以绿色低碳为目标的烧结技术优化管理为企业高层领导与基层操作人员提供了绿色烧结技术的创新理念，企业实现环境监测监控、炉前布料展示呈现、高效管理的信息化管理工具，对内提高了企业内部环境管理效率，对外展示了企业环境治理的决心与前瞻性。本成果是从混合料的配料阶段为起点，到烧结矿的冷却为终点，主要涉及生石灰的消化、混合料的混合与制粒、厚料层烧结、防漏风处理、环冷机密封等，从生产工艺过程控制管理、新技术新设备新材料应用管理、节能减排管理、环保治理等几个方面进行升级和优化，使生产线工艺更加合理，产品性能更加优越，环境治理更加有效，尤其是在提产降耗方面产生较好效果，引领了行业的发展，为其他企业提供了宝贵经验。

一、以绿色低碳为目标的烧结技术优化管理的实施背景

（一）政策要求

1、党中央、国务院高度重视钢铁企业超低排放改造，在2018年6月中共中央国务院发布的《关于全面加强生态环境保护坚决打好污染防治攻坚战的意见》中提到推动钢铁等行业超低排放改造，在同期发布的《打赢蓝天保卫战三年行动计划（2018-2020）》中也明确要求推动实施钢铁等行业超低排放改造。

2019年4月，生态环境部、发改委等五部门联合发布《关于推进实施钢铁行业超低排放的意见》（以下简称“意见”），推动现有钢铁企业超低排放改造。《意见》根据行业排放特征，对有组织排放、无组织排放和大宗物料产品运输，分门别类提出指标限值和管控措施，实现全流程、全过程环境管理。超低排放改造的本质要求是“四全”：全方位、全周期、全过程、全覆盖。

2、钢铁工业是流程工业，生产工艺链较长、生产工艺复杂，特别是钢铁企业无组织排放的颗粒物占排放总量的50%以上。因此，钢铁企业实施超低排放改造，既要实施有组织排放改造，更要注重无组织排放治理。钢铁企业无组织粉尘排放单个排放源排放量小，但排放源数量多，整体排放量大，当前钢铁企业无组织排放方面存在的问题包括：

1.无组织排放源数量多、点位分散，企业没有掌握自身无组织排放源数量，底数不清。

2.存在部分无组织排放源未采取治理措施，企业重视程度不足。

3.对于无组织排放源缺乏有效管理，缺乏系统设计，尤其对于阵发性排放源缺乏有效治理措施，治理不及时且效果差。

4.企业对于无组织排放源缺乏有效监管，无法及时监控无组织排放源治理情况及排放情况，无法进行具有针对性的治理。

（二）必要性

“綠色低碳”“高质量发展”是当今时代的主旋律，在国家“碳达峰、碳中和”大背景下，国家、省、市政府相继出台了若干措施促进企业低碳绿色发展。泰山钢铁作为济南市重点钢铁企业，一直坚持走绿色低碳高质量发展道路。炼铁部原料厂在充分做了前期调研的情况下坚持进行绿色烧结技术管理创新，旨在提升烧结矿质量，对工艺过程控制、工艺指标管理进行深入学习。

二、以绿色低碳为目标的烧结技术优化管理的内涵及主要做法

（一）主要做法

1、采用双轴消化器配加环保水雾除尘加强生灰消化

生灰作为主要的碱性熔剂在制粒、烧结、冶炼过程中都扮演着重要的角色。在混合制粒阶段，生灰与水反应生成熟石灰，并放大量的热，起到预热矿物的作用，而且熟石灰具有一定的粘性，在矿物与矿物之间、矿物和水分之间形成粘性膜，提高了造粒效果。在烧结时，生灰作为一种桥连的存在可以大大提高烧结矿的粒度，有助于强化烧结，提高产量。在冶炼过程中是主要的造渣物质，有助于冶炼的顺行。

项目实施前，现场对生灰的添加方式是直接将粉状生灰撒于皮带的料面上，然后集中喷水，在运行过程中消化。这种方式的缺点是消化时间短，消化效果差，有时会出现白点现象，另外，对制粒、烧结也有不同程度的影响。在此之前，也用过不同型号的消化器，但是出现堵料现象，而且消化后产生大量烟气，污染周围环境。

对该部分的升级改造是添加了双轴生灰消化器和配套的除尘器。消化器采用螺旋式叶片，具有均匀搅拌的作用，防止在下料过程中的结块。上部的水流使得生灰提前消化，大大提升了消化效果。消化时产生的烟气进入上部的水雾除尘器，在其内部存在两级除尘，第一级是由塑料镂空小球组成的除尘带，当含尘烟气进入后与镂空小球接触，进而粘结在小球表面，从而捕集下来。第二级除尘是水雾喷淋，该烟气中主要固体颗粒为未反应的生灰，在水雾作用下能发生化学反应，生成微溶的熟石灰，从而与水流一起落下，进入底部的消化器。该组设备可以加强生灰消化，杜绝堵料现象，而且产生的烟气得到有效处理，防止了环境污染。

基于设备的构造和生灰反应的原理，当设备停止较长时间后产生的熟石灰可能会干燥结块进而堆积于叶片之间，重新开启时大块颗粒直接进入皮带。鉴于可能出现的情况，建议在下料口附近安装筛网，防止大块颗粒下落。或者在接到停料通知时先停止生灰阀门，待用清水冲洗干净内部存料时再关闭供水阀门。

2、创新使用强力混合制粒工艺技术

混合制粒直接影响烧结过程的好坏，在项目实施前现场混合制粒效果欠佳，主要原因是物料在圆筒内部停留时间较短，而且物料随圆筒运动的轨迹单一，分散程度差。另外，混料制粒机的转速设定无依据，加水方式不利于矿粉制粒。

此次升级其一是在进料端安装正螺旋，即在圆筒内壁上安装与物料运动方向一致的螺旋倒料板，长度为2m，它的作用是将进入混料机的物料强制前推，防止物料向后运动而溢出混料机。其二是在正螺旋末端安装反螺旋，使得物料运动时有后退的趋势，增加了物料在混料机内的时间，强化了混合和制粒效果，另外，正螺旋和反螺旋有一定的高度，可以使得大颗粒率先下落，进入后续作业，而较小的粉状颗粒继续停留在设备内参与制粒，起到了选择性制粒的效果。其三是将混料机内的衬板换成防粘型高强度衬板，防止了颗粒聚集结疤现象。其四是对一混的转速由6.5r/min调成7r/min，二混由7r/min调成6.5r/min，这样有助于物料快速分散，使得物料有充足的时间进行制粒。其五是在一混内加装清水管雾化喷头，使得添加的水分由水柱状变成雾化状，强化了物料的分散。

3、改进混合料预热系统

预热系统用于混合料的加热，预热温度升高，有利于减少过湿层对烧结过程的影响，进而降低能耗，提升烧结质量。在升级改造之前，我厂使用的预热器可将混合料温度预热到50℃以上，蒸汽中的水分也在预热过程中进入混合料，造成水分不稳定，对烧结过程造成影响，而且蒸汽喷嘴较为靠上，当下料量较少时蒸汽容易冒出，造成损失，下料量较多时易出现溢料，预热效果也不均匀。

此次升级增添了新型预热器和汽水分离器，汽水分离器用于分离蒸汽中的水分，防止过多的冷凝水进入混合料，稳定水分。预热器采用双排多点直喷蒸汽，可将高温蒸汽均匀喷洒在混合料内，采用上下两排交叉蒸汽管配置，增加了混合料与蒸汽的接触面积，最大程度做到了混合料内部与外部的均匀受热。该系统可以确保预热温度达到65℃以上，并且能稳定混合料的水分。

4、创新使用宽皮带+九辊混合料布料系统

布料系统是烧结过程的关键操作，布料效果的好坏直接关系到烧结指标，在这一过程中要做到物料的充分偏析，保证其透气性。下料时粗颗粒尽量位于下方，越往上粒度越细，这样能保证料层松散透气。

此次升级改造更换了圆辊给料机，采用的新型宽皮带给料系统使得布料均匀平整，布料系统的带速可调，可适当加减流量。宽皮带给料机可以对物料起到缓冲作用，具有一定的分散效果。宽皮带给料下方为曲线可调式九辊布料器，其特点是九辊分属两个平面，下部三辊为一组在一个平面，上部六辊为一组分属另一平面，其曲线设置有利于物料的充分偏析。九辊间隙可调，整个九辊的倾角也可通过螺栓调节，可根据实际情况确定最佳位置。由于料层厚度的提升，底部物料受到压力增加，透气性下降，因此，在机头位置设有四排松料器，采用长短不同的钢筋焊接而成，自上而下依次变长，分别为1.05m、1.15m、1.25m和1.35m，底部较长有利于增加底部的松散面积，增加透气性，预计提升产量5%左右。

九辊布料器的辊间间隙与倾角并非是固定值，可根据现场情况进行设置，目前的暂定为3、5、7mm和45°。由于混合料具有一定的水分，与九辊接触时细颗粒容易粘连在辊面上，造成间隙变小，现场要关注辊面刮刀的运行情况，确保其调整到位。

5、优化微负压点火系统

微负压点火技术具有较多优点，其一是点火时部分煤气来不及燃烧就被强行吸入烟道内，造成煤气燃燒不充分，其二是负压过大导致上部料层水分被迫沉降与下层，导致下部物料过湿，使得整个料层透气性下降，其三是大量的强风在点火阶段被抽走，在烧结总抽风量不变的情况下后续风箱风量减少，补缺氧的有效风量不足，造成有效风量的浪费，其四是导致生料较多，返矿高，进而影响产量。

原有的微负压点火设备较为陈旧，控制不稳定，此次改造对前三个风箱进行了更新，添加风箱翻板等部件，通过控制翻板的开度达到控制压力的作用，同时反馈于电脑上进行显示。通过此次改进可将点火压力控制在6-10kpa之间，大大降低了点火的消耗，稳定了生产质量。

6、改造台车结构实施厚料层烧结

台车系统是烧结过程的重要设备，其运行的好坏直接关系到生产情况，目前台车主要面临的问题是栏板高度较低，阻碍了厚料层烧结技术的推广，而且台车栏板之间间隙较大，漏风现象严重，增加了风机的符合和燃料的消耗，此外，台车与滑道之间摩擦力较大，磨损严重。

通过此次改造，对台车栏板进行了集体更换，栏板高度增加了250mm，整体高度达到1000mm，栏板长度增加到1500mm。栏板高度的增加使得厚料层烧结得以实现，目前最高料层可达到1100mm左右，栏板长度增加一倍后栏板之间的缝隙降低到原来的一半，大大减少了系统漏风。原来台车栏板的螺栓为单排结构，运动时晃动严重，两台车栏板之间间隙较大，改造后采用双排螺栓，稳定性较好，防止了系统漏风。在台车底部安装了垫板和弹性滑板，减少了台车与滑道的直接接触，降低了摩擦力，减少了台车的磨损，而且当出现外力使得台车产生上下位移时弹性滑板内的弹簧相应变化，始终保持与下方固定滑道的紧密接触，大大降低了漏风。此外，添加了炉篦条的销子装置，将原来固定炉篦条的孔洞用螺母密封。而且将整个台车轨道进行了整体加高，减缓了因台车辊磨损造成的台车下降现象。

7、应用台车振打装置提高透气性

烧结完毕后台车会在底部呈倒挂状态返回机头位置，此时炉篦条上粘连的烧结料会掉落下来，但是很多夹在炉篦条之间的烧结料由于挤压力过大而被卡住无法下落，导致炉篦条间隙过大，使得漏风量大，出现漏料现象。现场主要的处理措施是人工在机头进行清理，不仅工作效率低，而且无安全保障措施。

此次改造添加了振打系统，位于烧结机下方的返回轨道上，由电机带动，通过振打桩均匀对经过的炉床进行撞击，振打器宽度与台车宽度类似，能够覆盖整个炉床面。在振打时产生的撞击力使得炉篦条抖动和移位，夹杂的固体物料下落，从而起到了清理炉床的作用。该设备不需要专人看管，处理效果好。

8、实施烧结机密封系统改造降低漏风率

烧结机的密封是影响烧结指标的关键因素，密封性差，整体漏风率提高，能耗上升，而且增加了系统的风量，风机负荷增大，为除尘和烟气处理带来了困难。烧结机的漏风位置主要集中在机头尾、台车之间、台车滑道等位置。

（1）机头尾密封

机头尾密封采用全金属柔磁性密封装置，头尾各一台，设备带有强磁性，可吸附周围铁粉。设备上部为活动密封盖板，下部有高温压缩弹簧组，从而使得活动盖板存在向上的力，进而与台车底部紧紧接触，降低了漏风。活动密封盖板为磁性材料，可吸附周围铁粉，形成密集的铁粉层，从而填充在活动盖板和台车之间，起到了隔绝空气的作用。另外，当台车、密封装置出现变形后铁粉也能迅速填充在缝隙中，杜绝冷空气的进入。吸附的铁粉具有一定的可塑性，属于软连接，可大大降低台车底部的磨损，延长使用时间。

（2）无漏风固定滑板

未改造之前，选用的滑板由于受热变形造成了不同程度的漏风，密封效果下降，而且使用的润滑油脂较多，增加了运行成本。此次改造更换了固定滑板，將原来长度为1m的更换为长度为2m，大大减少了滑板之间的连接次数，使得漏风量下降。此外，滑板采用两种润滑方式，其一是沿用以前的润滑油脂，其二是在滑板另一侧打孔后充填石墨，起到辅助润滑的作用。使用这两种润滑后润滑油脂的消耗量降低了50%，充填的石墨为永久性材料，不需要更换，降低了运行成本。改造之后，漏风率下降，运行成本降低，润滑效果不低于原流程。

（3）抢风阻断器

在烧结过程中若干个风箱内温度各不相同，一般越靠近机尾温度越高，在烧结时若各个风箱相互连接则会出现抢风现象，导致热风分布不合理，从而降低了热量的利用率。此次改造在风箱顶部安装了抢风阻断器，上部为毛刷状，下部固定于风箱内，毛刷与台车底部紧密接触，将每个风箱单独隔离。此外，毛刷也起到隔离热风的作用，防止抢风与漏风现象，台车每经过一个风箱，热风便沿特定的途径进入风箱与支管，大大提升了生产效率。

（4）积灰斗改造

在烧结过程中，台车两侧常有大量余料下落，现场没有收集措施，余料下落后不仅造成一定的损失，而且产生的粉尘污染环境，需要专人定期处理。台车余料的下落来自多个方面，其一是布料时掉落下来的物料，其二是平料器刮下的物料，其三是台车栏板上堆积的物料。此次改造是在台车两侧与楼面平齐安装两排积灰斗，用于将下落的余料收集并转运到下方的皮带，整套设备无运动部件，无需专人看管。增加该设备后现场环境得到改善，余料得以充分回收利用。此外，在环冷机周围同样加设积灰斗，原理和效果相同。

（5）烧结机外侧全密封

烧结过程中所需的空气需要在料面被吸入，然后透过料面进入底层并通过风箱等设备排出，但是由于漏风现象的存在，大量空气在烧结机一侧进入，影响了烧结质量。这些烧结机侧面的漏风位置主要集中在烧结机两栏板之间的缝隙、栏板与台车之间、台车与滑道之间等，尤其是两栏板之间的缝隙，由于栏板在高温下变形，处理起来较为繁琐，且处理效果不太明显。因此，对烧结机侧壁进行了全密封。

此次技改是在烧结机两侧壁外加设全密封隔板，使得烧结机侧壁与外界隔离，阻止了冷空气的进入，密封隔板加设在烧结机的前中段，整体长度为54m，高度约为2.5m，每隔一段距离设置观察门，方便检修。隔板上端有宽约1m的水平密封板，末端用橡胶下垂至料面进行密封。从目前运行效果来看，侧壁全密封能有效降低烧结机侧面的漏风，对烧结产量的提升有巨大推动作用。

9、环冷机系统升级

环冷机的冷却方式为鼓风冷却，产生的余热用于发电，热风的充分利用有利于降低烧结系统的整体能耗。在改造前环冷机四周漏风现象严重，大量热风损失，而且热风中夹杂粉尘，造成环境的污染。

烟罩为运动装置，而底部为固定装置，改造时在下部安装U型卡槽，在烟罩下部安装倒L型钢板，使其插于U型卡槽内，然后在U型卡槽内装满水用于密封，使得内外空间隔断，防止了热风的损失。另外在U型槽的固定位置设置膨胀节，可以减缓因设备膨胀造成的漏风现象。

三、以绿色低碳为目标的烧结技术优化管理实施效果

本着“节能降耗、绿色工厂”的原则，采用秦皇岛新特科技有限公司的新技术，其中涉及生石灰消化器的优化、强化制粒措施、增加偏析布料、实现厚料层烧结、漏风治理及烧结机全密封等。改造后的生产线工艺操作更加合理，产品性能更加优越，环境治理更加有效，尤其是在提产降耗方面有着巨大的先进性，引领了行业的发展，为其他企业的进步提供了宝贵的经验。

（一）满足政策要求、实现绿色烧结

以绿色低碳为目标的烧结技术优化管理于2018年实施完成，该项目的实施满足环保管理部门对企业超低排放运行的监督检查要求，让企业通过数据自证合规。

（二）经济效益及社会效益

2021年1-6月份产量完成1615344.51吨，（注：受疫情影响2021年下半年处于限产状态，全年产量没有可比性）。每吨烧结矿成本降低6.5元，2021年上半年265m²烧结系统绿色烧结技术优化管理的净利润为：1615344.51×6.5=1049.97万元。