宁春明 翟玉兵

摘要：本文主要论述了龙钢公司炼铁厂烧结工序通过优化配料，优化固废消化，提升装备水平等达到减排CO₂的目的，同时也叙述了在节能优化方面也做出努力。

关键词：龙钢；厚料层；生产实践；节能降碳

1 前言

发展低碳经济，节能降耗，减少温室气体CO₂排放是未来发展的趋势，特别是钢铁行业，钢铁工业作为碳源排放大户在未来的调整中必然首当其冲，烧结又是钢铁行业中的排放大户，烧结碳排放是不可忽视的一个重要环节。钢铁企业面对日益激烈的竞争和烧结原、燃料以及动力价格的不断上涨，只有通过不断优化节能，才能提升企业的竞争力。而节能降耗降成本，要靠技术进步和技术创新来推动和提升。近年来，龙钢公司炼铁厂烧结系统紧紧围绕优质、高产、低耗的方针，依靠技术进步，在烧结矿产量和质量不断提高的同时，优化指标，达到节能降碳的目的。

2 节能减排的主要措施

2.1自动加水系统的升级改造

随着设备水平的提升和原料条件的改善，混合机人工加水方式滞后和调整时长的弊端越来越明显，会导致生产紊乱，降低产量和除尘灰量的增加，严重时会出现环保事件。以不能满足当前生产稳定的需求，为了解决这一生产瓶颈问题，龙钢公司炼铁厂烧结工序结合现场实际调研，将原来的加水系统进行升级改造，基本实现自动加水的目的。

自动加水系统采用RS485数字网络和标准的以太网技术，通过采集一混出口混匀原料水份信号，将信号送至控制器，同时控制器还需采集相关皮带秤重量信号、系统工作信号、系统联锁信号等，通过与目标值进行对比，控制器进行内部运算、数据处理最终输出一个4-20mA的信号至给水调节阀，调节阀根据接收的信号来控制阀门开度，从而达到控制给水量。通过对一混采集的水份信号分析，控制器对一混加水量的自动调节，使最终的水份值达到目标值，并且能将水份值稳定在系统精度范围内。同时可依据工艺控制优先的原则，可以在全自动，半自动和手动运行模式下无缝无中断切换，当物料流量发生大的变化时，也可及时做出响应，至少能在1分钟之内重新达到稳定。

通过自动加水系统的运行，弥补了人工加水滞后和延时的弊端，改善了混合料的粒级，在提升烧结机产量的同时，降低了除尘灰的产生量，减少了加水不稳定导致的烧结过程波动带来的排放气体增加，达到了节能降碳的清洁节能生产要求和目的，

2.2固废再循环利用的精益管理

钢铁企业产生的除尘灰、污泥、钢渣、氧化铁皮等固体废物，不能很好地进行利用和管理，不仅对生态环境造成影响，也不符合当前国家政策和企业清洁节能生产的要求。龙钢公司炼铁厂积极响应公司生态环境管理的要求，结合生产实际，对企业固废消化进行全面的精细化操作和管理，实现固废全消化的节能减排目标。

2.2.1污泥的再循环利用

表1炼钢污泥主要成分含量

2.2.1.1炼钢污泥的性质

转炉炼钢污泥，是烟气湿法除尘所产生的，，含水分25-30％，干基的炼钢污泥TFe约50％以上，粒度200目占 90％以上，炼钢污泥TFe、CaO、MgO含量偏高，是很好的烧结、球团用原料，可代替部分含铁料和熔剂，但其粒度过细，亲水性好，粘度大，自然干燥条件差，不易烘干，进而对合理利用产生较大影响。其锌含量为0.658%；是烧结矿锌含量的主要来源；同时也是高炉锌负荷的重要来源。所以在烧结过程中控制污泥均匀性，是促进高炉锌负荷的稳定控制的重点措施。

2.2.1.2炼钢污泥对生产的影响

龙钢公司炼铁厂烧结工序之前采用在混匀矿起垛前在垛底平铺的方式进行消化，一方面不能完全消化，其余堆积造成环境污染和资源浪费，另一方面由于污泥的特性，在混匀和成分上无法达到均匀，对烧结和高炉生产造为了很大的不利影响。

2.2.1.3实施措施

通过对炼钢污泥的来源和特性调研分析，制定方案进行落实，针对污泥成分的不稳定性，从炼钢源头抓起，从源头控制污泥碱金属和锌含量的代入，稳定污泥的成分。针对污泥难以混匀的特性，采用污泥和高炉返矿按1:3的比例提前进行混匀，利用返 矿的热量在混匀过程对污泥的水分的蒸发，然后再按一定的配比配入混匀矿垛。

通过以上措施的实施，龙钢公司目前对污泥进行了内部的全消化，同时解决了污泥对生产带来的不利影响，即降低了烧结原料生产成本，又达到了清洁节能的环保生产要求。

2.2.2 除尘灰的再循环利用

2.2.2.1除尘灰的来源及性质

除尘灰是指从烧结到轧钢的各个工序生产过程中，通过电除尘器、重力除尘器和布袋除尘器等除尘设备收集的灰尘。不同的除尘器回收的除尘灰成分含量不同，差异较大，（成分含量表2表3）

表2炼钢除尘灰成分含量

表3高炉除尘灰成分含量

2.2.2.2除尘灰的消化方式和危害

对于这些除尘灰的处理方式，之前的方法是烧结预配料低比例配加一部分，烧结配料配加一部分，其余对外销售和现场堆积选择堆放或对外销售的处理方式。堆放会占用大量土地资源；对外销售价格低廉，每吨从几十到一百元不等，这两种处理方式没有从根本上解决问题。同时根据除尘灰的成分含量，全部消化，除尘灰中的有害元素对烧结矿的质量产生很大影响，从而影响高炉的稳定操作。

2.2.2.3实施措施

根据除尘灰的成分含量制定合理的使用消化方案，将全铁含量在40%左右的除尘灰分流至原料作业区一二系统参与一次预配进行消化；将氧化钙含量达到70-80%的炼钢除尘灰在265㎡烧结机配料专门用一个仓按一定的配比进行配加消化；将碱金属和锌含量较高，对高炉操作影响较大的炼钢和烧结机头除尘灰继续与周边合作企业进行外卖，降低对生产的影响。

通过以上措施实施，龙钢公司对产生的除尘灰做到了全消化，同时经过细化管控操作，同时解决了因除尘灰的量和成分问题对生产带来的不利影响，达到降本提质环保的综合效益。

2.3厚料层烧结

2.3.1厚料层烧结的意义

厚料层烧结能够充分利用烧结料层的自动蓄热作用，改善烧结矿物结晶、减少表层返矿占比、改善烧结矿粒度组成、降低烧结生产固体燃料消耗的优点，是目前烧结生产的主要发展方向，龙钢公司炼铁厂烧结工序通过一年多的各项技术改造，成功实现料层厚度920mm的目标，对企业的节能降耗起到了关键作用。

2.3.2厚料层烧结的提升措施

厚料层烧结会导致烧结料层透气性变差，烧结速度降低，烧结矿产质量下降的不利因素，为了解决厚料层烧结的瓶颈问题，烧结工序制定攻关措施，通过一年多的努力，解决了相关制约生产的问题。

2.3.2.1 提高混合料料温

混合机加水是烧结料水分的主要来源，混料加水的温度是混合料料温提升的重要保障，烧结工序利用环冷余热对混料加水水源进行加热，即降低了废气的排放，有利用了有效的烧结余热资源；同时对整个皮带进行全方位的密封处理，减少混合料在运输过程的热量损失；再用蒸汽通入二混、皮带密封罩内、台车矿槽等方式，全程对混合料进行全程提温，使混合料的温度由之前的40℃提升到60℃以上，有效的对固燃降低起到了促进作用。

2.3.2.2 混合料粒级的提升

混合料粒级是烧结透气性的关键指标，也是厚料层烧结的前提条件，通过对一混原来的内衬进行优化改造，使用直筋三合一筋板，二混采用逆流扬料装置，烧结机采用新型松料器等技术和设备的应用，混合料粒级得到了很大的提升，烧结料层透气性能够满足厚料层烧结的要求。

通过一系列的措施，龙钢公司炼铁厂烧结机料层厚度由原来的750mm提升到920mm，且生产过程稳定，产质量指标良好，达到预期目标。

表5 改造前后过程参数对比

厚料层烧结由于料层提高，机速、垂直烧结速度降低，使得烧结过程的高温保持时间延长，矿物结晶更加充分，烧结矿转鼓强度和成品率提高，配炭量的下降，使料层的氧化性气氛增强，有利于原生磁铁矿等低价氧化物氧化放热，降低烧结矿FeO含量，烧结固体燃料消耗与热耗下降，降低固燃2kg/t以上，有利于节能和减少SO₂、CO₂排放。

2.4烧结矿余热回收

2.4.2.2余热热水利用

混合料加水水温对混合料料温和制粒具有一定的影响，利用蒸汽加热不仅浪费资源，同时热利用率低，在环冷中部利用文氏管热交换器对混合机加水水源进行加热，同时引至配料对返矿进行提前润湿，可减少蒸汽的消耗，充分利用环冷余热，达到降低能耗和提升产量的双重作用。

2.5智能润滑机器人的使用

烧结台车润滑一直是台车正常运转的关键所在，台车滚轮的润滑到位一直是我们研究的方向，对此我们采用了一套智能滚轮加油机器人对台车滚轮进行自动加油润滑，彻底解放了人力，同时加油量也得到了有效的控制，避免了人为操作带来的油脂浪费现行，大幅提升了台车运行作业率。

3  结论

近年来，龙钢公司炼铁厂烧结工序在响应国家环保政策，降低碳排放目标要求下，通过先进的技术应用和设备的升级改造，优化资源配置和精益管理的提升，取得了良好的效果和经济效益，今后在目前原材料价格上涨，资源紧缺的日益严峻的形势下，继续围绕节能减排，在优化原料结构和烧结固体燃料结构上深入研究，以期实现节能降耗减排，企业效益最优的双重目标。