摘要：烧结过程是钢铁企业能耗的最重要环节，其消耗将直接影响炼钢厂的经济效益，制约着钢铁企业的发展。为了促进钢铁企业的快速发展，设计烧结过程节能降耗设计显得越来越重要。本文分析了钢铁企业节能降耗和烧结工艺的设计。
关键词：钢铁厂；烧结工艺；节能降耗
1 引言
钢铁厂烧结技术主要是指粉末或粉末的压缩，加热到熔点以下的基本成分，用有效的措施和速度对冷却过程进行常温处理。最终目的是使粉末烧结、粘结、烧结强度提高，粉末颗粒的团聚转变为烧结颗粒，材料和制品获得了生产所需的机械和物理性能。技术和烧结钢厂工艺、产量和烧结生产质量有着直接而重要的影响，因此，中国的钢铁厂也非常重视先进技术指标的应用，并在烧结过程中严格的要求，选择最合适的操作方法。通过对钢烧结工艺应用现状的详细分析，提高烧结工艺的生产效率，已经成为促进发展的核心部分。保障生产产品质量同时，降低能量消耗，实现节能降耗的目的，将是钢铁厂长远发展的关键。
2 钢铁厂烧结工艺的概述
根据钢铁相关原材料的不同特点，选择与之相应的加工程序，就是钢铁厂的烧结工艺。钢铁厂烧结的过程中，烧结工艺的重要性不容忽视。钢铁烧结过程影响生产产品质量。而在此过程中合理应用烧结工艺，是在对烧结原材料整体特点有所了解后，选择适合材料烧结的工艺程序。钢铁厂烧结工艺的合理应用，可保证生产产品质量，同时满足节能降耗的要求。
3 钢铁厂烧结工艺节能降耗的设计
一般情况下，钢铁厂在烧结环节，高炉使用的炉料为烧结矿。而烧结过程中产生的能量消耗是钢铁工业能量消耗最为重要的部分，包括点火燃料、电能消耗以及固体燃料[1]。要想烧结环节达到节能降耗的目的，就需要在以下几方面加强。
3.1 减少固体燃料消耗
①使用厚料层烧结技术。钢铁烧结期间，厚料层烧结会自动蓄热，且效率非常高，从而降低燃料配比，降低烧结期间边缘效应比例，提高烧结成品率，降低单位产品消耗。为达到这种目的，在设备允许的情况下，可不断提高烧结机结料层的厚度。②回收生产期间生产的碳粉尘。不仅仅是烧结缓解，钢铁生产过程中的其他环节都会产生大量含铁、含碳的粉尘。在此过程中，如果能够控制粉尘中的有害杂质，烧结缓解就可利用混匀矿、小球烧结的方式。这样在代替部分固体燃料的同时，还回收铁与碳原材料。③可改善固体燃料的燃烧效果与性能。如固体燃料燃烧不完全，就是烧结环节热能的损失。为避免此种现象的出现，可利用控制燃料粒度与粒度分布来改善烧结中的传热与燃烧速度，这样就能够减少固体燃料不完全燃烧比例。④提高制粒的科学性。钢铁厂烧结环节的原材料，均是品位相对较低的。唯有经过磨才能够选出合格的精矿。因而，在制粒烧结的时候，应注意烧结中的透气性与气体偏流，降低能量消耗不合理的现象出现。⑤利用外部供热。烧结期间，将燃料混合之前，还应借助热返矿、生石灰、混合机，将蒸汽、热风通入其中，以此便可提高燒结的温度，以便尽可能减少固体燃料的使用。
3.2 减少点火能量消耗
根据相关数据了解，点火能量的消耗通常为烧结能量消耗的1/10。降低钢铁厂烧结工艺能量耗损，可减少点火能量的消耗。点火能量的耗损可通过两方面实现。首先，推广使用节能型的点火炉。新型的点火炉偏向于线性、多缝式、面燃式烧嘴，而不适用传统的涡流式烧嘴与套管式。新型的点火炉简化了点火炉的结构，且还能够提高点火率，从而降低能量消耗。进一步研究烧嘴火焰的分布、点火炉温度分布，节能型的点火炉能量消耗将会进一步降低。其次，使用预热助燃空气方式，提高点火炉的温度，以此可降低点火能量的消耗。在实际操作期间，热废气可直接作为助燃空气或热源预热助燃空气。在助燃空气预热达到300℃后，点火能量就可降低25%。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆并且利用预热混合料可促使过湿的烧结层消失，从而改善燃料的透气效果，降低点火能量消耗，加快烧结速度，提高烧结质量。
3.3 降低电能消耗
钢铁烧结环节，烧结的整个过程是电能消耗最为重要的部分。而这一环节的电能消耗主要是抽风机设备。因此，烧结环节降低电能消耗，最为关键的应当是抽风机。而实践表明，减少漏风，实现低风量操作相互结合，就能够减少抽风机能量的消耗[2]。当然，在钢铁烧结工艺中，使用变频技术烧结设备也可降低电能的消耗。变频技术的应用，其实就实现了频率自动转换。此项技术的应用，需结合调整设备所需的频率，尽可能减少机器设备空转。
3.4 回收利用热能
冷却废水热与废气显热在烧结工艺的热支出中占据50%。在烧结的终点环节，风箱所排放的废气温度最高可达到500℃。要想烧结工艺节能降耗达到理想的效果，就需要对烧结余热进行回收，同时加以利用。首先，应合理使用锅炉的余热。利用烧结矿的冷却系统，并将余热锅炉安装其中进行热交换产生蒸汽。随后在钢铁生产中，供电与供热可使用生成的蒸汽，就能够达到理想的节能降耗目的。其次，不断推广余热废气烧结技术。钢铁烧结环节中冷却机和废气产生的热量占据着非常大的比重。在热风烧结的过程中，使用热废烧结技术利用该部分的热量，就可促使烧结料层温度更加均匀，预防烧结中由于温度因素而导致烧结矿强度偏低，粉末多等不良现象。
3.5 选择使用大型烧结设备
针对钢铁厂烧结中能量消耗问题，部分钢铁厂会偏向于大型烧结设备，而放弃传统的小型烧结设备。大型的烧结设备能够在节能降耗中发挥重要作用，提高钢铁厂的经济效益。首先，在烧结工艺中使用大型烧结设备，可促使能源利用更趋于合理化，减少烧结中不必要能量的浪费。其次，烧结设备型号越大，生产出来的材料质量就会越好。在保证材料质量的前提下，返工率就会显著降低，以此就能够节约制造时间，提高钢铁厂的整体效益。最后，与小型的烧结设备相对比，大型烧结设备在烧结环节中更能够节约资源。
3.6 利用小球与小球团烧结
钢铁烧结工艺中，使用小球与小球团的方式进行烧结，可显著降低烧结工艺中的能量消耗。采用小球烧结工艺，主要在于小球烧结可将粘于燃烧表面的燃料充分燃烧。通过这一操作就能够改变燃料应有的状态，给予燃料充足的空间，促使燃料与空气接触更加充分。这一原理可促使燃料产生燃烧反应，以此就能够减少燃烧中残余燃料的产生，有效利用燃料。
3.7 提高自动化生产操作
现如今的钢铁烧结环节，人工操作方式已经逐渐减少。相对而言，人工操作会降低生产效率。人工操作的时候会兼顾恒产的整个程序，而人力本身就有限，对此影响生产。同时，人存在惰性。如果生产的过程中，人工出现疏忽，就会对生产产品质量产生巨大影响。将自动化生产运用其中，促使生产的所有环节实现自动化操作，可控制生产质量，检测生产环节，预防由于人为因素而产生质量问题，提高钢铁烧结环节的效率，保障生产质量。且自动化生产节省大量的劳动力，降低生产成本，提高钢铁厂的利润。
结语
在现代化工业快速发展的过程中，对于钢铁烧结环节的能量消耗，采用相应措施并不断完善，更新生产设备，优化材料结构，可从整体上提高钢铁厂的发展水平，减少烧结环节中的能量消耗，提高钢铁厂的经济效益。
参考文献：
[1]张洪亮，孙沛勋，靳亚军. 钢铁厂烧结工艺的节能降耗设计探讨[J]. 科技传播，2014，13：82+77.
[2]侯莉萍. 浅析钢铁厂烧结工艺的节能降耗设计[J]. 科协论坛（下半月），2013，09：131-132.
[3]付明辉. 钢铁烧结生产工艺过程能源管理系统的研究[D].中南大学，2010.
论文作者:郭海涛
论文发表刊物:《基层建设》2017年第20期
论文发表时间:2017/10/30
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