新一代大型烧结技术的研发与实践
2014-09-25 20:04 来源：钢联资讯 作者：王代军
为追求规模效益，烧结设备必然向大型化发展，这也是冶金工业的发展趋势。实践表明：大型烧结机不仅单位产量投资低、技术经济指标优，而且产品质量好、劳动生产率高，其结果必然带来显著的经济效益。在当前市场竞争日趋激烈的背景下，优胜劣汰、集约化、规模化的大型烧结设备必然取代小而分散、装备水平较低的设备。随着高炉技术的发展，炉容扩大；按经济合理的设计原则，大型高炉必然配置大型烧结设备，烧结设备大型化的趋势越来越突出。厚料层烧结作为20世纪80年代发展起来的烧结技术，近二十多年来得到广泛应用和快速发展。普遍认为厚料层烧结能够改善烧结矿强度、提高成品率、降低固体燃料消耗和总热耗、降低FeO含量并提高还原性。因此，追求烧结设备大型化，同时需重点考虑厚料层烧结技术优势。
2005年，首钢总公司部署实施首钢搬迁转移的战略发展规划——在河北省曹妃甸港口建设一期970万t/a钢的首钢京唐联合钢铁厂，作为国家“十一五”重点工程，为满足2×5500m3特大型高炉实现稳定、节能、高效、长寿生产对烧结矿原料的要求，配套建设2×500m2大型烧结机及辅助设施，共同构建首钢京唐钢铁厂“高效率、低成本、高效益、清洁化”的生产平台。2005年，首钢京唐500m2大型烧结机在国内属于首次建设，烧结厂设计由北京首钢国际工程技术有限公司独立承担。下面以首钢京唐烧结工程为例，阐述新一代大型化烧结工艺技术的研究与应用情况。
1 新一代大型化烧结工艺技术
1.1 大型化烧结生产工序功能拓展
新一代烧结生产工艺技术将烧结生产工序功能拓展为：第一，通过对烧结生产工艺、设备、过程控制、生产运行的研究与关键技术突破，为高炉提供优质、高效、低耗、质量稳定的烧结矿；第二，通过对烧结生产过程能源转换的研究与关键技术突破，降低能源消耗，提高余热余能利用，使工序能耗达到国际领先水平；第三，通过对烧结生产过程废弃物消纳—处理和再资源化的研究与关键技术突破，实现烧结生产工序的绿色可循环生产。
1.2 大型化烧结生产工艺流程创新
运用冶金流程工程学理论，研究烧结生产工序的功能、结构、效率优化和生产过程耗散最小化，吸收国内外先进烧结经验，采用动态—精准设计理论创新，设计集中燃料破碎、立体集中筛分，从燃料破碎、配料、混合制粒、烧结冷却到成品筛分，烧结生产工序紧密衔接，最大限度地缩短物流运距和减少物料转运，实现烧结生产制造流程的有序化、协调化、高效化、连续化生产。首钢京唐烧结厂全厂占地面积比常规设计减少30%，转运站仅有3个。整个烧结厂从功能序、空间序、时间序等方面都处于国际先进行列，详见表1和表2。
表1表明：首钢京唐烧结厂从配料开始，到烧结矿输出烧结厂，物料运输仅需6.04min，生产工序所用时间最短。表2显示：与2×360m2和2×450m2烧结生产工艺流程比较，综合技术经济指标最好。
表1 工艺流程的过程时间比较 表中的时间单位：min
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运输过程
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时间消耗
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累计时间
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常规设计时间消耗
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常规设计累计时间
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配合料运输
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0.8
|
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0.831
|
|
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混合料运输
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2.5665
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3.3665
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4.769
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5.6
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烧结饼运输
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2.675
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6.0415
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2.885
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8.485
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表2 三种烧结生产工艺流程比较
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内容
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首钢京唐
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2×450m2
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2×360m2
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总图占地/Mm2
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0.174
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0.249
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0.162
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吨烧结矿占地/Mm2
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0.00016
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0.00028
|
0.00022
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相对基建费用
|
0.72
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0.83
|
1
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相对运营费用
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0.67
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0.81
|
1
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2 新一代烧结装备技术
大型烧结机作为国内外烧结技术的发展主流，首钢京唐烧结厂的建造以500m2烧结机和580m2环冷机的开发、应用为基础，而大型烧结机和环冷机的应用又以配套技术的开发和应用为重要前提。
2.1 烧结机台车栏板加宽技术
烧结机台车宽度确定为5m，将栏板加宽到5.5m，使烧结机抽风面积在500m2时实现烧结面积达到550m2。研发烧结机台车时，采取盲板加宽技术，加宽的距离能够确保边缘风把加宽部分混合料烧透，不产生生料。通过采用栏板加宽技术，可以实现烧结面积增加10%，烧结矿产量增加约5%-12%，吨矿耗风量降低约5%-10%，烧结矿电耗、煤耗减少，单位能耗降低。
在投资500m2烧结机能力的情况下，获得550m2的烧结机，使经济效益最大化，台车装配如图1所示。本项技术的成功应用，提供一种更为有效的节能增产建设思路。通过测算，不同宽度的台车可以达到不同的烧结面积，对5m宽风箱的烧结机，最大烧结面积可以达到660m2。
图1 烧结机台车车体装配
2.2 烧结设备适应厚料层烧结
烧结工艺采取厚料层烧结技术，设计料厚750mm，最大料厚可达860mm。大型烧结机台车在热段停留时间相对较长，厚料层烧结又使台车温度较高，对台车的各部件结构适应性要求较高。研发烧结设备适应厚料层技术，通过梯形布料实现烧结机料层厚度达到860mm；采用松料装置，满足860mm超厚料层烧结透气性要求，焦粉消耗降低至43.85kg/t矿。研发新型烧结机头尾端部柔性密封装置、台车滑道柔性动密封、自密封台车栏板、新型箅条、隔热件应用于大型烧结机，烧结机漏风率降至25%，烧结电耗降至36.7kWh/t，同时减少台车的维护费用。
2.3 烧结机集成应用改进技术
大型烧结机负荷大，自动化水平高，安装要求高。需要一系列技术配套支持，主要采用以下技术：
(1) 混合料斗大小闸门闭环调整技术
研究设计适应工况的液压系统，满足在线调整要求，实现高水平自动化闭环控制。
(2)新型柔性传动技术
选用进口BFT柔性传动，并自主对安装方式进行设计改进，实现现场整体吊装；实现机旁显示和远程监视控制；对传动轴增加测速，以增加力矩保护措施；在烧结传动上首次采用外胀套连接，在传递大扭矩时解决传统内胀套容易损坏主轴表面问题；首次自主设计新型力矩平衡装置的基础安装连接底座，方便安装调整和更换。
(3) 新型台车辊套
针对高温重载工况，采用国内先进的含有合金成分的自润滑轴套技术。
(4) 智能润滑系统
采用国内先进智能集中润滑技术，实现对每一润滑点的在线检测和任意流量调整。
(5) 风箱头尾密封技术
研发专门适应大型烧结的新型头尾柔性密封装置，特别在分段连接、整体安装衔接、排灰方面都有独特设计。
2.4 环冷机台车加宽技术
按匹配要求，环冷机的设计规格确定为580m2。受烧结机台车栏板加宽的启示，将这种利用边缘风的设计思路应用到580m2环冷机上，首次开发出环冷机栏板加宽技术，设计环冷机的鼓风面积为520m2，实际冷却面积达到580m2，使冷却面积增加11.5%，烧结矿产量增加5%-8.2%，使吨矿冷却耗风量降低约5%-8%，台车车体装配如图2所示。
图2 环冷机台车车体装配
2.5 环冷机集成应用和改进技术
为保证大型环冷机的顺利运行，采取一系列技术措施给与保障，这些技术包括以下三项：
(1) 紧凑型传动技术
研发专门用于580m2环冷机的紧凑型传动新技术——重载星轮传动装置，具有占地小、更换快、无液压站润滑、维护少的特点。
(2) 曲轨三维设计技术
自主完成曲轨设计工作，将空间和运动合为一体的三维设计，并结合重型台车特点强化曲轨支撑结构，在实际运行中取得良好效果。
(3) 给料漏斗内壁的耐热耐磨衬板技术
自主创新一种料兜式的耐热耐磨层新技术，这种特殊设计的内壁具有结构简单、安装更换方便、维护简单的特点，使用效果良好。
2.6 高度自动化技术
高度自动化使生产可控能力提高，极大地保证烧结工况稳定，更能满足生产需要，为厚料层烧结提供支持。京唐烧结系统自动化水平高，主要体现在以下两个方面：
(1) 集中监控，应急能力强，满足生产需要所有系统操作都由主控室集中完成，主控室采用直观的图形化操作界面，有24块壁挂式液晶显示屏，可控制和监视全厂设备运行。
(2) 具备自主研发的烧结智能闭环控制系统，烧结智能闭环控制系统分为过程自动控制和质量自动控制两个部分。过程自动控制包括返矿仓存自动控制、混合料水分自动控制、烧结点火自动控制、烧结机布料及机速自动控制、烧结均匀性自动控制、烧结终点自动控制等模块。质量自动控制包括烧结矿碱度闭环自动控制、烧结矿FeO闭环自动控制模块。烧结智能闭环控制系统，能够根据各个模块的功能，实现自动调节，取消各岗位人员的操作职能。通过烧结智能闭环控制系统，实现人工操作很难或根本无法达到的操作水平，从而实现烧结控制水平质的飞跃，进而带来烧结矿各项指标的提升。
3 实施厚料层烧结
厚料层烧结工艺的理论基础是“烧结料层自动蓄热原理”，其为烧结过程的“节能减排”提供了可能，也为低温烧结技术创造了有利条件，同时对改善烧结矿质量亦有好处。
厚料层烧结作为20世纪80年代发展起来的烧结技术，近三十多年来得到广泛应用和快速发展。生产实践表明：厚料层烧结能够改善烧结矿强度、提高成品率、降低固体燃料消耗和总热耗、降低FeO含量并提高还原性等。实施厚料层烧结工艺，主要通过以下七个方面。
3.1自动配料系统
配料准确与否，关系到烧结生产的稳定，京唐烧结配料自动化系统采用美国罗克韦尔公司的控制系统，分为一级控制系统和过程系统。一级控制系统主要完成烧结生产全过程的数据采集、处理、显示和记录，以及数据设定和生产操作，执行对生产过程的连续调节控制和逻辑顺序控制。过程控制系统主要完成烧结生产过程的操作指导、作业管理、模型计算、数据处理及存储、通信等功能，也称作专家控制系统或二级系统。二级系统结构如图3所示。
图3 二级系统结构图
配料系统主要用来控制烧结矿化学成分，其关键是合理确定原料配比以及实现下料量的稳定、准确控制。配料系统目前主要使用优化配料模型和配料动态控制模型。
3.2 强化混合制粒
烧结料配完料后，经带式输送机运送至混合工序，采取一次混合和二次混合，混合机选用圆筒混合机。一次混合的主要目的是为了将混合料加水润湿及充分混匀，或兼有部分制粒的功能，二次混合除了继续混匀外，主要目的是制粒，并使混合料达到最终的水分要求。过去国内大部分烧结厂因混合系统的混合制粒时间不足而影响烧结生产，京唐烧结厂结合实际生产情况，优化混合、制粒时间。
一次混合采用2台Æ4.4×18m圆筒混合机，安装角度3.0°，填充率为14.1%，混合时间2.4min。一次混合加入浊环水，作为生产工艺用水。二次混合采用2台Æ5.1×28m圆筒混合机，安装角度2.5°，填充率为11.2%，混合时间4.16min。采用液压马达传动，根据生产需要实现无级调速，保证制粒效果，提高混合料透气性。同时设计采用红外线水分仪在线检测混合料水分，PLC系统前馈方式自动控制加水量。混合料加水主要在一次混合机内进行，二次混合机加水作为微调。计算机根据原料含水量，计算出添加水的给定值，分别给出一次混合加水量(约总加水量的80%)和二混的加水量，并控制水管阀门流量。混合料最终水分由一混和二混的出料皮带的红外线水分仪测定，再由PLC系统反馈调节一、二混加水量，达到适宜的水分值。
3.3 预热混合料
为达到烧结必要的料温，降低过湿层阻力，提高混合料温度接近露点温度时，可以减轻或者消除过湿层对烧结的不利影响，进而提高料层的透气性，改善烧结矿质量。京唐烧结利用环冷机余热产生的低压蒸汽生产热水添加到二次混合机内预热混合料，提高料温，提高料层透气性。同时，在烧结机前的缓冲矿槽增加蒸汽预热混合料的措施，尽可能提高料温，蒸汽来自环冷机余热产生的蒸汽。通过这两项措施，将混合料温度提高到65℃以上，改善料层的透气性。既实现预热混合料提高料温目的，又达到余热综合利用。
3.4 梭式、辊式布料
采用梭式布料器，减轻混合料在布料矿槽中的偏析。采用圆辊结合九辊的布料方式，圆辊设有大闸门和6个小闸门，大、小闸门开度可依靠液压机构自动调整，通过调节圆辊转速和大、小闸门开度，可保证布料平整。通过调节九辊转速，可改善混合料在台车上的粒级分布，以增加料层透气性，改善上下料层之间的烧结温度差异，降低返矿率，提高烧结矿强度。
烧结生产中，不断摸索九辊转速，改善台车上混合料的粒级分布；经过几个月实践，九辊转速由35r/min降至22r/min后，烧结透气性明显改善。
3.5 稳定烧结终点
为稳定烧结终点位置，控制好垂直烧结速度，采取四次曲线拟合方法对风箱废气温度进行分析，开发先进的烧结温度上升点和烧结终点的判断准则，为精确控制烧结终点提供科学依据。如何实现烧结终点(BTP)和温度上升点(BRP)的准确判断，采用温度曲线上提取斜率特征的方法，能够更好地适合工况的整体波动，如图4所示。
图4 风箱温度曲线
图4表明：两种工况下的温度上升点相同，如果用固定参数的方法得到两个结果，而采用斜率法能避免这种情况。
(1) 采用最小二乘法对废气温度进行四次曲线拟合分析，得到真实反应实际工况的曲线，为准确判断奠定基础。
(2) 采用斜率法对曲线进行分析，得到BTP、BRP的准确位置，较传统的人工判断准确性提高，准确率达到99%。
(3) 采用直接控制BRP进而间接控制BTP的方法，减少烧结终点调整时间40%，烧结终点稳定率达到98%。
(4) 采用微分的方法对烧结机宽度方向上的垂直烧结速度进行分析，定量指导布料过程，消除烧结过程的不均匀性，降低返矿率。
3.6 控制FeO含量
烧结矿中的FeO含量以与Fe2O3结合的Fe3O4(磁铁矿)、与SiO2结合的2FeO·SiO2(铁橄榄石)、与SiO2和CaO结合的CaOx·FeO2-x·SiO2(钙铁橄榄石)以及少量的FeOx(浮氏体)等形态存在。FeO含量直接影响到烧结矿的冷强度、还原性和低温还原粉化率。因此，需要根据原料结构和烧结操作制度将FeO含量控制在一个合理的范围内，过高则抑制铁酸钙粘结相的生成，导致烧结均匀性差，恶化烧结过程；过低则导致液相量不足，严重影响烧结矿的转鼓强度。
首钢京唐主要含铁原料以巴西赤铁矿粉和澳洲褐铁矿粉配加地方粉，投产初期，FeO基数控制在7%，而宝钢495m2烧结机FeO基数控制在8%左右。经过一段时间的生产实践，结合京唐烧结自身条件和高炉特点，同时借鉴其他企业生产经验，逐步将烧结矿FeO基数7%提高到7.5%，进而提高到8%。烧结矿转鼓强度和低温还原粉化指数显著提高，其指标见表3。
表3 FeO含量调整前后烧结矿强度变化
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项目
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FeO/%
|
转鼓强度%
|
低温还原粉化指数(+3.15)/%
|
|
调整前
|
7.0
|
78.36
|
65.7
|
|
调整后
|
8.0
|
81.79
|
70.0
|
3.7 资源减量化生产技术
20世纪80年代末、90年代初，人们开始关注铁矿粉在烧结过程的高温行为，在21世纪初提出了“铁矿石的烧结基础特性的概念”，形成一套基于烧结工艺的铁矿粉高温特性评价指标和方法[。在此基础上，逐步建立了基于工艺特性互补的烧结优化配矿理论体系和关键技术，并得到越来越广泛的生产应用。
小球嵌入式烧结（Mosaic EmBedding Iron Ore Sintering），由E. Kasai提出。目的是利用劣质化的铁矿粉资源(半褐铁矿类型的马拉曼巴矿)，而通常的马拉曼巴矿烧结因其粒度偏细、易过熔、液相流动性低而致使产质量指标差。日本钢铁企业的烧结用矿种中，价格相对较低的劣质矿褐铁矿与马拉曼巴矿的比例可达60%-70%。首钢京唐烧结在未采用预制粒等工艺和投入新设备的条件下，褐铁矿与马拉曼巴矿的比例可达50%-60%水平。通过挖掘矿粉的特性和工艺调节，充分利用不同矿粉的特性进行优化烧结配矿，使得SiO2高达9%-16%的劣质矿粉配比达到5%-10%，劣质矿粉总配比达到60%-70%水平，与日本先进钢铁企业使用水平接近。
实践中，海南粉配比提高2%，高品种的巴卡粉配比提高5%，同时降低巴烧粉和澳粉配比7%，使烧结液相总量接近的前提下，液相流动性得到提高，改善烧结矿质量。同时，实施3%-6%硼铁矿、钢渣等高MgO含铁物料替代进口矿粉3%-5%和含MgO熔剂1%的配矿思路，解决复杂矿种和钢铁工业典型固废在烧结中应用比例难以提高到3%以上的难题，消纳废弃物，又扩充了资源，实现资源的减量化生产。
4 集中整粒工艺
烧结整粒工艺流程如图5所示。从烧结机上卸下的热烧结饼经单辊破碎至150mm以下，送至环冷机；经环冷机冷却后，由板式给矿机、带式输送机运至成品筛分室进行集中整粒。产品分为>20mm的大成品、12-20mm的铺底料、5-12mm的小成品和<5mm的返矿四个级别。筛分流程采用三次筛分工艺，共有4个筛分系列，每台烧结机对应2个筛分系列，每个系列配置3台冷矿筛，共计12台冷矿筛。采取一用一备设计，每个筛分系列处理能力为1200 t/h，当一个系列筛子发生故障时，则启用另一系列筛子，不影响正常生产。
一次筛规格为3.8m×10m，筛孔12mm。烧结矿经筛分后，筛上>12mm的进入二次筛继续分级；筛下0-12mm物料进入三次筛继续分级。二次筛规格为3.8m×7.5m，筛孔20mm。筛上＞20mm的作为大成品，用带式输送机运至高炉矿槽；筛下12-20mm粒级作为铺底料，运至烧结主厂房铺底料仓，多余的12-20mm部分作为成品烧结矿通过带式输送机、分料器进入小成品带式输送机送往高炉矿槽。三次筛规格为3.8m×10.6m，筛孔5mm。筛上5-12mm粒级作为小成品，用带式输送机运至高炉矿槽，筛下0-5mm粒级作为返矿，返回烧结配料室参加配料。成品烧结矿分为>20mm的大成品和多余铺底料与小成品混合成的5-20mm的小粒级，成品分级运送至高炉。
图5 整粒工艺流程图
5 烧结生产能源转换技术
5.1 环冷机余热循环利用技术
按循环经济、节能减排的设计理念，环冷机一冷段的高温废气通过烟罩上的热风管道经过耐热多管除尘器降尘后依次进入高温段高压过热器、高温段高压蒸发器和高温段高压水预热器，之后通过废气管道依次进入高温段低压蒸发器、高温段低压水预热器，经过循环风机回送到环冷机的冷却风管道作为冷却风使用，设计产过热蒸汽产量：40t/h，过热蒸汽压力1.1MPa；饱和蒸汽量≥12t/h，饱和蒸汽压力0.3MPa，产生的蒸汽供烧结厂区使用。环冷机二冷段一部分低温废气通过低温段水预热器后排入大气，另一部分用管道引去解冻库用于冬季解冻。
此项技术不仅充分回收环冷机热烟气的热量，而且改善冷空气直接冷却高温烧结矿所带来的影响烧结矿质量的现象，使得热烧结矿经过一定温度的冷却风后逐渐冷却，提高了烧结矿的质量。生产记录显示，环冷机冷却风温由25℃提高到130℃，指标变化如表4所示。
表4 指标变化
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风温/℃
|
利用系数 /t/m2·h
|
固体燃耗/kgce/t
|
转鼓强度/%
|
＜5mm粒级/%
|
|
25
|
1.41
|
45.85
|
80.29
|
13.32
|
|
130
|
1.49
|
43.85
|
81.79
|
1.32
|
|
变化值
|
+0.08
|
-2
|
+1.5
|
-12
|
5.2 烧结生产资源化
新一代烧结系统，以铁、碳元素资源为核心，将钢铁流程中含铁、碳废弃物进行回收，作为烧结原料进行再利用。包含大部分钢铁流程废弃物，主要有料场环境除尘灰、焦化含碳灰、烧结电场灰、烧结环境灰、高炉环境除尘灰、高炉旋风除尘灰、高炉干法除尘灰、钢渣、铁皮、转炉一次灰、转炉二次灰、油泥等。这些废弃物大部分作为烧结含铁原料使用，部分作为烧结燃料使用。新一代烧结系统，废弃物处理种类多、处理能力大，是新一代钢铁流程实现循环经济的重要组成部分，是适应现铁矿石资源和煤炭资源劣质、匮乏的资源形势，是降低生产成本，提高企业竞争力的重要手段。
5.3 烧结生产清洁化
新一代烧结系统，立足于“少废工艺”。烧结所产生的固体废物包括电除尘灰、环境除尘灰以及自返矿等，都由烧结工艺本身进行回收循环利用。为消除现场粉尘，研发应用除尘灰密相输送技术，所有除尘设备所产生的除尘灰，都经密闭的管道风送至配料室烧结除尘灰仓进行使用，无二次扬尘，实现近粉尘“零排放”。新一代烧结系统，同时具有消纳钢铁其他流程废水的能力。烧结机机头大烟道除尘采用4台430m2静电除尘器，生产各环节的环境除尘，选用低压脉冲布袋除尘器，除尘效率99%，粉尘排放浓度控制在20mg/m3以下。烧结烟气脱硫采用半干法脱硫工艺。脱硫效率达98%，具有烟气处理量大、系统适应能力强、吸收剂价格便宜、利用率高等特点，烟气SO2排放浓度47mg/Nm3以下。
6 应用效果
首钢京唐钢铁厂1号500m2烧结机于2009年5月正式投产，投产料厚750mm，经过1周时间的热负荷试车后，各系统运行稳定，产品质量达到5500m3高炉的要求。2号500m2烧结机于2009年12月成功热试，投产料厚750mm，16h后烧结矿达到要求送往高炉矿槽。
目前1号机运行2年半，2号机运行1年半，在此期间，操作人员不断摸索、总结生产经验，针对大型烧结机的特点建立了行之有效的操作和管理手段，不断优化各项生产指标和提高控制水平，主要体现在：
(1) 烧结料层厚度由750mm提高到860mm，产品质量进一步提高，能耗降低。
(2) 分阶段研发适应大型烧结机操作的自动化闭环控制系统，包括烧结矿碱度闭环、混合料水分闭环、烧结机机速闭环和混合料含碳量的闭环控制。
(3) 增加焦化灰仓，回收固体废弃物，降低能耗。
(4) 根据粉尘特性，将生石灰消化器和一次混合机的扬尘点引入湿式除尘器，进一步改善生产环境。
(5) 自2009年5月投产后，生产运行平稳，各项指标均已达到先进水平，其主要技术指标见表5。
表5 京唐500m2烧结机主要技术指标
|
布料厚度/mm
|
860
|
|
合格率/%
|
99.71
|
|
烧结矿转鼓指数/%
|
81.79
|
|
固体燃料单耗/kgce/t
|
43.85
|
|
煤气单耗/MJ/t
|
44.46
|
|
电量单耗/kWh/t
|
36.70
|
|
工序能耗/kgce/t
|
47.70
|
|
人均烧结面积/m2/人
|
15.28
|
2010年1-11月京唐烧结主要生产指标与同期国内钢铁企业和亚洲钢铁企业比较见表6。
表6 生产指标对比
|
企业名
|
利用系数
/t/m2.h
|
转鼓指数
/%
|
固体燃烧
/kgce/t
|
工序能耗
/kgce/t
|
|
京唐烧结厂
|
1.49
|
81.79
|
43.85
|
47.7
|
|
国内钢铁企业
|
1.36
|
77.98
|
55.0
|
58.2
|
|
亚洲钢铁企业
|
1.47
|
78.2
|
51.6
|
53.0
|
从表6可以看出：各项指标均已达到先进水平，充分体现大型烧结机烧结矿质量好、固体燃耗低和工序能耗低等优点。
京唐烧结厂自投产以来，经过近2年时间的实践证明，烧结矿集中整粒筛分系统运行稳定，大小成品整粒分级效果好，其粒度组成如表7所示。大小成品分级供高炉，为京唐5500m3高炉顺行提供了良好的原料条件。而且，该系统维护量小，维护费用低，耗电少，使用效果良好。
表7 成品烧结矿粒度组成(%)
|
烧结矿
|
﹥40mm
|
40-25mm
|
25-16mm
|
16-10mm
|
10-5mm
|
﹤5mm
|
|
大成品
|
36.28
|
43.61
|
18.52
|
1.59
|
0
|
0
|
|
小成品
|
0
|
0
|
29.12
|
34.13
|
35.43
|
1.32
|
7 技术应用效果
(1) 首钢京唐新一代烧结工艺，融入冶金工程流程学思想，采用动态—精准设计理论，拓展烧结生产工序的功能，研究烧结生产工序的功能、结构、效率优化和生产过程耗散最小化，实现制造流程的有序化、协调化、高效化、连续化生产。吨烧结矿占地0.016万m2，物料运输累计时间6.04min。
(2) 研发应用烧结机台车栏板加宽技术和烧结设备适应厚料层烧结机技术，使烧结机抽风面积在500m2时实际烧结面积达到550m2，烧结料层设计厚度750mm，实际最大能到860mm，实现工程效益最大化。采取环冷机加宽技术，环冷机鼓风面积为520m2，实际冷却面积达到580m2，使冷却面积增加11.5%，烧结矿产量增加5%-8.2%，使吨矿耗风量降低约5%-8%。
(3) 高度自动化使生产可控能力提高，极大地保证烧结工况稳定；尤其在实施厚料层烧结过程中，运用自动配料、强化混合制粒、以及三级集中整粒，高度自动化，实现人工操作难以或根本无法达到的操作水平，从而实现烧结控制水平质的飞跃，进而带来烧结矿各项指标的提升。
(4) 循环经济、节能减排的设计理念贯穿于首钢京唐新一代烧结厂，回收环冷机高温废气热量，消纳钢铁流程中含铁、碳废弃物和废水。实现烧结生产能源转换；运用密相气力输灰技术，避免粉尘二次污染，烟气中SO2排放浓度47mg/m3以下。
(5) 首钢京唐新一代烧结厂自投产以来，烧结料层厚度由750mm提高到860mm，生产运行平稳，各项指标均达到先进水平，在行业内起到示范作用。
8 结语
烧结工程与技术是北京首钢国际工程技术有限公司的优势业务，公司致力于为全球客户提供不断创新的烧结工程咨询、设计、总承包、装备制造和项目管理的系统解决方案，拥有从90 m2至600 m2烧结机技术研发和设计建设能力，能够为客户提供技术领先、节能环保、投资节省、生产运行稳定可靠的烧结工程。
作为中国烧结工程领域的佼佼者，北京首钢国际工程技术有限公司拥有一整套处于领先地位的成熟技术。企业设计院的发展经历使公司的技术具有高度符合生产实践、高度满足生产需要的特点。公司获得烧结专业国家和省部级奖项30余项，拥有27项国家专利和16项专有技术，有多个项目创中国企业新记录。特别是在烧结厂工艺流程优化、工艺装备大型化、机上冷却工艺技术、余热利用、固体废弃物处理和环境保护等方面具有独到的技术优势和丰富的实践经验。
（撰稿人：王代军）
