钢铁企业节能设计标准 GB/T50632-2019
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4.2 烧结

4.2.1 烧结工艺设计应选用成分稳定的优质含铁原料,混匀矿铁品位波动及二氧化硅含量波动应符合本标准第4.1.12条的规定。

4.2.2 烧结配料过程中宜添加生石灰或消石灰作熔剂,并应优先选择生石灰。

4.2.3 应选用高碳低灰分低硫的优质固体燃料,燃料的破碎不应选用易于产生过粉碎的设备,燃料的平均粒度应达到1.2m m~1.5m m。

4.2.4 烧结厂设计应采用先进节能的烧结新工艺、新技术和新设备。

4.2.5 含铁原料、熔剂、燃料应采用自动重量配料,应采用变频调速给料设备。

4.2.6 烧结料混合过程中宜采用蒸汽、热水预热混合料。

4.2.7 烧结应强化混合制粒,混合制粒时间宜采用5min~9min,并应采用高效混合制粒设备。

4.2.8 在保证烧结矿质量和环保的前提下,烧结设计应提高烧结机的利用系数和作业率。

4.2.9 烧结设计应采用带式烧结机,烧结机应大型化。

4.2.10 点火系统应采用热风烧结技术及新型节能点火保温炉。

4.2.11 成品筛分中应控制返矿粒度小于或等于5mm。

4.2.12 烧结过程中应选择匹配的单位烧结面积的风量和主抽风机前的负压,不应选用过大的主抽风机;主抽风机宜采用变频调速。

4.2.13 烧结设计应提高烧结厂的自动化水平,应配置主要工艺过程自动化检测、控制和调节系统,烧结过程应在最佳的工艺状态下进行。

4.2.14 新建和改造的烧结机及冷却装置应加强其密封性,应最大限度地降低设备漏风率。应配套设计烧结机工艺过程烟气余热利用及烧结矿余热回收利用装置。烧结机烟气系统应设置烟气脱硫、脱硝、除尘净化装置。

4.2.15 烧结废水应经处理后循环使用。

4.2.16 钢铁生产产生的碎焦、氧化铁皮、各种含铁粉尘泥渣和烧结厂本身的含铁含碳粉尘,应经处理后返回烧结厂再利用。

4.2.17 烧结工序能耗计算范围应从熔剂、燃料破碎开始,到成品烧结矿输出至高炉料仓为止,包括原燃料加工与准备,配料、混合与制粒,布料、点火与烧结,烧结抽风与烟气除尘,烧结矿冷却与整粒筛分,环境除尘与烟气净化,以及计算至蒸汽的余热回收设施的能源消耗量,并应扣除回收利用的能源量。

4.2.18 烧结工序能耗应按下式计算:

    式中:
    T——烧结矿合格产量(t)

    G——固体燃料煤、碎焦折热量(MJ,kgce);

    E——加工能耗(燃气、电、耗能工质等)折热量(MJ,kgce);

    R——回收余热蒸汽折热量(MJ,kgce)。

4.2.19 烧结工序能耗指标应综合产业政策准入要求,机组规模、原料种类、厂址海拔高度等因素,新建烧结工序能耗设计指标应符合表4.2.19的规定。

表4.2.19 烧结工序能耗设计指标

注:1 原料稀土矿比例每增加1%,烧结工序能耗指标应增加0.15kgce/t

       2 对于钒钛矿、褐铁矿、菱铁矿等难烧结的含铁原料,可根据配矿量比例适当提高工序能耗指标。


条文说明
4.2.1 烧结含铁原料应稳定,铁品位波动允许范围为小于或等于±0.5%,SiO2含量的波动允许范围为小于或等于±0.3%。达到此目标,烧结和炼铁将会取得显著的经济效益。根据6个厂的统计,含铁原料混匀前后的对比数字为:烧结机利用系数和工序能耗可分别提高或降低3%~15%;高炉利用系数和焦比可提高4%~18%和降低5%~10%。故主要产钢国对烧结用含铁原料成分波动的要求都在这一范围内。
4.2.2 国内外的烧结研究与生产实践都证明,在烧结过程中加入一定量的生石灰或消石灰,特别是生石灰,可收到明显的经济效果,烧结矿产量提高、质量改善、燃耗降低。特别是以铁精矿为主要原料时更是如此。
4.2.3 烧结用固体燃料主要有碎焦、无烟煤。我国部分烧结厂固体燃料入厂条件见表1。
表1 我国部分烧结厂固体燃料入厂条件
4.2.4 先进而又节能的烧结新工艺、新技术,包括厚料层烧结、低温烧结、小球烧结、高铁低硅烧结、热风烧结、燃料分加、偏析布料等。节能型的设备,包括新型结构、漏风率小的带式烧结机,新型节能点火保温炉,新型液密封鼓风环式冷却机,高效振动筛,高效率的主抽风机及低耗损的变压器等。
    通常带式烧结机漏风率<25%,环式冷却机漏风率<10%。
    厚料层烧结是指采用较高的料层进行烧结。厚料层烧结的自动蓄热作用可以减少燃料用量,使烧结料层的氧化气氛加强,烧结矿中FeO的含量降低,还原性变好。少加燃料又能大量形成以针状铁酸钙为主要黏结相的高强度烧结矿,使烧结矿强度变好。此外,由于是厚料层烧结,难以烧好的表层烧结矿数量减少,成品率提高。烧结机的料层厚度(包含铺底料厚度),以铁精矿为主,采用小球烧结法时通常大于或等于600mm;以铁粉矿为主要原料时通常大于或等于800mm。特殊情况通过实验或借鉴同类厂经验确定。
4.2.5 设计中采用自动重量配料的主要依据是:随着冶炼技术的发展和高炉大型化,对入炉原料的稳定性要求提高。
4.2.6 烧结料混合过程所采用的预热蒸汽,尽量利用自身回收的蒸汽。
4.2.7 混合制粒时间包括设有固体燃料外滚时间。过去国内铁精矿烧结混合制粒时间,一般为2.5min~3.0min,一次混合为1min左右,二次混合(制粒)为1.5min~2.0min。多年生产实践证明,不论以铁精矿为主的混合料还是以铁粉矿为主的混合料,混合时间均显不足。现在国内外烧结厂混合制粒时间都增加到5min~9min(包括固体燃料外滚的时间在内),如日本君津厂为8.1min,前釜石厂达9min。我国近年投产和设计的一次、二次(制粒)和三次混合(固体燃料外滚)机混合制粒时间一般都在这一范围内。以粉矿为主要原料时,混合制粒时间应取下限值;以精矿为主要原料时,混合制粒时间应取中限或上限值。
    在混合制粒设备内,需多方面采用强化混合制粒的措施:添加生石灰,适当提高充填率,延长混合制粒时间,含铁粉尘泥渣预先制粒,混合段装设扬料板,进料端设导料板,在圆筒制粒机内及出料端安装挡圈,采用含油尼龙衬板和雾化喷水等,此外也有采用锥形逆流分级制粒的。
    随着烧结设备装配水平的提高,混合设备除了采用常用的圆筒混合机外,还可采用强力混合机,该设备混匀效果好,混匀时间短,能提高制粒的成球形。小球烧结时,采用圆盘造球机制粒可产生较均匀的小球。
4.2.9 建大型烧结机除设备重量、装机容量、土建工程量、运转费和煤气、电、水消耗量均少等优势外,还具备劳动生产率高、烧结矿质量好,生产管理方便、易于环保治理和实现自动控制,也可为高炉增产节能创造条件。
4.2.10 新型节能点火保温炉需要具备如下特点:
(1) 点火段采用直接点火,烧嘴火焰适中,燃烧完全,高效低耗;
(2) 点火炉高温火焰带宽适中,温度均匀,高温持续时间能与烧结机速匹配,烧结表层点火质量好;
(3) 耐火材料采用耐热锚固件结构组成整体的复合耐火内衬,砌体严密,散热少,寿命长;
(4) 点火炉的烧嘴不易堵塞,作业率高;
(5) 点火炉的燃烧烟气有比较合适的含氧量,能满足烧结工艺的要求;
(6) 采用高热值煤气与低热值煤气配合使用时可分别进入烧嘴混合的两用型烧嘴,煤气压力波动时不影响点火炉自动控制,节约煤气混合站的投资;
(7) 施工方便,操作简单安全。
4.2.12 随着烧结设备装配水平的提高,混合设备除了采用常用的圆筒混合机外,还可采用强力混合机,该设备混匀效果好,混匀时间短,能提高制粒的成球性。小球烧结时,采用圆盘造球机制粒可产生较均匀的小球。
4.2.14 设计建设烧结机的烟气余热回收利用和烟气脱硫、脱硝、除尘净化装置,可有效降低烧结工序能耗,减少烟气中SOx、NOx及粉尘等污染物的排放浓度,从而达到节能减排的效果。
    余热利用适宜采用热风点火、热风烧结、生产蒸汽、生产热水、发电等方式,冷却机余热锅炉适宜采用直联炉罩式余热锅炉。
    烧结烟气净化装置适宜采用低能耗工艺技术。
 

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