川威烧结优化固体燃料结构的探索与实践

    关键词：无烟煤   烧结  质量   成本

1  前  言

    烧结过程固体燃料成本占烧结生产加工成本的1／3左右，固体燃料消耗的多少不仅是影响烧结矿成本的主要方面，而且是企业节能降耗，可持续发展的重要因素。为了进一步降低固体燃料消耗和烧结生产成本，拟采用部分无烟煤代替质量差、成分波动大的外购焦粉，通过改变燃料结构来实现节能降耗、降低成本的目的。从2007年元月份开始，通过烧结生产技术人员的不懈努力，攻克了一、二烧完全使用无烟煤的各种难题，实现了一、二、三烧烧结燃料结构的优化，停止采购外部焦粉，一、二烧全部采用无烟煤代替焦粉，三烧用槽下焦粉代替外部焦粉，每年创造直接经济效益1000万元，同时解决了二烧、三烧使用外购焦粉影响烧结矿产质量的问题，创造间接经济效益800万元／年以上。

2  川威烧结燃料结构现状

    川威炼铁厂现有一烧2台36 m²烧结机，二烧2台环式25 m²烧结机，三烧1台105 m²烧结机。烧结每天消耗约700 t的焦粉，其中高炉槽下每天供应约280 t，主要用于一烧；二烧、三烧每天400 t焦粉完全靠外部采购，由于转运过程多等原因，导致外购焦粉质量差，灰份、挥发分及有害成分含量高，二烧、三烧使用过程中影响烧结FeO稳定及产质量，是二、三烧产质量波动及固体燃料消耗高的主要原因。

3  烧结燃料结构优化的技术措施

3．1  无烟煤用于烧结的特点及技术难点

    无烟煤由于其固定碳含量高，一般都在80％左右，且其可燃物不仅仅来自固定碳，其挥发分在烧结过程大部分都可以燃烧提供烧结过程的热量，因此无烟煤代替焦粉可降低燃耗。但挥发分中不能完全燃烧的部分在烧结主抽风机叶轮、多管除尘器等处容易引起“挂泥”粘结，破坏风机动平衡，影响其寿命，甚至引起风机故障和多管堵塞，风量减小等。

3．2燃料结构优化设计方案

    由于我厂工艺条件限制，焦粉、煤粉无法在配料室内分类配加；若采用焦粉、煤粉先混合后配加的方式使用不仅每吨增加2～3元的成本，而且若混合不均匀，也对烧结生产造成影响，因此决定采用一、二烧完全使用无烟煤，三烧使用厂内槽下焦末代替外购焦末的方案。

3．3烧结用无烟煤的质量要求(表1)

3．4燃料结构优化的烧结过程控制

3．4．1无烟煤粒度的控制

    虽无烟煤硬度比焦粉小，但由于无烟煤易粘辊、堵辊，因此往往破碎难度大于焦粉，使用无烟煤的厂家往往因为粒度无法控制，引起烧结矿粘台车，影响烧结矿产质量。

    为了解决这一难题，我们采用转运库存煤粉的方式，解决了粒度控制的难题，使用煤粉粒度见表2。

    由表2可见，煤粉粒度基本满足一、二烧工艺需求，有效解决了因煤粉粒度粗烧结矿粘台车影响生产的问题。

3．4．2改进工艺制度，优化工艺参数

    为了控制烧结过程全用无烟煤燃烧速度快及挥发分在风机叶轮的粘结等，我们对一、二烧工艺操作制度进行了改进，并对相关参数进行了优化，见表3。

    由于煤粉燃烧速度比焦粉快，为了防止垂直烧结速度过快，因此对料层厚度做了严格的下限规定；全无烟煤烧结，烟气中的挥发分含量较使用焦粉要高，为防止挥发分在风机叶轮上粘结，我们严格规定废气温度的最低要求，从而防止了挥发分的冷凝粘结。

3．4．3提高烧结生产过程稳定性

通过加强工艺纪律检查考核，强化岗位操作管理，减少停机、停料、变料频次，减小水、碳波动，提高了生产过程的稳定性。尽管一、二烧在使用无烟煤的初期由于水分导致四辊无法破碎，引起生产波动，但从一、二、三烧的总体情况来看，烧结生产的系统稳定性显著提高，特别是三烧由槽下焦末全部取代外购焦末后，生产过程配碳量的稳定性提高：焦粉配比波动幅度从以前的7％～12％下降到现在的5％～7％；衡量看火操作水平的FeO稳定率，一、二、三烧都有不同程度的提高，FeO稳定率见表4。

4  烧结燃料结构优化的效果

4．1  固体燃料消耗大幅度下降

    由于燃料结构的优化，三烧停用质量差的外购焦粉，使固体燃料质量大幅度提升，见表5。

由于固体燃料质量大幅度提升，固体燃料消耗大幅度下降，见表6。

4．2烧结机利用系数提高，烧结矿质量改善

    由于生产过程稳定性提高，二烧、三烧利用系数分别提升10％、5％；FeO稳定率提高，烧结矿强度略有上升，槽下烧结返矿下降约0．7％，见表7。

4．3烧结燃料结构优化的经济效益

    1)直接经济效益

    燃料结构优化后，一、二烧全部使用无烟煤，三烧用内部槽下焦粉代替外购焦粉，焦粉市场价格860元／t，煤粉760元／t，创造直接经济效益988．6万元／a。

    2)间接经济效益

    由于二烧、三烧固体燃料质量稳定，生产过程改善，产质量提高创造的间接经济效益：828万元／a。

    由于二、三烧固体燃料灰份下降，烧结矿SiO₂可下降1％，因烧结矿SiO₂下降，品位上升，还可为高炉焦比下降、产量提高创造间接经济效益。

5  结 语

1)一、二烧全使用无烟煤在一定条件下是可行的，但必须严格控制无烟煤质量，严格控制料层厚度、废气温度等生产过程参数。

    2)通过加强固体燃料粒度控制和生产过程工艺参数的优化，一、二烧全用无烟煤、三烧用内部焦代替外购焦，实现了燃料结构最优化，效益十分显著。

    3)通过改变一、二、三烧的燃料结构实现了节能降耗，提高烧结生产的目标，为川威节能降耗、增加可持续发展能力开辟了一条新途径。