宋亞龍  盛建華  劉桐  王博文

（中天鋼鐵集團有限公司，江蘇常州 213000）

摘  要：中天集團第一燒結(jié)廠開展低負壓點火生產(chǎn)工藝，通過實踐研究表明，低負壓點火生產(chǎn)工藝可以達到降低煤氣消耗，改善料層透氣性，增加料層垂直燒結(jié)速度，提高燒結(jié)礦產(chǎn)量和質(zhì)量的效果，但由于低負壓點火工藝使料層透氣性增加，料層結(jié)構(gòu)疏松，自動蓄熱功能降低，導致返礦率增加，固體燃耗增加。

關(guān)鍵詞：低負壓點火；煤氣消耗；料層透氣性；垂直燒結(jié)速度；返礦率

Negative Pressure Ignition Technology Practice Research In Zenith

Song Yalong, Sheng Jianhua,  Zhang Qiaoyu, Liu Tong,Wang Bowen

(Zenith Steel Group Corporation ,Changzhou213000, Jiangsu)

Abstract:The first sintering plant of zenith Group carried out the low-negative pressure ignition production process. Through practice research, it was shown that the low-negative pressure ignition production process can achieve the effect of reducing gas consumption, improving the permeability of the material layer, increasing the vertical sintering speed of the material layer, and improving the output and quality of the sintered ore. However, due to the low negative pressure ignition process, the permeability of the material layer is increased, the structure of the material layer is loose, and the automatic heat storage function is reduced, resulting in an increase in the return rate and an increase in solid fuel consumption.

Key words:Low negative pressure ignition; Gas consumption; Material layer permeability; Vertical sintering speed; Return rate.

燒結(jié)點火的是目的是將表面料層點燃，借助抽風作用使料層自上而下燃燒，在點火過程中，表面料層的混勻料會發(fā)生一系列的物理化學反應(yīng)^[1]，隨著點火溫度的逐漸上升，表層混勻料水分開始蒸發(fā)、燃料燃燒并開始形成一定量的液相，在抽風作用下液相逐漸冷卻形成一定強度的燒結(jié)礦，燒結(jié)點火的時間和點火強度對燒結(jié)礦的產(chǎn)量和質(zhì)量都有重要的影響,而點火效果的好壞與點火負壓又有著直接的聯(lián)系^[2]。

目前國內(nèi)大部分燒結(jié)廠都采用高負壓點火操作，而高負壓點火會使混勻料在通過點火爐后發(fā)生嚴重的收縮現(xiàn)象，使料層的透氣性發(fā)生惡化，透氣性降低^[3]，燒結(jié)機產(chǎn)能得不到發(fā)揮，另外，由于點火過程中爐膛內(nèi)負壓過高，會導致部分煤氣未完全燃燒而被抽到大煙道內(nèi)，致使煤氣得不到完全利用造成煤氣消耗增加^[4]。

中天鋼鐵集團第一燒結(jié)廠有兩臺180m²燒結(jié)機，未采用低負壓點火操作前料面經(jīng)過點火爐后收縮現(xiàn)象嚴重，大煙道內(nèi)CO含量較高，超過國家規(guī)定標準，兩臺燒結(jié)機在采取低負壓點火后，料面嚴重收縮現(xiàn)象得到緩解，料層透氣性增加，各風箱負壓有所下降，且煤氣消耗進一步減少，燒結(jié)礦產(chǎn)量和質(zhì)量都有所提升。

1 研究方法

低負壓實施前后混勻料保持不換堆，減少因原料結(jié)構(gòu)發(fā)生變化而導致數(shù)據(jù)偏差過大，混勻料配比如表1所示，且兩臺燒結(jié)機均采用該混勻料，同時保持料層厚度為820mm不變，其他生產(chǎn)操作條件保持不變，同時對兩臺機點火爐下方1#、2#、3#風箱翻板進行調(diào)整，在原始料面溫度、點火爐膛溫度恒定下，點火爐前移后，確保點火面積不發(fā)生變化，根據(jù)現(xiàn)場設(shè)備安裝情況，對1#燒結(jié)點火爐前移0.8m，點火爐膛開第2排、3排火嘴，確保過火面積恒定，且保證爐膛溫度。2#燒結(jié)點火爐前移1.0m，點火爐膛開第2排、3排火嘴。點火爐膛溫度在950±50℃，滿足燒結(jié)料面點火時間及點火強度需求，強化表層燒結(jié)并為燒結(jié)混合料

固體燃料燃燒熱量需求。

調(diào)整前后風箱開度如表2所示。

表1 低負壓點火實施前后混勻料配比情況

表2 低負壓點火實施前后1#、2#、3#風箱翻版開度變化

2 低負壓點火實施后對燒結(jié)生產(chǎn)的影響

2.1 低負壓點火前后風箱負壓變化

通過調(diào)節(jié)點火爐下方風箱翻板的開度，1#、2#、3#風箱負壓和總管負壓下降顯著，各風箱負壓變化情況如表3所示。

表3 低負壓點火實施前后各風箱負壓變化情況

從低負壓點火實施前后各風箱負壓以及總管負壓變化情況來看，各個風箱負壓和總管負壓均有下降，說明低負壓點火工藝可以在一定程度上緩解料層經(jīng)過點火爐后被抽實的現(xiàn)象，使得料層的透氣性得到改善。另外低負壓點火實施后燒結(jié)機機速由原先的1.46m/min提升至1.5m/min，這也說明低負壓點火工藝可以改善料層的透氣性，使燒結(jié)機產(chǎn)能得到進一步提升。

2.2 低負壓點火前后能耗變化

低負壓點火前后兩臺機點火煤氣消耗和固體燃耗如表4所示。

表4  低負壓點火前后點火煤氣消耗情況

從表4中可以看出，低負壓點火實施前后兩臺燒結(jié)機點火煤氣單耗均有所下降，1#低負壓點火實施前后煤氣單耗下降7.32m³/t，2#低負壓點火實施前后煤氣單耗下降6.89m³/t。這是由于采取低負壓點火工藝，使得點火爐爐膛內(nèi)負壓降低，煤氣可以在爐膛內(nèi)充分燃燒，緩解了因負壓過高，煤氣還未充分燃燒就被抽至大煙道內(nèi)的情況，從而利用較少的煤氣就可以滿足點火要求，達到降低點火煤氣消耗的效果。低負壓點火實施后，1#機固體燃耗增加1.6kg/t，2#機固體燃耗增加1.5kg/t，固體燃耗增加是由于低負壓點火使得料層透氣性增加，導致料層的自動蓄熱作用降低，熱量損失較多，為了滿足燒結(jié)過程中礦物顆粒間在高溫段發(fā)生物理化學反應(yīng)所需的熱量，就需增加固體燃料的消耗。

2.3 低負壓點火實施前后燒結(jié)礦質(zhì)量變化

低負壓點火實施前后兩臺機燒結(jié)礦質(zhì)量變化如表5所示。

表5 低負壓點火實施前后兩臺機燒結(jié)礦質(zhì)量情況

從表5中可以看出，低負壓點火實施后兩臺機燒結(jié)礦產(chǎn)量均有所提升，1#機產(chǎn)量提升3.51%，2#機產(chǎn)量提升3.51%，這是由于采取低負壓點火措施后，料層透氣性增加垂直燒結(jié)速度加快，終點提前，為確保終點溫度保持在合適的位置，燒結(jié)機機速適當增加，燒結(jié)礦產(chǎn)量增加。低負壓點火措施實施后兩臺燒結(jié)機轉(zhuǎn)鼓強度提高，這是由于采取低負壓點火工藝后，料層透氣性增加，料層的自動蓄熱作用有所降低，為了滿足混勻料在高溫階段形成液相所需的熱量，燃料配比適當增加，燒結(jié)礦亞鐵含量提高，使得燒結(jié)礦強度提高。低負壓點火實施后兩臺燒結(jié)機內(nèi)返率均有所增加，這是由于低負壓點火工藝使得料層表面結(jié)構(gòu)松散，再加上機速的提升，使得點火時間降低，表層燒結(jié)礦強度變差，返礦量增加。

2.4 低負壓點火實施前后煙氣CO濃度變化

實施低負壓點火前，因點火爐下高負壓、高風量，使得煤氣未能充分燃燒而被抽入燒結(jié)煙氣中，使得燒結(jié)煙氣中CO濃度較高，不利于燒結(jié)煙氣排放。通過實施低負壓點火后，降低煤氣流量，降低點火爐膛下風箱負壓，對1#風箱封堵降低風量，同時，煤氣充分燃燒，抽入煙氣中空余煤氣降低，使得煙氣中CO濃度降低。

對實施前后燒結(jié)煙氣中CO濃度情況統(tǒng)計如表6所示。

表6 低負壓點火實施前后燒結(jié)煙氣CO濃度變化

1-7月煙氣CO濃度平均為5941mg/m3，實施低負壓點火后，煙氣中CO濃度平均為4695mg/m3，下降1246mg/m3

3 負壓點火所產(chǎn)生的經(jīng)濟效益

燒結(jié)礦產(chǎn)量共提升380t/d，則年提產(chǎn)燒結(jié)礦產(chǎn)量：38×365×99%=13.73萬噸，按照燒結(jié)全鐵54.85%，球團全鐵63.6%進行置換，置換球團約11.84萬噸，按燒結(jié)礦和球團礦價格分別687和921元/噸計，置換效益為1472.13萬元/年。

低負壓點火實施后點火煤氣消耗共降低14.21m³/t，煤氣單價按0.3元/m³計算，則每年節(jié)約煤氣成本為：14.21×0.3×13.73=58.53萬元/年。

固體燃耗共增加3.1kg/t，固體燃料成本按1000元/t計算，則每年固體燃耗成本增加：3.1÷1000×13.73×1000=42.56萬元/年。

每年可增加效益：1472.13+58.53-42.56=1488.1萬元/年。

4 結(jié)論

（1）通過調(diào)節(jié)1#、2#、3#風箱開度可以降低各個風箱負壓和總管負壓，達到低負壓點火的效果。

（2）低負壓點火生產(chǎn)工藝可以使點火過程中煤氣在爐膛內(nèi)更加充分的燃燒，減少因點火爐下方風箱負壓過高導致煤氣未完全燃燒而被抽至大煙道內(nèi)，達到節(jié)約煤氣消耗的效果，同時可降低燒結(jié)煙氣中CO濃度。

（3）低負壓點火生產(chǎn)工藝有利于提升料層的透氣性，增加料層的垂直燒結(jié)速度，達到提產(chǎn)的效果，但由于采取低負壓點火生產(chǎn)工藝會導致料層表面結(jié)構(gòu)疏松，表層燒結(jié)礦強度下降，返礦率有所增加，另外由于料層透氣性增加，導致料層的自動蓄熱功能降低，為了達到混勻料顆粒間在高溫條件下形成液相所需的熱量，固體燃料配比會適當增加。