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摘要：钢铁厂根据现代工业发展的要求，不断完善烧结工艺生产环节，更新生产设备，优化生产材料结构，可以减少生产中能量消耗，提高钢铁厂整体生产力发展水平，提升钢铁厂在整个钢铁行业的发展地位。生产力水平高低与节能减排的实现都是影响钢铁厂发展的关键因素，在钢铁厂烧结工艺节能降耗设计上需两者兼顾，才能促进钢铁厂的整体发展，增加经济收益，从而扩大规模，提升钢铁厂在工业发展中的主体地位。
关键词：钢铁厂；烧结；节能；降耗
钢铁厂生产过程中其工序能耗一直是比较大的，这也给该行业的快速发展造成了一定程度的阻碍。近年来，我国钢铁行业逐渐意识到了能耗量过大造成的经济损失，因此，要采取了一系列切实、可行、有效性措施来控制各生产工序的能耗量，以期达到节能降耗的目的。而在诸多的钢铁生产工艺，烧结工艺一直占据着比较重要的位置，若能通过合理的节能降耗设计措施，来降低烧结工艺的能耗量，则可达到事半功倍的节能降耗效果。钢铁厂烧结工艺技术主要是指将粉末或粉末压坯，加热到低于其中基本成分的溶点温度后，再以有效性措施和速度将其冷却到室温的一个过程。烧结的最终目的是使粉末之间发生粘结，使烧结体的强度增加，并将粉末颗粒的聚集体转变成为晶粒的聚结体，最终获得生产所需要的机械、物理性能的材料制品。钢铁厂烧结工艺的技术手段与流程，对烧结生产的质量与产量有着重要且直接的影响，我国各钢铁厂也十分注重对先进性技术指标的应用，并严格要求在烧结中选择最为合适的工艺流程与操作方法。通过对当前钢铁厂烧结工艺应用情况的详细分析，该生产工艺主要的流程包括有原料的接受、兑灰、拌合、筛分破碎、配料、混料、点火、抽风烧结与冷却、除尘等。随着工业发展的迅速攀升，钢铁行业生产中也在不断创新与完善。烧结工艺节能降耗是钢铁厂重点关注的部分，直接关系着钢铁厂经济收益的多与少，牵制着钢铁厂的发展速度，因此钢铁厂烧结工艺的节能降耗势在必行。
一、降低固体燃料消耗
固体燃料的不完全燃烧是烧结热能损失的重要原因，可以通过控制燃料粒度及粒度分布，来改善烧结过程中的传热和燃烧速度，从而有效减少不完全燃烧比例。可以进行燃料结构、燃料投入方法的合理选择，改善燃料的燃烧环境；积极利用催化剂助燃，使得固体燃料充分燃烧。科学回收利用生产过程中的含碳粉尘。钢铁企业在烧结以及其它环节中会产生大量的含铁、含碳粉尘，通过控制粉尘中的有害杂质，在烧結环节采用混匀矿、小球烧结等方式加以利用，既代替了一部分固体燃料，又回收了铁、碳等原材料，改善固体燃料的燃烧效果和性能。强化制粒的科学性。我国烧结生产的大部分原材料由于品位较低，往往需要磨得非常细，才能选出合格的精矿，所以在烧结工艺的制粒过程中，要充分考虑到烧结过程中的透气性及气体偏流问题，避免能耗的不合理。充分利用外部供热。混合燃料之前可以利用热返矿、生石灰及通过圆筒混合机通入蒸汽、热风烧结来提高烧结料的温度，减少固体燃料的使用。
二、烧结技术的优化设计
烧结技术的优化设计主要体现在传统的烧结工艺，朝着新型、科学性烧结工艺的转变方面。1、变频技术的应用。在进行钢铁烧结作业时，其所应用到的设备包括有尘风机、水泵、烧结风结等诸。如果将这诸多的烧结设备中都加入变频技术，便可通过变频技术的自动频率转换特点，来对每台设备所需频率进行实时、动态、科学的调整，便能尽最大程度地减少设备不必要的能量消耗，为促进水、电资源的充分使用打好基础。2、结化原料混匀烧结技术的应用。基于传统的原料混匀烧结技术存在的一些缺点，在高科技的发展下，我们可对此项技术进行切实、合理的强化，以提高烧结生产产品的质量。通过将烧结原材料充分混匀成大小相似的颗粒，促進烧结工艺的顺利进行，从而生产出高品质的产品。3、小球与小球团烧结技术的应用。小球与小球团烧结技术应用于当前钢铁厂的烧结工艺中时，可以有效地降低工艺中的能源消耗。该技术主要是将烧结工艺中大量的燃料粘结于表面，给予燃料一定的空间感，使燃料能够充分燃烧，促进燃料的有效利用，起到节能降耗的效果。4、厚料及铺平烧结设计。在钢铁厂烧结工艺中，厚料及铺平烧结方法的设计与应用，是促进节能降耗的有效性手段之一。在烧结前期进行操作时，可科学合理地将料层的厚度提高到一定范围内，从而达到改善烧结料自动蓄热能力，提升燃烧所需热量的目的。烧结工艺操作中，需对平料装置进行合理的优化与改造，规避烧结料面不平整导致的燃烧不充分问题，使材料的铺平更加细化、规范，以此来提高烧结过程的有效风量，并使固体燃料消耗得到下降，进一步促进节能降耗措施的顺利开展。
三、高碱度烧结的运用与生石灰加热水消化设计
以往的酸性及自熔性烧结到高碱度烧结技术的转变，是由于高碱度烧结技术更加适用于现在不断发展的钢铁厂烧结工艺。高碱度烧结技术对于钢铁材料的回收利用有很好的还原性，它的运用可以将废弃的钢铁材料做一个二次利用，还原材料的利用率，在烧结工艺中起到节约能源，降低钢铁厂损耗的作用。在钢铁厂烧结工艺的节能降耗设计中，利用生石灰加热水消化，促进石灰的完全消化，来达到节能降耗的目的，已经成为各钢铁厂普遍使用的设计手段之一，因此，设计人员在实际的节能降耗设计中，一定要重视对生石灰的应用。在保证生石灰质量稳定的情况下，将其作为烧结溶剂，并采用生石灰加热水消化的方式，促进生石灰的完全消化，使其能够在减少烧结过程碳酸盐分解耗热情况下，提高混合料温度，改善料层的透气性，从而有效促进钢铁厂烧结工艺的节能降耗。
四、降低点火耗能
有关数据统计，点火耗能占到烧结耗能的十分之一左右，降低点火耗能主要可以通过两个方面来进行，一是积极推广和应用节能型点火炉。新型节能点火炉摒弃了以往使用的套管式或者涡流式烧嘴，大多采用了线性、多缝式、面燃式烧嘴，不但简化了点火炉的结构，同时强化了点火的效率，降低了点火能耗。随着对烧嘴火焰分布、点火炉温度场分布的进一步研究，节能型点火炉的能耗必将进一步的降低。二是采用预热助燃空气的方式，提高点火炉燃烧的温度，从而达到降低点火能耗的目的。在操作实践中，可以直接使用热废气作为助燃空气或者作为热源预热助燃空气，可以节约点火燃料。同时还可以通过预热混合料使得烧结料层的过湿层消失，从而改善料层的透气性，降低点火耗能，提升烧结速度和质量。 五、大型设备及自动化生产的应用
为了减少烧结工艺中的材料浪费，降低环境污染，钢铁厂摒弃了以往的小型烧结设备，采用大型烧结设备，原因在于大型烧结设备能起到节能降耗的作用，为钢铁厂创造最大化利益。大型烧结设备在烧结工艺中能够合理利用资源，减少烧结中不必要的资源浪费，起到节能降耗的作用。大型烧结设备生产出来的材料质量好，可以减少返工率，在一定程度上节约制造时间，提高钢铁厂工作效率。大型烧结设备在烧结工程中比较节约资源，这样一来，整个生产过程就大大降低了生产成本，提高钢铁厂的整体经济效益。现在钢铁厂烧结工艺中已不再过多运用人工操作烧结生产。传统的人工操作生产效率低，因为操作人员要兼顾各个生产程序的运行，人力有限，阻碍生产。人存在惰性，若生产操作人员出现工作疏忽的现象，会直接影响产品的质量。而自动化生产操作的运用，生产全程都有计算机自动化操作，对生产过程进行严格检测和质量把控，避免了一些人为因素造成的产品质量问题，提高了烧结工艺的生产效率，保证了生产质量，不仅如此，自动化的生产操作还为钢铁厂节省了大量劳动力，降低了生产成本，增加了钢铁厂的利润额，促进钢铁厂的长远发展，促进其在整个社会经济中的地位。
六、烧结工艺中进行余热回收再利用
烧结工艺的热支出中冷却废气热和废气显热占比超过一半，而烧结终点风箱的排放废气的温度最高达500℃，加强烧结余热的回收和利用是烧结节能和环保的重要內容。重视对钢铁厂烧结工艺中余热回收再利用的设计很有必要。余热回收利用原理是将冷却机中废气与烧结烟气中储存的余热进行回收再利用，以达到节能降耗的目的。目前部分钢铁烧结厂已经为余热的回收利用研发了一种翅片管式蒸汽发生系统，该系统高频的焊接制片管，更加有利于余热传送，传热效率高，推动了烧结工艺的工作进程，余热的回收二次利用，也给钢铁厂减少了能源开支，起到节能降耗的作用。要注意余热锅炉的应用。通过在烧结矿冷却系统中安装余热锅炉进行热交换产生蒸汽，然后利用生成的蒸汽进行发电、供热。积极推广余热废气烧结技术。烧结过程中，废气及冷却机带走的热量占到烧结过程中产生热量的一半左右，热废气烧结技术可以充分利用这一部分热量进行热风烧结，热风烧结使得烧结料层的温度分布更加均匀，避免烧结过程中出现的温度不足及烧结矿强度低、粉末多等不良现象，降低固体燃料的消耗，极大改善烧结矿的质量。
七、烧结过程中的污染治理
烧结过程产生的污染物主要包括二氧化硫、二氧化氮和二恶英污染。烧结工艺过程中的污染物排放的比例仅次于焦化过程，是钢铁厂污染治理的重要部分。烧结废气中硫的来源主要是铁矿石中的硫化铁以及燃料中的有机硫等，烧结废气中的氮则来自于燃料或者空气中，二恶英是氯化环芳烃类化合物的一种，属于毒性较大的化合物之一，对人类健康造成严重威胁，有研究资料表明，钢铁厂的烧结料层中会产生二恶英化合物，二恶英生成的量和烧结原料中碳氢化合物含量密切相关。烧结工艺污染物的治理是钢铁厂污染物治理的重要组成部分，也是钢铁企业社会责任的重要体现。针对不同的污染物可采取不同的工艺设计来进行有效治理。烧结废气中的粉尘，一般采用旋风除尘器、布袋除尘器及电除尘等，其中后两者采用较多。一般使用各种脱硫装置进行去除，而不同的脱硫装置采用的方法又有不同，其中石灰-石膏法的应用最广，效果也最好，去除率可以达到90%以上。NOX的排除首要的是要采用节能型的点火装置，同时要安装专用装置，最后就是需要采用合适的催化剂。有条件的钢铁厂可以采用先进的专门装置，去除粉尘、脱硫和脱氮同时进行。
参考文献：
[1]张红静，钢铁烧结工艺余热利用技术[J]，节能与环保，2014（1）
[2]李继淦，我国烧结球团行业脱硫现状及减排对策[J]，城市建设，2013（12）
[3]张兴强、夏平、黄永昌，韶钢烧结烟气湿式镁法脱硫工艺优化[J]，南方金属，2013（6）
[4]孙艳红，济钢烧结节能降耗与工艺优化技术应用[J]，冶金信息导刊，2012（5）
[5]孟辉、乔非、李莉，基于BP神经网络的烧结能耗预测模型[J]，机械工程师，2012（8）
[6]赵斌、张志远、冯俊小、张玉柱、梁海鷹，烧结工序能量平衡及节能诊断分析[J]，钢铁，2011（3）
关键词：钢铁厂；烧结；节能；降耗
钢铁厂生产过程中其工序能耗一直是比较大的，这也给该行业的快速发展造成了一定程度的阻碍。近年来，我国钢铁行业逐渐意识到了能耗量过大造成的经济损失，因此，要采取了一系列切实、可行、有效性措施来控制各生产工序的能耗量，以期达到节能降耗的目的。而在诸多的钢铁生产工艺，烧结工艺一直占据着比较重要的位置，若能通过合理的节能降耗设计措施，来降低烧结工艺的能耗量，则可达到事半功倍的节能降耗效果。钢铁厂烧结工艺技术主要是指将粉末或粉末压坯，加热到低于其中基本成分的溶点温度后，再以有效性措施和速度将其冷却到室温的一个过程。烧结的最终目的是使粉末之间发生粘结，使烧结体的强度增加，并将粉末颗粒的聚集体转变成为晶粒的聚结体，最终获得生产所需要的机械、物理性能的材料制品。钢铁厂烧结工艺的技术手段与流程，对烧结生产的质量与产量有着重要且直接的影响，我国各钢铁厂也十分注重对先进性技术指标的应用，并严格要求在烧结中选择最为合适的工艺流程与操作方法。通过对当前钢铁厂烧结工艺应用情况的详细分析，该生产工艺主要的流程包括有原料的接受、兑灰、拌合、筛分破碎、配料、混料、点火、抽风烧结与冷却、除尘等。随着工业发展的迅速攀升，钢铁行业生产中也在不断创新与完善。烧结工艺节能降耗是钢铁厂重点关注的部分，直接关系着钢铁厂经济收益的多与少，牵制着钢铁厂的发展速度，因此钢铁厂烧结工艺的节能降耗势在必行。
一、降低固体燃料消耗
固体燃料的不完全燃烧是烧结热能损失的重要原因，可以通过控制燃料粒度及粒度分布，来改善烧结过程中的传热和燃烧速度，从而有效减少不完全燃烧比例。可以进行燃料结构、燃料投入方法的合理选择，改善燃料的燃烧环境；积极利用催化剂助燃，使得固体燃料充分燃烧。科学回收利用生产过程中的含碳粉尘。钢铁企业在烧结以及其它环节中会产生大量的含铁、含碳粉尘，通过控制粉尘中的有害杂质，在烧結环节采用混匀矿、小球烧结等方式加以利用，既代替了一部分固体燃料，又回收了铁、碳等原材料，改善固体燃料的燃烧效果和性能。强化制粒的科学性。我国烧结生产的大部分原材料由于品位较低，往往需要磨得非常细，才能选出合格的精矿，所以在烧结工艺的制粒过程中，要充分考虑到烧结过程中的透气性及气体偏流问题，避免能耗的不合理。充分利用外部供热。混合燃料之前可以利用热返矿、生石灰及通过圆筒混合机通入蒸汽、热风烧结来提高烧结料的温度，减少固体燃料的使用。
二、烧结技术的优化设计
烧结技术的优化设计主要体现在传统的烧结工艺，朝着新型、科学性烧结工艺的转变方面。1、变频技术的应用。在进行钢铁烧结作业时，其所应用到的设备包括有尘风机、水泵、烧结风结等诸。如果将这诸多的烧结设备中都加入变频技术，便可通过变频技术的自动频率转换特点，来对每台设备所需频率进行实时、动态、科学的调整，便能尽最大程度地减少设备不必要的能量消耗，为促进水、电资源的充分使用打好基础。2、结化原料混匀烧结技术的应用。基于传统的原料混匀烧结技术存在的一些缺点，在高科技的发展下，我们可对此项技术进行切实、合理的强化，以提高烧结生产产品的质量。通过将烧结原材料充分混匀成大小相似的颗粒，促進烧结工艺的顺利进行，从而生产出高品质的产品。3、小球与小球团烧结技术的应用。小球与小球团烧结技术应用于当前钢铁厂的烧结工艺中时，可以有效地降低工艺中的能源消耗。该技术主要是将烧结工艺中大量的燃料粘结于表面，给予燃料一定的空间感，使燃料能够充分燃烧，促进燃料的有效利用，起到节能降耗的效果。4、厚料及铺平烧结设计。在钢铁厂烧结工艺中，厚料及铺平烧结方法的设计与应用，是促进节能降耗的有效性手段之一。在烧结前期进行操作时，可科学合理地将料层的厚度提高到一定范围内，从而达到改善烧结料自动蓄热能力，提升燃烧所需热量的目的。烧结工艺操作中，需对平料装置进行合理的优化与改造，规避烧结料面不平整导致的燃烧不充分问题，使材料的铺平更加细化、规范，以此来提高烧结过程的有效风量，并使固体燃料消耗得到下降，进一步促进节能降耗措施的顺利开展。
三、高碱度烧结的运用与生石灰加热水消化设计
以往的酸性及自熔性烧结到高碱度烧结技术的转变，是由于高碱度烧结技术更加适用于现在不断发展的钢铁厂烧结工艺。高碱度烧结技术对于钢铁材料的回收利用有很好的还原性，它的运用可以将废弃的钢铁材料做一个二次利用，还原材料的利用率，在烧结工艺中起到节约能源，降低钢铁厂损耗的作用。在钢铁厂烧结工艺的节能降耗设计中，利用生石灰加热水消化，促进石灰的完全消化，来达到节能降耗的目的，已经成为各钢铁厂普遍使用的设计手段之一，因此，设计人员在实际的节能降耗设计中，一定要重视对生石灰的应用。在保证生石灰质量稳定的情况下，将其作为烧结溶剂，并采用生石灰加热水消化的方式，促进生石灰的完全消化，使其能够在减少烧结过程碳酸盐分解耗热情况下，提高混合料温度，改善料层的透气性，从而有效促进钢铁厂烧结工艺的节能降耗。
四、降低点火耗能
有关数据统计，点火耗能占到烧结耗能的十分之一左右，降低点火耗能主要可以通过两个方面来进行，一是积极推广和应用节能型点火炉。新型节能点火炉摒弃了以往使用的套管式或者涡流式烧嘴，大多采用了线性、多缝式、面燃式烧嘴，不但简化了点火炉的结构，同时强化了点火的效率，降低了点火能耗。随着对烧嘴火焰分布、点火炉温度场分布的进一步研究，节能型点火炉的能耗必将进一步的降低。二是采用预热助燃空气的方式，提高点火炉燃烧的温度，从而达到降低点火能耗的目的。在操作实践中，可以直接使用热废气作为助燃空气或者作为热源预热助燃空气，可以节约点火燃料。同时还可以通过预热混合料使得烧结料层的过湿层消失，从而改善料层的透气性，降低点火耗能，提升烧结速度和质量。 五、大型设备及自动化生产的应用
为了减少烧结工艺中的材料浪费，降低环境污染，钢铁厂摒弃了以往的小型烧结设备，采用大型烧结设备，原因在于大型烧结设备能起到节能降耗的作用，为钢铁厂创造最大化利益。大型烧结设备在烧结工艺中能够合理利用资源，减少烧结中不必要的资源浪费，起到节能降耗的作用。大型烧结设备生产出来的材料质量好，可以减少返工率，在一定程度上节约制造时间，提高钢铁厂工作效率。大型烧结设备在烧结工程中比较节约资源，这样一来，整个生产过程就大大降低了生产成本，提高钢铁厂的整体经济效益。现在钢铁厂烧结工艺中已不再过多运用人工操作烧结生产。传统的人工操作生产效率低，因为操作人员要兼顾各个生产程序的运行，人力有限，阻碍生产。人存在惰性，若生产操作人员出现工作疏忽的现象，会直接影响产品的质量。而自动化生产操作的运用，生产全程都有计算机自动化操作，对生产过程进行严格检测和质量把控，避免了一些人为因素造成的产品质量问题，提高了烧结工艺的生产效率，保证了生产质量，不仅如此，自动化的生产操作还为钢铁厂节省了大量劳动力，降低了生产成本，增加了钢铁厂的利润额，促进钢铁厂的长远发展，促进其在整个社会经济中的地位。
六、烧结工艺中进行余热回收再利用
烧结工艺的热支出中冷却废气热和废气显热占比超过一半，而烧结终点风箱的排放废气的温度最高达500℃，加强烧结余热的回收和利用是烧结节能和环保的重要內容。重视对钢铁厂烧结工艺中余热回收再利用的设计很有必要。余热回收利用原理是将冷却机中废气与烧结烟气中储存的余热进行回收再利用，以达到节能降耗的目的。目前部分钢铁烧结厂已经为余热的回收利用研发了一种翅片管式蒸汽发生系统，该系统高频的焊接制片管，更加有利于余热传送，传热效率高，推动了烧结工艺的工作进程，余热的回收二次利用，也给钢铁厂减少了能源开支，起到节能降耗的作用。要注意余热锅炉的应用。通过在烧结矿冷却系统中安装余热锅炉进行热交换产生蒸汽，然后利用生成的蒸汽进行发电、供热。积极推广余热废气烧结技术。烧结过程中，废气及冷却机带走的热量占到烧结过程中产生热量的一半左右，热废气烧结技术可以充分利用这一部分热量进行热风烧结，热风烧结使得烧结料层的温度分布更加均匀，避免烧结过程中出现的温度不足及烧结矿强度低、粉末多等不良现象，降低固体燃料的消耗，极大改善烧结矿的质量。
七、烧结过程中的污染治理
烧结过程产生的污染物主要包括二氧化硫、二氧化氮和二恶英污染。烧结工艺过程中的污染物排放的比例仅次于焦化过程，是钢铁厂污染治理的重要部分。烧结废气中硫的来源主要是铁矿石中的硫化铁以及燃料中的有机硫等，烧结废气中的氮则来自于燃料或者空气中，二恶英是氯化环芳烃类化合物的一种，属于毒性较大的化合物之一，对人类健康造成严重威胁，有研究资料表明，钢铁厂的烧结料层中会产生二恶英化合物，二恶英生成的量和烧结原料中碳氢化合物含量密切相关。烧结工艺污染物的治理是钢铁厂污染物治理的重要组成部分，也是钢铁企业社会责任的重要体现。针对不同的污染物可采取不同的工艺设计来进行有效治理。烧结废气中的粉尘，一般采用旋风除尘器、布袋除尘器及电除尘等，其中后两者采用较多。一般使用各种脱硫装置进行去除，而不同的脱硫装置采用的方法又有不同，其中石灰-石膏法的应用最广，效果也最好，去除率可以达到90%以上。NOX的排除首要的是要采用节能型的点火装置，同时要安装专用装置，最后就是需要采用合适的催化剂。有条件的钢铁厂可以采用先进的专门装置，去除粉尘、脱硫和脱氮同时进行。
参考文献：
[1]张红静，钢铁烧结工艺余热利用技术[J]，节能与环保，2014（1）
[2]李继淦，我国烧结球团行业脱硫现状及减排对策[J]，城市建设，2013（12）
[3]张兴强、夏平、黄永昌，韶钢烧结烟气湿式镁法脱硫工艺优化[J]，南方金属，2013（6）
[4]孙艳红，济钢烧结节能降耗与工艺优化技术应用[J]，冶金信息导刊，2012（5）
[5]孟辉、乔非、李莉，基于BP神经网络的烧结能耗预测模型[J]，机械工程师，2012（8）
[6]赵斌、张志远、冯俊小、张玉柱、梁海鷹，烧结工序能量平衡及节能诊断分析[J]，钢铁，2011（3）