燒結技術(shù)裝備應再接再厲

    進(jìn)入新世紀以來(lái)，我國鋼鐵工業(yè)飛速發(fā)展，2007年粗鋼產(chǎn)量達到4.89億t，生鐵產(chǎn)量為4.69億t，均創(chuàng )下歷史新高。而作為原料加工工序，我國燒結行業(yè)也以前所未有的速度快速發(fā)展，燒結礦產(chǎn)量迅猛增長(cháng)，燒結裝備逐步實(shí)現大型化、國產(chǎn)化，工藝流程更加完善，燒結技術(shù)取得了長(cháng)足進(jìn)步，尤其在節能環(huán)保技術(shù)方面也有很大進(jìn)展。

大型化成為顯著(zhù)特點(diǎn)

2000年～2006年間，我國燒結礦產(chǎn)量從1.68億t增長(cháng)至4.3億t，年增長(cháng)率為20.6%；球團礦產(chǎn)量從1427萬(wàn)t增長(cháng)至7635萬(wàn)t，年增長(cháng)率近40%。2007年我國燒結礦產(chǎn)量約4.96億t，其中重點(diǎn)大中型企業(yè)燒結礦產(chǎn)量為4.56億t，球團礦產(chǎn)量約0.94億t，這樣的增長(cháng)速度是史無(wú)前例的。

不僅我國燒結礦數量增長(cháng)迅猛，燒結技術(shù)裝備水平也有大的飛躍。我國重點(diǎn)鋼鐵企業(yè)大于130m2的大中型燒結機數量占燒結機總數的比例由2001年的15.0%提高到2006年的23.7%，產(chǎn)能比例由41.5%增加到52.3%。2007年大中型燒結機所占比重首次突破30%，達到30.3%，產(chǎn)能比更是達到58.3%。

1985年～2000年間，我國300m2以上大型燒結機發(fā)展緩慢，截至2000年才累計建成6臺。進(jìn)入新世紀，我國已經(jīng)能夠自主設計、制造具有國際先進(jìn)水平的300m2～500m2級的大型燒結機。燒結機大型化發(fā)展迅速，短短7年間300m2燒結機數量增長(cháng)了近6倍，截至2007年底我國已投產(chǎn)的燒結機中，有35臺300m2～495m2的大型燒結機，面積達13626m2，平均單機面積389m2；此外還有大量大型燒結機正在建設中。

雖然我國大、中型燒結機所占比重逐年增加，但由于目前小型燒結機數量仍相當大，造成了我國燒結機的單機面積仍然偏小。就燒結能力來(lái)說(shuō)，我國大中型燒結機產(chǎn)能約占整個(gè)燒結行業(yè)產(chǎn)能的近2/3，已占明顯優(yōu)勢，因此，燒結機大型化是本階段燒結發(fā)展的顯著(zhù)特點(diǎn)。

技術(shù)日趨豐富、完善

我國已經(jīng)能夠自主設計、制造具有國際先進(jìn)水平的300m2～500m2級的大型燒結機，這些燒結機采用了完善的工藝流程，具有原料準備、配料混合、燒結、冷卻、成品整粒、鋪底料以及返礦受料系統，在原料混勻技術(shù)、厚料層工藝、節能和環(huán)保等技術(shù)上取得了一系列突破。

原料混勻技術(shù)。近年來(lái)，我國鋼鐵工業(yè)快速發(fā)展造成自產(chǎn)鐵礦石嚴重不足，進(jìn)口鐵礦石量逐年大幅度增加，由2001年的9231萬(wàn)t急速增至2007年的38309萬(wàn)t，進(jìn)口礦依存度從38.29%增加到52.65%。由于鐵礦石來(lái)源廣、品位波動(dòng)大，導致燒結礦品位波動(dòng)大，影響高爐冶煉指標。建設原料混勻料場(chǎng)以保證原料成分穩定是有效辦法。一般燒結用的含鐵原料品位在±1.5%～3%波動(dòng)，建設原料場(chǎng)后，含鐵原料經(jīng)過(guò)分堆堆存、混勻工藝處理后，品位波動(dòng)可以穩定在±0.5%以下。國外一些鋼鐵企業(yè)混勻礦品位波動(dòng)可達±0.3%以下。國內企業(yè)在2000年～2007年間建設了一批現代化的混勻料場(chǎng)，有效克服了礦石成分波動(dòng)大的問(wèn)題，部分先進(jìn)鋼鐵企業(yè)如寶鋼、馬鋼等，混勻礦品位波動(dòng)已達到±0.4%以下。

厚料層技術(shù)。2000年～2006年我國燒結機料層厚度逐年增加，國內大中型燒結機料層厚度已達到600mm～800mm。寶鋼2號燒結機2004年12月料層厚度成功實(shí)現800mm，成為世界上料層最厚的大型燒結機之一。2006年我國燒結機料層平均厚度達到586mm，其中700mm以上的有26臺，650mm以上的有50臺，而2000年我國燒結機平均料層厚度僅471mm。隨著(zhù)料層厚度的增加，表層燒結礦所占比重較低，成品率相應提高，返礦率下降，減少了氧化鐵的含量，并可充分利用燒結過(guò)程的自動(dòng)蓄熱，減少固體燃料消耗。但料層厚度過(guò)高，會(huì )增加上下層燒結礦的不均勻性，且阻力增大，產(chǎn)量下降。因此，各企業(yè)應根據自身實(shí)際情況選擇合適的料層厚度。

節能技術(shù)。燒結工序能耗一般占噸鋼能耗的10%左右，研究節能技術(shù)和開(kāi)發(fā)余熱利用技術(shù)是目前燒結研究的重點(diǎn)。燒結的節能方向主要是降低電耗、固體燃料消耗、點(diǎn)火煤氣消耗以及余熱回收利用。在降低電耗方面，目前在降低抽風(fēng)系統的漏風(fēng)率和變頻調速技術(shù)的應用方面取得了一些進(jìn)步，但還不夠。各種先進(jìn)的、節能效果顯著(zhù)的點(diǎn)火器已在很多燒結廠(chǎng)得到推廣應用，使燒結點(diǎn)火煤氣的消耗逐漸下降，國內先進(jìn)燒結廠(chǎng)已降低至0.06GJ/t。燒結固體燃料消耗從2001年59kg/t降低到2007年54kg/t，每年穩步下降。冷卻機廢氣和燒結機煙氣的顯熱約占燒結過(guò)程全部熱支出的50%，充分利用這部分熱量可顯著(zhù)降低燒結工序能耗。但是，冷卻機廢氣和燒結機煙氣屬中低溫廢氣，余熱回收技術(shù)難度很大。我國燒結余熱的利用方式主要有：用作點(diǎn)火保溫爐的助燃風(fēng)；用作預熱混合料；用于熱風(fēng)燒結；用于產(chǎn)生蒸汽（目前采用余熱鍋爐產(chǎn)生蒸汽是我國應用最廣泛的余熱回收方式，該方式具有一次性投資少、運行費用低、降低污染等優(yōu)點(diǎn)，新建燒結機大多數采用該回收方式）；余熱發(fā)電（馬鋼二鐵總廠(chǎng)燒結車(chē)間2臺燒結機2004年引用日本川崎重工技術(shù)，2005年9月成功并網(wǎng)，填補了我國利用燒結余熱發(fā)電的空白；濟鋼采用國內自主設計、制造的燒結機余熱發(fā)電機組于2007年3月成功并網(wǎng)）。

環(huán)保技術(shù)。近年來(lái)，一方面，我國新建或改造的大中型燒結機的燒結煙氣除塵幾乎全部采用高效干式電除塵，除塵效率可達99%；環(huán)境除塵大都采用高效布袋除塵器或干式電除塵器，取代了落后的多管和旋風(fēng)除塵器。另一方面，燒結的設備大型化和自動(dòng)化，采用鋪底料、氣力輸送除塵灰等措施減少了粉塵的產(chǎn)生。除塵技術(shù)的發(fā)展使我國燒結車(chē)間環(huán)境大大改善。進(jìn)入新世紀后，環(huán)境壓力越來(lái)越大，我國燒結煙氣脫硫步入了起步階段，已經(jīng)有部分鋼鐵企業(yè)開(kāi)始實(shí)施或即將實(shí)施。三鋼對1臺180m2燒結機采用循環(huán)流化床法進(jìn)行脫硫，已投入運行；柳鋼二燒2臺燒結機采用氨－硫銨法進(jìn)行脫硫也已投產(chǎn)；包鋼根據自產(chǎn)礦特點(diǎn)，采用創(chuàng )新ENS環(huán)保新工藝，除氟率、脫硫率分別達到95%和75%以上，已穩定運行；石鋼對3號燒結機和4號燒結機采用了密相干塔法進(jìn)行脫硫，正在進(jìn)行調試。但以上幾家只有包鋼的脫硫裝置穩定運行，其余幾家均存在一定的問(wèn)題或投產(chǎn)時(shí)間較短，其裝備的可靠性和穩定性有待進(jìn)一步觀(guān)察。鋼鐵企業(yè)的二惡英發(fā)生源主要是燒結和電爐工序，非電爐鋼鐵企業(yè)燒結工序的二口惡英產(chǎn)生量約占全廠(chǎng)的90%。燒結工序中，二口惡英主要來(lái)源于含油軋鋼皮，特別是氯化物原料的熱反應過(guò)程。為了提高燒結礦質(zhì)量和減少燒結礦粉化，我國有些企業(yè)曾采取噴灑CaCl2的方式，雖然使燒結礦質(zhì)量提高少許，但對環(huán)境影響卻更為嚴重，帶進(jìn)的氯元素在燒結過(guò)程中極易生產(chǎn)二惡英。企業(yè)近年來(lái)已經(jīng)意識到這個(gè)問(wèn)題，已經(jīng)逐漸不再?lài)姙?/span>CaCl2溶液。

節能、環(huán)保、大型化仍是趨勢

隨著(zhù)鋼鐵工業(yè)的持續發(fā)展，我國燒結行業(yè)在裝備技術(shù)上仍有非常大的提升空間，而能源環(huán)保問(wèn)題也同樣限制著(zhù)燒結行業(yè)的發(fā)展。因此，發(fā)展節能環(huán)保技術(shù)將是未來(lái)燒結發(fā)展的一大趨勢。

《鋼鐵產(chǎn)業(yè)發(fā)展政策》規定新建燒結機使用面積必須大于180m2，使得我國燒結機準入條件提高，我國燒結機裝備還將繼續向大型化發(fā)展，裝備水平將不斷得到提高?！懂a(chǎn)業(yè)結構調整目錄》（2007年版）要求30m2以下燒結機加速淘汰，限制發(fā)展180m2以下燒結機。因此，我國燒結機發(fā)展方向是以大代小，先進(jìn)代替落后的必然趨勢。

節能降耗是“十一五”期間我國各行業(yè)工作的重點(diǎn)，政府提出到2010年我國單位GDP產(chǎn)值能耗下降20%，主要污染物排放要降低10%。鋼鐵行業(yè)作為高能耗、高污染行業(yè)，更應努力為節能減排作出貢獻。燒結節能主要方向應以降低固體燃料消耗和回收燒結廢煙氣余熱為主。燒結余熱回收應重點(diǎn)關(guān)注余熱發(fā)電，余熱發(fā)電技術(shù)符合國家的產(chǎn)業(yè)政策，對優(yōu)化燒結生產(chǎn)、降低工序能耗、充分利用二次能源、改善生產(chǎn)環(huán)境具有重要意義，對推動(dòng)循環(huán)經(jīng)濟發(fā)展起到積極的作用，具有良好的社會(huì )效益和經(jīng)濟效益。大型燒結機應開(kāi)發(fā)煙氣循環(huán)富集系統和余熱綜合利用技術(shù)，如萊鋼265m2燒結機既回收了余熱蒸汽，同時(shí)也采取了熱風(fēng)燒結技術(shù)。

“十一五”期間，減排二氧化硫成為我國環(huán)境保護的重點(diǎn)，新的《鋼鐵工業(yè)大氣污染物排放標準》將要頒布，征求意見(jiàn)稿中對新建裝備要求排放濃度SO2≤100mg/m3，NOx≤300mg/m3，PCDD（二惡英）≤0.5ng-TEQ/m3，按照我國目前的原燃料生產(chǎn)條件，即使全部采用進(jìn)口礦生產(chǎn)也不能夠達到上述要求，因此燒結工序的脫硫成為環(huán)境治理的首要任務(wù)。但我國燒結脫硫的阻力依然較大，尚缺乏成熟的技術(shù)，巨大的投資和高昂的運行費用，以及脫硫建設場(chǎng)地和脫硫副產(chǎn)物的利用問(wèn)題，造成企業(yè)大多還處于觀(guān)望之中。開(kāi)發(fā)適合我國國情的生產(chǎn)工藝，主要設備國產(chǎn)化，降低投資和生產(chǎn)運行成本以及合理利用副產(chǎn)品是燒結煙氣脫硫最迫切需要解決的問(wèn)題。