2023 年铁前设备维修与节能技术改造交流会论文集

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6. 复产的关键是铁口和风口必须烧通，不但要通气还必须要透液。因此继续使用埋氧枪的方法，

改变了以前烧铁口上方的风口与铁口之间通气的方法，8 月 22 日 7:00 开始埋氧枪操作 , 具体操作如

下：

⑴、压缩空气与氧气分别引入到炉前准备好的混合气包，确保空压风压力≥ 0.8MPa，氧压≥ 1.0

MPa，氧气管路必须安装止回阀和控制阀；

⑵、氧枪上提前插入热电偶，插入点至铁口通道 1.3—1.4 米处的位置。

⑶、打开铁口，用氧点燃炉缸焦炭，点燃后用 80 钻头清理铁口通道残渣铁，清理后立即堵住铁口，

打泥量以堵满通道为标准，1、2 分钟退炮，利用开口机把氧枪送入炉缸 1 米左右（氧枪通过铁口通

道进入 1 米），缓慢送气。通过气压表观察是否通气 2-3Kg，热电偶温度指数是否有下降来证明是否

埋成功。

⑸、氧枪埋好后前期一定注意氧含量≤ 50%，后期可以逐步增加氧气量。

⑹、8:39 埋好第一支氧枪，9:15 左右顶温开始有上升趋势，10:40 左右西北、西南俩点顶温

300℃以上，用 3 吨焦盖住料面，11:06 16# 中小套水温差高（3.5°、6.1°），拔出氧枪无渣铁流出，

卸下小套，扒出前端红焦，前端大约 30-40Cm 上下一个通道（不是垂直的），填入新焦炭夯实用泥

堵好风口安装好送风装置，再次埋氧枪操作。21:00 左右 1# 风口中小套出现同 16# 中小套一样的现象，

以同样的办法处理 1# 套。次日 1:40 又一次埋好氧枪，直至 6:59 送风，开炉送风后拔出氧枪流出微

量渣铁堵口。与后期 1# 炉使用氧枪流出大量渣铁比较，2# 高炉通过炉顶温度判断虽然铁口、风口、

炉顶已形成煤气通路，扩大了炉缸空间，但是没发挥到极致。

7. 开炉料根据休风时间与以往焖炉料（2021 年因炼钢影响多次长时间焖炉顺利恢复）的经验，

提前同领导合议补焦量及送风后的炉料结构、炉温、碱度的核算确定。

3 开炉工作

1、炉内风温及风、氧操作：

于 8 月 23 日 6 点 59 分铁口上方 6 个风口送风。风量 650m3

/min 左右 , 由于休风时间长，送风初

期风温 150℃左右，风温低，炉缸无热量；此时风口状态不好，变化大或明或暗，料不动，直至俩

次换炉 8:20 风温才到 600℃后，8:37 塌料，西尺（铁口侧）不明，东尺 3650mmm。为使炉料加速燃

烧反应开始富氧 3.0% 以下。10:12 经多次换炉风温达 730℃，每次换炉风温能提高 50℃左右，风量

萎缩至 580m3

/min，此时风量萎缩有风温的作用及塌料后下料的原因，减风 3KPa, 塌料后压量关系平

稳，观察 10 分钟左右加风至 650m3

/min，随后压量关系一直平稳，根据下料后顶温回升下料。12:08

风温 840℃，压力 79 m3

/min，风量 630 m3

/min 平稳，12:12 塌料风量憋至 470 m3

/min，压力 82 m3

/

min，此时停止下料，风量缓慢开始回升，12:24 压力 75m3

/min，风量 631 m3

/min，继续赶料线操作，

13:00 料线赶至 3 米。15:20 左右风温达 900℃以上，开始喷煤 1-2 吨（1# 、2# 、15# 、16#4 个风口）。

此后随开风口数量加风，保持风速≤ 170m/s，于 24 日 12:45 加全风。

2、料制、负荷调整：

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此次开炉料制：C:38

2

36

2

33

2

30

2 O:37.5

2

34.5

2

31.5

2 角差：+0.25 料线当时 3.4 米，按正常计算亏尺 2.1 米应

该减去 4.5°，当时风压低故缩了 5°。炉况恢复没有出现问题，煤气利用逐步上行到 44%。后随开

风口加风，扩矿批增加布料平台变焦 5 矿 4。

送风后加净焦 10吨，锰矿 1吨、白云石 1吨，然后上 5批正常料（矿批 5T，焦比 580Kg、R21.08左右、

Si：1.2-1.5、锰矿 150Kg，硅石 50Kg），后再加焦 20T+8 批正常料（矿批 5T，焦比 580Kg、R21.12 左右、

Si：1.0、锰矿 150Kg，硅石 30Kg），根据出铁 Si：1.0 左右，渣铁流动性基本可以的情况，重负荷

料未过渡完，加焦 15 吨，炉温按 0.8 控制，R2：1.15--1.18 提负荷至 3.44，焦比 490Kg，开炉料共

加焦 45T 及停炉前 17T 焦 + 盖面焦 6 吨，共计 68 吨。（附表）

批数 矿批 焦批 负荷 焦比 炉 料 结 构

5 2000 1 吨锰矿 +1 吨白云石

5 5200 2000 2.92 576 烧结 3750+ 球团 1250+ 锰矿 150+ 硅石 50（Kg）

10 2000 2 吨锰矿 +2 吨白云石

8 5200 2000 2.92 576 烧结 3750+ 球团 1250+ 锰矿 150+ 硅石 50（Kg）

5 3000

6 6980 2280 3.44 489 烧结 5100+ 球团 1700+ 锰矿 150+ 硅石 30（Kg）

9 8200 2500 3.69 456 烧结 6000+ 球团 2000+ 锰矿 150+ 硅石 50（Kg）

22 9180 2650 3.89 430 烧结 6750+ 球团 2250+ 锰矿 150+ 硅石 50（Kg）

12 10180 2950 3.88 431 烧结 7500+ 球团 2500+ 锰矿 150+ 硅石 50（Kg）

3. 炉前及开风口操作：

炉前提前做好了各项准备工作。为能及时排净冷渣冷铁，而前期渣铁量少，采取了传统旱沟的出

铁作业方式，渣铁分离不好而放干渣，减少低温渣铁在炉内的停留时间。保证炉况恢复的前期的炉

缸状态，为炉内快速恢复炉况创造了良好的操作条件。抢抓渣铁清理，及时打开铁口，反复疏通渣

铁流动通道；如铁口糊住不流也通不开，及时堵住，清理现场具备条件后再次打开铁口。14:25 出铁

时渣铁流动性好，炉温可以。根据炉况 15:19 出铁过临时蔽渣器， 15:30 开 13# 风口（复风后开的

第一个风口），后根据炉况、炉温、渣铁流动性陆续开风口逐步加风，此次开炉未烧一个风口，于

24 日 12:45 分开全风口，用时 29 个小时 46 分全风富氧作业。中间开了 8 个风口时，风口工作状态

良好，渣铁流动性好，于 16:49 分过正式蔽渣器。开炉期间虽然炉前渣铁排放工作量大，但组织安

排恰当，几乎无影响。（附表）

出渣、铁表

出铁时间 渣铁情况 炉温 S 备 注

7:38—7:45 渣流了一主沟 有渣无铁流动性差，流了一主沟

8:05—8:40 少量渣

8:53—9:01 渣流到了干渣坑 渣碱 1.05

9:21—9:40 铁流到了干渣坑 下到干渣坑，无渣

10:02—10:15 见渣铁 少量渣

10:40—10:55 少量渣铁 刚下到干渣坑，流动性一般

11:30—11:39 见渣铁 渣铁流动性可

12:10—12:18 少量渣铁 少量渣铁

12:56—13:02 渣铁量可以 0.25 0.288 少量渣铁

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13:31—13:50 铁多渣少 0.74 0.122

14:25—14:30 渣铁流动性好 1.16 0.078 下渣沟翻，堵口清理，

15:19-15:39 10 吨铁左右 0.93 0.060 过临时蔽渣器（6 个风口）

16:20-16:47 20 吨铁左右 0.83 0.070 过临时蔽渣器，物理热 1400℃

17:49-18:26 20 吨铁左右 1.04 0.065 过正式蔽渣器碱度 1.12，9 个风口送风

4 结语

此次无计划休风复产顺利恢复总结如下：

1. 各个岗位检修设备调试到位，各项措施到位，多方密切配合，没有因设备故障而影响复产工作。

2. 复产铁口埋氧枪实施炉缸烧氧增加了炉缸热量，使渣铁渗透性好，为渣铁顺利外排创造了条件，

炉顶温度上升给高炉提前引煤气创造了条件，增强了煤气利用率，杜绝了烧风口对炉缸工作状态的

影响，降低热损失，加快了恢复炉况的进程。

3. 非计划休风的复产具有良好的透气性是个难点，考虑到休风前未加入休风料休风时间长，炉缸

热量损失大，寄希望于送风后炉料下达过程很长，能够提供热量的一是风温，更重要的是煤气利用。

而前期风温不理想，风量低，从而埋氧枪利于煤气利用的提高，同时与富氧操作配合调剂提高了炉

缸的热状态，给冷渣铁排放创造了条件，加快了开风口的进程。

4. 送风后炉缸急需热量，以尽快提高炉缸的热状态，在条件允许下尽早提风温，合理使用喷煤、

富氧是很关键的，精心操作。在堵的风口没有完全拥开前，要考虑鼓风动能的影响，避免炉缸状态

初期欠佳，鼓风动能过大造成烧漏风口，造成不可估量的损失而极大影响恢复进程。故开风口遵循：

⑴渣铁有一定的热量，流动性好；⑵能及时排放出渣铁；⑶已开风口有涌渣或水温差偏高，不得拥

旁边风口的原则。加风以稳为基础，控制合理风速，及时调整。

5. 非计划休风时间长恢复炉况就是选择合适的炉温、碱度提高炉缸的热量，经过多次考量，精确

操作参数，与复产制定了详尽的预案及恢复过程中合理的持续跟进调整效果好，避免了炉温、碱度

大幅度波动给渣铁排放不畅，从而影响炉况恢复。

6. 送风初期炉缸热量不足，及时打开铁口排净凉渣铁时炉况能否顺利恢复的关键，突发情况的应

对措施，利用半旱沟方式，便于炉前清理主沟，降低了炉前劳动强度。能使炉前按炉内要求及时打

开铁口排净渣铁，有效的消除风口烧损，炉料的下降空间，炉前根据铁量和流动性选用临时蔽渣器

和正式蔽渣器时机合适；各项工作配合准备到位，加快了炉况恢复；

7. 在恢复炉况中布料制度应合理疏导中心气流和稳定边缘气流，对炉况的快速与稳定有着较大的

促进作用。

8. 不足之处：与 1# 炉相比较氧枪使用后期不好，虽然开炉氧枪起到了至关重要的作用，但前期

燃烧炉缸时间短，使用埋氧枪的技术掌握不到位造成俩次拔枪，炉缸热量差，送风前期风口或明或暗、

生降多。第一炉铁时间长，而渣铁量少。

参考文献

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[3] 王运练、胡洪林、谢金刚、张过良沙钢 2680m3 高炉长时间非计划休风快速恢复炉况实践 [J].

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速开炉达产实践 [J]. 《中国炼铁网》.2022.8.5：

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硅锰渣水淬设备冲渣槽设计要点

南江

( 西安鹏远冶金设备有限公司 )

摘 要：硅锰渣水淬设备作为一个阶段性连续工作的炉前设备，冲渣槽的结构是整套水淬设备的关

键一环，其结构的可靠稳定性对整套水淬设备的工作起着关键性的作用，选用合适的冲渣槽结构，

可减少设备的维修频度，提高经济效益。

关键词：冲渣槽；复合脱氧剂；水淬；溜渣槽；冲渣槽

1 前言

硅锰合金是由锰、硅、铁及少量碳和其它元素组成的合金，是一种用途较广、产量较大的铁合金。

锰硅合金是炼钢常用的复合脱氧剂，又是生产中低碳锰铁和电硅热法生产金属锰的还原剂。

硅锰合金的生产工艺中，硅锰渣是合金生产时产生的固体废渣，传统处理方法为水淬处理，经过

水淬处理后，废渣形成水淬渣，水淬渣是一种表面粗糙多孔，质地轻脆，容易破碎的粒状渣。冲渣

槽作为冲渣过程中热交换与高速水渣流冲击，酸性蒸汽的一个重要的工艺设备，其工作的稳定性，

可靠性，对整套设备的正常运行有极其重要的作用。

2 硅锰渣水淬设备配置

硅锰渣水淬设备作为一个阶段性连续工作的炉前设备，是硅锰合金与硅锰渣分离并及时处理成一

种可回收固废的重要工艺步骤，其主要由渣罐，溜渣槽，喷嘴，冲渣槽，蒸汽烟囱，集渣坑等组成（见图）。

工艺过程描述：从硅锰炉出铁口出来铁水收集到铁水包中，因合金比重大于渣的比重，渣液分离上浮，

溢流到渣罐，经溜渣槽与高速水流混合进入冲渣槽，冲渣槽设有罩板，防止蒸汽飘逸车间造成污染，

高位蒸汽烟囱具有一定抽力，适当降低蒸汽温度。水淬后的渣与水收集到集渣坑中。在这一工艺过

程中，冲渣槽的工况条件是最复杂的，高速渣液混合体对冲渣槽的冲刷使其维修频繁，故选用合适

的冲渣槽结构特别重要。

1 集渣坑；2 蒸汽烟囱；3 冲渣槽；4 溜渣槽；5 喷嘴；6 渣罐；7 铁水包

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3 冲渣槽设计所需的主要参数确定

冲渣槽过流面积；冲渣槽长度；冲渣槽坡度

a) 冲渣槽过流面积的确定

冲渣槽截面 ( 过流 ) 面积的大小，是由硅锰渣量与水淬渣所需水量共同确定的。

1、硅锰渣量的确定

中高碳硅锰合金的每炉的出炉量，其合金与渣的比例为 1:2，知道了渣量的多少，就可确定所需

水淬量。

2、水淬水量的确定

硅锰渣由高温液体结构变成多孔粒渣固态状，期间经过三个状态热交换，高温液态变低温液态，

相变，固态温度变化，热交换过程比较复杂，期间又有大量蒸汽产生，蒸汽量较难测定，通常根据

实践确定硅锰渣与所需水淬量，硅锰渣：水淬量 =1:10, 喷嘴喷出速度 8-15m/s。

3、冲渣槽的坡度

冲渣槽的坡度由水池与渣罐的位置和标高确定，但最小坡度不得小于 3%，进入水池前 5 米左右的

坡度可减低到 1%-2%，以减小流速，利于渣尽快沉淀。

4 冲渣槽常见结构及特点

冲渣槽的结构常见的 V型与半圆形两种结构。外侧为型钢型材结构，内侧为耐磨层，材料耐磨铸铁，

冲渣槽的断面结构（见图），同样的过流面积，圆形的内层耐磨材料比 V 型的节约材料。V 型的抗弯

截面模量大，支架数量可适当减小。

半圆型结构 V 形结构

半圆形各处断面流速均匀，渣沉积量小，V 圆形各处断面流速不均匀，中心区域流速大，靠近转

角区域流速慢，渣沉积量相对较大；

5 冲渣槽盖与蒸汽烟囱确定

冲渣槽盖用于防止水淬过程蒸汽外溢，水淬过程蒸汽产生的过程急促，短时间蒸汽量极大，根据

实践其面积大小一般与大小一致，蒸汽烟囱截面面积与冲渣槽及盖面积和一致，高度高于出口处相

邻最高建筑物 3 米。

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高速激光熔覆再制造技术在冶金行业中的应用

宗伟

（中科中美激光科技有限公司 陕西）

摘 要：高速激光熔覆作为一种最新的金属表面涂层改性技术，因为具有较高的熔覆效率、较高的

涂层表面平整度和较低的涂层综合制造成本而逐步得到市场的认可。我国的高速激光熔覆技术起于

2018 年，经过短短的 5 年的发展，无论是高速激光熔覆的设备技术、粉末材料技术，还是关于高速

激光熔覆技术的理论研究，都取得了很大发展。特别万瓦高速激光熔覆技术的成功应用，打破人们

对低功率高速激光熔覆的原有认知，高速激光熔覆的特点不再仅仅是“薄、平、快”，也可进行单

层 2-5mm 的厚涂层熔覆，还可以进行高硬度陶瓷粉末的无裂纹熔覆。这大大扩大了高速激光熔覆的

应用范围，使得高速激光熔覆技术有望成为钢铁行业的“新宠儿，主干将”。介绍了高速激光熔覆

技术在钢铁企业核心备件修复再利用中的应用实践，展望了高 速激光熔覆技术在钢铁行业中的应用

前景。

关键词：高速激光熔覆；再制造；钢铁冶金部件；工业应用

0 引言

在钢铁冶金工业技术进步史上，很多重大技术突破，例如转炉炼钢、连铸、连轧等，首要动因是

降低成本。“成本优先战略”不仅过去是，在今后相当长时期内仍将是钢铁工业的首选经营战略。

同样的，提高机组核心部件的使用寿命、降低其消耗费用，对企业的 生产具有重要的战略意义。借

助再制造技术延长热轧板生产线核心部件的使用寿命，不仅能降低新产品制造过程中由于产生废品

而造成的材料损耗，还 能够降低污染、节能和创造更多的利润，同时减少了 设备维修和停机时间，

从而提高了生产效率。可见，再制造工程是实现钢铁可持续发展模式的重要途径。

高速激光再制造技术是一种全新概念的先进修复技术，它集先进的激光熔覆加工工艺技术、激光

熔覆材料技术和其他多种技术于一体，不仅可以使损伤的零部件恢复外形尺寸，还可以使其使用性

能达到甚至超过新品的水平。

激光作为相干光，具有多种特性，包含单色性、亮度高、方向性强、相干性好及产生的能量高度集中。

高速激光加工过程中熔层在 0.05 ～ 0.1mm 区间且可以合理控制。对基体产生的热影响区相对极

小。

高速激光熔覆层及基材组织致密，晶体细小无气孔、夹杂及其它缺陷。

高速激光熔覆加热速度快 , 热影响区小 , 加工过程中工件基体温度上升一般情况下不会超过

80℃，后续加工基本无变形。

高速激光熔覆层与基体为冶金结合 , 结合强度不低于原基体材料的 90%。

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高速激光熔覆后打底层具有与基体具有强度高等特点，面层具有耐机械磨损和化学耐腐蚀等特性。

高速激光熔覆硬化处理后的工件表面硬度高 , 比常规淬火要高 15% ～ 20%, 可获得极细的硬化组织 ,

耐磨性得到提高。

高速激光熔覆熔道搭接率达 70-90%, 涂层表面细腻平整，光洁度高 2-10um。

高速激光熔覆涂层厚度选择范围大，通过调整功率大小、送粉量及线速度，可实现 0.3-5.0mm 的

熔覆厚度。

高速激光熔覆技术由于具有综合性能优异、材料利用率高、高柔性等优点迅速成为再制造领域最

有发展前途的先进技术之一，其既克服了埋弧、氩弧焊等传统热加工修复设备零部件热影响区大、

工件易变形的缺点，又克服了电镀、等离子喷涂、电刷镀等技术修复设备零部件不能实现冶金结合

的缺点，是一项值得推广和应用的高新技术。

激光熔覆层与基体的结合为冶金结合，组织极细，熔覆层成分及稀释率可控， 热变形小，易实

现选区熔覆，工艺过程易实现自动化。

高速激光熔覆技术已经基于激光熔覆技术的激光再制造已成为钢铁冶金行业核心部件修复再利用

新的发展方向。

1 存在的问题

目前国内各大钢铁冶金企业均有零部件修复的维修车间，主要采用常规再制造技术，包括火焰堆

焊、电弧堆焊、热喷焊（火焰、超音速、等离子）等，存在以下问题 :

(1）核心备件再制造率亟待提高：常规堆焊、热喷焊或等离子堆焊等技术热输入量大且不集中，

热输入不易控制，基体热影响区较大、稀释率高，降低了修复部件基材的性能，甚至引起开裂，导

致无法修复硬度、耐磨性能要求高的零部件，如热轧板精轧辊。同时，由于常规再制造技术热输入

量大，其产生的堆焊变形大，因而对一些精度要求高的零件用常规再制造技术几乎无法修复，如细

长轴类、热轧机机架牌坊、扁头套等，致使这些贵重部件因得不到修复而报废。

（2）生产线再制造零部件寿命低：常规堆焊、热喷焊或等离子堆焊等技术再制造零部件使用寿

命普遍不高，如堆焊再制造侧导板、热轧支撑辊的使用寿命往往低于新品。另外，常规再制造修复

尺寸不能精确控制，需要后续机加工。机械加工也要消耗大量能源，且产生噪音及废油、废液等。

（3）常规再制造技术系统集成度差，还无法对核心部件缺损部位实现精密再制造。

（4）再制造过程能耗高、存在环境污染：常规再制造生产要占用或消耗大量资源，在再制造生

产的同时，也将产生废水、废气、废渣和噪音。例如电弧堆焊再制造生产中要耗用大量的能源和多

种原辅材料，同时在生产过程中又会产生大量的废弃物，如焊渣和焊接烟尘。

2 应用实践

2.1 高速激光熔覆再制造结晶器

结晶器（如图 1）是承接从中间罐注入的钢水并使之按规定断面形状凝固成坚固坯壳的连续铸钢

设备。它是连铸机最关键的部件，其结构、材质和性能参数对铸坯质量和铸机生产能力起着决定性

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作用。

图 1 结晶器

为保证结晶器有良好的导热性、足够的抗磨损性、机械强度和硬度以延长其使用寿命，内壁材质

主要使用铜基合金制造，常用的有紫铜、铜银合金（含银量为 0.07% ～ 0.1%）、磷脱氧铜及铜铍合金、

铬锆铜合金等。使用铜基合金主要目的是提高其再结晶温度，以改善其高温时的硬度和强度、延长

内壁的使用寿命。

为了进一步提高内壁的耐磨性和光滑程度减少拉坯阻力，传统工艺是在铜壁表面增加电镀层。电

镀通常为镀铬或镀镍、钨、铁及分三层镀镍、镍磷合金及铬。为了进一步提高结晶器的寿命，人们

一直在寻找更强更有效的办法，包括激光熔覆。由于结晶器的基体为有色金属铜，铜表面常规激光

熔覆非常困难，容易出现结合力不够，涂层出现裂纹、气孔，厚度达不到加工要求等问题。

我们利用自主研发的高速激光熔覆设备对结晶器的表面处理进行了 2 年多的工艺研发，将一种钴

基耐高温耐磨粉末熔覆在结晶器表面（如图 2），激光熔覆涂层各项指标令人满意，涂层与基体结合

良好、厚度、硬度、耐磨性均达到预期的技术要求，我们解决了结晶器表面激光熔覆长期存在的技

术问题。

图 2 结晶器高速激光熔覆表面效果

采用电镀工艺的结晶器寿命一般为 3 万吨过钢量。若采用高速激光熔覆工艺，结晶器的寿命达到

10-20 万吨过钢量。保守估计，高速激光熔覆做出的结晶器，比电镀工艺做出的结晶器寿命可以提高

5-6 倍。

2.2 高速激光熔覆再制造侧导板

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侧导板在产线上使用一段时间后，因为受到高速运动的高温钢板的碰撞和摩擦，会出现沟槽，导

致钢板的品质不稳定。

图 3 磨损的侧导板

采用高速激光熔覆再制造技术在低合金钢衬板基体上熔覆耐高温腐蚀磨损的自润滑硬质合金。侧

导板表面为５㎜ 的复合硬面涂层，涂层主要由耐高温腐蚀磨损的自润滑合金相及其他相组成，涂层

具有极佳的耐高温腐蚀性、耐磨性及减磨性，耐磨性可达普通球铁的近百倍。高速激光熔覆再制造

侧导板在保证基体材料具有良好强韧性的同时表面兼有优异的抗高温腐蚀磨损性能，从根本上解决

了侧导板耐高温腐蚀磨损性能不足的问题。目前取得了良好的使用效果，与传统再制造技术修复的

侧导板相比，使用寿命提高了３－５倍。

图 4 热轧带钢线上侧导板激光熔覆过程中及其成品表面状态

2.3 高速激光熔覆再制造导卫

导卫是线材、棒材钢厂的耗材，导卫的尺寸大小性质各种各样（如下图）。一般情况下，尺寸越小，

速度越快，寿命越短。

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由于导卫在产线上高速旋转，与高温钢筋或钢棒高温产生摩擦，磨损较快。因此导卫表面必须进

行耐磨处理。比较普遍传统的办法是淬火，淬火可以提供导卫基体的硬度，最高可达 HRC60 以上。

除了淬火的办法外，人们一直在寻找更强更有效的办法，提高导卫的耐磨性或寿命。

我们采用高速激光熔覆技术提高导卫表面的耐磨性取得了较好的效果。采用高速熔覆技术将镍基

碳化钨粉末熔覆在导卫表面（如下图），可以将导卫的寿命提高数倍。

采用高速激光熔覆技术，导卫的表面硬度接近 HRC60，虽然硬度略低，但耐磨性提高很多。

根据客户的反馈，他们有一种导卫，采用淬火工艺寿命为 4个小时。采用我们的高速激光熔覆工艺，

4 个小时，单边只磨损 7.5 丝，几乎无磨损。

保守估计，高速激光熔覆做出的导卫，比淬火工艺做出的导卫寿命可以提高 3-4 倍。

3 应用前景

高速激光熔覆将冶金行业展现出非常广泛的应用前景。主要是由于，一方面，关于高速激光熔覆

的熔覆过程的数值模拟、熔覆材料及工艺参量设计、涂层组织性能研究等方面不断取得快速发展这；

另一方面，高速激光熔覆设备的如下动态也在加速高速激光熔覆技术的市场推广和应用。

（1）高速熔覆设备不断成熟。高速激光熔覆设备源自欧美，现在国产高速激光熔覆设备已全面

超越欧美；

（2）高速熔覆设备功率水平不断提高。除 6KW 高速激光熔覆设备外，10KW、15KW 高速激光熔覆

设备已经在市场得到了一定的应用；

（3）高速激光熔覆的设备价格不断走低。高速激光熔覆起于 2018 年，现在，6KW 高速激光熔覆

设备的价格已降为 2018 年的十分之一。

4 结束语

中国是钢铁业大国，钢铁行业有上万亿元的设备资产，每年因磨损和腐蚀而使设备停产、报废所

造成的损失都愈千亿元，这为高速激光熔覆再制造技术带来了广阔的市场应用前景。

当前，高速激光熔覆再制造技术在冶金关键零部件修复再利用延长使用寿命方面，发挥着举足轻

重的作用。

高速激光熔覆再制造技术是国家重点支持的符合可持续发展战略的绿色制造技术。随着基础研究

工作的不断深入，高速激光再制造技术的应用范围也将不断扩大。

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冶金新视线 -57-

宇信铸业 1# 高炉停开炉操作

徐海波 齐为利 李传辉 常龙 张雷 李军

（山东省潍坊市宇信铸业）

摘 要：降料线停炉操作；开炉操作；开停炉经验教训

关键词：降料面停炉；开炉

宇信 1# 高炉为 206m³ 高炉，以冶炼铸造铁、球铁、高纯铁为主。因市场不景气加之炉腹两段冷

却壁漏水影响铁水质量，停炉降料面，更换冷却壁，炉内进行喷涂。

1 预休风前各项准备工作

1.1 高炉维持正常操作制度，料制维持目前的矩阵模式 C 26（3） 24（3） 22(2) O 27（3） 25（3）

22(2)，按当前水平控制煤比 140kg/t。[Si]0.55%~0.8%、[S]0.035%~0.055%。

1.2 2 日 13 点改全焦 700kg/t，16:00 停煤，低压氧 3500m³/h。

1.3 2 日 12:50 加 2.4 吨焦 12 批正常料 +5 吨盖面焦后预休风（盖面焦为二级焦），确保降料面操作

炉温充足。休风前最后一炉要确保炉温达到 0.8~1.0%，生铁含硫控制在 0.040％左右。投入盖面焦 5

吨后，待料线降到 6m 左右出完渣铁后按程序休风。预休风后实测料线为 5.8 米。

1.4 休风料组成

1.4.1 炉温设定 1.0%，二元碱度 0.95 倍，焦比 700kg/t，焦炭水分 7%；正常料组成：K=2200kg；

P=5700kg：烧结 79%，块矿 21%。料制随料线下降缩角度，焦角比矿角大 1 度。

1.4.2 余下 5 吨盖面焦根据顶温情况下料，荒煤气温度不超过 280℃，顶温不超过 350℃，盖面焦下

完后预计料线 5-6 米。

1.4.3 前期 2.4 吨焦炭下达风口进行预休风，休风料（2.4 吨焦 12 批正常料 +5 吨盖面焦）合计体积

70m³，1# 高炉工作容积约为 160m³，预计休风时料线 6 米，休风后实测料线 5.8 米。

1.4.4 休风料总矿量为 68.4 吨，综合品味 58%，理论铁量为 42 吨；休风料总焦量为 31.4 吨（包含

盖面焦）。

1.5 预休风主要工作

1.5.1 炉喉直径为 3.2 米，炉喉处炉壳外径为 4.5 米；预制打水管尺寸总长 2.5 米，两排打水孔向上，

平均夹角为 35°，打水孔长度开至 1.2 米处，最外排离炉墙 50cm，防止将水打到炉墙上，孔间距为 8-9

厘米，两排打水孔。

1.5.2 开喷淋孔；由于建炉时没有预留喷淋管孔，也无煤气取样孔，故需要开喷淋孔，在炉喉上部煤

气上升管开喷淋孔，预休风后气割割开炉皮，露出耐材，用钢钎开孔，可在预休风 2 小时内完成，

1.5.3 打水管试水完毕后在复风前先通一管子水再插入炉内，防止提前插入后由于炉内温度过高而造

2023 年铁前设备维修与节能技术改造交流会论文集

-58- 冶金新视线

成喷淋管道变形，并在打水管上做好记号，确保打水孔向上。

1.5.4 检查炉皮进行焊补，检查冷却壁、风口套有无漏水情况，冷却壁如漏水关闭进出水管，风口套

有漏水情况进行更换。如在降料面中有风口漏水情况先关闭炉顶打水休风更换。

1.5.5 为保证气密箱温度，氮气开大。

2 复风降料面

16:20-18:50 预休风安装打水管完毕，高炉开始复风降料面，料线 6 米，放散煤气降料面，风压

74kPa，顶压 10kPa，风量 1000m³/min，氧量 1500m³/h。顶温控制 260℃ -350℃，重力除尘器遮断阀关闭，

通入氮气。打水降料面期间爆震两次，0:16 分风口出现吹空现象，此次降料面停炉用时 5 小时 26 分。

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冶金新视线 -59-

3 停炉小结

3.1 休风料焦比的确定，停炉料中休风料焦比要比正常燃料比高 100kg/t，不用再额外加焦，盖面焦

加两批左右即可。

3.2 休风料中碱度要低点，二元碱度 0.9-0.95 倍即可，不宜太高，防止影响炉渣的流动性。

3.3 炉缸打水降温，如何保护好炉缸碳砖成为焦点问题。停炉后继续由炉顶打水管向炉内打水一段时

间，随后拆除炉顶打水管，用四根临时打水管从风口向炉缸内打水，具体操作要求如下：（1）水必

须打到炉缸中心均匀向四周渗透。（2）炉缸打水时要把铁口打开铁口见水出水后立即停水。（3）

安排专人根据焦炭情况调整打水量。（4. 扒炉后更换冷却壁，更换炉腹部位两端冷却壁，换完冷却

壁后，冷却壁缝填勾缝料。

4 烘炉

4.1 炉喉至炉腹喷涂（高铝质喷涂料），炉身下部以下喷涂料＜ 5 厘米，炉腰炉腹不宜喷涂过厚，此

部位主要依靠渣皮保护，喷涂过厚容易造成剥落，炉身炉腰炉腹喷涂料用 65 吨。

4.2 烘炉的目的。（1）使高炉喷涂的耐火材料水分缓慢蒸发，并得到充分加热。（2）使炉体逐步加

热到生产状态，避免因快速膨胀而损坏炉体。

5 开炉

5.1 各项参数

1# 高炉设计炉容 206m³。

全炉焦比 3.5t/t ，正常料焦比 800kg/t，全炉碱度 0.9 倍，

压缩率 12%，焦炭水分 10%，堆密度 0.58t/t

炉缸填满木柴、炉腹、炉腰、炉身下部填充净焦，炉身中部上部为正常料。

5.2 开炉料计算

第 I 段木柴（净焦）木柴填满炉缸，热量忽略不计；装料体积至风口。

第 II 段净焦量计算；装净焦体积为 137m3

，设定单车焦碳重量 K = 1100kg，焦批 2K = 2200kg。

批焦压缩体积为：2200*0.93÷600×（1-14%）=2.93m3

。第 II 段共需焦批数 137÷2.93 =46.7 批，

取整数≈ 46 批。第 II 段共装焦炭重为 2200×46=101.2(t)

第 III 段正常料计算；第 III 段正常料装料容积为 69m3

（按照料线 1.5m 计算）设定矿批 P=4.5 吨，

焦比按照 800kg/tFe 左右考虑，炉料结构为 70% 烧结矿 +15% 块矿 +10% 球团 +5% 锰矿，满足碱度 1.0

的炉料组成及压缩体积为：

名称 焦炭 烧结 块矿 球团 锰矿 萤石 合计

重量 2200 3150 675 450 225 150 -

压缩体积 2.93 1.58 0.3 0.2 0.12 0.07 5.2

第 IV 段正常料装料批数为 69÷5.2= 13.26，取整数 13 批。

全炉焦比校核：全炉出铁量计算结果为 33.67 吨。全炉焦炭装入量为 129.4 吨。全炉焦比

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129.4*0.93÷33.67=3.5t/tFe。

5.3 开炉前准备工作

5.3.1 为节约成本全部使用旧小套，为防止中套小套跑风，安装送风风口时从炉内对安装好的小套用

石棉盘根和耐火水泥进行封堵。

5.3.2 带风装料，木柴装到风口大套下沿，装上送风系统后开始带风装料，带风装料的特点：

（1）改善料柱透气性，有利于开炉进程。（2）减轻炉料对炉墙的冲击磨损。（3）蒸发焦炭中

部分水分，有利于开炉后的高炉操作。

5.3.3 带风装料的注意事项：

（1）装料前炉内温度与装料时的风温差不超过 300℃，此次烘炉由于炉底着火最高温度 350℃。（2）

风量为炉容的 1.5 倍。（3）带风装料要严格控制风温。（4）带风装料后休风用砖套与炮泥堵风口，

只开铁口上方四个风口分别为：1#、2#、9#、10#。

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冶金新视线 -61-

5.3.4 此次带风装料共计 5 个小时，炉缸、炉腹、炉腰填充焦炭为一级焦炭，高炉顺行后逐步把焦炭

比例调整到正常。

5.4 开炉

2 月 6 日 16:57 分氧枪点火，19:00 分送风，复风后风压维持在 30kPa，风量维持在 150m³/min。

后期逐步加风，2:10 顶温逐步上到 100℃，做爆发试验合格后引煤气。2:20 通知炉前拔氧枪，3:52

分氧枪拔出来后烧铁口来半沟渣铁。自此开炉进程进入快车道，3:00 焦比由 800kg/t 降至 700kg/t），

6:00 分焦比 700kg/t 降至 600kg/t，8:00 焦比降至 500kg/t，11:00 开始喷煤煤比 60kg/t。16:19 分

开口过撇渣器，开炉顺利。

此次开炉复风至喷煤共用时 16 小时。

表 1 开炉参数

时间 料批 焦比 批铁量 煤量 风量 风压 风温 顶温 顶压 透指

19 1 800 2.59 156 20 615 50 0 7.8

20 1 800 2.59 174 26 616 45 0 6.7

21 800 2.59 281 68 633 32 0 4.1

22 800 2.59 435 36 715 32 0 12.1

23 800 2.59 433 39 770 32.5 0 11.1

0 1 800 2.59 425 40 700 40 0 10.6

1 1 800 2.59 348 40 695 56 0 8.7

2 2 800 2.59 311 51 693 117 0 6.1

3 1.5 700 3.26 266 45 722 103 10 7.6

4 1.5 700 3.26 305 34 751 174 9.8 12.6

5 2 700 3.26 320 54 885 200 19 9.1

6 2 600 3.49 350 75 700 300 44 11.3

7 4 600 3.49 380 100 650 250 45 6.9

8 4 500 3.49 383 110 739 353 60 7.7

9 2 500 3.49 395 113 620 320 70 9.2

10 4 500 3.49 382 115 670 320 72 8.9

11 4 500 3.49 1601 402 121 752 345 77 9.1

开口 堵口 产量 间隔 时长 出铁情况

3:52 4:14 见铁 41 22 2:00 开始烧 3:52 烧开

5:15 5:23 见渣 61 8 两沟子，流动性差

6:50 7:14 见铁渣 87 24 三沟子，流动性差

8:11 8:26 见铁渣 57 15 流行性一般

10:12 10:16 见铁渣 106 4 流动性好

11:15 11:20 见铁渣 59 5 流动性好

13:02 13:05 约 8 吨铁 102 3 流动性好

14:40 14:48 约7吨 95 8 流动性好，过临时撇渣器

16:19 16:38 约 15 吨 91 19 过撇渣器

6 结语

高炉开炉是高炉生产的重要内容之一，开炉工作的好坏将影响高炉的生产及使用寿命，开炉必需

2023 年铁前设备维修与节能技术改造交流会论文集

-62- 冶金新视线

开好炉，开好炉意味着安全不能出事故，尽快达到正常生产水平，产出质量合格的铁水，所以开好

炉对安全及经济效益有重要意义。停开炉的指导思想稳妥、安全为主，操作上不冒进，所以高炉停

开炉是高炉操作的关键技术。

参考文献

[1] 王筱留编著 . 高炉生产知识问答 -3 版 - 北京：冶金工业出版社 .2013.1

[2] 刘全兴编著 . 高炉开炉与停炉知识问答 - 北京：冶金工业出版社 .2013.1

[3] 刘云彩著 . 现代高炉操作 - 北京：冶金工业出版社 .2016.5

[4] （日）神原健二郎等 著 刘晓侦译：高炉解体研究 - 北京：冶金工业出版社 1980.3

2023 年铁前设备维修与节能技术改造交流会论文集

冶金新视线 -63-

除尘系统自动运行计划

程文龙

（山西晋钢智造科技实业有限公司）

摘 要：现有冶金生产过程中，环境除尘属于重要环节，现有除尘器存在除尘口风量不匹配，部分

风量过剩。放灰不畅，岗位人员处理问题时人手不足，设备运转正常时闲置等问题。

关键词：无人化；自动调节

0 前言

降本减员节能降耗是系统化通过设备自动运行，提升设备有效作业率，避免有效资源浪费，减少

人员参与从而达到降低成本费用的目的。在冶金生产过程中，环境除尘属于重要环节，现有除尘器

除尘口风量匹配不平衡，部分风量过剩，等问题。

正常使用中会因为以下因素造成：

1、下料点物料水分变化，生产环境变化粉尘量增加。

2、现有条件下除尘风量调节口属于固定式的，风量不能灵活调节造成过剩浪费以及瞬时粉尘增

加造成扬尘。

3、收集点漏风有效风量不足，扬尘后资源浪费。

综上述原因造成除尘扬尘风量不匹配发。需要人员看守调整，同时调整滞后，所有除尘系统运行

量大于实际需求，能耗升高，能源浪费。

通过增加过除尘器区域内下料口粉尘检测数据对应风量，从而调节电动阀门平衡整体风量，达到

除尘器根据除尘效果自动平衡的目并建立好除尘器风量与下料点粉尘量的平衡关系。

为除尘器效果提供了可靠的分析数据，从而减少岗位定员。

为实现上述目的，提供如下技术方案：

技术方案：（单下料口粉尘量 / 下料口粉尘量之和）%* 除尘器总风量 = 单一下料口理论风量优先

确保除尘效果，当总体除尘效果满足环保需求，根据每个单一除点达标后粉尘量之和月峰值匹配除

尘总风量，低于峰值下调除尘风机赫兹直至关闭。

技术关联任何一个除尘数据不达标就通过关闭其他达标点阀门下调风量提高所需点的风量，全部

达标后再启动下调除尘灰变频。

使用效果：与现有技术相比，本实用新型可从根本上解决除尘器风量匹配固定，资源浪费。瞬时

粉尘变化不能灵活匹配各除尘风量造成的环保事故。整体平衡后除尘器匹配更灵活，可有效提升除

尘效果 15% 以上，降低整体消耗，同岗位完成 90% 减员只保留巡检人员。

放灰过程卡块堵口，放灰不畅需要人工处理是设置岗位员工减少设备故障率的另一个根本原因，

2023 年铁前设备维修与节能技术改造交流会论文集

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通过放灰扣整改，做到直接降低大块概率，直接放灰（效果如下）。

提供一个电机动力源进行收集、搅拌、研磨，使其结块的除尘灰在气力输送的过程中达到所要求

的粒度，从根本上解决除灰口堵塞的问题。

技术方案：在下料口与灰箱中间增加一个驱动电机附带的上部 350mm 块状收集棒，中间在灰斗中

间加入三联栅栏型旋转研磨板与外部圆形收灰斗之间留有 5mm 间隙进行研磨，利用电机驱动在放灰

前 3 分钟开启 与气力输送配合从根本上解决块状除尘灰堵塞放灰口的问题。

3、除尘器灰斗因输灰系统原因导致输灰不及时出现灰斗高仓位甚至影响滤袋清灰，发生环保事故，

通过输灰系统改造实现自动输灰合理管控仓位。

技术方案：在除尘器灰斗底部与灰斗 1/3 处安装机械限位，通过机械限位控制信号来控制输灰系

统运行，当灰斗内除尘灰达到上限位时输灰系统自动启动输灰，到达下限位时自动停止，当输灰系

统长时间运行不停止时，自动报警提示现场检查处置，从根本上解决除尘器灰斗仓位高导致出现的

一系列问题。

参考文献

[1] 2022 年晋钢专利申报项目、2019 年至 2020 年岗位提升项目 .

2023 年铁前设备维修与节能技术改造交流会论文集

冶金新视线 -65-

高炉炼铁工艺上节能减排新技术及实践

汤清华

1 炉顶装料过程中均压放散的煤气回收

生产中表明 , 炉顶装料过程中有煤气均压放散 , 排入大气的工况煤气量为 10-20m3

/t.Fe, 虽只占

吨铁煤气发生量的 1% 左右，但基数大了其排放量是十分惊人的，年产 200 万吨生铁的 2500m3 高炉年

放散量 2000-3000 万 m3

,2021 年全国高炉产生铁 8.6 亿多吨 , 仅此项排放最少也是 100 多亿 m3

。 全

世界？

这些煤气中含 CO：23-24%，CO2：16-23%，人在含有 CO 浓度 50mg/m3 的环境中只要 20 分钟就有

中毒的危险 , 有剧毒的高炉煤气是毒害人类的重武器，这些 CO 排入大气中虽得到稀释但仍危害人类

健康 , 比 CO2 温室气体要严重得多。

同时其能源损耗也十分惊人 ,1000m3 高炉煤气约相当 100kg 标准煤。

现全国已有数十座高炉采用了，可回收 85%-95% 以上，技术成熟了。

还有多少高炉没回收了这一小部分煤气？值得炼铁工作者赶紧行动。

1.1 装料过程煤气回收工艺及设备

( 专利号 zl201020236770.3)

1.2 实例

某厂一 1280 m3 高炉大修改造于 2015.12.6 投产并实现了装料过程的均压煤气回收。

投产后从未间断过 , 实践结果是每装一罐料，均压回收称量罐中的煤气只需 8-14 秒，并不影响

炉顶装料过程中均压放散煤气回收工艺简图

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装料速度，而且对煤气管网压力无冲击。

顶压 160-190kPa 条件下回收煤气 7-8 m3

/t.fe，根据企业煤气价格，年回收煤气 120 万元，当

年回收投资，环保效益更可观，回收过程的粉尘与高炉布袋除尘一并回收。

10 天煤气回收量统计

系统控制流程图

管网处一次煤气回收时间及压力变化实测值

某 3200 高炉自 2018 年增设的均压煤气回收量

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冶金新视线 -67-

2 热风炉烟道废气作为高炉煤粉吹用憜性气体

高炉用 N2 不断增加 , 有十几处需用 N2, 仅炉顶无料钟用 N2 原设计 500-800m3

/h, 而现实是 2500m3

以上高炉实际用 N2 都大于 2000m3

/h。一座高炉装料中即使一均采用半净煤气的条件下 , 其的耗 N2

量大至在 5000m3

/h 以上。

高炉喷煤的制粉糸统用热风炉烟道废气做惰化已近 50 年 , 为保证安全 , 喷吹罐组的加压、倒罐、

喷吹、二次补气等多处用 N2, 加之又多属稀相喷吹 , 没能真正实现浓相喷吹 , 因此耗 N2 量高。

介于这种争 N2 的局面 , 鞍钢的同志们开发出利用热风炉烟道废气加压后代替现有的 N2 和压缩空

气用于喷煤系统，其专利如简图。

热风炉烟道废气作为高炉煤粉喷吹用憜性气体工艺简图

发明专利号：ZL200610135140.5

2.1 热风炉烟道废气作为高炉煤粉吹用憜性气体

热风炉烟道废气成份见下表，完全可做为喷吹煤粉的憜性气体和载气 , 它是两种憜性气体的混合

气体。当前加压空气或 N2 作为喷煤载气，改为加压烟道废气作为喷煤载气 ,（吸入口稍增加简单除

尘和脱水设施即可应用）, 其憜化效果应比纯 N2 要好。企业内部各工序不再争 N2 了。

多年统计的热风炉烟气成分（%）

2.2 热风炉烟道废气作为高炉煤粉吹用憜性气体

由表中可看出烟气中含 CO2 近 30%, 比用压缩的 N2 多了 30%CO2, 进入高炉后与炉内 C 发生反应：

CO2 + C = CO

CO 很好的还原剂 , 富化了还原剂成分 , 带入的 C 原子还节约了能源，某种程度上减少了 CO2 的

2023 年铁前设备维修与节能技术改造交流会论文集

-68- 冶金新视线

排放量 --- 减碳。

另外由于从风口吹入，它优先与煤粉中的 C 发生气化 , 某种程度减少焦炭的气化反应 , 进而保护

了焦炭的强度。

（CO2+C 谋 =2CO 优先 CO2+C 焦 =2CO)

为减排做贡献，一举三得。

高炉冶炼行程也会发生了一定的变化 ,CO2 在风口前发生气化反应是吸热的 , 而在高炉中上部参

加间接还原又放出热量 , 有利间接还原的发展。对进一步使用高风温和发展间接还原都有利，因喷

煤带入这种气体量非常很有限 , 不会给高炉冶炼行程带来大的影响。

3 高炉煤气干法除尘系统煤气回收引气时的温度撑控

高炉煤气净化由传统水洗 ( 塔文结构工艺、环缝清洗、戴维钟式等 ) 净化方式转为干式净化后，

出现了一个误区：顶温 100 --250℃以上才允许回收煤气。

3.1 认识与实例

高炉煤气湿法除尘方式的煤气回收 ( 或引用煤气 ) 条件：是所送风风口全部点着火 , 无游离

O2, 顶压达 3kPa 以上 , 无温度要求。

而高炉煤气干式回收条件之一：所有高炉操作规程上都增加了顶温达 100—250℃后，才允许引煤

气进系统管网。因此要挑战“规程”

大修或新建高炉开炉点火送风 , 要达到顶温 100℃以上 , 得大于 15 小时的送风，顶温才能上得来 ,

此阶段高炉煤气热值最高 , 几乎都是 CO 和 N2,（间接还原没产生）成百数千万立方米地排放至空中 ,

是浪费与犯罪。

布袋结露充分必要条件 :

气体中含湿量与温度同时具备才能结露 , ( 可计算和查表求得 ), 这是个认识问题高炉煤气中含

湿实际很低 , 鞍钢高炉湿焦和全人造富矿开炉 , 其煤气中含湿 16g/m3

, 对应结露温度 19℃。湿度大

的南方高炉使用 15% 天然矿与干熄焦入炉 , 其煤气含湿也在 30g/m3 左右 , 结露温度也在 40℃以下，

因此完全没有必要这么高的顶温才回收。

气体含湿量与结露温度的关系

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3.2 实例

所有煤粉制粉系统的布袋温度都控制在 70 度以下 , 高了易引起煤粉着火 , 而载气含湿远高于高

炉煤气 , 并不结露。烧结工序电除尘应向布袋除尘发展 , 烧结主抽风机的除尘多采用电除尘 , 也是

担心湿度高、温度低粉尘结露板结，问题得到认识后 , 近年来采用布袋除尘的越来越多。

2006.12.2.鞍钢 4高炉 (2580m3

)开炉 ,鞍钢第一次采用干法除尘 ,因点着火前送了几个小时冷风 ,

着火后顶温 60℃左右收引的煤气 , 非常成功 ,( 过去的规定，不收引煤气则炉顶不允许装料 )

2011.8.16. 长江南岸的某 1780 高开炉 ,( 离居民区极近 ) 送风的 16 个风口全着火到煤气回收完 ,

只用了 30min, 顶温仅 37-38℃ , 即当时的大气温度。计划要损坏几个布袋箱体，结果没有一条布袋

被粘住。

这几年进步更大了，开炉引煤气在风口着火后 30min 左右。

4 鞍山新型旋风除尘器优于进口设备

专利号：ZL200510073304.1）

自主开发优于进口的旋风除尘器 ,2006 年第一台旋流除尘器用在鞍钢 4 高炉 (2580m3

) 至今，国内

己有数十台投用，炉容在 1000-5100m3 不同级别的高炉上。

除尘效率提高到 85%±。众知的重力除尘器最好的效率最好的是 50%, 提高 35 个百分点。

鞍钢 4 高炉运行 16 年实践表明，完全克服了引进的设备蔽端，效率提高后带来布袋寿命的延长，

设计一年更换的布袋已延至 4 年以上。17 年来也不需维修。

5 高炉干法除尘的防腐技术

高炉煤气采用干法除尘净化后，给企业带来节水、TRT 多发电、提高风温、减少污染等诸多好处。

笔者曾根据实际核算这项技术可降低吨铁成本 12-15 元但同时出现管道被腐蚀的现象 , 某企 2002 年

才有高炉炼铁的钢铁企业 , 至 2013 年因煤气管网腐蚀严重被迫在管道外部采用全线包裹防腐防漏措

施

1) 有的企业采用煤气布袋除尘出口处雾化喷洒石灰水使其生成 CaCl 和 CaSO4,( 在水中沉淀 ),

其后端增设旋流脱水装置 , 水循环使用 , 建个小型沉淀池 , 固体物沉淀回收。以解决后部高炉煤气

管网腐蚀问题。

2) 重力除尘器或旋风除尘器出口至布袋除尘器入口的半净煤气管道上采用喷涂 50mm 的耐材 , 防

止点蚀。

6 炉低噪音煤气压力调节阀

专利号 ZL200820011354.6)

2009 年鞍钢新 5 高炉 (2580m3

) 改造中新开发了一种由一个钟型阀组成，液压驱动无级可调的调

压阀 , 替代传统的调压阀组 , 有调节灵敏 , 精度高 , 炉顶压力波动在 ±1pa, 而传统 3-4 个蝶阀组成

的调压阀组是 ±3pa。

7 高炉大修降料线停炉过程的煤气零排放

2023 年铁前设备维修与节能技术改造交流会论文集

-70- 冶金新视线

1）高炉大修要停炉降料面出残铁：怎么进行炉顶打水、回收煤气、降料面到风口水平面 , 其操

作是同时进行的 , 安全难度大 , 怎么做到煤 100% 回收？

2）盖面焦应当适宜；

3）滴落带以下焦炭中无渣铁，空烧是一种浪费；

4）液面高度的控制和出最后一次铁的时间掌握；

5）中修不出残铁怎么做到煤气零排放；

6）炉顶煤气中现规定 H2 小于 6%, 过去鞍钢规程中 12% ，需重新认识。

8 降低热风炉烟气中的 SO2、NOx 探讨

热风炉烟气中含：粉尘、 SO2、NOx 现状国家标准 ( 这三项目前：20、100、300，超低标准：

10、50、200，mg/m3

) 当前都不超标！但应与时俱进治理：

1) 源头治理最有效，受益面大，众多企业讨论高炉煤气先行脱硫，但 NOx 怎么办？

2) 热风炉燃烧器的优化与研究；

3) 最后才是末端治理。

热风炉烟气含 SO2 和 NOx 监测（1800 高炉）

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冶金新视线 -71-

两座 5000m3 高炉的实测值

9 高炉休、复风炉顶放散的减排

话题并不轻松，但又必须面对设备捡修不应晚上休、复风，不能以罚代管或代改有装料过程煤气

回收工艺装置的借鉴，这件事应当易解决了，笫一步可烧掉，只排 CO2 没上措施前的休、复风时鼓

风量的掌控问题

10 含碳铁和有害杂质尘泥的处理技术

钢铁企业含有害杂质粉尘量在增加（吨钢 2%）钢材积累量增加废钢使用量提升，含锌粉尘增加，

高炉、钢企业和社会的循环富集固废不许外出政策，必须本地消化循环入炉相当慢性自杀

目前处理工艺与方法：

1、转底炉工艺

2、竖炉工艺

3、其它火法工艺和选矿工艺

10.1 应积极探索

转底炉还原金属化球工艺

国外目前最大 50 万吨 / 年生产线

我国大多为处理 20 万吨粉尘 / 年，己数十座，只有马钢是引进的，余全部国产化

金属化率大于 65% 球团矿，加入高炉较好

Tfe=69%±

回收粉尘 Zn 含量 30--50% 以上，可供锌冶炼厂

转底热效率低，但回收蒸气量可观，进一步优化

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-72- 冶金新视线

转底炉工艺 ( 日本，美国、马钢、沙钢、宝武等 )

基本原理

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冶金新视线 -73-

竖炉处理含锌，镍等有害杂志及碳、铁粉尘工艺

蒂森竖炉 75m3 左右，太钢引进建设的 A.B.C 三座炉子类似

炉缸没有死铁层，铁口与憋渣器连通

含碳 (15%) 粉尘用低水泥压块养生固化后装入

产品为铁水直接进高炉，炉渣冲水渣，煤气净化后进企业管网，炉顶粉尘含 Zn 有时高达 50%，宜

用湿法除尘

炉缸寿命较短，最早的只有不足 100 天，炉小易修，现在已大幅提升

可利用淘汰小高炉改造，换发新春。

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熔融还原炼铁工艺 ---HIsmelt 消耗固废法

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HIsmet 熔融还原法是由澳大利亚 CRA 公司与美国 Midrex 公司共同组建公司 (1981-1989) ，1993

年第一炉铁水（年 10 万吨）。山东墨龙公司引进一套，(50000t/ 月 ) 可连续生产，可用低品位矿粉

不用焦炭和人造铁矿块。用粉矿粉煤喷吹燃烧还原。

11 结语

这几项工艺上的节排减排的新技术在鞍钢和一些企业己有应用 , 且取得好效果 , 也不太难 . 提出

来想抛砖引玉 , 把高炉炼铁这一古老工艺做得更精细。

在产能严重过剩和环保压力越来越大的条件下 , 不创新就只有被淘汰。

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中新钢铁 2050 高炉高比例捣固焦生产实践

李国胜

（江苏中新钢铁集团炼铁厂）

摘 要 : 中新钢铁 2050m³ 高炉 2022 年 1 月份采用全顶装焦开炉，开炉顺利达产。迫于钢铁形势倒

逼，生产成本压力，开炉稳定后，高炉逐步减少顶装焦配比，增加一级捣固焦、准一级捣固焦配比。

通过精细化管理、设备稳定保证、平台漏斗布料模式调整，到 2022 年 10 月份，高炉焦炭结构成功

调整为 20%+ 顶装焦 +70% 一级捣固焦 +10% 准一级捣固焦，高炉生产稳定，顺行良好，燃料比成功

控制在 510kg/t 左右。

0 概述

中新钢铁 2050 高炉采用框架式结构。本体采用全冷却壁结构，从炉底开始到炉喉钢砖共 15 段

冷却壁。炉底炉缸区域（风口区以下第 1~3 段）采用光面低铬铸铁冷却壁，风口区（第 4 段）采

用光面球墨铸铁冷却壁。炉腹、炉腰和炉身下部高热负荷区域（第 5~9 段）轧制铜冷却壁，炉身中

部和中上部区域（第 10~14 段）采用镶砖球墨铸铁冷却壁，炉身上部区域（第 15 段）采用倒扣镶

砖球墨铸铁冷却壁，全炉采用全软水密闭冷却方式。炉顶采用 PW 型串罐式旋转溜槽布料方式。配备

AV71-16 风机，风机采用 BPRT 系统。高炉设计铁口 2 个，风口 26 个。

大高炉因其料柱高，有效重量大，对焦炭的强度要求严格，包括机械强度和热强度，对于热强度

的要求更加严格。焦炭在高炉内的骨架作用是其他燃料不可代替，也是无法代替的，基于顶装焦和

捣固焦的本质区别，目前中大型高炉顶装焦一般都在 50% 以上甚至 100% 顶装焦来保证高炉的透气性、

透液性，以确保高炉的稳定顺行。中新钢铁 2050m³ 高炉成功打破常规，将捣固焦配比提升至 80%，

高炉稳定顺行，成本指标受控。本文从顶装焦与捣固焦区别、原料把控、筛分管理、装料制度、热

制度与造渣制度、送风制度、出铁管理几个方面分享经验。

1 顶装焦与捣固焦性能对比

由于制焦工艺的差异及配煤煤种的不同，顶装焦与捣固焦在物理性能、机械性能、热性能方面存

在本质差异。一、捣固焦密度大于顶装焦密度，捣固焦密度能够达到 0.7t/m³, 密度增大将影响焦层

厚度，延长高炉冶炼周期。二、自然条件下捣固焦的粒度一般好于顶装焦，但因其反应后气孔率明

显高于顶装焦，机械强度在 600-1100℃区间已经遭到破坏，块状带内粒度变小厉害，粉末增多。三、

捣固焦抗碱能力低，在高炉内碱性氧化物的作用下，捣固焦反应性将大幅提高，焦炭气孔率增加，

反应后强度变差。实验内做出的关于捣固焦的热性能指标在高炉实际生产过程中可信度不高。

2 原燃料质量的控制

（1）由于捣固焦机械强度在炉身上部 600-1000℃区域因反应性问题而遭到被破坏，将引起块状

2023 年铁前设备维修与节能技术改造交流会论文集

冶金新视线 -77-

带压差升高，另一方进入软熔带形成焦窗的粒度变小，粉末增加，直接影响软熔带透气性，造成

上部压差升高。因捣固焦反应后强度降低，影响料柱的骨架作用，影响滴落带的透气性、透液性，

造成下部下差升高。所以原料要求高品位，综合入炉品位控制在 57% 以上，渣量在 340kg/t 以下，

降低滴落带及炉缸压力，保证下部压差升高幅度甚至不升高；粒度方面减小粒度极差，确保粒度均匀，

烧结转鼓控制在 76% 以上，球团矿转鼓指标控制在 95% 以上，提高块状带透气性，降低捣固焦的负

面影响。

（2）捣固焦因其制焦工艺的原因，抗碱能力低，在高炉内碱性氧化物的作用下，捣固焦反应性

将大幅提高，焦炭气孔率增加，反应后强度变差。控制碱金属入炉含量，降低碱金属对焦炭反应性

的催化作用是关键点之一，配吃捣固焦之前制定碱金属入炉上限 3kg/t。经原料厂核算控制碱金属含

量，烧结矿、球团矿生产成本将大幅上升，炼铁重力灰、布袋灰、炼钢污泥配比降低，精粉成份要

求严格，采购成本上升。高炉只能选择配吃碱金属含量低的块矿，高炉块矿比例长期保持在 18%，高

炉入炉碱负荷成功控制在 2.5kg/t。2022 年 9 月至 2023 年 3 月高炉原料化学成份均值如表 1。

表 1 2022 年 9 月至 2023 年 3 月化学成份均值原料化学成份

原料品种 TFe FeO CaO MgO SiO2 Al2O3 TiO2 K Na R2

烧结 55.8 10.15 10.05 2.00 5.51 2.00 0.11 0.030 0.021 1.82

球团 61.12 2.16 0.69 0.45 7.56 0.78 0.15

Pb 块 62.39 / 0.01 / 3.38 1 0.07 / /

南非块 61.26 / 0.12 / 8.56 1.05 0.05 / /

表 2 2022 年 9 月至 2023 年原料强度指标均值

原料品种 转鼓 抗磨

烧结矿 77.1% 5.2%

球团矿 96.8% 1.3%

（3）我厂高炉配吃的捣固焦厂家多达 5 家，配吃的顶装焦厂家多达 4 家，因不同焦炭厂家焦炭

质量存在差异，进厂数量不稳定，分厂家配吃很难实现。为稳定焦炭质量，在料场焦炭采用平铺直取，

倒垛配吃的方式提高焦炭质量的稳定性。稳定的焦炭质量能够提高高炉的稳定性，促进高炉指标的

优化。焦炭成份及热性能指标如表 3。

表 3 焦炭成份及热性能指标

焦炭种类 厂家 成份 热性能

外水 灰分 挥发分 固定碳 硫 反应性 反应后强度

顶装焦 鑫天正 0.13 12.70 1.43 85.97 0.70 22-25 63-67

中东 0.93 12.68 1.39 86.00 0.70 22-25 63-67

一级捣固焦

沂州 0.12 12.49 1.45 86.15 0.62 22-26 63-67

盛发 0.17 13.01 1.47 85.57 0.68 22-28 62-65

金益德 0.20 12.9 1.44 85.75 0.69 22-28 62-65

隆百融 0.26 13.03 1.40 85.66 0.71 23-27 59-65

准一级捣固焦 龙兴泰 0.34 12.66 1.45 85.99 0.75 24-28 57-61

3 筛分管理

筛分管理是高炉生产过程中的重要环节之一，高炉的“口粮”合不合高炉的口味，原料质量是一

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方面，槽下筛分起着极其重要的作用。我厂主要从筛板选型、给料机速度、排料顺序等几个方面

控制槽下筛分，保证合格物料进入高炉。烧结采用上 6 下 3.5、上 6 下 4 两种型号，上 6 下 4 筛板排

料顺序排在两头，将其布在料面边缘和中心位置，提高边缘和中心的透气性。块矿采用 5*15mm 矩形

孔高弹性聚氨酯筛板，在保证筛分要求的前提下，减少清筛板工作，降低工人劳动强度。焦炭采用

20mm 单层筛板，焦丁比 35-40kg/t，焦丁与矿同步入炉，焦丁布在料头，改善边缘透气性。各种物

料给料速度按照烧结 40kg/s，球团 40kg/s，焦炭 30kg/s，块矿 25kg/s 控制，控制筛板料层厚度。

4 装料制度

高炉开炉之初确定采用平台 + 漏斗的布料模式，依据神网测定的布料轨迹初步确定基础布料矩阵，

炉喉焦层厚度控制在 450-600mm 之间，保证焦窗厚度。经过开炉及开炉后 1 个月的摸索，高炉基础

矩阵基本确定，如表 4。布料制度的调整本着“稳定焦炭平台，调整矿石平台；稳定角度，调整圈数”

这一基本原则，做到稳定焦炭平台，确保漏斗深度，调整矿焦比，使中心、边缘气流合理匹配。

表 4

矿 档位 10 9 8 7 6 5

圈数 3 3 2 2 2 2

焦 档位 10 9 8 7 6

圈数 3 3 3 2 2

逐步增加捣固焦配比过程中，炉况表现为中心气流弱，边缘气流不稳定，风量萎缩，压差升高，

炉体水温差升高，冷却壁壁体温度波动大，煤气利用下降且不稳定，炉况稳定性明显变差，顺行区

间变窄，偶有气流及难行炉况。分析原因：捣固焦反应后强度低，料柱骨架作用降低，下部透气性、

透液性变差，风口回旋区焦炭粒度变小，导致中心气流变差，引起的边缘气流不稳，全压差升高，

风量萎缩。调整思路主要为打开中心气流通路，稳定边缘气流。方法一减小中心矿焦比，疏导中心

气流；方法二减少内环矿石量，降低矿石的滚动效应；方法三缩小布料平台，同时平台外推，保证

漏斗深度。经过不断摸索调整，外环角度外推 1°，焦炭、矿石布料平台缩小 1°，最终形成基础料

制如表 5。

表 5

矿 档位 11 10 9 8 7 6

圈数 3 3 2 2 2 1

焦 档位 11 10 9 8 7

圈数 3 3 3 2 1

5 热制度与造渣制度

逐步提高捣固焦配比过程，物理热与硅素的匹配明显发生变化，相同硅素的情况下铁水物理热呈

下降趋势，通过数据分析，相同硅素条件下，物理热下降约 10-15℃。为应对物理热下降，炉缸热量

储备不足的问题，热制度适当调整，硅素目标由原来的 0.30%，调整到 0.40%。造渣制度以生铁含硫

0.025% 为目标，炉渣二元碱度控制在 1.22±0.02 比较合适。

6 送风制度

随着捣固焦配比的逐步增加，中心气流不畅的问题逐步凸显，送风制度的调整以开中心气流为

2023 年铁前设备维修与节能技术改造交流会论文集

冶金新视线 -79-

主，在保持送风风量不变的情况下，采用调整风口面积方式摸索合适鼓风动能。送风面积由开炉

之初的 0.2811 分四步调整至 0.2584，目前鼓风动能控制在 14500-15800kg.m/s，较原来提高约 500-

800 kg.m/s。

7 出铁管理

增加捣固焦比例使炉缸内焦炭粒度变小，影响炉缸透液性，造成炉前出铁不稳定，铁口假来风现

象增多，渣铁出不净，原有出铁模式不能达到净炉缸的目的，炉缸留存渣铁多，炉缸内液面升高。

为应对以上出现的问题，炉前出铁制度做了调整。（1）缩短出铁间隔，控制在 10 分钟以内；缩小

钻头使用，由原来的直径 55 的钻头调整到直径 50 的钻头，延长出铁时间，改善铁水环流及炉缸透

液性。（2）铁口深度控制在 3.5-3.7m，较正常铁口深度偏深，降低炉缸液面高度。（3）开炉半年

时间调整铁口角度至 10°，降低炉缸渣铁储存量，降低炉缸渣铁液面。

8 经济效益分析

通过采用以上控制手段，在捣固焦配比提高至 80% 的情况下，高炉燃料比仍控制在 510kg 水平，

基本无升高，具体数据如表 6。

表 6

月份 2022-10 2022-11 2022-12 2023-1 2023-2 2023-3

燃料比 508.92 511.82 508.37 512.72 510.26 513.79

目前市场上同级别的顶装焦与捣固焦吨差价在 300-500 元，按照捣固焦配比 80%，高炉日产生铁

6500 吨考虑，焦比 360kg/t, 单高炉日创效 400*80%*6500*360÷1000=748800 元，约 75 万元。

9 总结

（1）提高原料品位，加强筛分能有效降低捣固焦带来的负面影响。

（2）增加捣固焦比例直接影响高炉的气流分布，调整应以疏导中心气流为主，保证中心气流充沛，

适当兼顾边缘气流。

（3）大高炉增加捣鼓焦比例，应时刻注意炉缸热量的变化，上提生铁含硅量，配合以合适的造

渣制度，既能保证炉缸热量充足，又不影响渣铁的流动性。

（4）应对炉缸透液性变差，降低炉缸渣铁液面，延长出铁时间降低出铁速度，减少炉缸渣铁液

面的波动能起到改善作用。

（5）2000m³ 级别高炉鼓风动能控制在 14000 kg.m/s 以上能促进中心气流的打开。

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-80- 冶金新视线

低成本烧结燃料探索及生产实践

薛小毅 惠英 彭元飞

（陕西龙门钢铁有限责任公司 陕西渭南 715405）

摘 要：烧结矿作为高炉炼铁主要原料，其指标直接影响高炉炼铁产质量，因此优化提升烧结矿指标，

确定烧结配矿结构及优化工艺，是优化提升铁前指标的关键环节。固体燃料消耗作为烧结生产的一

项重要指标，不仅体现生产工艺技术水平也直接影响生产成本。烧结过程中，混合料中固体燃料燃

烧所提供的热量占烧结总需热量的 90% 左右。烧结燃料，按形态分固体、液体、气体 。烧结生产使

用的燃料按功能分为点火燃料和烧结燃料。烧结过程中常用的固体燃料主要有煤粉和焦粉、焦面，

烟煤不宜做烧结燃料，挥发分高 。由于燃料的价格受市场价格波动的影响经常发生变化，进购及库

存影响，造成燃料指标性能波动，对烧结生产过程控制及成本控制影响极大。优化工艺技术提升技

术水平，引进新料种及开发环保生物质烧结燃料是降低烧结成本优化指标及改善排放指标的重要措

施。通过工艺优化和引进新料种结构调整实施，对烧结生产固燃指标及成本影响探索研究，经济效

益和社会效益显著，值得同行业参考借鉴。

关键词：指标；生物质燃料；工艺优化；生产实践

1 引言

我公司铁前用燃料种类及供应厂家 10 余种，主要有焦粉、焦面、无烟煤等，受原料进购及库存

影响、配比调整影响，燃料质量波动大影响烧结指标燃料单耗生产成本。通过生产分析及实验研究，

燃料指标是影响烧结燃料单耗及成本的主要因素。本文就引进新料种生产实践分析论证，生物质烧

结燃料使用利于环保控制，优化工艺提升技术水平对降低单耗成本也有用一定的贡献。

2 烧结生产对燃料指标要求

烧结对固体燃料的质量要求是：固定碳高，灰分低，挥发分低，含硫低。灰分高会使烧结料中酸

性脉石增多，进而使熔剂消耗量增加，烧结矿品位降低。挥发分高不仅影响燃烧效率，而且挥发后

会在温度较低的地方冷凝下来，从而恶化料层透气性，被废气带走的部分则粘结在抽风管道、除尘

器内壁、抽风机叶片等处，影响抽风及除尘效率，甚至造成设备事故。一般要求燃料中挥发分低于 5%。

理想的粒度为 0.5-3mm，通常要求为 0-3mm。

燃料粒度过大将带来一系列害处：燃烧带变宽，影响透气性。燃料分布不均，大颗粒周围过熔，

而远处则不能很好烧结。粗粒周围还原气氛强，而无燃料处空气得不到充分利用。布料易产生自然

偏析，大颗粒集中在下部，使烧结料层上下部温差较大，造成上部烧结矿强度较差，下部过熔 FeO

含量高。

然料粒度过小：燃烧速度过快，难以达到所需的烧结温度，同时降低料层透气性，而且过小粒度

2023 年铁前设备维修与节能技术改造交流会论文集

冶金新视线 -81-

的燃料有可能被气流带走。

我厂内控标准

成分标准

总水分 %

分析

水 分

%

灰分 %

分析基 可燃基

固定碳 % 硫 % 发热值

挥发分 % 挥发分 % （Kcal/kg）

≤ 15 ≤ 15 ≥ 83 ≤ 0.8 ≥ 5600

粒度标准

1mm ＜ 3mm ＞ 5mm 水分

≥ 75 ＜ 5 ≤ 15

3 烧结燃料分加技术研究

烧结燃料分加技术是将一部分燃料与烧结混匀矿、返矿、熔剂按配比混合，另一部分燃料在烧

结混合料一次混料结束后加入，目的是使这部分燃料外裹在混合料颗粒的表面，保持燃料有较大的

活性反应面，提高其燃烧速度，优化反应气氛。历史经验数据表明二次配加，配比不得大于总配比

40%。

通过烧结杯试验表明，燃料分加技术可以提高烧结机利用系数 3%～ 8%，燃料消耗降低 0.5～ 1kg/t。

燃料分加技术能降低固体燃耗的主要原因可以改善料层透气性，垂直烧结速度加快，碳充分利用，

燃烧条件改善，碳沿料层方向分布趋于均匀。

实际生产需综合考虑燃料分加比例、配合熔剂分加、燃料粒度等对烧结矿相关技术指标的影响，

优化燃料分加工艺提高烧结机利用系数、降低烧结燃料消耗及工艺设备安装实施，实际现场局限可

行性还需继续探讨。

4 生物质烧结燃料反应性优化研究

生物质能是人类最早利用的能源，其来源广泛，储量巨大而且可以再生。面对矿产资源日益匮乏

的现状，谋求以循环经济、生态经济为指导，坚持可持续发展战略已经成为世界共识，立足保护人

类自然资源和生态环境的高度，充分有效地利用丰富的、可再生的生物质资源十分必要。生物质具

有多功能、多效益的特点使得生物质能源和生物质利用相关研究具有重要的意义。生物质是多种复

杂的高分子有机化合物组成的复合体。其主要化学组成为 : 纤维素、半纤维素、木质素和小部分的

提取物。除此之外，还有少量无机的矿物元素成分 :Ca、K、Mg、Fe，它们经生物质热化学转换后，

通常以氧化物的形态存在于灰分中。生物质能是可再生的清洁能源，应用生物质能替代煤炭类化石

燃料进行烧结，其燃烧产生的 CO2 参与大气碳循环，加之生物质燃料低疏、低氮的特点，因而可从

源头降低烧结 CO2、SO2、NOx 的产生。生物质燃料燃烧后的灰尘及排放指标比煤低，可实现 CO2、

SO2 降排，减少温室效应，有效地保护生态环境。

5 生产实践阶段性研究分析

为降低烧结成本优化单耗指标及改善排放指标，引进新料种进行阶段性生产实验。引进燃料 A 焦

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-82- 冶金新视线

末典型指标如下：

5．1 典型燃料指标

燃料质量（典型值）：

项目 总水分 % 灰分 % 挥发分 % 固定碳 % 硫 % 发热值

A 焦末 14.81 14.58 2.58 82.65 1.01 5541

标准 ≤ 15 ≤ 15 ≥ 83 ≤ 0.8 ≥ 5600

表中可以看出其总水偏高，灰分偏高，含硫偏高，固定碳偏低，发热值偏低。含硫量及发热值不

符合内控标准。

原始粒度（典型值）

项目 ＞ 10mm ＜ 3mm ＞ 5mm ＜ 1mm 水分

A 0.6% 88.5% 78.5% 14.81%

标准 ≥ 75% ＜ 5% ≤ 15%

表中可以看出其＜ 3mm 达标偏高， 符合内控标准。

5．2 阶段性生产实践数据及重点参数对比

第一阶段使用参数指标对比分析

项目

燃料质量 265 生产

总水分 % 分析水 % 灰分 % 分析挥

发分 %

可燃挥

发分 % 固定碳 % 硫 % 焦末

配比

固燃

单耗

烧结矿

FeO

混匀矿

FeO

混焦 10.4 0.48 13.51 2.08 2.42 83.99 0.98 3.6 59.81 9.44 4.96

A 12.87 0.38 14.13 2.49 2.91 83.05 0.97 3.79 65.57 9.45 5.21

对比 2.47 -0.1 0.62 0.41 0.49 -0.94 0 0.19 5.75 0.01 0.25

使用期间（燃料结构 100%），燃料配比 3.79% 较之前 3.60% 升高 0.19%；固燃单耗 65.57kg/t，

较之前 59.81kg/t 涨幅 5.75kg/t。烧结矿 FeO 控制达标 。仓口指标显示变差，燃料配比、固燃单

耗均上升。

成品带粒度组成对比 （%）

区间 ＞ 40 25—40 16—25 10—16 6.3—10 5—6.3 ＜ 5 强度 ＞ 16 平均粒径

使用前　　11.29 22.37 25.23 22.28 12.98 2.02 3.83 74.60 58.89 22.13

使用后　 11.69 21.82 25.55 21.57 12.97 2.13 4.25 74.74 59.07 22.14

对比　　 0.40 -0.55 0.32 -0.71 -0.01 0.11 0.42 0.14 0.18 0.01

使用期间，成品带粒度组成对比＜ 5 ㎜粒级、强度及平均粒径均上升，有益性较大。

第二阶段使用参数指标对比分析（见下页表）

使用期间（燃料结构 100%），燃料配比 4.04% 较之前 3.60% 提高 0.44%，固燃单耗 68.54kg/t 较

之前 62.1kg/t 涨幅 6.45kg/t，烧结矿 FeO 控制稳定 9.26% 较之前 9.26% 下降 0.18%。仓口指标显示

变差，燃料配比、固燃单耗均上升。（见下页表）

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冶金新视线 -83-

项目

燃料质量 265 生产

总水分 % 分析

水分 % 灰分 % 分析挥

发分 %

可燃挥

发分 % 固定碳 % 硫 % 焦末

配比

固燃

单耗

烧结矿

FeO

混匀矿

FeO

混焦 11.7 0.37 13.15 2.02 2.33 84.51 0.92 3.6 62.1 9.44 4.33

A 14.82 0.76 15.24 4.69 3.39 81.87 1.12 4.04 68.54 9.26 3.65

对比 3.12 0.39 2.09 2.67 1.06 -2.65 0.2 0.44 6.45 -0.18 -0.68

成品带粒度组成对比 （%）

区间 ＞ 40 25—40 16—25 10—16 6.3—10 5—6.3 ＜ 5 强度 ＞ 16 平均粒径

使用前　　11.02 21.48 26.17 22.04 13.70 2.11 3.48 74.57 58.67 21.91

使用后　 11.50 21.34 25.89 22.12 13.79 2.02 3.34 74.56 58.57 20.99

对比 0.48 -0.14 -0.28 0.08 0.09 -0.09 -0.14 -0.01 -0.10 -0.92

使用期间，成品带粒度组成对比＜ 5 ㎜粒级、强度及平均粒径均下降，＜ 5 ㎜粒级下降利于提升

成矿率，但强度及平均粒径均下降不利。

5．3 对比常规燃料成分指标

项目 水份 灰分 挥发分 固定碳 硫 发热量

标准 ≤ 15 ≤ 15 ≤ 2.5 ≥ 83 ≤ 0.8 ≥ 5600

煤化 12.60 13.65 2.07 84.31 0.95 5721

中汇 11.82 12.82 1.97 85.20 0.86 5968

海燕 16.77 13.41 2.47 84.09 0.91 5477

黑猫 17.49 13.52 2.50 84.05 0.93 5353

合力 12.02 13.40 2.13 84.42 0.87 5724

天津智联 15.05 14.31 2.27 83.44 1.30 5522

A 16.45 14.82 2.93 82.21 1.06 5394

指标对比 A 均较差，水份、挥发分、固定碳、发热量、硫均超出内控标准。

5．5 除尘灰指标对比

除尘灰

成分 P% S% Pb% Cu% TiO2% MnO% K2O% Na2O% Zn%

使用前 0.041 0.825 2.193 0.475 0.129 0.158 13.846 2.492 0.278

使用后 0.034 0.811 1.796 0.390 0.105 0.113 15.559 2.957 0.261

调整期 0.033 0.940 1.811 0.351 0.085 0.087 16.522 3.058 0.254

对比 -0.008 0.115 -0.382 -0.124 -0.044 -0.071 2.676 0.566 -0.024

对比 -0.001 0.129 0.015 -0.039 -0.02 -0.026 0.963 0.101 -0.007

配料除尘灰

成分 P% S% Pb% Cu% TiO2% MnO% K2O% Na2O% Zn%

使用前 0.102 0.132 0.018 0.021 0.299 0.334 0.146 0.071 0.103

使用后 0.077 0.180 0.021 0.021 0.214 0.229 0.260 0.054 0.118

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调整期 0.091 0.267 0.037 0.019 0.210 0.311 0.373 0.109 0.066

对比 -0.011 0.135 0.019 -0.002 -0.089 -0.023 0.227 0.038 -0.037

对比 0.014 0.087 0.016 -0.002 -0.004 0.082 0.113 0.055 -0.052

环保排放指标对比，主要取除尘灰样进行对比，A 使用期间 S、K2O、Na2O 均较使用前后升高。

结论：

1、A 焦末原始粒度＜ 3mm 占比达到 88%，属于超细焦末，在烧结机使用可不用破碎，其水份、挥

发分、固定碳、发热量、硫均超出内控标准，指标较常规差。

2、使用期间，燃料配比提高 0.19-0.4%、固燃单耗升高 5.75-6.45kg/t。

3、鉴于以上原因停止使用 A 焦末，优化配比及降低成本单耗还需继续寻找新资源引进研究生产

对比。

6 结语

根据市场变化及我厂生产实践引进新型烧结燃料料种优化工艺是降低烧结成本优化单耗指标的重

要措施。

引进新型烧结燃料料种必须全面考虑燃料充分指标及市场变化单价，提升采购及计量体系管理。

燃料分加技术应用试验表明，燃料分加技术可以提高烧结机利用系数 3% ～ 8%，燃料消耗降低

0.5 ～ 1kg/t。但燃料分加技术要充分考虑燃料分加比例、配合熔剂分加、燃料粒度等影响。工艺设

备安装实施，实际现场局限可行性还需继续探讨论证。

新工艺引进研究要结合实际生产综合考虑，生产过程参数变化及流程变更指标变化。

生物质燃料使用，可实现 CO2、SO2 降排，减少温室效应，有效地保护生态环境。重工业污染物

的排放必将导致能源转型，其中生物质能源扮演着重要的角色，经济效益和社会效益还需继续研究

探索。

参考文献

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冶金新视线 -85-

半干法脱硫技术在烧结厂烟气治理中的应用

吴国江 刘宗方 刘品良

( 江苏省苏州市常熟市龙腾特种钢有限公司烧结分厂 )

摘 要：烧结厂是重要的冶金工业单位，其烧结过程中产生的烟气中含有大量的二氧化硫（SO2）等

有害气体，对环境造成严重污染。半干法脱硫技术作为一种有效的烟气治理方法，在烧结厂中应用

具有重要意义。本论文旨在研究半干法脱硫技术在烧结厂烟气治理中的应用情况，并评估其在降低

SO2 排放和改善环境质量方面的效果。

关键词：半干法脱硫；烧结；烟气治理；应用

1 背景介绍

在燃煤发电行业中，烟气中的二氧化硫（SO2）是一种常见的污染物，对环境和人体健康造成严

重影响。为了减少烟气中的 SO2 排放，脱硫技术成为烧结厂烟气治理的重要手段之一。半干法脱硫

技术作为一种成熟的脱硫技术，具有高效、节能、运行稳定等优点，逐渐在烧结厂烟气治理中得到

广泛应用。

烧结厂是冶金行业中的重要环节，烟气中含有大量的 SO2 等有害气体。这些有害气体不仅会造成

大气污染，还可能对周围环境和人体健康造成潜在威胁。因此，烧结厂烟气治理是保护环境、改善

空气质量的重要任务。

半干法脱硫技术通过引入适当的脱硫剂，在烧结厂烟气中发生化学反应，将 SO2 转化为可排放或

可回收利用的物质。该技术具有较高的脱硫效率，能够达到国家排放标准要求，并且对烧结工艺的

影响较小。

2 烧结厂烟气中的二氧化硫排放

2.1 烧结过程和烟气产生

烧结是一种将细粉状的铁矿石和其他添加剂通过高温热处理转化为块状矿团的冶金工艺过程。烧

结过程主要包括配料、烧结、冷却和矿石分级等步骤。

首先，在配料阶段，将铁矿石、焦炭、燃料和烧结助剂等物料按一定比例混合，形成烧结矿料。

然后，矿料被输送到烧结机上的烧结炉中进行高温热处理。在烧结过程中，矿料在烧结机中逐渐

升温，矿石表面开始熔化，并与燃料中的碳反应，释放出大量的热量。同时，矿石内部的水分和有

机物质逐渐蒸发和燃烧，产生大量的烟气。

这些烟气包含了多种组分，其中二氧化硫（SO2）是主要的污染物之一。二氧化硫的产生主要来

自矿石中的硫化物，在高温条件下与氧气反应生成。此外，烟气中还可能含有氮氧化物、颗粒物、

重金属等其他污染物。

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最后，在冷却和分级过程中，烧结矿团被冷却并经过机械分级，得到不同颗粒大小的烧结矿。同时，

烧结过程中产生的烟气经过除尘设备进行处理，以去除其中的颗粒物和固体杂质。

2.2 二氧化硫排放的环境和健康影响

烧结厂烟气中的二氧化硫（SO2）排放对环境和人体健康产生广泛的影响。以下是对其环境和健

康影响的说明：

1. 空气质量污染：二氧化硫是大气中的主要酸性气体之一。排放到大气中的二氧化硫与水蒸气

反应生成硫酸雾，导致大气中的颗粒物增加。这些细小颗粒物（PM2.5 和 PM10）能够悬浮在空气中

并被人体吸入，对呼吸系统产生刺激和损害，导致呼吸道疾病的发生和加重。

2. 酸雨形成：二氧化硫排放可与大气中的水蒸气和氧气反应生成硫酸，进而与大气中的水蒸气

形成硫酸雨。酸雨的降落对土壤、水体和植被造成严重的腐蚀和污染，破坏生态系统的平衡。

3. 呼吸系统健康问题：吸入含有二氧化硫的烟气可对人体呼吸系统造成刺激和损害。长期接触

高浓度的二氧化硫可导致气道炎症、支气管收缩和气道阻塞，增加哮喘、慢性阻塞性肺疾病和呼吸

道感染等呼吸系统疾病的风险。

4. 环境生态影响：二氧化硫的排放对生态系统也有不可忽视的影响。硫酸雾和酸雨的形成对土

壤中的营养物质和微生物活动产生不利影响，抑制植物的生长和发育。水体受酸雨污染后，水生生

物的存活和繁殖能力也会受到损害。

3 传统脱硫技术的不足

3.1 干法脱硫技术

干法脱硫技术是一种将烟气直接与固体脱硫剂接触，通过化学反应将二氧化硫转化为可排除的固

体废物的方法。然而，干法脱硫技术存在以下不足之处：

- 低脱硫效率：干法脱硫技术对烟气中的二氧化硫去除效率较低，尤其是对于低浓度的二氧化硫

排放，其脱硫效果明显不如湿法脱硫技术。

- 高能耗：干法脱硫过程中，通常需要对脱硫剂进行再生或回收，这涉及到高温高压的操作，消

耗大量能源，增加了设备和运行成本。

- 产生大量固体废物：干法脱硫技术在脱硫过程中产生大量固体废物，需要进行后续处理和处置，

增加了处理的复杂性和成本，并对环境造成一定的负面影响。

3.2 湿法脱硫技术

湿法脱硫技术是一种将烟气与液体脱硫剂进行接触，利用化学反应将二氧化硫转化为可溶解或可

排除的废物的方法。然而，湿法脱硫技术也存在一些不足之处：

- 高耗水量：湿法脱硫技术在脱硫过程中需要大量的水作为溶液进行脱硫反应，导致耗水量大，

可能对水资源造成一定压力。

- 高处理成本：湿法脱硫技术需要配备酸碱等化学药剂，而这些药剂的采购和处理成本较高，增

加了烧结厂运行成本。

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- 产生废水和废液：湿法脱硫技术在脱硫过程中产生大量废水和废液，需要进行后续处理和处置，

增加了处理的复杂性和成本。

4 半干法脱硫技术的优势和适用性

4.1 原理和工作流程

半干法脱硫技术是一种介于干法脱硫和湿法脱硫之间的脱硫方法，结合了二者的优点。其原理是

在烟气中添加适量的水分，使脱硫剂以湿润的形式与烟气接触，通过化学反应将二氧化硫转化为可

排除的固体或溶解的废物。

工作流程一般包括以下步骤：

1. 烟气预处理：通过除尘设备对烟气中的颗粒物进行去除，确保脱硫剂的有效接触。

2. 脱硫剂喷射：将适量的脱硫剂以喷雾形式喷射到烟气中，与二氧化硫进行反应。

3. 反应和吸收：在脱硫剂的作用下，烟气中的二氧化硫与脱硫剂发生反应，转化为可排除的固

体或溶解的废物。

4. 分离和收集：经过反应后，固体或溶解的废物通过除尘设备进行分离和收集，脱硫后的烟气

排放到大气中。

4.2 优点和适用范围

半干法脱硫技术具有以下优点和适用范围：

- 较高的脱硫效率：半干法脱硫技术能够在保持较高脱硫效率的同时，相比于干法脱硫技术，减

少了固体废物的生成量。

- 适用范围广：半干法脱硫技术适用于不同规模和类型的烧结厂烟气治理，可针对不同二氧化硫

浓度和排放条件进行调整和优化。

- 较低的能耗和成本：相对于湿法脱硫技术，半干法脱硫技术在能耗方面更为节约，同时降低了

化学药剂和废物处理的成本。

- 减少废水排放：相对于湿法脱硫技术，半干法脱硫技术在脱硫过程中产生的废水量较少，减轻

了对水资源的压力。

5 半干法脱硫技术的工作原理和关键步骤

5.1 烟气预处理

烟气预处理是半干法脱硫技术中的第一步，旨在去除烟气中的颗粒物，确保脱硫剂与烟气充分接

触。常用的烟气预处理方法包括静电除尘器、电除尘器、布袋除尘器等，通过这些设备将烟气中的

颗粒物进行去除。

5.2 半干法脱硫反应过程

半干法脱硫技术的关键步骤是脱硫反应过程。在该过程中，适量的脱硫剂以喷雾形式喷射到烟气

中，与烟气中的二氧化硫发生化学反应。脱硫剂可以是氢氧化钙、氢氧化钠等，其作用是将二氧化

硫转化为可排除的固体或溶解的废物。

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5.3 除尘装置

在半干法脱硫技术中，除尘装置的作用是将反应后的固体或溶解的废物与烟气进行分离和收集。

常用的除尘装置包括电除尘器、布袋除尘器等。通过这些装置，可以有效地将脱硫产物与烟气分离，

确保脱硫后的烟气排放达到环保要求。

5.4 脱硫产物处理

脱硫产物处理是半干法脱硫技术中的最后一步。根据产生的废物性质，可以采取相应的处理方法。

对于固体废物，可以进行固体废物处理，例如进行填埋或焚烧处理。对于溶解的废物和废水，需要

进行相应的处理和处置，确保符合环境保护的要求。

总体而言，半干法脱硫技术的工作原理是通过脱硫剂喷雾与烟气中的二氧化硫发生反应，将其转

化为可排除的固体或溶解的废物。关键步骤包括烟气预处理、脱硫反应过程、除尘装置和脱硫产物

处理。通过这些步骤的协同作用，可以实现对烧结厂烟气中二氧化硫排放的有效控制和治理。

6 半干法脱硫技术在烧结厂烟气治理中的应用前景和发展趋势

6.1 技术改进和创新

半干法脱硫技术在烧结厂烟气治理中具有广阔的应用前景。未来的发展趋势将聚焦于技术的改进

和创新，以进一步提高脱硫效率、降低能耗和减少废物排放。

在技术改进方面，可以通过改良脱硫剂的配方、优化喷射系统和提高反应效率等手段来提高脱硫

效率。同时，研究开发更高效的除尘装置和废物处理技术，以进一步改善烟气处理系统的整体效能。

此外，应注重半干法脱硫技术与其他脱硫技术的结合，形成多技术联合治理的整体解决方案。例如，

结合干法脱硫和半干法脱硫技术，可以在脱硫效率和能耗方面取得更好的平衡。

6.2 环境法规和政策的影响

环境法规和政策对于半干法脱硫技术在烧结厂烟气治理中的应用具有重要影响。随着环保要求的

不断提高，烧结厂需要采取更为有效的措施来控制二氧化硫的排放。政府对于环境保护的支持和监

管力度的增加将促使烧结厂采用更先进的脱硫技术，包括半干法脱硫技术。

6.3 可持续发展和经济效益的平衡

半干法脱硫技术在烧结厂烟气治理中的应用不仅可以实现环境保护，还具有经济效益。随着能源

和环境压力的增加，烧结厂需要在可持续发展和经济效益之间找到平衡点。半干法脱硫技术以其较

低的能耗、适应性广和较低的运行成本等特点，可以满足烧结厂的需求，并在经济效益上具备竞争

优势。

因此，半干法脱硫技术在烧结厂烟气治理中的应用前景广阔。通过技术改进和创新、环境法规和

政策的支持以及可持续发展和经济效益的平衡，半干法脱硫技术将持续发展，并在烧结厂烟气治理

领域发挥重要作用。

参考文献

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龙钢 400 ㎡烧结机料面优化攻关实践

贾柯亮 吴战林 彭元飞

( 龙钢公司炼铁厂 陕西 韩城 715405)

摘 要 : 近几年，龙钢 400 ㎡烧结机逐步实施厚料层烧结生产，随着料层厚度的增加，料面控制难度

加大，导致生产操作频繁调整，本文主要介绍了该厂针对烧结料面优化提出的一系列改造措施以及

取得的成效。

关键词 : 烧结机；料面优化

1 前言

料面控制是烧结生产过程中极其重要的环节，工艺要求布料操作时应满足规定的料层厚度和合理

的偏析效果，料面平整无拉沟。现代烧结生产广泛使用梭式布料器 - 缓冲矿槽 - 圆辊给料机 - 多辊

布料器联合布料装置进行布料，布料效果的好坏直接影响点火效果、烧结速度、终点位置的变化，

从而增加表层烧结矿层返矿量，形成台车的“边部效应”，降低烧结矿产质量。

2 面临的生产现状

龙钢 400 ㎡烧结机于 2018 年 3 月系统中修后将台车栏板加高至 800mm，料层厚度由 750mm 增加

到 820mm，逐渐实现了厚料层烧结生产技术升级，至 2020 年 12 月，该厂又逐步将台车栏板加高至

900mm，料层达到 920mm。随着料层厚度的增加，料面控制难度加大，通过提高岗位人员操作技能水

平、加强工艺纪律检查等措施后，料面基本能够达到平整，但人员劳动强度明显加大，布料操作需

要 2 人不断调整，返矿量增加、固燃升高的趋势没有较大改观。为了改善这种现状，该厂采取一系

列措施进行了料面优化攻关。

3 针对料面优化采取的措施

3.1 减轻缓冲矿槽粘料

烧结机混合料缓冲矿槽是烧结生产中储存物料的重要设备，衔接了物料输送系统与布料烧结环节，

对物料的连续输送起到一定缓冲作用，保证了烧结生产的连续性。龙钢 400 ㎡烧结机矿槽由于设计

缺陷，频繁出现仓壁粘料，甚至被迫停机来清理粘料（如图 1），严重影响烧结生产的连续性和布料

的均匀稳定性，进而造成大面积缺料、台车边缘欠料、料面起伏不平等情况。（见下页图 1）

改造过程分为三步进行：首先，拆除原矿槽附带的疏堵机，杜绝了因疏堵机故障而造成的粘料隐患；

其次，在原矿槽内壁全部贴陶瓷衬板，四角用钢板进行封堵，并做弧面处理，减轻了仓体四角粘料

的问题；最后，将仓体外部安装的的四个面共 8 个空气炮增加至 16 个，上下两排每面 4 个，增加作

用面积，可由电脑自动控制或现场手动控制，处理仓壁粘料效果良好（如图 2）。改造后的混合料缓

冲矿槽有效容积较之前增加，储存物料能力提升，缓冲作用加强，料位控制更加稳定，布料效果得

2023 年铁前设备维修与节能技术改造交流会论文集

冶金新视线 -91-

到了很好的改善。

图 1 改造前 图 2 改造后

3.2 安装联合布料器

龙钢 400m2 烧结机台车布料控制系统为扇形阀 + 合页门结构，均为人工操作调整，由于调整距离

滞后、人员技术水平及精心程度等因素影响，实际料面频繁出现超、欠料现象，不仅影响整体点火

效果的一致性，同时也导致烧结矿中偶尔出现夹生料的现象，引起机尾红层欠均匀，返矿量不稳定。

2021 年 11 月 -12 月利用系统检修时间对台车布料控制系统进行改造，安装联合布料器（图 3），

实现了自动化布料，减少了人工操作造成的生产过程波动，料面持续平整，机尾红层均匀、烧结终

点一致。料层厚度从 920mm 提升到 930mm，烧结机负压提高 0.3MP，台车两侧撒料情况减少，内返量

明显下降。

图 3 安装联合布料器

3.3 压料辊改造

在生产过程中，一般要对经过布料后的烧结料面进行优化处理，以获得所需的的料层透气性和料

面平整度，从而提高点火效果，使风量沿烧结机台车宽度方向趋于一致 , 减轻台车“边部效应”，

提升风机抽风效率。压料辊作为强化料面的装置，其工作原理是利用自身重力对烧结料面进行压实、

平整。龙钢 400 ㎡烧结机一直采用的是一体式压料辊，由于设备自身重量及点火炉高温的影响，容

易出现压料辊卡滞的情况，不但丧失了原本的功能，还会带来反作用，造成料面拉沟。

该厂技术人员通过调查研究，提出变一体式压料辊为分体式的改造方案。通过将现有一体式压料

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辊改为一长两短的三段式叠加布局，并根据各段压辊的长短制作调节支架（如图 4）。改造后的

压料辊不再出现卡滞现象，转动灵活；而且还可以通过调节支架的调整来获得实际生产所需的压实度，

促进料面平整以及合理偏析，台车“边部效应”得到有效抑制。

3.4 增设料面喷吹蒸汽装置

为保证台车上所装的生料全部烧透，需要为垂直烧结过程提供足够的燃烧时间和热量，保证烧结

料在台车上有足够的时间使垂直烧结充分反应。增强空气与料层之间热交换有两种办法：一种是增

加料层吸入的空气量，可以通过增加混合料的透气性，增加风量来实现，此种方法存在瓶颈，并且

龙钢 400 ㎡烧结机两台主抽风机均已全频运行，此种方法不易实施；另一种办法是提高空气比热，

该方法可以通过增加烧结料面喷吹蒸汽来实现（如图 5）。

图 4 三段式压料辊

图 5 料面喷吹蒸汽

烧结面蒸汽喷吹装置是该厂拥有自主知识产权的实用新型专利技术，其主要工程量是铺设 11 排

蒸汽管道至烧结机中后段料面，对烧结料面实施蒸汽喷吹，优化烧结过程气氛控制，使烧结反应更

加充分，一是有利于减缓和减少表层烧结矿过快冷却带来的粉化现象；二是喷吹热蒸汽可以提高抽

风温度，减少冷风对烧结过程的不利影响。除此之外，碳和水在高温状态下发生化学反应生成助燃

气体 CO 和 H2，促进烧结过程的进行，能够缩短生料在台车上的烧结时间，提高垂直烧结速度，降

低燃料消耗。

4 产生的效果

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经过一系列工艺技术改造措施的实施，料面控制得到进一步优化，为厚料层生产操作、各项生产

参数优化提供了有利条件，400 ㎡烧结机小时上料量由 880t 提高至 900t，料层控制在 930mm，矿槽

清料周期延长 15 天，烧结内返比例由 25.46% 降至 23.51%。表 1 是实施料面优化攻关前后部分烧结

参数、指标的对比变化。

表 1 攻关前后部分参数指标对比

参数指标 攻关前 攻关后 对比

（2021.01-2021.03） （2022.01-2022.03）

上料量 ,h/t 880 900 20

料层厚度 ,mm 920 930 10

矿槽清料周期 ,d 25 40 15

利用系数 , t/ ㎡ •h 1.46 1.55 0.09

固燃消耗 , kgce/t 41.84 40.53 -1.31

内返占比 ,% 25.46 23.51 -1.95

返矿率 ,% 26.71 25.64 -1.07

5 结论

①龙钢 400 ㎡烧结机通过减轻缓冲矿槽粘料、安装联合布料器、改造压料辊、增设料面喷吹蒸汽

装置等措施，矿槽清料周期得以延长，料位控制更加稳定，混合料布料效果得到了很好的改善，布

料偏析趋于合理；烧结料层透气性可根据生产需要进行调节；料层控制和料面平整度大幅提升，有

效减少表层烧结矿返矿量，料面优化攻关成效显著。

②料面控制优化之后，有效减少了料面波动对烧结过程的影响，改善了烧结生产条件，烧结矿产

质量明显提升，固燃下降，各项技术质量指标均不同程度得到改善，有利于烧结机产能的正常发挥。

参考文献

[1] 张汉泉等 .《烧结球团理论与工艺（第二版）》[M]. 化学工业出版社，2018.

[2] 冯二莲等 .《现代烧结生产实用技术》[M]. 山西兴达科技出版社，2018.

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龙钢 265 ㎡烧结机提升料温生产实践

贾柯亮 杨继武 吴超翔

( 陕西龙门钢铁有限责任公司 陕西 韩城 715405)

摘 要：为了满足冬季生产需要，陕钢集团龙钢公司炼通过熔剂配加方案调整、增加热水及蒸汽预热

设施、皮带走廊密封以及皮带机包裹等措施，逐步实现了 265 ㎡烧结机混合料温度的提升，减轻了

烧结过程中冷凝与过湿的影响，有效改善了烧结料的透气性，对提高烧结机利用系数、提升烧结矿

产质量起到了明显效果。

关键词：混合料温度；预热；烧结

1 前言

众所周知，混合料温度是制约烧结生产的一个重要因素，如果料温达到露点（60-65℃）以上，

就可以显著减少料层中水蒸气冷凝形成的过湿层，在烧结过程中，下部烧结料不但不会产生过湿现象，

反而可以使混合料干燥而降低其含水率，有效降低过湿层厚度和过湿层对气流的阻力，改善料层透

气性，垂直烧结速度加快而显著提高烧结机生产效率。陕钢集团龙钢公司地处关中地区北部，冬季

天气寒冷，最低气温可达 -15℃以下，导致该厂烧结混合料温度持续偏低，严重影响生产过程的稳定

性，制约烧结产能的有效发挥。

据统计 2019 年 -2021 年冬季（本文中的“冬季”特指 12 月、1 月、2 月）混合料平均温度仅有

54℃左右。因此，该厂针对提高混合料温度采取了一系列措施，如：熔剂配加方案调整、返矿及一

次混合机加热水、二次混合机加蒸汽预热、台车布料加蒸汽预热、皮带走廊密封并通暖气、皮带机

包裹保温等，使混合料温度大幅度提高，料层透气性得到明显改善，为厚料层操作创造了条件，促

进了烧结矿产质量提高和能耗降低。

2 主要措施

影响混合料温度的主要因素包括：环境温度、内部自循环返矿温度、生石灰质量及消化放热、蒸

汽预热装置的热效率、以及混合制粒时的水温等。为了提高混合料温度，该厂主要从以下三个方面

采取了措施：

2.1 熔剂配加方案调整

为降低烧结成本，在气温较高的 4-10 月份该厂在混匀矿中加入高钙石粉，进入冬季后，取消

原料配加高钙石粉，改为烧结配料仓配加生石灰 , 生石灰是石灰石经高温煅烧后的产品，主要成分

是 CaO。当生石灰遇水后，发生消化反应生成消石灰，同时放出大量热量来预热混合料。同时含有

Ca(OH)2 的混合料小球粘结力强，亲水性好，在烧结过程中热稳定性良好，可抵抗干燥过程中的破

坏作用，同时可抵抗过湿现象的影响，减少或消除过湿层冷凝现象，改善料层透气性。

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2.2 一段皮带走廊密封并通暖气、皮带机包裹保温

由于该厂所处地区冬季气温低，且混合料从二次混合机出料口到宽皮带布料点距离较远，查阅历

史记录统计后对比，发现料温损失较大，虽然气候环境是不可改变的，但是通过皮带走廊彩钢密封、

架设暖气管道来提高环境温度、通过皮带机彩条布包裹防止热量流失、尤其是将宽皮带包裹后料温

损失大幅度减小，保温效果明显。

2.3 混合料预热

265 ㎡烧结机在 2021 年 11 月底逐步实现热水、蒸汽预热混合料，主要分为四段加入，及返矿仓、

混合机、制粒机、布料点。其预热方法和效果如下：

（1）返矿仓加热水预热，用热水将返矿润湿加热，以提高料温、改善制粒效果，但因加水量小

以及保温效果不佳，因此其提高料温的作用相对弱一些。

（2）混合料在混匀过程中，需要在混合机内加水润湿，以增强混匀制粒效果，改善烧结物料的

透气性。混合机加热水预热，先用蒸汽将水加热至 80℃以上，再添加到混合机中，这部分补加热水

量较大，且与生石灰反应放热产生热量，提高料温作用明显。

（3）二次混合机通蒸汽，在距离滚动的混合料适当位置加设蒸汽喷头。蒸汽从喷头喷出形成高

速蒸汽射流，将热量传给烧结混合料，不但起到保温和再次预热混合料的作用，从生产过程来看，

制粒效果明显变好。

（4）布料点加设蒸汽管预热，由于预热是在点火炉前进行，预热后随即进行烧结，因此热量损失少。

3 产生的效果

经过一系列工艺技术改进措施的实施，使混合料温度不断得到提高，2022 年 2 月混合料温度平均

可达到 61.9℃。由于混合料温度的不断提高，为烧结厚料层操作、优化各项生产参数提供了有利条件，

目前 265 ㎡烧结机料层厚度由 850mm 提高至 930mm，混合料粒度＞ 3mm 达到 68% 以上，烧结机利用系

数达到 1.42t/ ㎡·h，R 稳定率 92.42%，表 1 是近两年冬季历史同期部分烧结参数、指标变化。

表 1 烧结部分参数、指标对比（近两年同期数据）

时间 混合料温度℃ 利用系数 t/ ㎡·h 平均日产 t R 稳定率 %

2019.12 48.1 1.12 7214 81.60

2020.01 48.9 1.16 7494 85.74

2020.02 48.6 1.17 7558 90.00

2021.12 51.9 1.34 8623 92.55

2021.01 57.7 1.39 9027 89.88

2022.02 61.9 1.42 9106 92.42

4 结论

（1）龙钢公司 265 ㎡烧结机通过返矿加热水、熔剂配加调整、蒸汽预热、密封保温等措施，混