烧结技术装备应再接再厉

2020-08-04  来自: 河南汇能电力科技有限公司 浏览次数:511

进入新世纪以来,我国钢铁工业飞速发展,2007年粗钢产量达到4.89亿t,生铁产量为4.69亿t,均创下历史新高。而作为原料加工工序,我国烧结行业也以很快的速度快速发展,烧结矿产量迅猛增长,烧结装备逐步实现大型化、国产化,工艺流程更加完善,烧结技术取得了长足进步,尤其在节能环保技术方面也有很大进展。

大型化成为显著特点

 

     2000年~2006年间,我国烧结矿产量从1.68亿t增长至4.3亿t,年增长率为20.6%;球团矿产量从1427万t增长至7635万t,年增长率近40%。2007年我国烧结矿产量约4.96亿t,其中重 点大中型企业烧结矿产量为4.56亿t,球团矿产量约0.94亿t,这样的增长速度是很快的。

 

     不仅我国烧结矿数量增长迅猛,烧结技术装备水平也有大的飞跃。我国重 点钢铁企业大于130m2的大中型烧结机数量占烧结机总数的比例由2001年的15.0%提高到2006年的23.7%,产能比例由41.5%增加到52.3%。2007年大中型烧结机所占比重首 次突破30%,达到30.3%,产能比更是达到58.3%。


     1985年~2000年间,我国300m2以上大型烧结机发展缓慢,截至2000年才累计建成6台。进入新世纪,我国已经能够自主设计、制造具有高水平的300m2~500m2级的大型烧结机。烧结机大型化发展迅速,短短7年间300m2烧结机数量增长了近6倍,截至2007年底我国已投产的烧结机中,有35台300m2~495m2的大型烧结机,面积达13626m2,平均单机面积389m2;此外还有大量大型烧结机正在建设中。

 

虽然我国大、中型烧结机所占比重逐年增加,但由于目前小型烧结机数量仍相当大,造成了我国烧结机的单机面积仍然偏小。就烧结能力来说,我国大中型烧结机产能约占整个烧结行业产能的近2/3,已占明显优势,因此,烧结机大型化是本阶段烧结发展的显著特点。

 

技术日趋丰富、完善

 

      我国已经能够自主设计、制造具有高水平的300m2~500m2级的大型烧结机,这些烧结机采用了完善的工艺流程,具有原料准备、配料混合、烧结、冷却、成品整粒、铺底料以及返矿受料系统,在原料混匀技术、厚料层工艺、节能和环保等技术上取得了一系列突破。

 

      原料混匀技术。近年来,我国钢铁工业快速发展造成自产铁矿石严重不足,进口铁矿石量逐年大幅度增加,由2001年的9231万t急速增至2007年的38309万t,进口矿依存度从38.29%增加到52.65%。由于铁矿石来源广、品位波动大,导致烧结矿品位波动大,影响高炉冶炼指标。建设原料混匀料场以保证原料成分稳定是有效办法。一般烧结用的含铁原料品位在±1.5%~3%波动,建设原料场后,含铁原料经过分堆堆存、混匀工艺处理后,品位波动可以稳定在±0.5%以下。国外一些钢铁企业混匀矿品位波动可达±0.3%以下。国内企业在2000年~2007年间建设了一批现代化的混匀料场,有效克服了矿石成分波动大的问题,部分先 进钢铁企业如宝钢、马钢等,混匀矿品位波动已达到±0.4%以下。

 

       厚料层技术。2000年~2006年我国烧结机料层厚度逐年增加,国内大中型烧结机料层厚度已达到600mm~800mm。宝钢2号烧结机2004年12月料层厚度成功实现800mm,成为世界上料层较厚的大型烧结机之一。2006年我国烧结机料层平均厚度达到586mm,其中700mm以上的有26台,650mm以上的有50台,而2000年我国烧结机平均料层厚度仅471mm。随着料层厚度的增加,表层烧结矿所占比重较低,成品率相应提高,返矿率下降,减少了氧化铁的含量,并可充分利用烧结过程的自动蓄热,减少固体燃料消耗。但料层厚度过高,会增加上下层烧结矿的不均匀性,且阻力增大,产量下降。因此,各企业应根据自身实际情况选择合适的料层厚度。

 

      节能技术。烧结工序能耗一般占吨钢能耗的10%左右,研究节能技术和开发余热利用技术是目前烧结研究的重 点。烧结的节能方向主要是降低电耗、固体燃料消耗、点火煤气消耗以及余热回收利用。在降低电耗方面,目前在降低抽风系统的漏风率和变频调速技术的应用方面取得了一些进步,但还不够。各种先 进的、节能效果显著的点火器已在很多烧结厂得到推广应用,使烧结点火煤气的消耗逐渐下降,国内先 进烧结厂已降低至0.06GJ/t。烧结固体燃料消耗从2001年59kg/t降低到2007年54kg/t,每年稳步下降。冷却机废气和烧结机烟气的显热约占烧结过程全部热支出的50%,充分利用这部分热量可显著降低烧结工序能耗。但是,冷却机废气和烧结机烟气属中低温废气,余热回收技术难度很大。我国烧结余热的利用方式主要有:用作点火保温炉的助燃风;用作预热混合料;用于热风烧结;用于产生蒸汽(目前采用余热锅炉产生蒸汽是我国应用较为广泛的余热回收方式,该方式具有一次性投资少、运行费用低、降低污染等优点,新建烧结机大多数采用该回收方式);余热发电(马钢二铁总厂烧结车间2台烧结机2004年引用日本川崎重工技术,2005年9月成功并网,填补了我国利用烧结余热发电的空白;济钢采用国内自主设计、制造的烧结机余热发电机组于2007年3月成功并网)。

 

        环保技术。近年来,一方面,我国新建或改造的大中型烧结机的烧结烟气除尘几乎全部采用干式电除尘,除尘效率可达99%;环境除尘大都采用布袋除尘器或干式电除尘器,取代了落后的多管和旋风除尘器。另一方面,烧结的设备大型化和自动化,采用铺底料、气力输送除尘灰等措施减少了粉尘的产生。除尘技术的发展使我国烧结车间环境大大改善。进入新世纪后,环境压力越来越大,我国烧结烟气脱硫步入了起步阶段,已经有部分钢铁企业开始实施或即将实施。三钢对1台180m2烧结机采用循环流化床法进行脱硫,已投入运行;柳钢二烧2台烧结机采用氨-硫铵法进行脱硫也已投产;包钢根据自产矿特点,采用创新ENS环保新工艺,除氟率、脱硫率分别达到95%和75%以上,已稳定运行;石钢对3号烧结机和4号烧结机采用了密相干塔法进行脱硫,正在进行调试。但以上几家只有包钢的脱硫装置稳定运行,其余几家均存在一定的问题或投产时间较短,其装备的可靠性和稳定性有待进一步观察。钢铁企业的发生源主要是烧结和电炉工序,非电炉钢铁企业烧结工序的二口恶英产生量约占全厂的90%。烧结工序中,二口恶英主要来源于含油轧钢皮,特别是氯化物原料的热反应过程。为了提高烧结矿质量和减少烧结矿粉化,我国有些企业曾采取喷洒CaCl2的方式,虽然使烧结矿质量提高少许,但对环境影响却更为严重,带进的氯元素在烧结过程中极易生产。企业近年来已经意识到这个问题,已经逐渐不再喷洒CaCl2溶液。

 

节能、环保、大型化仍是趋势

 

        随着钢铁工业的持续发展,我国烧结行业在装备技术上仍有非常大的提升空间,而能源环保问题也同样限制着烧结行业的发展。因此,发展节能环保技术将是未来烧结发展的一大趋势。

 

     《钢铁产业发展政策》规定新建烧结机使用面积必须大于180m2,使得我国烧结机准入条件提高,我国烧结机装备还将继续向大型化发展,装备水平将不断得到提高。《产业结构调整目录》(2007年版)要求30m2以下烧结机加速淘汰,限制发展180m2以下烧结机。因此,我国烧结机发展方向是以大代小,先 进代替落后的必然趋势。

 

      节能降耗是“十一五”期间我国各行业工作的重 点,政府提出到2010年我国单位GDP产值能耗下降20%,主要污染物排放要降低10%。钢铁行业作为高能耗、高污染行业,更应努力为节能减排作出贡献。烧结节能主要方向应以降低固体燃料消耗和回收烧结废烟气余热为主。烧结余热回收应重 点关注余热发电,余热发电技术符合国家的产业政策,对优化烧结生产、降低工序能耗、充分利用二次能源、改善生产环境具有重要意义,对推动循环经济发展起到积极的作用,具有良好的社会效益和经济效益。大型烧结机应开发烟气循环富集系统和余热综合利用技术,如莱钢265m2烧结机既回收了余热蒸汽,同时也采取了热风烧结技术。

 

      “十一五”期间,减排二氧化硫成为我国环境保护的重 点,新的《钢铁工业大气污染物排放标准》将要颁布,征求意见稿中对新建装备要求排放浓度SO2≤100mg/m3,NOx≤300mg/m3,PCDD(二恶 英)≤0.5ng-TEQ/m3,按照我国目前的原燃料生产条件,即使全部采用进口矿生产也不能够达到上述要求,因此烧结工序的脱硫成为环境治理的首要任务。但我国烧结脱硫的阻力依然较大,尚缺乏成熟的技术,巨大的投资和高昂的运行费用,以及脱硫建设场地和脱硫副产物的利用问题,造成企业大多还处于观望之中。开发适合我国国情的生产工艺,主要设备国产化,降低投资和生产运行成本以及合理利用副产品是烧结烟气脱硫较为迫切需要解决的问题。



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