烧结生产线各系统设计浅谈

摘 要：改革开放以来，我国钢铁业取得了长足的发展，在环保问题日益严峻的今天，以往那种粗放、不可持续的发展方式已经不可取，取而代之的是高效、节能的新型发展方式。小型低效高污染的烧结生产线将逐步被单机大型高效的节能生产线所取代，烧结生产线主要包括：原料准备系统、配料系统、烧结冷却系统、抽风除尘系统以及整粒系统。

关键词：烧结机;配料系统;系统设计

中图分类号：TU522.06 文献标识码：A 文章编号：1006-8937（2015）02-0022-02

1 燃料准备系统

焦粉和无烟煤是我国烧结生产线上使用的两种主要燃料，在送入到烧结机前，这两种燃料都需要破碎，一般采取分破和混破的方式。所谓混破就是将焦丁和无烟煤两种燃料按一定的比例混合然后破碎，因为在混合破碎前，两种燃料是按比例混合，因此破碎后的燃料性质稳定，这对于烧结矿的质量至关重要，由于无烟煤与碎焦硬度存在的差异，如果破碎机选型和混破的方法不得当就很容易造成两种燃料的大小颗粒不一致，影响燃烧的质量。不同的破碎机对无烟煤和焦粉破碎的能力是不同的，常见的Φ1 200 mm×1 000 mm四辊破碎机，进料颗粒大小为0～12 mm，出料颗粒大小设定为0～3 mm，由于破碎焦的硬度更大，破碎机处理破碎焦速度为36～46 t/h，无烟煤的硬度更小，破碎机处理无烟煤的速度可达到46～56 t/h，在选型时，就要充分考虑到这一情况，可以通过以下公式估算所需要破碎机的处理能力：

P混=P煤・q煤+P焦・q焦

其中：

P煤为该破碎机的无烟煤处理能力;

q煤为煤焦混合中无烟煤的比例;

P焦为该破碎机的碎焦处理能力;

q焦为煤焦混合物中碎焦的比例。

分破就是先将燃料中的无烟煤、焦丁分开破碎，然后再混合，如果整个生产线只有一套破碎系统，采用分破的办法就会比较困难，因为两种燃料采用一套破碎系统很容易出现混料的情况，另外配料室中的燃料的填满以及排空都需要一定的时间，因此采用分破的方法，一般需要两套破碎系统以便提高效率。

2 生石灰配料系统

如果设计不合理，烧结生产线中的生石灰配料系统很容易造成污染问题，现阶段，主要通过加强对生石灰配料系统的密封来减少生石灰的外泄，减轻对周围环境的污染，在生产灰的配料过程中，都需要对生石灰进行称重，现在使用比较多的主要有两种计量方法，一种是使用螺旋秤，减量称，这种方法称量比较准确，但是生石灰蒸汽的存在会影响到称量的准确性;另外一种计量的方法是使用定量配料电子秤，这种电子秤准确度较高，但在密封性方面要比螺旋秤差。目前很多烧结厂会采用一套独立的生石灰除尘系统以减轻环境的污染，这些独立的除尘系统很多使用的是生石灰湿式除尘法，独立的除尘系统包括风机、冲击式除尘器以及烟囱，冲洗的泥浆流成为消化用水，没有污染的就可以外排，一些烧结厂为了减少成本，往往会采用配消器自带的生石灰除尘系统，但这种除尘系统的除尘效果不理想，对于生石灰配料系统造成的环境问题的完全解决还有赖于新技术的研发和应用。

3 烧结冷却系统

我国“十一五”规划纲要提出，单位国内生产总值能耗降低20%左右。作为耗能大户的冶金行业，节能减排成为企业生存和发展的重要课题。烧结生产过程可被回收利用的热量是烧结烟气和冷却机废气显热。烧结烟气平均温度一般不超过150 ℃，所含显热约占总热量的23%，机尾烟气温度达300 ℃～400 ℃。冷却机废气温度在100 ℃～400 ℃之间变化，其显热约占总热量的28%，故回收这两部分热量是烧结工序节能的一个重要环节，对烧结生产节能增效，降低成本起着重要作用。

余热利用的方式：①动力利用。将热能转化为电或机械能;②热利用。用余热来预热、干燥、供热、供暖等。其中余热发电是高效、经济的余热利用方式。然而余热发电也为烧结生产提出了更高的要求。为提高余热回收量，普遍采用了热废气循环系统，余热发电后的废气（约150 ℃）还将回到环冷机，这就提高了环冷一段、二段的冷却风温度。第三段风温为常温，两者之间温差大，尤其在冬季更甚。容易造成环冷机变形，缩短台车、轴承寿命，同时高温废气对环冷机也有一定影响。这些都对烧结生产提出了新的课题，为此也提供了研究方向。在环冷机大、中修时，需将环冷机上物料全部排空，再开机时，铺底料槽中的料量不足，为了保证正常生产状态，应考虑适当加大铺底料矿槽容积的办法来弥补不足。设计该矿槽容积时应充分考虑烧结矿在环冷机上的冷却时间、烧结矿的筛分时间以及烧结矿的输送时间，即一个循环周期的时间，直到新的铺底料产出补充到铺底料槽中，否则会造成铺底料断流现象。

4 抽风除尘系统

近年来，气力输送是普遍采用的一种除尘灰输送方式，其优点是清洁、高效、占地小。气动输送主要有3种形式：稀相气动输送、中相气动输送和浓相气动输送。

①稀相输送是采用大流量微正压气体将物料悬浮提升，并以较高的流速输送，通常用于干燥和分布均匀的物料。缺点是对管道的磨损较大。

②中相气动输送是采用中低正压气体将物料以中等速度输送到较远的距离，物料多沉积在管道底部形成移动床，输送距离比较远。

③浓相气动输送是目前最先进的气力输送技术，用高压低速度以很高的固一气比（>15？1）输送物料。其优点是对管道磨损小，节能降耗。

烧结除尘灰采用的就是浓相气动输送方式。管道磨损一直是困扰烧结厂的难题。值得注意的是除了弯头处采用耐磨弯头外，还要对弯头前、后2 m处的管道进行加固处理。在设计中也应将输送起始段加长，使物料达到正常输送速度后再与弯头连接。而且管道角度不宜过缓，以90 ？为宜。在管道安装时也应注意管道连接精度。

5 整粒系统

椭圆筛以及直线筛等厚振动筛一直是在旧式整粒系统中被使用，随着技术的发展，悬臂筛以其投资少、节能环保以及维修方便等优点正在被越来越多的烧结厂所采用，相比于旧式筛分工艺，悬臂筛分工艺具有如下优点：

①处理能力更强大，悬臂筛由于筛面结构更加的合理，单位面积处理能力更强，此外筛面还具有两次振动效果。

②维修方便。相比于传统旧式厚振动筛，悬臂筛重量轻，体积小，更换和维修更加方便。

③节省投资。传统的旧式厚振动筛体积大，因此传统筛分室往往体积很大，不同的设备往往很难在一个车间布置完成，而悬臂筛重量轻、体积小，三级筛分设备完全可以在一个空间布置完成，筛分室的空间只是传统筛分室空间的1/3;因此构建以悬臂筛为主设备的筛分室成本更低。

④更加环保节能。悬臂筛设备的功率一般在16 kW左右，而传统的椭圆振动筛功率在91 kW左右，功耗少了80%，具有较好的经济和社会效益，此外使用悬臂筛，可以减少除尘设备的使用，降低能耗。

6 结 语

烧结生产线包括诸多分系统，要设计一条优秀的烧结生产线就需要对其所包括的各系统有个清晰的认知，知道目前的问题所在，结合最新的技术加以解决，有些是可以通过部分调整达到目的，有些则需要完全重构才能实现目的，高效节能、人性化的设计才能被越来越多的烧结厂所采纳。

参考文献：

[1] 赵斌，杜小泽，崔健，等.烧结旋冷机余热梯级发电技术研究[J].中国电机工程学报，2012，（32）.

[2] 赵斌，张玉柱，苍大强，等.立式烧结冷却机与余热发电工艺研发[J].烧结球团，2009，（34）.