摘要：根据宝钢股份直属厂部炼铁烧结区域的建设技改规划，从2011年起，计划用将近十年时间逐步对1、2、3DL进行环保节能改造。在此次改造中，随着近几年烧结技术的不断发展，特别是装备技术的换代更新，宝钢烧结敢于尝试，勇于创新，使用了一系列的新工艺和新技术，推进钢铁环保发展。本文对此进行了总结。
关键字：：烧结；创新；工艺；设备
1、概述
跟据宝钢股份直属厂部炼铁烧结区域的建设技改规划，从2011年起，计划用将近十年时间逐步对1、2、3DL进行节能环保改造。改造完毕后，宝钢烧结将拥有一台600m2、两台660m2的大型烧结机，配备全烟气脱硫、脱硝、脱二噁英等综合治理装置，产能水平达到2133万吨/年，烧结料层厚度达到900mm以上，最高可以达到1000mm，烧结系统工序能耗达到45.0kgce以内，二氧化硫排放浓度达到50mg/m3以内，氮氧化物排放浓度达到110mg/m3以内，二噁英排放达到0.5ng/m3以内，粉尘排放控制在20mg/m3以内，环冷机区域无组织排放为零，烧结区域环境显著改善，全面实现“清洁、高效、低耗”烧结生产，引领烧结技术发展方向。
目前，4DL（600m2）已经于2013年11月份投产运行，新3DL（660m2）预计于2016年9月份投产。
2、高效生产工艺与装备
2.1厚料层生产技术
厚料层烧结是目前国内外烧结发展的主要方向。因厚料层烧结可有效提高烧结成品率及生产率指标，同时由于厚料层可进一步发挥烧结料层自动蓄热作用的特点，对降低烧结固体燃料单耗、优化烧结能耗指标尤为有利。
提高烧结料层关键是改善料层透气性。在新的烧结机上，宝钢采取了“三段混合工艺+组合偏析布料”的方式强化混合料制粒效果，卧式强力混合机可有效混匀物料成分，增加混合料混匀造球时间，改善制粒效果，从而提高烧结物料原始透气性；
机头组合偏析布料装置提高了物料纵向落下高度，提高了其在布料过程中的水平分速度，能够增加偏析度，使烧结机台车混合料层从上到下混合料粒度逐渐增大，含碳量由高到低，弥补料层上部热量不足缺陷，促使热量分布更趋合理，强化烧结过程。
此外，在烧结机头还增设了通气装置，该装置不但可改善烧结物料原始料层透气性条件，即物料在布到台车上时通过通气棒的间距分布将物料进行初步分流疏松，使料层具有一定的原始松散性；同时在点火后能够确保整个料层横向、纵向断面处有均匀的孔洞，确保烧结热气流均匀，能够贯通阻力较大的气流区间，最终改善烧结过程热透气性条件。
通过实施以上系列措施及技术改善了厚料层透气性条件，解决了制约厚料层烧结的难点问题，从生产指标来看，厚料层烧结的成品率指标高，工序能耗低，实现了高效低耗的烧结目标。
2.2粉尘制粒技术（2DL大修改造实施）
由于高炉和烧结内部粉尘粒度较细、成分杂，直接配入烧结的方式，不仅带来原烧全流程粉尘污染加重，而且对烧结过程透气性、产质量及生产组织产生较大影响。因此，宝钢提出了封闭和相对集中处理烧结用粉尘的“粉尘制粒”技术思路，即将高炉二次灰、高炉出铁场灰、高炉原料灰、烧结机尾除尘灰、烧结成品除尘灰、烧结配料除尘灰和烧结主电除尘灰（回收系）等七个品种粉尘经造球处理后加入烧结。含铁粉尘、粘结剂的接受：高炉区域的含铁粉尘吸排车经气力输送设备送入配料室的相应矿槽；烧结区域的含铁粉尘通过气力输送系统送入配料室的相应矿槽；作为粘结剂的自产和外购的生石灰粉经由密封罐车运至烧结厂，用气力输送进配料室生石灰矿槽。
配料：以上各种物料根据预先设定的比例，由计算机自动控制给料量。为了稳定配料槽的料位，确保物料给料量的恒定，各个配料槽均设有料位计，可连续在线显示测定值。
混合与润磨：混合目的是使各种含铁粉尘和粘结剂充分混匀，混合机采用立式强力混合机，工作原理是靠搅拌桨叶与混合桶之间的相向运动使物料产生相向运动而互相渗透，达到充分混匀目的。
造球：经过混合与润磨的物料通过胶带机卸至造球前的缓冲槽内。仓下排料设备采用定量给料机，其排料量可按设定值自动调节。圆盘给水装置采用雾化喷头，最终生球粒径控制在5-10mm左右。
成品交接：经过造球好的生球，通过胶带机运输、分料器分料后可分别或同时向二烧和三烧供料，交料到三混后的皮带上。
延伸阅读：
3、清洁生产工艺与装备
烧结烟气中含有大量的粉尘和SO2、NOx及二恶英等有害物质，随着国家环保政策的日益严格，烧结烟气的治理技术将是烧结行业的一个重点研究方向；
从今后的发展趋势来看，烧结烟气处理技术已由以往的着重降低粉尘含量，逐步向综合处理粉尘、SO2、NOx及二恶英等有害物质的协同净化的趋势发展；宝钢烧结大修改造采取了目前最先进的活性炭烟气净化技术和SCR法脱硝技术。
活性炭法（2、3DL应用）
活性炭吸附工艺主要由吸收、解析和回收三部分组成。烧结烟气由增压风机引入吸收塔，在吸收塔入口前喷入稀释氨气，烟气顺次经过吸收塔的前室、中室和后室得到净化，然后进入烟囱排放。活性炭由顶部加入吸收塔中，并在重力和塔底出料装置的作用下向下移动。活性炭吸收SO2、NOx、重金属等污染物后经传送装置送往解析塔。
解析塔旨在释放活性炭所吸附的SO2，同时在适宜温度和停留时间等条件下，二恶英可分解约70%，活性炭经筛分后重新再利用，在此过程中需对其加热和冷却。释放出来的SO2可制硫酸或液体SO2，解析后的活性炭经传送装置送吸收塔重新吸附SO2和NOx等污染物。
吸附塔中NOx与加入的液氨发生SCR、SNCR等反应，从而去除NOx。粉尘通过吸附塔时被活性炭吸附，在解析塔底端被振动筛分离出来，筛下物即净化系统终产物，可送往高炉或烧结作为燃料使用。
SCR法（4DL应用）
SCR脱硝技术最早普遍应用于电力行业，上世纪90年代以来，SCR技术也开始应用于钢铁烧结行业，目前在台湾中钢、韩国浦项、奥地利等地有应用业绩。随着脱硝催化剂的优化，目前SCR脱硝技术除脱除NOx外，还兼具脱除二噁英等多种污染物的功能，在还原烟气中的NOx的同时，二噁英经过催化剂会裂解成CO2、水及HCl。
SCR是一种成熟的深度烟气氮氧化物后处理技术，具有如下特点：
1)灵活性强，可根据已建脱硫装置进行灵活组合，实现脱硫脱硝脱二恶英一体化。
2)脱硝效率最高可以达到90%以上，NOx排放浓度可控制到50mg/Nm3以下；
3)该技术可脱除二恶英，脱除率最高可达85%，二噁英可完全分解，无二次衍生污染物的产生；
4)系统简单，操作便利，催化剂在与烟气接触过程中，受到气态化学物质毒害、飞灰堵塞与冲蚀磨损等因素的影响，其活性逐渐降低，通常3～4年增加或更换一层催化剂即可继续保证系统脱硝效果；
5)脱硝装置占地小，脱硝反应器系统阻力小，系统阻力约600～1000Pa，可根据项目现状考虑是否需要提高引风机压头甚至增设脱硝系统增压风机。
大修全部结束后，宝钢烧结烟气污染物排放指标将全面满足国家最严格要求，并有一定的超前性，真正成为与城市和谐共处的绿色钢厂.
除了烧结烟气之外，烧结生产中最大的无组织排放来自环冷烟气，以前在环保要求不严时，绝大部分环冷烟气都以敞口方式或简单通过排气筒未经处理就排放到周围环境中，在宝钢烧结大修改造设计过程中，为了满足上海市最严格的环保要求，宝钢烧结提出了环冷机烟气梯级利用与综合治理的技术路线。
从源头上减少烧结冷却用的烟气量，使用了中冶长天的专利产品—液密封环冷机。其主要特点是通过以水为密封介质的动密封系统和以台车为单元相互独立的静密封系统，取消了传统环冷机的锥、平面动静密封系统，解决了传统环冷机漏风率高、密封橡胶寿命短的老大难问题。
液密封环冷机相比传统环冷机漏风率低，冷却效率高，冷却总风量可降低20%，从源头上减少环冷烟气的排放量，并可提高余热回收烟气的品质，增加余热发电量。据辽宁科技大学的检测报告，液密封环冷机的漏风率只有5.37%，比传统环冷机低30%。
延伸阅读：
1、环冷机高温段主要两个用途：一是设直联炉罩式余热锅炉，采用双压余热锅炉，梯级利用能源，以期获得最高的能源回收效率，大幅降低烧结厂的工序能耗；二是剩余高温段废气引入点火保温炉作为助燃空气使用，降低烧结煤气消耗；
余热锅炉主要参数：
高参数过热蒸汽温度：270℃
高参数过热蒸汽压力：1.8MPa.
高参数过热蒸汽量：60～80t/h
低参数过热蒸汽温度：180℃
低参数过热蒸汽压力：0.5MPa.
低参数过热蒸汽量：15～20t/h
2、环冷机中低温段烟气的热量采用低温余热发电技术（ORC）回收热能。环冷机温度在150-220℃之间的废气设计流量约为60万Nm3/h，属低温段余热资源，可将其通过热交换用于低温发电，可进一步提高余热资源利用效率。
三烧结环冷机低温余热ORC发电示范项目，拟利用3#排气筒废气（设计流量：60万Nm3/h，设计温度：180℃）及双压余热锅炉富裕的次低压蒸汽（设计流量：10t/h，设计压力：0.3-0.5MPa）进行低温余热发，预计年发电量为2211万度。
3、针对低温段烟气，采用环冷烟气回收利用技术，以减少烟气体外排，回收烟气热能。低温余热发电后的废气汇合环冷机低温段烟气通过风机送到烧结机台车面上的烟气罩内重新利用。
（1）循环热风量：1200000Nm3/h；
（2）循环热风罩长度：86m；
（3）循环热风温度：120℃；
通过采取新的工艺技术和装备，在宝钢烧结大修改造中，烧结烟气和环冷烟气都得到了有效净化处理和余热利用，此外，通过对混合机排气筒增加塑烧板除尘装置，实现了烧结区域无组织零排放的目标，达到了上海市最严格的环保要求。
4、其它新装备与技术
1）主排风机变频技术
2）烧结专家系统
3）烧结配合料在线成分分析仪
4）烧结矿FeO在线成分分析仪
5）烧结机漏风检测技术
6）混合配料塑烧板除尘技术
7）弛张筛筛分技术
5、结语
未来的烧结生产中，高效低耗、清洁环保是烧结从业人员始终追求的目标。随着近几年烧结技术的不断发展，特别是装备技术的换代更新，宝钢烧结在新一轮大修改造中敢于尝试，勇于创新，使用了一系列的新工艺和新技术，将促进宝钢打造示范性样板烧结工厂，为建设绿色炼铁打下良好的基础。
延伸阅读：
原标题：宝钢烧结新工艺、新装备的生产应用
