節(jié)能減排,余熱利用,煙氣凈化取得顯著進(jìn)步

    由表1數(shù)據(jù)可見(jiàn),全國(guó)燒結(jié)固體燃耗由2000年的平均58.0kg/t逐年降低到2015年的47.38kg/t,工序能耗全國(guó)平均由2000年的69.87kgcc/t,降低到2015年的49.50kgcc/t,十五年降低的幅度分別為接近25%。先進(jìn)企業(yè)的這兩個(gè)指標(biāo)降低幅度均超過(guò)全國(guó)平均值的50%,我國(guó)近幾年每年生產(chǎn)9億噸左右燒結(jié)礦,節(jié)能減排的效果顯著。

    燒結(jié)的余熱利用主要包括燒結(jié)機(jī)的廢氣余熱、含C元素的利用和燒結(jié)礦顯熱即環(huán)冷機(jī)的廢氣余熱利用,近幾年由于鋼鐵處于“困境時(shí)期“,降低成本的壓力促使鋼鐵企業(yè)大大加快了二次能源的開(kāi)發(fā)利用,主要用于余熱燃燒、煙氣循環(huán)燒結(jié)、余熱發(fā)電和余熱蒸汽鍋爐的應(yīng)用,煙氣循環(huán)燒結(jié)的比例可達(dá)到18%~35%,寧波鋼鐵煙氣循環(huán)18.5%的效果達(dá)到降低固體燃耗2.0~2.3kg/t,沙鋼等企業(yè)通過(guò)技術(shù)改造,改善360m2燒結(jié)機(jī)環(huán)冷機(jī)宻封,提高廢氣溫度,從而提高使余熱蒸汽達(dá)到41t/h的產(chǎn)量。武鋼四燒450m2燒結(jié)機(jī)燒結(jié)余熱發(fā)電年發(fā)電量通過(guò)技術(shù)改造已達(dá)到4457萬(wàn)kwh,二次能源的利用創(chuàng)造了巨大的經(jīng)濟(jì)效益[16][17][18]。

    同樣,燒結(jié)煙氣的凈化和治理近幾年取得了很大的進(jìn)展,目前全國(guó)燒結(jié)煙氣基本上實(shí)現(xiàn)了脫硫工序,達(dá)到了國(guó)家廢氣排放標(biāo)準(zhǔn),太鋼、寧鋼和永鋼等企業(yè)采用活性焦對(duì)燒結(jié)煙氣進(jìn)行凈化處理,實(shí)現(xiàn)燒結(jié)煙氣脫硫、脫硝和脫二噁英一體化凈化,達(dá)到國(guó)家環(huán)保法燒結(jié)煙氣排放標(biāo)準(zhǔn)。近期在全國(guó)采用煙氣循環(huán)技術(shù),減少煙氣量和污染物排放,經(jīng)高效電除塵后,再采用脫硫、脫硝一體化凈化技術(shù),對(duì)燒結(jié)煙氣進(jìn)行深度處理,正在全國(guó)得到推廣和應(yīng)用。[19]。

    2.5.4 燒結(jié)礦質(zhì)量得到了不斷提高和改善

    燒結(jié)礦質(zhì)量是燒結(jié)生產(chǎn)的一項(xiàng)主要和重要目標(biāo),也是煉鐵工作者極為關(guān)注的一項(xiàng)指標(biāo)。燒結(jié)礦的質(zhì)量反應(yīng)在品位和SiO2含量,堿度和FeO含量,還有MgO,Al2O3和有害元素的含量。跨入新世紀(jì)以來(lái),由于鐵礦粉短缺,價(jià)格飛漲,造成2014年全國(guó)燒結(jié)礦SiO2含量的平均值不僅沒(méi)有下降,反而提高了一些,這是可以理解的。但進(jìn)入新世紀(jì)以來(lái),廣大燒結(jié)和煉鐵工作者對(duì)品位的價(jià)值和SiO2含量的影響還是有了新的認(rèn)識(shí)。目前,進(jìn)口鐵礦粉62%品位的價(jià)格已經(jīng)跌破40美元的大關(guān),預(yù)計(jì)今年往后,我國(guó)燒結(jié)礦的品位會(huì)得到一定幅度的提高,SiO2含量會(huì)得到一定幅度的下降。從高爐低成本、低燃料比煉鐵出發(fā),燒結(jié)礦的含鐵品位應(yīng)高于57%的水平,SiO2最佳含量應(yīng)在4.6~5.3%的范圍,寶鋼燒結(jié)礦多年來(lái)品位一直保持在57%~59%的水平,SiO2含量一直保持在4.7%~5.1%的水平,梅山鋼鐵的燒結(jié)多年來(lái)品位也一直保持在57%~59%的水平,SiO2含量一直在4.7%~5.1%的水平,為兩企業(yè)高爐煉鐵指標(biāo)的優(yōu)化提供了重要條件。

    堿度是燒結(jié)礦質(zhì)量的基礎(chǔ),試驗(yàn)研究和生產(chǎn)實(shí)踐均證明,燒結(jié)礦的最佳堿度范圍是1.9~2.3,由表1可見(jiàn),進(jìn)入新世紀(jì)以來(lái),我國(guó)燒結(jié)礦的平均堿度自2003年起一直保持在1.9~2.0或接近1.9的水平,這是我國(guó)新世紀(jì)以來(lái),高爐指標(biāo)不斷優(yōu)化爐料質(zhì)量的一個(gè)基本條件。FeO也是燒結(jié)礦質(zhì)量的重要因素,2005年修訂的冶金行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定:燒結(jié)礦的FeO≤9%,高FeO的燒結(jié)不僅會(huì)造成燒結(jié)生產(chǎn)多消耗能源,還會(huì)降低燒結(jié)礦的還原性和惡化高爐內(nèi)的透氣性,提高1%的FeO會(huì)影響高爐燃料比和產(chǎn)量各1.0~1.5%;由表1可見(jiàn),2008年以前,燒結(jié)礦的FeO含量年平均高于8.5%,此后燒結(jié)礦FeO含量均穩(wěn)定在8.50%左右,比2008年以前和上世紀(jì)九十年代有明顯進(jìn)步。

    MgO和Al2O3含量也是燒結(jié)礦質(zhì)量的重要成分,由于年報(bào)表中缺少該兩成分的數(shù)據(jù)造成難以評(píng)述,但燒結(jié)礦的質(zhì)量應(yīng)力求降低MgO含量,有利于燒結(jié)礦的還原性改善和轉(zhuǎn)鼓指數(shù)的提高,由韓國(guó)、日本和我國(guó)有些鋼鐵企業(yè)的研究和生產(chǎn)實(shí)踐證明,高爐爐渣的MgO/Al2O3由0.6降低到0.4是可行的[5]。

    3. 對(duì)我國(guó)燒結(jié)生產(chǎn)工藝技術(shù)和質(zhì)量的展望

    進(jìn)入新世紀(jì)十五年來(lái),我國(guó)燒結(jié)生產(chǎn)技術(shù)與質(zhì)量取得了顯著進(jìn)步,但與世界

    先進(jìn)水平相比,我國(guó)還存在不少方面的差距,期望在今后的生產(chǎn)中取得更大的進(jìn)步。

    1)繼續(xù)推進(jìn)燒結(jié)大型化,淘汰落后小型燒結(jié)機(jī)

    目前我國(guó)<180m2的小燒結(jié)機(jī)數(shù)量還有相當(dāng)大,它存在著生產(chǎn)率低、能耗高,成品礦質(zhì)量差、自動(dòng)化水平和環(huán)保水平低,因此應(yīng)繼續(xù)推進(jìn)燒結(jié)機(jī)大型化、自動(dòng)化、綠色化(新能源燒結(jié))、低能耗燒結(jié)。

    2)重視生石灰消化對(duì)強(qiáng)化制粒的重要作用

    厚料層燒結(jié)的一個(gè)薄弱環(huán)節(jié),是強(qiáng)化制粒改善混合料的透氣性,其中生石灰的消化和混合制粒的可視技術(shù)是薄弱環(huán)節(jié),燒結(jié)生產(chǎn)要改變生石灰不消化進(jìn)入混合料制粒的狀況,要通過(guò)在主控室建立混合料制粒的可視視頻畫(huà)面,優(yōu)化混合制粒過(guò)程,提高制粒效果。

    3)優(yōu)化配礦是燒結(jié)生產(chǎn)的首道工序,也是關(guān)系到燒結(jié)產(chǎn)質(zhì)量和成本的首道工序

    可以說(shuō)沒(méi)有優(yōu)化配礦,就不會(huì)有燒結(jié)的高產(chǎn)優(yōu)質(zhì)和低成本。做好優(yōu)化配礦,企業(yè)一要建立長(zhǎng)期穩(wěn)定的主礦體系;二要建立鐵礦粉綜合品位計(jì)算法,先算賬再采購(gòu)配礦;三要掌控鐵礦粉的高溫?zé)Y(jié)特性,關(guān)注特性互補(bǔ);四要建立配礦數(shù)據(jù)庫(kù)和專家系統(tǒng),五要運(yùn)用快捷和準(zhǔn)確的配料計(jì)算方法。

    4)“點(diǎn)好火”是燒結(jié)生產(chǎn)確保產(chǎn)質(zhì)量的關(guān)鍵操作

    所謂“點(diǎn)好火”即掌握好50%~60%的總管負(fù)壓的低負(fù)壓點(diǎn)火;掌控好1050℃~1150℃的點(diǎn)火溫度和60秒左右的點(diǎn)火時(shí)間;主控室建立合理的風(fēng)箱負(fù)壓和溫度分布棒態(tài)圖,實(shí)現(xiàn)低負(fù)壓燒結(jié)和控制好燒結(jié)終點(diǎn);通過(guò)風(fēng)箱負(fù)壓和溫度分布棒態(tài)圖去監(jiān)控制粒和布料。

    5)堅(jiān)持生產(chǎn)高品位、低SiO2,高堿度,低FeO,低MgO/Al2O3的高質(zhì)量燒結(jié)礦.

    在低礦價(jià)的新常態(tài)下,燒結(jié)礦的品位應(yīng)≥57%,SiO2保持4.6%~5.3%的范圍,1.90~2.30的高堿度,<9.0%的FeO水平及0.4左右的MgO/Al2O3水平。

    4  參考文獻(xiàn)

    [1]  周傳典.影響焦比和產(chǎn)量的因素.《高爐煉鐵生產(chǎn)技術(shù)手冊(cè)》.冶金工業(yè)出版社,2002年8月(817).

    [2]  許滿興.鐵礦粉種類、主要化學(xué)成分、堿度與科學(xué)合理配礦.《2015年全國(guó)燒結(jié)生產(chǎn)技術(shù)研討會(huì)資料匯編》.中國(guó)金屬學(xué)會(huì)2015年6月南京(35-40).

    [3]  周傳典.“降低燒結(jié)礦低溫還原粉化的措施”.《高爐煉鐵生產(chǎn)手冊(cè)》.冶金工業(yè)出版社2002.8(41).

    [4]  許滿興.燒結(jié)礦冶金性能對(duì)高爐主要操作指標(biāo)的影響[J].《煉鐵交流》2014年NO:3(5).

    [5]  沈峰滿等.國(guó)內(nèi)外高爐渣鎂鋁比的對(duì)比分析.《中國(guó)冶金報(bào)》2015年8月27日(06).

    [6]  全國(guó)燒結(jié)球團(tuán)信息網(wǎng).2000~2015年度全國(guó)燒結(jié)球團(tuán)廠技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)匯編.

    [7]  唐先覺(jué).我國(guó)燒結(jié)機(jī)大型化的歷程、現(xiàn)狀及幾點(diǎn)意見(jiàn).《2011年全國(guó)燒結(jié)球團(tuán)技術(shù)交流年會(huì)論文集》2011.6(5~9).

    [8]  許滿興.超厚料層的試驗(yàn)研究與生產(chǎn)實(shí)踐[J].《煉鐵交流》2014年NO:5(1).

    [9]  陳同慶.寶鋼600mm厚料層燒結(jié)生產(chǎn)技術(shù).《燒結(jié)球團(tuán)》1991NO.4(1).

    [10]  巴西Lafayette·L·Caporali等.利用鐵礦的特性提高燒結(jié)和高爐的性能.《2002年中國(guó)國(guó)際鋼鐵年會(huì)文集》(39).

    [11]  吳勝利.鐵礦石的燒結(jié)基礎(chǔ)特性的概念.《2000年全國(guó)煉鐵年會(huì)文集》(161).

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    [15]  馬鋼,李杰民等.馬鋼900mm厚料層均質(zhì)燒結(jié)生產(chǎn)的操作實(shí)踐.《中國(guó)金屬學(xué)會(huì)燒結(jié)生產(chǎn)技術(shù)經(jīng)驗(yàn)交流會(huì)資料匯編》2015.6(58).

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    [17]  程彬等.武鋼4#燒結(jié)機(jī)余熱發(fā)電現(xiàn)狀及其發(fā)展建議.《2014年全國(guó)燒結(jié)球團(tuán)技術(shù)交流年會(huì)文集》,2014.6,福建廈門(mén)(168~171).

    [18]  喻波等.寧鋼燒結(jié)煙氣循環(huán)系統(tǒng)及其生產(chǎn)效果.《2014年全國(guó)燒結(jié)球團(tuán)技術(shù)交流年會(huì)文集》,2014.6,福建,廈門(mén)(183~186).

    [19]  中國(guó)冶金報(bào).如何評(píng)價(jià)余熱回收技術(shù).《中國(guó)冶金報(bào)》,2015.9.24.

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