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降低固体燃科消耗的实践
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摘 要：德龙钢铁有限公司烧结厂通过对含铁原料的单烧成本核算、进厂控制及综合利用钢铁副产品等举措，摸索出了一套综合节约固体燃料的成功经验。 关键词：烧结 固体燃耗 …
摘 要：德龙钢铁有限公司烧结厂通过对含铁原料的单烧成本核算、进厂控制及综合利用钢铁副产品等举措，摸索出了一套综合节约固体燃料的成功经验。
关键词：烧结 固体燃耗 措施 实践
1 前 言
德龙钢铁有限公司烧结厂现有132 m2带式烧结机一台、156 m2步进式烧结机1台、36 m2带式烧结机3台。设计总生产能力480万t／a。2005年、2006年平均固体燃耗分别为55．47 kg／t和46．6l kg／t，随着2007年原辅材料价格上涨，利润空间缩小，环保要求越来越高，节能降耗已成为企业降本增效工作的重要环节。2007年我们在控制进厂原料品种、优化配矿、合理利用钢铁副产品等方面采取了一系列措施，使固体燃料消耗降至42．74 kg／t，比2005年下降了12．73 kg／t，比2006年下降了3．87 kg／t。
2 控制进厂原料单烧吨度成本，合理配矿
2．1权衡待进各种含铁原料的单烧吨度价，择低进料
2006年以前，我厂所用含铁原料均是由供应部门根据其品位、价格高低、品种优劣，凭经验进行采购，而且往往是在采购到一部分粗粒度料后，其余的哪种价位低就采购哪种，而对于原料的结晶水含量、烧损大小及烧结成本的高低很少顾及。有的原料，直到进厂后，采购员都不知道其烧损量为多少，是否含结晶水，还需专门再向商检单位了解。各种含铁原料的烧结成本往往相差不大，凭感觉很难做出正确判断。自2006年起，烧结厂配合供应部门加强了对进厂原料的烧结成本掌控，即每进厂一种含铁原料都要进行单烧吨度价计算，做到货比三家，择低采购。具体计算步骤如下：
(1)在当时执行配比情况下，保持R2、MgO基数、其它含铁原料配比不变，按配料计算方法分别计算几种所要比较的原料的单烧值及所需熔剂配比。当R2不符合规定时调整到准确一致。当所计算原料为褐铁矿时，按下列公式增加焦粉配比：
焦粉增加配比(百分点)＝褐铁矿配比×(1－褐矿湿存水含量％)／100×(1－混合料湿存水含量％)×100％×褐矿结晶水含量／％×45
(2)按式P＝P1f／F＋C1P2＋C2P3＋C3P4＋g计算吨矿车间成本。
其中：f、F分别代表烧结矿及单烧矿种品位；C1、C2、C3分别代表焦粉、熔剂和高镁熔剂消耗量；P1、P2、P3、P4分别代表单烧矿种、焦粉、熔剂、含镁熔剂价格(含运费)；g为吨矿车间费用。
(3)按吨度价=P(各自)／烧结矿品位(各自)，计算出需比较料的吨度价，提供给供应部门择低购进。
通过两年来的大量计算比较和生产实践，我们认为，虽然褐铁矿类价格较低，但大都吨度价偏高。尤其是我厂所用固体燃料全部为焦粉，价格较高，固体燃耗的增加将显著影响生产成本。此外，过多使用含有结晶水的矿种烧结，还会对高炉的顺行带来不利影响。因此，我们自2006年以来大大减少了褐铁矿类原料的进厂和使用量，并取得了较好的节本降耗效果。2005年～2007年褐铁矿使用比例及固体燃耗、成本指标见表1。
注：均为全厂各烧结系统加权平均值。
2．2优化含铁原料配料结构
在节约燃耗方面，我们在配料工作中遵循四条原则：一是在低成本前提下，尽量多用磁铁矿精矿。由于其加热后产生放热反应，同时又可降低低温还原粉化率，因此在不影响烧结料层透气性的情况下，可适当增大配比。二是软熔点高、烧损大的赤铁矿富矿粉要控制使用量，尤其在烧结矿碱度较高的情况下，防止因大颗粒富矿烧不熔或烧结矿收缩率过大而影响烧结矿强度，使返矿率升高。三是在仓位条件许可的情况下，尽量增加含铁原料的品种，以期达到在化学成分方面补优消缺、改善冶金性能和降低软熔点的作用。四是在保证烧结矿规格的前提下，兼顾混合料粒度组成。我们一般要求，混合料中3～5 mm粒级不低于40％。根据我们的经验，在烧结矿碱度为1．85时、使用15％左右制粒效果较好的印度月坡矿或马高果阿矿和10％左右含粉末较少的高品位富矿时，混合料的原始粒度组成与制粒后粒度组成存在表2所列关系。
根据我们近三年来对所使用过的进口粉矿的经验积累和统计分析，烧结性能较好、固体燃耗低、还原粉化指标优、在使用中配比可以达到15％以上而不影响烧结矿各项技术经济指标的矿种有：巴西里奥多西矿、委内瑞拉矿、伊朗矿。使用南非矿种，虽然各项技术经济指标也较好．特别是Al2O3含量较低且十分稳定，热裂指数也很小，但其密度较大，软熔点较高，使用配比不宜超过15％。否则对固体燃耗和烧结矿物理性能均有不利影响。印度矿种作为搭配使用矿种一般制粒效果都比较好，但其Al2O3含量普遍较高，使用中配比也不宜超过20％。在劣质矿种中，澳矿中的杨迪矿、罗布河矿、库里纳比矿和印度的马高果阿矿含结晶水较高，烧损较大，固体燃耗高，因此均不宜过多使用。有研究表明，当结晶水含量为11．01％左右时，单独烧结要比磁铁矿多耗标准煤27．8kg／t。因此，自2007年以来，我们基本上已不再购进这些矿种。
在精矿的使用方面，由于德钢所在地的地缘关系，所进本地邢台精矿和山西精矿中有一部分软化温度相对较低，过多使用会使烧结料的熔融区间增宽，透气性变差，因此我们采取了分仓使用。控制配比在10％以下的措施，在节约固体燃耗和提高烧结矿物理性能等方面收到了较好效果。
2．3提高含镁熔剂有效性。降低烧结矿MgO含量
出于稳定MgO成分和降低脉石性矿物含量的考虑，我厂于2006年初进行了用菱镁石灰粉(轻烧镁粉)代替白云石灰粉作含镁熔剂的工业性试验，并相继在全厂各烧结系统进行了推广使用。使用效果表明，在烧结矿碱度为1．85～2．0的情况下，使用轻烧镁粉后，生石灰用量提高了0．7～0．9倍，返矿率降低了0．95％，烧结矿粒度组成中0～10 mm含量平均降低3．5个百分点。分析其原因，一是生石灰中的CaO活性远比白云石灰中的CaO高，因此有利于提高制粒效果，增加烧结矿中铁酸钙含量。二是轻烧镁粉中MgO含量高，伴生矿物少，在烧结过程中，有利于MgO晶粒与其它矿物晶粒紧密接触并矿化，从而减少了C2S的生成量，减轻了烧结矿粉化现象。
根据烧结矿中MgO含量>2．5％时玻璃质和骸状赤铁矿数量趋增、使烧结矿强度下降、还原粉化指标恶化的情况，我们又于2006年末到2007年初开展了在球团矿生产中配加含镁涞源精矿、并相应降低烧结矿MgO含量的攻关试验，从而使烧结矿中MgO含量由2006年的3．2％降到了2007年的2．5％，转鼓指数由2006年的年均68．49％，提高到了2007年的年均74．90％，0～10 mm筛分粒级由26．86％下降到22．13％。
上述两项措施的实施，有效改善了烧结矿的物理性能，降低了返矿率。以影响燃耗的其它因素相对一致、指标具有可比性的2007年l、2月份返矿率指标为例，两月平均冷返率为19．63％，比2005年、2006年平均指标分别下降了2．3个百分点和1．01个百分点。因此固体燃耗至少比2005年下降0．6 kg／t。
3 全部回收利用钢铁副产品
3．1配加高炉重力除尘灰和布袋除尘灰
我公司的高炉重力除尘灰含铁约35％，含碳约30％；布袋除尘灰含铁约25％，含
碳在45％以上。2006年以前，除少量重力除尘灰被回收利用外，大多被作为废弃物处理掉，一是浪费了二次资源，二是不利于环保。2006年初我们开始进行高炉灰全部用于烧结的生产试验。我公司高炉喷煤工艺所用煤粉为半烟煤，除尘灰中挥发分较高，且亲水性差，影响混合料制粒，曾一度给烧结生产带来FeO不易控制、废气排放粉尘超标等问题。我们通过合理搭配原料品种、严格控制混合料水分和烧结终点、进行除尘器改造等措施，使上述问题得到有效解决。根据我厂经验，每配用l％高炉布袋除尘灰，可降低焦粉配比0．3％～0．4％。
3．2配加炼钢红泥
我公司炼钢红泥的平均化学成分为TFe53．92％， SiO25．58％， CaO16．42％，MgO3．07％，因其粒度细、CaO、MgO含量高，具有较高的粘性，用于烧结后，不仅可回收利用其中的铁分和熔剂性物质，而且可改善混合料制粒效果，降低燃耗。2006年以前我公司只是在36 m2烧结机系统配用，其它烧结系统因没有热返矿，混合料湿度大，无法使用。2006年我们采取了在返矿中喷加炼钢红泥工艺，红泥中的大量水分得以过滤掉，从而解决了炼钢红泥的回收利用问题。根据2006年的统计分析，使用炼钢红泥后，固体燃料消耗降低了0．7 kg／t。
3．3配用转炉钢渣
为了抑制烧结矿冷却粉化现象，降低返矿率，我们于2007年4月在132 m2烧结机上使用了3％的转炉钢渣。配加钢渣除能有效抑制烧结矿粉化现象外，由于其CaO、MgO含量高，且不是以碳酸盐形态存在，因此，在降低固体燃耗方面，起码还具有以下作用：①不存在碳酸盐分解耗热问题。我厂所进生石灰粉的活性度一般都在80～1 20ml之间，生烧比较严重，使用3％钢渣后，可取代生石灰2．1％左右，从而消除了其中部分生烧石灰的分解耗热问题。②可增加烧结矿中钙铁橄榄石、钙铁黄长石等胶结物数量并改善液相在烧结矿中分布的均匀性，有利于提高烧结矿强度，降低返矿率。③钢渣有利于改善烧结料层透气性，提高烧结矿产、质量。我厂132 m2烧结机系统在使用钢渣后，烧结矿粒度组成明显转好，<10mm粒级由配加前的平均25．3％下降到了21．6％；返矿率也明显降低，由配加前的平均21．3％，下降到了16．8％。按返矿每下降2个百分点，节约焦粉0．5 kg／t计，可节省焦粉l kg／t以上。
4 结 语
1)德龙钢铁有限公司烧结厂自2006年以来，通过控制进厂原料的单烧成本和综合利用钢铁副产品等措施，使固体燃耗大幅度降低，摸索出了一条综合节能的路子。
2)通过合理配矿、严格控制}昆合料水分、加强除尘，以实现最大限度地使用高炉除尘灰，是降低固体燃耗的有效途径。经验证明，每配用1％高炉布袋除尘灰，可降低焦粉配比0．3％以上。
3)适当降低烧结矿MgO含量、配加炼钢红泥和转炉钢渣，可有效提高烧结矿强度、减少返矿，从而降低固体燃料消耗。
延伸阅读
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