T/CI 170-2022 1000mm超厚料层节能低碳烧结技术规范
T/CI 170-2022
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内容简介
本文件规定了超厚料层节能低碳烧结技术的总体技术要求，包括技术的术语和定义、原理与工艺等技术要求
本文件适用于钢铁冶金领域中的烧结工序
工艺要求4.1烧结混料技术4.1.1本标准提供一种烧结超厚料层节能低碳烧结混合料，包括如下重量份的组分：待烧结铁矿粉90~110份；返矿甲14~20份；返矿乙8.4~10.4份；焦粉2~4份；生石灰7~9份；粘合剂6.4~8.4份。4.1.2返矿甲的粒度为1~2mm，返矿乙的粒度为2.4~4mm。4.1.3烧结超厚料层节能低碳烧结混合料粘合剂为有机高分子类化合物，烧结超厚料层节能低碳烧结混合料粘合剂为质量浓度3~8%的粘合剂的水溶液。4.1.4烧结超厚料层节能低碳烧结混合料待烧结铁矿粉的粒度在3mm以下，其中，粒度在1mm以下的占80%以上。4.1.5烧结超厚料层节能低碳烧结混合料焦粉的粒度小于1mm；所述生石灰的粒度小于1mm。4.1.6将待烧结铁矿粉和粒度为1~2mm的返矿甲进行一次混合，加入焦粉和生石灰，进行二次混合。4.1.7向烧结超厚料层节能低碳烧结混合料中加入粘合剂和粒度为2.4~4mm的返矿乙，进行第三次混合，得混合物料。对烧结超厚料层节能低碳烧结混合料进行蒸汽加热，蒸汽温度为80~110℃。4.1.8烧结超厚料层节能低碳烧结混合料一次混合的时间为3~6分钟。烧结超厚料层节能低碳烧结混合料二次混合的时间为2~4分钟。烧结超厚料层节能低碳烧结混合料三次混合的时间为3~4分钟。4.1.9烧结超厚料层节能低碳烧结混合料烧结混合料的料温控制在70~80℃，含水量控制在7.4~8.4wt%。4.1.10烧结超厚料层节能低碳烧结混合料布料后的料层厚度控制在960mm~1040mm；4.1.11烧结超厚料层节能低碳烧结混合料点火的温度控制在1040~1200℃，点火的时间控制在120~200s；烧结超厚料层节能低碳烧结混合料烧结步骤的压力为10~15kPa。4.2超厚料层布料技术4.2.1通过至少两台输料机将不同粒径的烧结料同时朝向多辊布料器的相同位置进行输送；通过倾斜设置的多辊布料器将烧结料向下输送至烧结台车；所述多辊布料器中的至少一个辊筒，在输送烧结料的同时从筒身上喷射出高温蒸汽与烧结料混合。4.2.2通过所述多辊布料器中的最下方的一个辊筒，将烧结台车上的最上层烧结料的料面压平。通过所述多辊布料器中的最下方的一个辊筒的筒身上喷射出高温蒸汽，使高温蒸汽浸入到烧结台车上的烧结料内部。4.2.3所述多辊布料器的最下方的一个辊筒的筒身上喷射出的高温蒸汽，其气压为0.08~0.1MPa之间，温度为80℃~100℃之间。4.2.4所述多辊布料器的最下方的一个辊筒的筒身上喷射出高温蒸汽的气压为0.09MPa。所述多辊布料器的最下方的一个辊筒的筒身上喷射出高温蒸汽的温度为90℃。4.2.5所述多辊布料器中除了最下方的一个辊筒以外的其他辊筒中，具有至少一个辊筒在输送烧结料的同时从筒身上喷射出高温蒸汽与烧结料混合。4.2.6所述多辊布料器的除了最下方的一个辊筒以外的其他辊筒的筒身上喷射出的高温蒸汽，其气压为0.04~0.08MPa之间，温度为80℃~100℃之间。4.2.7作为优选方案，所述多辊布料器的除了最下方的一个辊筒以外的其他辊筒的筒身上喷射出高温蒸汽的气压为0.06MPa。4.2.8所述多辊布料器的除了最下方的一个辊筒以外的其他辊筒的筒身上喷射出高温蒸汽的温度为80℃。4.2.9将机头点火设备原有点火炉10根支撑腿连接部位拆开，用千斤顶将点火炉顶起后将连接部位加入H型钢板凳，煤气管道及助燃风管道同时在上方去掉一部分，然后重新焊接。4.2.10在烧结机的机尾，为防止挂料，将机尾烟罩也进行了适当地抬高。4.2.11为了确保料面的平整，在九辊布料器后方加装了平料器同时根据料面的点火状况调整平料器的配重，料面经过平料器后，再由三个压辊调整料面的厚度。4.2.12为保证料面两侧的物料不至洒落，在烧结机头加装挡板，采取“中间高、两侧低”的梯形布料方式，同时在机头部位设置3个压辊，根据物料洒落的实际情况，在台车两侧适当增加一对吹扫装置。4.2.13对烧结布料设备性能进行改进和提高，实现料床三维结构性和均匀性分布与调控。4.2.14从料床温度场的三维相对均匀动态分布和不同烧结阶段对风量需求的动态变化调整风量和风压，实现最小风量和风压的满足烧结过程的风量需求，达到节省主抽风机的电能，实现节能减排，实现烧结的成矿率和高产的目标。4.3余热回收利用技术4.3.1在环冷机旁设置余热锅炉，将环冷机废气引入余热锅炉。为提高烟气的余热利用效率，最大化的利用余热资源，采用烟气全循环模式进行余热资源回收。4.3.2余热回收项目的关键是将佘热资源回收到余热锅炉内，因此，回收系统的密封方式、管网阻力、设备材料的质量及余热锅炉最佳运行点都是余热回收的关键。4.3.3必须确保余热系统的设施没有余热烟气泄露，最大化减少系统向大气中直接排放余热烟气，如对于环冷机采用液密封，以减少环冷机漏风率，做好烧结主抽的密封，可大大提高主抽烟气品质，液密封与传统的密封相比漏风率可减少20%左右，对提高烧结余热资源回收有很好的效果。4.3.4在现场的施工设计时，合理化布置烟风道管网，减少管网阻力，减少余热发电系统的自身损耗。4.3.5针对余热系统中锅炉受热面材料的选择，烟风道蒸汽管网保温材料选择等要确保材料具有高效的传热性和良好的隔热性，以减少余热资源在热传递过程中的热量损失；合理计算余热锅炉的最佳运行点，确保余热锅炉在中低温环境的运行效率，高余热回收效率。4.3.6参考烧结机的终点温度和终点位置控制好烧结过程，使烧结矿在烧结机台车走到末端时刚好完成烧结过程，以提高烧结主抽风箱末端的废气温度。4.3.7控制好烧结主抽风机和主抽余热锅炉循环风机的运行速度，使进入余热锅炉的烟气品质处于余热锅炉的最佳工况点，以提高主抽余热回收效率；同时终点位置的后移，可减少烧结矿在烧结机台车上的冷却时间，提高烧结矿落到环冷机上的矿料温度，提高环冷机余热回收系统的余热资源量。4.4降低漏风与节能技术4.4.1为降低台车的漏风率，对台车端部加装耐磨板，并做到及时更换。4.4.2为降低台车的漏风率，在油板和油板槽油板里加装硅胶板；在静滑板里侧按45~65°的角度安装30mm的扁钢，这样等于增加了静滑板的宽度，密封效果更好，特别是静油板的接口起到密封作用；4.4.3为降低台车的漏风率，把注销改为螺丝加耐热垫；在机头、机尾密封板采用的是柔磁性密封板；4.4.4为降低台车的漏风率，在烟道、支管、卸灰阀、机头除尘烟道、支管、卸灰阀、机头除尘这些明显漏点进行处理。4.4.5优化和确定烧结机外侧保温方案，在烧结机两侧一米处工作面现场搭建环保和节能保护墙，内衬保温材料，该墙的设立可以有效减少空气对流热损失和外辐射损失，既不影响操作，也不产生安全问题。4.5生物质碳中和清洁燃料替代技术4.5.1采用碳中性的生物质炭清洁燃料部分替代烧结工艺中的焦粉、无烟煤等化石燃料，利用生物炭挥发分含量高、燃烧速度快、反应性好、N/S元素含量低、灰分低等优势，提高烧结矿成矿质量，降低烧结工艺SO2、NOx和CO2的排放量10%以上，支撑钢铁行业低碳绿色发展。4.5.2由于木炭密度小、孔隙率高，其吸水能力比焦粉的大，且单位质量的木炭体积比焦粉的大，使得制粒过程中木炭吸水量比焦粉的大。生物质替代焦粉是采用等热量替换的计算方法，4.5.3随着木炭替代焦粉质量分数的增加，料层达到最高温度的时间逐渐提前，料层最高温度逐渐降低，热曲线变宽；由于当木炭取代焦粉质量分数超过40%时，料层温度降低到难以将物料熔化的程度，降低了烧结过程中的液相量，烧结矿成品率和转鼓强度低，因此生物炭的置换比不超过50%。4.5.4挥发分质量分数依次提高，固定碳质量分数依次降低，而生物质的燃料比(即固定碳与挥发分质量比)越小，反应性越好，使得燃烧速度越快。因而，所用生物质碳的燃料比最优控制在0.6~1.2之间。4.5.5由于生物质燃料在烧结过程中燃烧过快，导致料层温度低，这是烧结矿成品率和转鼓强度降低的主要原因。可适当降低生物质替代焦粉的热量置换比，以及改善生物质的粒度组成，以提高料层的温度，达到强化烧结矿质量的目的。4.5.6当木炭替代焦粉质量分数逐渐提高时，烧结矿熔融区由铁酸钙、磁铁矿、赤铁矿构成，铁酸钙、磁铁矿质量分数比变小，而赤铁矿质量分数增大，形成大孔薄壁结构，使得烧结矿强度较低。因此生物炭的最优置换比控制在20~30%。4.5.7提高生物质的平均粒度可提高料层的最高温度，当粒度由2.41mm提高到2.84mm时，料层温度由1230℃提高到1252℃，但继续提高生物质粒度，料层温度的变化不大。因此生物炭的粒度比控制在2.41~2.84mm。
起草单位
南开大学、天津市新天钢联合特钢有限公司、天津钢铁集团有限公司，唐山腾龙重型机械设备制造有限公司、南京绿程源节能环保科技有限公司、天津津大莱博科技有限公司。
起草人
于宏兵、聂荣恩、于晗、任茂勇、邹宗来、阚永海、张士军、杨楠，曹玉鑫、韩佳伟、李英杰、柴耀
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