蒸汽预热混合料技术在柳钢2^#360m²烧结机的运用

熊爱臣¹，刘武杨¹，吴丹伟¹，向小平¹，黄俊程¹，冯慧宁¹, 陈进中²

（1.柳州钢铁股份有限公司烧结厂，广西柳州  545002；2.桂林理工大学，广西桂林，541004）

摘要：为提高料温和改善烧结过程的透气性，柳钢2#360通过内嵌式余热锅炉并利用大烟道的余热产生过热蒸汽来预热混合料。生产实践表明，技术使用后，烧结机利用系数提高0.12t/m²•h，煤气消耗降低0.63m³/t，电耗下降1.1kW•h/t，取得了可观的经济效益。 

关键词：料温；透气性；蒸汽预热；利用系数；能耗

Application of Steam Preheating Sinter Mixture Technology on 2#360m2 Sintering Machine in LIUZHOU IRON&STEEL

Xiong Aichen¹,Liu Wuyang¹,Wu Danwei¹,Xiang Xiaoping¹，Huang Juncheng¹,Feng Huining¹,Chen Jinzhong²(1,The Sinter Plant of LIUZHOU IRON&STEEL COMPANY,LTD, Liuzhou,China,545002;2,Guilin University of Technology,Guilin,China, 541004)

Abstract：In order to increase the material temperature and improve the permeability of the sintering process, Liuzhou Iron and Steel 2 # 360 preheated the mixture through the built-in waste heat boiler and the use of excess heat from the large flue to generate superheated steam. Production practice shows that after the technology is used, the utilization coefficient of sintering machine is increased by 0.12t / m2·h, the gas consumption is reduced by 0.63m3 / t, and the power consumption is reduced by 1.1kW·h / t. Obvious economic benefits have been achieved.

Key Words：Material Temperature; Permeability; Steam Preheating; Utilization Coefficient；Energy Consumption

1前言

烧结过程中可利用的余热资源约占烧结厂总能耗的12%，其中冷却机废气显

热约占8%，烧结烟道显热约占4%^[1]。柳钢环冷机的余热废气用于余热发电，而大烟道的显热却因为余热品质差、温度波动性大等特点，一直没有利用起来。2017年5月份，为了利用大烟道这部分显热，在柳钢2#360在大烟道高温段嵌入一台热管余热锅炉用于生产蒸汽。产生的蒸汽一部分用于烧结烟气脱硫使用，一部分引入泥辊漏斗处用于预热混合料。混合料料温提高后能够减轻烧结料层过湿的现象，改善烧结过程的透气性，提高烧结矿的产、质量。至今经过一年多的投入使用，获得明显成效，有效减轻了烧结的过湿影响，提高了烧结生产的各项经济指标。

2技术开发与应用

2.1技术开发

在目前国内外的烧结生产中，提高混合料温的方法主要有三种，热返矿预热混合料、生石灰预热混合料及蒸汽预热混合料。因为热返矿工艺的热筛处于高温多尘的环境，设备维修困难，工人劳动强度大且不利于环保，所以现在热返矿的工艺多已取消。生石灰配加入混合料中经过圆筒加水混合消化后放热能够显著提高料温，平均每加1%的生石灰提高料温2.7℃^[2]。生石灰预热工艺是大多数厂家都采用的工艺，本文不作详细讨论。

蒸汽预热混合料是指将过热蒸汽与混合料接触换热从而提高料温，其优点是既能提高料温又能进行混合料的润湿和水分控制、保持混合料的水分稳定。^[3]表1是有文献可查的国内蒸汽预热混合料的几种方案，由表1可知这几个企业的使用的蒸汽预热的方式主要有三种分别是用蒸汽加热水添加入混合机中提高料温、将蒸汽通入二次混合机中和在泥辊矿槽中通入蒸汽。

由于2号360烧结机需要在二次混合机中加入焦化的脱硫废液，所以用蒸汽加热水后添加入二混圆筒的方式明显不符柳钢的实际。表1企业中使用的蒸汽大多来源于环冷余热产生蒸汽及外部管网蒸汽所以蒸汽量较为充足，可以在二混和泥辊矿槽处分别通入蒸汽进行预热。柳钢2号360烧结机使用的是大烟道余热锅炉产生的蒸汽，额定产气量为13t/h,压力为2.0MPa。由于大烟道余热锅炉产气量较小且一部分需供给脱硫使用，所以仅可在一处通入蒸汽预热。与在混合机内通入蒸汽相比，在泥辊矿槽处通入蒸汽有如下几个优点：

（1）预热位置距离烧结机最近，运距较短，热损失最小,节约蒸汽；

（2）由于矿槽边缘阻力较小，蒸汽易从矿槽边缘的位置通过可以防止矿槽壁结料的现象。

表1 国内企业蒸汽预热混合料的情况

2.2技术应用方案

从蒸汽引入到实现混合料温的提高，该技术方案可分为以下5个要点：

（1）从2#360m2大烟道锅炉分气缸引出一条分支管道，作为预热蒸汽总管，该管道上安装手动阀，以控制预热蒸汽的总供给。所有蒸汽管道都包裹保温棉保温蒸汽。

（2）预热蒸汽总管往上布管至烧结机6楼平台，再沿6楼平台自西向东布管至烧结机东头，然后经7楼引至泥辊漏斗中间平台，沿泥辊漏斗四周布管形成一个回字管路，形成一个环绕式的蒸汽供应，实现均匀加热。该装置设计安装的位置是离点火器最近的泥辊下料漏斗下部，以最大限度地减少混合料运输过程的散热损失。

（3）6楼的预热蒸汽总管管道较长，需在低点安装一个疏水阀，以去除沿途产生的冷凝水，避免其混入混合料中对混合料水分造成波动。同时蒸汽预热总管管道在7楼平台处安装一个手动阀、电动阀、流量计及压力表，以便实时监控蒸汽流量的稳定。

（4）在泥辊漏斗四周的回字管路上共引出48根蒸汽小支管，各小支管与水平面形成20度倾角，向下通入泥辊漏斗进行喷吹预热，具体分管数目为东19根、西19根、南5根、北5根，各小支管分别安装手动球阀。蒸汽小支管的小倾角向下有利于在充分利用蒸汽热量的同时，避免蒸汽喷出烫伤处理泥辊离合门问题时的工人。

（5）在泥辊平台处安装3台红外测温仪，实时监测混合料料温，从而可通过料温来调节预热蒸汽的流量和压力，混合料料温、蒸汽流量、蒸汽压力的参数和电动调节阀都接入主控室的操作画面，形成控制程序，以方便工作人员实时监控并进行生产调整。该设置可以在混合料料温较低时加大蒸汽来量使料温升至露点温度以上的60℃，在料温达到要求时则保持该蒸汽量，减少资源的浪费，保证生产的稳定，并通过监测参数保证设备的安全正常运行。

3应用效果

水汽在烧结料层中冷凝的温度称为露点温度，烧结废气的露点温度一般在60℃左右。在一定原料条件下，冷凝水量与烧结含水量和气体与混合料的温差成正比。过湿带是指烧结料层中的物料水分超过了原始水分而形成过湿的料层，用蒸汽预热可以有效提高料温，改善透气性。由表2可知，柳钢2号360在使用蒸汽预热后各项烧结技术指标都得到了改善。

表2 技改前后烧结生产技术指标

（1）料层厚度、料温的提高

技改前料层厚度为700mm,技改后料层提高到720mm,提高了2.86%。料温从52℃提高到了65℃，提高了25%，提高到了露点温度以上有效缓解了料层过湿带来的影响，改善了透气性。因为透气性的改善，又可以相应地提高料层厚度，料层提高后，表层及边缘质量较差的烧结矿比例减少、高温保持时间长，烧结成品率得到提高。

（2）烧结固体燃耗、电耗及煤气耗的降低

由表2可知，技改前固体燃耗、电耗及煤气耗分别为60.52kg/t、37.22kwh/t和3.91m³/t,技改后为59.23kg/t、36.12kw•h/t和3.28m³/t，分别降低了2.13%、2.96%及16.11%。由于料层过湿现象减少，烧结料层的提高，料层内自动蓄热量增加，可以减少固体燃料的配比。又由于透气性的改善，抽风负压相应地降低，主抽风机的电耗也会下降。蒸汽预热混合料后，混合料制粒小球表面会被润滑，这会使风透过料层的阻力减少且改善点火表面料层的传热性能，这可以降低点火的负压，减少热气离开表面点火燃烧带时带走的热量，从而提高热量利用率，降低点火强度和煤气耗。

（3）利用系数的提高

由表2可知，技改前利用系数为1.32 t/m²•h，技改后提高到了1.44 t/m²·h，提高了9.09%。蒸汽预热技术把烧结混合料温提高到65℃以后，透气性改善，能有效提高通过料层表面单位面积的风量，提高混合料垂直燃烧速度和烧结温度，烧结燃烧带变厚能优化烧结矿质量降低烧结返矿量，提高成品率和烧结机利用系数。

4结语

（1）利用内嵌入大烟道的余热锅炉产生蒸汽通入泥辊漏斗处，充分利用了余热资源且能够显著提高混合料的料温，料温由改造前的52℃提高到了65℃。

（2）混合料温提高后，减轻了料层过湿带来的影响，透气性得到改善。料层厚度和利用系数提高，固体燃耗、电耗及煤气耗降低。

（3）该技术投资节省，充分发挥了现有设备效能，有效回收利用余热，节能降耗效果显著。

参考文献

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