周 翔

我國燒結(jié)工序技術(shù)進步及“十二五”展望

周 翔

文章系統(tǒng)總結(jié)了“十一五”期間我國重點大中型鋼鐵企業(yè)燒結(jié)工序的各項技術(shù)進步，并著重分析了其中節(jié)能環(huán)保方面取得的成績。另外，結(jié)合目前鋼鐵行業(yè)整體環(huán)境，對“十二五”期間我國鋼鐵行業(yè)燒結(jié)工序發(fā)展的幾個重點關(guān)注點和前沿方向進行了展望。

燒結(jié) 技術(shù)進步 展望

1.引言

“十一五”期間，我國鋼鐵工業(yè)作為國民經(jīng)濟的基礎(chǔ)性產(chǎn)業(yè)，在轉(zhuǎn)變發(fā)展方式、優(yōu)化產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)、科學健康發(fā)展等方面都取得了很大的成就。全國粗鋼產(chǎn)量由2005年的3.56億噸增長到2010年的6.39億噸，年均增長15.9%，為建筑、機械、汽車、家電等下游行業(yè)的快速發(fā)展提供了重要的原料支撐。鋼鐵產(chǎn)品質(zhì)量得到了改善，關(guān)鍵鋼材品種實現(xiàn)了突破。技術(shù)裝備水平實現(xiàn)了大幅度地提高，落后裝備淘汰工作取得了階段性的成果。節(jié)能減排工作成效顯著，全國鋼鐵企業(yè)清潔生產(chǎn)水平和能耗水平提升較為明顯。另外，“十一五”期間我國在跨地區(qū)鋼鐵企業(yè)聯(lián)合重組以及全國鋼鐵工業(yè)布局調(diào)整方面也取得了一定的進展。寶鋼重組新疆八一鋼鐵、韶鋼和寧波鋼鐵，鞍鋼聯(lián)合重組攀鋼、三鋼，武鋼重組鄂鋼、柳鋼和昆鋼，首鋼重組水鋼、長治鋼鐵和通鋼等順利得到推進實施。曹妃甸、鲅魚圈、寧波等一批現(xiàn)代化沿海鋼鐵基地的建設(shè)也為我國鋼鐵工業(yè)在“十二五”期間實現(xiàn)跨越式發(fā)展，取得更大的成績奠定了基礎(chǔ)，探索了方向。圖1為“十一五”期間我國鋼鐵工業(yè)的各主要產(chǎn)品產(chǎn)量情況。

2.“十一五”燒結(jié)技術(shù)進步

“十一五”期間，伴隨著鋼鐵企業(yè)煉鐵高爐不斷大型化，對配套的燒結(jié)工序也提出了新的要求。作為煉鐵的配套工序，為了從原料上給煉鐵提供支撐保障，燒結(jié)生產(chǎn)主要從以下幾個方面實現(xiàn)開拓、創(chuàng)新，并取得了顯著的成效。

1.燒結(jié)機裝備規(guī)模大型化

2005年，重點大中型鋼鐵企業(yè)共有燒結(jié)機369臺，其中90m2及以上燒結(jié)機約占總數(shù)的38.5%，而2010年重點大中型鋼鐵企業(yè)燒結(jié)機總數(shù)達到457臺，90m2及以上燒結(jié)機所占比例提高到65.6%，5年間提升了27.1個百分點。同時，“十一五”期間，90m2及以上燒結(jié)機所對應的燒結(jié)產(chǎn)能也由2005年的67.9%上升到2010年的85.2%，90m2及以上燒結(jié)機逐漸成為我國重點大中型鋼鐵企業(yè)生產(chǎn)的主力。圖2為2005-2010年全國重點大中型鋼鐵企業(yè)90m2及以上燒結(jié)機數(shù)量、產(chǎn)能占比情況。

2.2 燒結(jié)礦產(chǎn)量穩(wěn)步增長

“十一五”期間，我國重點大中型鋼鐵企業(yè)燒結(jié)生產(chǎn)能力和產(chǎn)量都有了較大幅度的增長。其中燒結(jié)生產(chǎn)能力由2005年的3.79億噸提高到2010年的7.22億噸，增加了90.5%；而燒結(jié)礦產(chǎn)量則相應地由2005年的3.41億噸上升到2010年的6.88億噸，增長了101.8%。

與生產(chǎn)產(chǎn)量相關(guān)的技術(shù)經(jīng)濟指標，如燒結(jié)機日歷作業(yè)率、有效面積利用系數(shù)等在2005-2010年間也得到了一定的優(yōu)化，詳細統(tǒng)計情況見下表1所示。

剔除2008年全球金融危機的因素，至“十一五”末，燒結(jié)生產(chǎn)日歷作業(yè)率和利用系數(shù)均有了不同程度的下降，給燒結(jié)機的正常檢修時間提供的保證。說明我國重點大中型鋼鐵企業(yè)在燒結(jié)生產(chǎn)過程中，不再是單純追求高產(chǎn)量，更加重視燒結(jié)機的穩(wěn)定、正常生產(chǎn)，對生產(chǎn)指標不斷的進行優(yōu)化。

2.3 燒結(jié)礦質(zhì)量得到提升

2005-2010年全國重點大中型鋼鐵企業(yè)燒結(jié)礦質(zhì)量也得到了較大的提升，各項指標，如合格率、品位、轉(zhuǎn)鼓指數(shù)等均取得了不同程度的進步。

與2005年相比，2010年全國重點大中型鋼鐵企業(yè)燒結(jié)礦合格率提高了1.48個百分點，轉(zhuǎn)鼓指數(shù)由77.02%提高到78.58%，上升了1.56%。燒結(jié)成品礦的質(zhì)量得到了一定程度的改善。

由于近年來燒結(jié)消耗含鐵原料來源不穩(wěn)定，成分波動大以及成本等因素影響，燒結(jié)成品礦的含鐵品位變化不大，保持平穩(wěn)，甚至在2008年還有小幅下滑。

2.4 工序能耗下降顯著

“十一五”期間燒結(jié)工序的節(jié)能工作也取得了一定的成績。固體燃料消耗作為燒結(jié)生產(chǎn)中能源消耗最大的部分，一直占據(jù)著非常重要的地位。其實際指標從2005年的53.58kg/t降低至2010年的52.79kg/t，降低了約1.47%，這與全國各重點大中型鋼鐵企業(yè)非常重視降低燒結(jié)固體燃料消耗的技術(shù)攻關(guān)與改造工作有很大的關(guān)系。燒結(jié)工序能耗自2009年首次降低到55kgce/t以下，2010年我國重點大中型鋼鐵企業(yè)降低燒結(jié)工序能耗工作穩(wěn)步推向前進，2010年達到了52.51kgce/t，與2005年相比有了巨大的進步。圖4為2005-2010年我國重點大中型鋼鐵企業(yè)燒結(jié)固體燃料消耗和工序能耗的變化情況。

2.5 配套節(jié)能、環(huán)保設(shè)施逐漸完善

“十一五”期間，我國燒結(jié)煙氣脫硫工作取得了長足的發(fā)展，特別是近兩年燒結(jié)脫硫裝置的建設(shè)、實施如火如荼。據(jù)不完全統(tǒng)計，截至2010年底我國燒結(jié)機共配置煙氣脫硫裝置有200余臺套，涉及的燒結(jié)面積約25000m2。燒結(jié)煙氣脫硫目前采用的技術(shù)工藝主要有：石灰石-石膏法、氨-硫銨法、氧化鎂法、雙堿法、離子液法、密相干塔法、循環(huán)流化床法（LJSFGD）、旋轉(zhuǎn)噴霧法（SDA）、活性炭吸附法等數(shù)十種，其中采用較多的包括：石灰石-石膏法、循環(huán)流化床法（LJS-FGD）、密相干塔法等。根據(jù)已建成燒結(jié)煙氣脫硫裝置的運行情況來看，選用不同的脫硫技術(shù)脫硫效果不盡相同，有些工藝的煙氣脫硫裝置由于脫硫工藝技術(shù)的原因甚至達不到設(shè)計的效果，值得深思。

表1 近年全國重點大中型鋼鐵企業(yè)燒結(jié)有關(guān)技術(shù)經(jīng)濟指標（一）

表2 近年全國重點大中型鋼鐵企業(yè)燒結(jié)有關(guān)技術(shù)經(jīng)濟指標（二）

燒結(jié)余熱回收利用一直是燒結(jié)工序節(jié)能中一項十分重要的工作。我國燒結(jié)機余熱回收目前主要采用以下幾種方式：預熱助燃風、熱風燒結(jié)、預熱混合料、回收蒸汽以及余熱發(fā)電等。其中余熱發(fā)電不論是能源回收水平還是利用效率都具有較明顯的優(yōu)勢。

從2004年9月起，我國燒結(jié)行業(yè)第一套余熱發(fā)電系統(tǒng)在馬鞍山鋼鐵股份有限公司第二煉鐵廠開工建設(shè)，并于2005年9月順利實現(xiàn)并網(wǎng)發(fā)電。隨后，燒結(jié)余熱發(fā)電技術(shù)在國內(nèi)的應用不斷地成熟，全套設(shè)備實現(xiàn)國產(chǎn)化，建設(shè)投資得到了有效的壓縮控制。

2009年12月工業(yè)和信息化部發(fā)布了《鋼鐵企業(yè)燒結(jié)余熱發(fā)電技術(shù)推廣實施方案》，計劃用3年時間（2010-2012年），在鋼鐵行業(yè)中將燒結(jié)余熱發(fā)電比例推廣達到20%，形成157.5萬噸標準煤的節(jié)能能力。2009年底，全國已建成10套燒結(jié)余熱發(fā)電機組，共涉及19臺燒結(jié)機，燒結(jié)機面積共4849m2。

經(jīng)過近段時期的發(fā)展以及技術(shù)不斷的成熟和完善，截至到2010年底，據(jù)不完全統(tǒng)計全國鋼鐵企業(yè)已建成燒結(jié)余熱發(fā)電機組27套，涉及到23家鋼鐵企業(yè)的53臺燒結(jié)機，總燒結(jié)面積14370m2，發(fā)電機組總裝機容量484MW。其中較為突出的鋼鐵企業(yè)包括馬鋼、唐鋼、濟鋼、太鋼、湘鋼等。

3.“十二五”展望

“十一五”期間，雖然我國鋼鐵企業(yè)燒結(jié)工序不論是產(chǎn)量、質(zhì)量還是配套節(jié)能環(huán)保措施上均取得了較為明顯的進步，但是問題依然存在，期待在“十二五”期間能夠不斷改進、完善，實現(xiàn)燒結(jié)工序結(jié)構(gòu)調(diào)整，又快又好發(fā)展。

3.1 燒結(jié)工序淘汰落后產(chǎn)能工作依然十分艱巨

2010年12月，工業(yè)和信息化部發(fā)布《部分工業(yè)行業(yè)淘汰落后生產(chǎn)工藝裝備和產(chǎn)品指導目錄（2010年本）》，其中指出自發(fā)布之日起執(zhí)行淘汰30平方米以下燒結(jié)機、環(huán)形燒結(jié)機、土燒結(jié)礦工藝、熱燒結(jié)礦工藝，最遲應于2013年底前淘汰90平方米以下燒結(jié)機。2011年4月，國家發(fā)改委正式發(fā)布了《產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整指導目錄（2011年本）》，其中在淘汰類對燒結(jié)工序進行了類似的劃定。根據(jù)以上標準進行初步測算，“十二五”期間，需要淘汰的燒結(jié)落后產(chǎn)能將近30000萬噸，涉及到約500臺燒結(jié)機，任務非常嚴峻。

3.2 燒結(jié)工序結(jié)構(gòu)調(diào)整工作需要及時進行，生產(chǎn)觀念也要適當?shù)霓D(zhuǎn)變

目前我國鋼鐵行業(yè)的燒結(jié)工序與其他生產(chǎn)工序一樣面臨著結(jié)構(gòu)調(diào)整的課題，如何及時有效的實現(xiàn)這個目標，需要在“十二五”期間盡快得到破解。長期以來燒結(jié)工序作為給煉鐵工序提供原料的環(huán)節(jié)，無直接與市場掛鉤的產(chǎn)品，因此燒結(jié)工序生產(chǎn)也是以滿足煉鐵工序生產(chǎn)的數(shù)量和質(zhì)量為要求。下一步應該在滿足煉鐵工序要求的基礎(chǔ)上，提升燒結(jié)工序生產(chǎn)水平，真正實現(xiàn)燒結(jié)工序水平的提升。

3.3 燒結(jié)煙氣脫硫工作需要持續(xù)開展

自從國家“十一五”環(huán)境保護規(guī)劃將鋼鐵行業(yè)二氧化硫總量控制列為國家重點以來，鋼鐵行業(yè)在二氧化硫減排方面做了大量的工作，尤其是燒結(jié)煙氣脫硫技術(shù)在我國得到了廣泛的應用。但是，針對目前燒結(jié)脫硫的現(xiàn)狀，存在幾個問題仍然值得探討。選擇較為成熟的燒結(jié)脫硫工藝尤為關(guān)鍵，如何既能實現(xiàn)投資、運行成本低，又能保證脫硫效果好，脫硫副產(chǎn)物有好的處理途徑一直困擾著行業(yè)從業(yè)者。另外，相對于全國目前燒結(jié)機的總量來說，“十一五”期間已配套建設(shè)煙氣脫硫裝置的比例畢竟還十分有限，“十二五”期間如何繼續(xù)推廣、應用將是需要解決的問題之一。

3.4 燒結(jié)工序的節(jié)能工作需要在“十二五”期間得到進一步加強

燒結(jié)工序能耗約占到整個鋼鐵生產(chǎn)工序的10%左右，僅次于煉鐵工序，位居第二。而固體燃料消耗又占到整個燒結(jié)工序能耗的80%以上，因此加強降低燒結(jié)固體燃料消耗的科研、技術(shù)攻關(guān)將是一條主要途徑。另外，燒結(jié)余熱資源約占燒結(jié)工序能耗的一半左右，分別為冷卻機廢氣余熱和燒結(jié)機主煙道煙氣余熱。加強燒結(jié)余熱回收是燒結(jié)工序節(jié)能工作的另一個重點。而作為能源利用較充分、利用效率較高的方式——燒結(jié)余熱回收發(fā)電在“十二五”期間尤其值得大力度加以推廣和應用。

3.5 “十二五”期間，探索燒結(jié)工序中低碳技術(shù)的研發(fā)與應用勢在必行

2009年12月哥本哈根世界氣候大會上，我國向世界宣布：中國將“加快轉(zhuǎn)變發(fā)展方式，努力控制溫室氣體排放，建設(shè)資源節(jié)約型和環(huán)境友好型社會，到2020年前我國單位國內(nèi)生產(chǎn)總值二氧化碳排放比2005年下降40%-45%”。在我國，目前燒結(jié)工序二氧化碳排放約占鋼鐵全流程的10%左右。因此，“十二五”期間，研發(fā)和應用燒結(jié)工序的低碳技術(shù)將具有十分重要的意義。

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