寧春明 翟玉兵
摘 要：本文主要論述了龍鋼公司煉鐵廠燒結(jié)工序通過優(yōu)化配料，優(yōu)化固廢消化，提升裝備水平等達(dá)到減排CO2的目的，同時也敘述了在節(jié)能優(yōu)化方面也做出努力。
關(guān)鍵詞：龍鋼；厚料層；生產(chǎn)實(shí)踐；節(jié)能降碳
1 前言
發(fā)展低碳經(jīng)濟(jì)，節(jié)能降耗，減少溫室氣體CO2排放是未來發(fā)展的趨勢，特別是鋼鐵行業(yè)，鋼鐵工業(yè)作為碳源排放大戶在未來的調(diào)整中必然首當(dāng)其沖，燒結(jié)又是鋼鐵行業(yè)中的排放大戶，燒結(jié)碳排放是不可忽視的一個重要環(huán)節(jié)。鋼鐵企業(yè)面對日益激烈的競爭和燒結(jié)原、燃料以及動力價格的不斷上漲，只有通過不斷優(yōu)化節(jié)能，才能提升企業(yè)的競爭力。而節(jié)能降耗降成本，要靠技術(shù)進(jìn)步和技術(shù)創(chuàng)新來推動和提升。近年來，龍鋼公司煉鐵廠燒結(jié)系統(tǒng)緊緊圍繞優(yōu)質(zhì)、高產(chǎn)、低耗的方針，依靠技術(shù)進(jìn)步，在燒結(jié)礦產(chǎn)量和質(zhì)量不斷提高的同時，優(yōu)化指標(biāo)，達(dá)到節(jié)能降碳的目的。
2 節(jié)能減排的主要措施
2.1 自動加水系統(tǒng)的升級改造
隨著設(shè)備水平的提升和原料條件的改善，混合機(jī)人工加水方式滯后和調(diào)整時長的弊端越來越明顯，會導(dǎo)致生產(chǎn)紊亂，降低產(chǎn)量和除塵灰量的增加，嚴(yán)重時會出現(xiàn)環(huán)保事件。以不能滿足當(dāng)前生產(chǎn)穩(wěn)定的需求，為了解決這一生產(chǎn)瓶頸問題，龍鋼公司煉鐵廠燒結(jié)工序結(jié)合現(xiàn)場實(shí)際調(diào)研，將原來的加水系統(tǒng)進(jìn)行升級改造，基本實(shí)現(xiàn)自動加水的目的。
自動加水系統(tǒng)采用RS485數(shù)字網(wǎng)絡(luò)和標(biāo)準(zhǔn)的以太網(wǎng)技術(shù)，通過采集一混出口混勻原料水份信號，將信號送至控制器，同時控制器還需采集相關(guān)皮帶秤重量信號、系統(tǒng)工作信號、系統(tǒng)聯(lián)鎖信號等，通過與目標(biāo)值進(jìn)行對比，控制器進(jìn)行內(nèi)部運(yùn)算、數(shù)據(jù)處理Z終輸出一個4-20mA的信號至給水調(diào)節(jié)閥，調(diào)節(jié)閥根據(jù)接收的信號來控制閥門開度，從而達(dá)到控制給水量。通過對一混采集的水份信號分析，控制器對一混加水量的自動調(diào)節(jié)，使Z終的水份值達(dá)到目標(biāo)值，并且能將水份值穩(wěn)定在系統(tǒng)精度范圍內(nèi)。同時可依據(jù)工藝控制優(yōu)先的原則，可以在全自動，半自動和手動運(yùn)行模式下無縫無中斷切換，當(dāng)物料流量發(fā)生大的變化時，也可及時做出響應(yīng)，至少能在1分鐘之內(nèi)重新達(dá)到穩(wěn)定。
通過自動加水系統(tǒng)的運(yùn)行，彌補(bǔ)了人工加水滯后和延時的弊端，改善了混合料的粒級，在提升燒結(jié)機(jī)產(chǎn)量的同時，降低了除塵灰的產(chǎn)生量，減少了加水不穩(wěn)定導(dǎo)致的燒結(jié)過程波動帶來的排放氣體增加，達(dá)到了節(jié)能降碳的清潔節(jié)能生產(chǎn)要求和目的。
2.2 固廢再循環(huán)利用的精益管理
鋼鐵企業(yè)產(chǎn)生的除塵灰、污泥、鋼渣、氧化鐵皮等固體廢物，不能很好地進(jìn)行利用和管理，不僅對生態(tài)環(huán)境造成影響，也不符合當(dāng)前國家政策和企業(yè)清潔節(jié)能生產(chǎn)的要求。龍鋼公司煉鐵廠積極響應(yīng)公司生態(tài)環(huán)境管理的要求，結(jié)合生產(chǎn)實(shí)際，對企業(yè)固廢消化進(jìn)行全面的精細(xì)化操作和管理，實(shí)現(xiàn)固廢全消化的節(jié)能減排目標(biāo)。
2.2.1污泥的再循環(huán)利用
表1 煉鋼污泥主要成分含量
2.2.1.1煉鋼污泥的性質(zhì)
轉(zhuǎn)爐煉鋼污泥，是煙氣濕法除塵所產(chǎn)生的，，含水分25-30％，干基的煉鋼污泥TFe約50％以上，粒度200目占 90％以上，煉鋼污泥TFe、CaO、MgO含量偏高，是很好的燒結(jié)、球團(tuán)用原料，可代替部分含鐵料和熔劑，但其粒度過細(xì)，親水性好，粘度大，自然干燥條件差，不易烘干，進(jìn)而對合理利用產(chǎn)生較大影響。其鋅含量為0.658%；是燒結(jié)礦鋅含量的主要來源；同時也是高爐鋅負(fù)荷的重要來源。所以在燒結(jié)過程中控制污泥均勻性，是促進(jìn)高爐鋅負(fù)荷的穩(wěn)定控制的重點(diǎn)措施。
2.2.1.2煉鋼污泥對生產(chǎn)的影響
龍鋼公司煉鐵廠燒結(jié)工序之前采用在混勻礦起垛前在垛底平鋪的方式進(jìn)行消化，一方面不能完全消化，其余堆積造成環(huán)境污染和資源浪費(fèi)，另一方面由于污泥的特性，在混勻和成分上無法達(dá)到均勻，對燒結(jié)和高爐生產(chǎn)造為了很大的不利影響。
2.2.1.3實(shí)施措施
通過對煉鋼污泥的來源和特性調(diào)研分析，制定方案進(jìn)行落實(shí)，針對污泥成分的不穩(wěn)定性，從煉鋼源頭抓起，從源頭控制污泥堿金屬和鋅含量的代入，穩(wěn)定污泥的成分。針對污泥難以混勻的特性，采用污泥和高爐返礦按1:3的比例提前進(jìn)行混勻，利用返 礦的熱量在混勻過程對污泥的水分的蒸發(fā)，然后再按一定的配比配入混勻礦垛。
通過以上措施的實(shí)施，龍鋼公司目前對污泥進(jìn)行了內(nèi)部的全消化，同時解決了污泥對生產(chǎn)帶來的不利影響?即降低了燒結(jié)原料生產(chǎn)成本，又達(dá)到了清潔節(jié)能的環(huán)保生產(chǎn)要求。
2.2.2 除塵灰的再循環(huán)利用
2.2.2.1除塵灰的來源及性質(zhì)
除塵灰是指從燒結(jié)到軋鋼的各個工序生產(chǎn)過程中，通過電除塵器、重力除塵器和布袋除塵器等除塵設(shè)備收集的灰塵。不同的除塵器回收的除塵灰成分含量不同，差異較大，（成分含量表2表3）
表2 煉鋼除塵灰成分含量
表3 高爐除塵灰成分含量
2.2.2.2除塵灰的消化?式和危害
對于這些除塵灰的處理方式，之前的方法是燒結(jié)預(yù)配料低比例配加一部分，燒結(jié)配料配加一部分，其余對外銷售和現(xiàn)場堆積選擇堆放或?qū)ν怃N售的處理方式。堆放會占用大量土地資源；對外銷售價格低廉，每噸從幾十到一百元不等，這兩種處理方式?jīng)]有從根本上解決問題。同時根據(jù)除塵灰的成分含量，全部消化，除塵灰中的有害元素對燒結(jié)礦的質(zhì)量產(chǎn)生很大影響，從而影響高爐的穩(wěn)定操作。
2.2.2.3實(shí)施措施
根據(jù)除塵灰的成分含量制定合理的使用消化方案，將全鐵含量在40%左右的除塵灰分流至原料作業(yè)區(qū)一二系統(tǒng)參與一次預(yù)配進(jìn)行消化；將氧化鈣含量達(dá)到70-80%的煉鋼除塵灰在265㎡燒結(jié)機(jī)配料專門用一個倉按一定的配比進(jìn)行配加消化；將堿金屬和鋅含量較高，對高爐操作影響較大的煉鋼和燒結(jié)機(jī)頭除塵灰繼續(xù)與周邊合作企業(yè)進(jìn)行外賣，降低對生產(chǎn)的影響。
通過以上措施實(shí)施，龍鋼公司對產(chǎn)生的除塵灰做到了全消化，同時經(jīng)過細(xì)化管控操作，同時解決了因除塵灰的量和成分問題對生產(chǎn)帶來的不利影響，達(dá)到降本提質(zhì)環(huán)保的綜合效益。
2.3 厚料層燒結(jié)
2.3.1厚料層燒結(jié)的意義
厚料層燒結(jié)能夠充分利用燒結(jié)料層的自動蓄熱作用，改善燒結(jié)礦物結(jié)晶、減少表層返礦占比、改善燒結(jié)礦粒度組成、降低燒結(jié)生產(chǎn)固體燃料消耗的優(yōu)點(diǎn)，是目前燒結(jié)生產(chǎn)的主要發(fā)展方向，龍鋼公司煉鐵廠燒結(jié)工序通過一年多的各項(xiàng)技術(shù)改造，成功實(shí)現(xiàn)料層厚度920mm的目標(biāo)，對企業(yè)的節(jié)能降耗起到了關(guān)鍵作用。
2.3.2厚料層燒結(jié)的提升措施
厚料層燒結(jié)會導(dǎo)致燒結(jié)料層透氣性變差，燒結(jié)速度降低，燒結(jié)礦產(chǎn)質(zhì)量下降的不利因素，為了解決厚料層燒結(jié)的瓶頸問題，燒結(jié)工序制定攻關(guān)措施，通過一年多的努力，解決了相關(guān)制約生產(chǎn)的問題。
2.3.2.1 提高混合料料溫
混合機(jī)加水是燒結(jié)料水分的主要來源，混料加水的溫度是混合料料溫提升的重要保障，燒結(jié)工序利用環(huán)冷余熱對混料加水水源進(jìn)行加熱，即降低了廢氣的排放，有利用了有效的燒結(jié)余熱資源；同時對整個皮帶進(jìn)行全方位的密封處理，減少混合料在運(yùn)輸過程的熱量損失；再用蒸汽通入二混、皮帶密封罩內(nèi)、臺車礦槽等方式，全程對混合料進(jìn)行全程提溫，使混合料的溫度由之前的40℃提升到60℃以上，有效的對固燃降低起到了促進(jìn)作用。
2.3.2.2 混合料粒級的提升
混合料粒級是燒結(jié)透氣性的關(guān)鍵指標(biāo)，也是厚料層燒結(jié)的前提條件，通過對一混原來的內(nèi)襯進(jìn)行優(yōu)化改造，使用直筋三合一筋板，二混采用逆流揚(yáng)料裝置，燒結(jié)機(jī)采用新型松料器等技術(shù)和設(shè)備的應(yīng)用，混合料粒級得到了很大的提升，燒結(jié)料層透氣性能夠滿足厚料層燒結(jié)的要求。
表4 改造前后混合料粒度變化
通過一系列的措施，龍鋼公司煉鐵廠燒結(jié)機(jī)料層厚度由原來的750mm提升到920mm，且生產(chǎn)過程穩(wěn)定，產(chǎn)質(zhì)量指標(biāo)良好，達(dá)到預(yù)期目標(biāo)。
表5 改造前后過程參數(shù)對比
厚料層燒結(jié)由于料層提高，機(jī)速、垂直燒結(jié)速度降低，使得燒結(jié)過程的高溫保持時間延長，礦物結(jié)晶更加充分，燒結(jié)礦轉(zhuǎn)鼓強(qiáng)度和成品率提高，配炭量的下降，使料層的氧化性氣氛增強(qiáng)，有利于原生磁鐵礦等低價氧化物氧化放熱，降低燒結(jié)礦FeO含量，燒結(jié)固體燃料消耗與熱耗下降，降低固燃2kg/t以上，有利于節(jié)能和減少SO2、CO2排放。
2.4燒結(jié)礦余熱回收
2.4.2.2余熱熱水利用
混合料加水水溫對混合料料溫和制粒具有一定的影響，利用蒸汽加熱不僅浪費(fèi)資源，同時熱利用率低，在環(huán)冷中部利用文氏管熱交換器對混合機(jī)加水水源進(jìn)行加熱，同時引至配料對返礦進(jìn)行提前潤濕，可減少蒸汽的消耗，充分利用環(huán)冷余熱，達(dá)到降低能耗和提升產(chǎn)量的雙重作用。
2.5智能潤滑機(jī)器人的使用
燒結(jié)臺車潤滑一直是臺車正常運(yùn)轉(zhuǎn)的關(guān)鍵所在，臺車滾輪的潤滑到位一直是我們研究的方向，對此我們采用了一套智能滾輪加油機(jī)器人對臺車滾輪進(jìn)行自動加油潤滑，徹底解放了人力，同時加油量也得到了有效的控制，避免了人為操作帶來的油脂浪費(fèi)現(xiàn)行，大幅提升了臺車運(yùn)行作業(yè)率。
3 結(jié)論
近年來，龍鋼公司煉鐵廠燒結(jié)工序在響應(yīng)國家環(huán)保政策，降低碳排放目標(biāo)要求下，通過先進(jìn)的技術(shù)應(yīng)用和設(shè)備的升級改造，優(yōu)化資源配置和精益管理的提升，取得了良好的效果和經(jīng)濟(jì)效益，今后在目前原材料價格上漲，資源緊缺的日益嚴(yán)峻的形勢下，繼續(xù)圍繞節(jié)能減排，在優(yōu)化原料結(jié)構(gòu)和燒結(jié)固體燃料結(jié)構(gòu)上深入研究，以期實(shí)現(xiàn)節(jié)能降耗減排，企業(yè)效益Z優(yōu)的雙重目標(biāo)。
（來源：冶金信息裝備網(wǎng)）
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