烧结漏风率检测与措施.docx
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烧结漏风率检测与措施
烧结漏风率检测与措施
内容摘要面对目前绝大部分钢厂在烧结过程中存在漏风严重的情况，详细的阐述了烧结过程中漏风的相关原因，介绍了漏风率的检测方法，并从中分析出一些不足，提出了相应的解决办法。
关键词烧结机漏风率密封
1、前言
在冶金行业中，烧结生产是一个十分重要的原料制备工序，烧结生产的产品质量和效率直接影响着高炉炼铁生产的质量和效率。
目前，国内有关单位在优化烧结生产、提升技术装备档次和水平等方面进行了积极的探索，并取得了明显的效果。
不过，从适应钢铁生产技术进步不断加快的形势出发，从全面提高整个烧结生产技术装备水平的现实出发，我们还有很多工作要做。
其中烧结过程中的漏风更是普遍存在，据统计国内烧结机的漏风率一般都达到60%之高，制约了生产能力的进一步提高，同时还提高了生产的成本。
使得烧结能耗变的很大，有70%到80%的能耗消耗在了主抽高压风机上。
在现实中我们通常用漏风率来表示烧结机的漏风程度。
所谓漏风率是指漏风量与抽风之比。
一般漏风点多在烧结机首部、机尾、滑道、台车之间，除尘器和抽风管道之间目前，国内测定漏风的方法有：
废气分析法、密封法和料面风速法等。
烧结过程之所以能够不断地进行下去，主要是依靠混合料燃料在空气中提供热源来保证的。
因而风量对于烧结生产的产品质量是具有重要意义的。
2、导致漏风的原因
（1）由于运行的设备不能与固定滑道很好接触、台车与台车之间和档板与档板之间以及台车箅条与挡销之间存在的缝隙，造成了40％以上的严重漏风；
（2）烧结料层的透气性较差，特别是烧结过程中的热态透气性较差，这一点可以通过风箱负压接近或略高于风机设计值得到证明；
（3）烧结生产的大量热废气随着烟囱白白跑掉，造成了热源的100%浪费；
（4）管道、风箱的磨损以及烟道卸灰阀的漏风、占漏风率的5%到10%；
3、烧结系统各部位漏风的检测
烧结烟道中的气体包括点火燃烧的废气、烧结过程中燃烧出的废气和漏风三大部分。
主要成分有：
CO2、O2、CO、SO2、N2；其中空气的主要成分为CO2、O2、H2O、N2等。
所有的这些气体成分中，O2含量的在线检测技术相对比较成熟，在国外的使用也比较的广泛，因此，可以通过检测O2的含量来检测管道烧结机等设备的漏风率。
氧气的含量与烧结漏风率的关系如下：
=O2烟
V废*O2废+V空*O2空
V度+V空
=Lf
V空
V度+V空
由这两个公式换算可得：
O2烟-O2废
O2空-O2废
其中：
V废——点火燃烧的废气和烧结燃烧废气的体积
V空——漏风进入大烟道的空气体积
V烟——大烟道中气体的体积
O2废——点火燃烧废气和烧结燃烧废气中的氧气含量
O2烟——大烟道气体中的氧气含量
O2空——漏风进入大烟道的空气中的氧气含量
Lf——漏风率
这种测量方法是采用的氧化锆探头的分析仪进行相关测量的，即使用氧化锆元件在漏风地点前后测量，将测得的数据传输到电脑中，通过烟道废气中的含氧量变化反应出烧结机的控制现状。
设备的安装（见图1）：
图1含氧分析仪的安装接线图
下面是日本某烧结厂烧结机漏风率检测的结果，其氧浓度相差达1.8%，由此可推出漏风率达16.8%。
（见图2）
显然漏风率能达到16.8%，体现出了国外发达国家对漏风的控制及治理改造以达到相当高的水平。
对于国内相关企业而言，要想治理烧结漏风难度很大，而且耗资巨大，面对这样的现象，现结合相关企业的实际情况，从尽量节约改造经费又能达到很好的漏风控制力度出发，设计了相关的改造方法。
图2日本某烧结厂烧结机漏风检测结果
4、烧结漏风综合治理改造方案
相关基本措施如下：
（1）风箱端部密封采用全金属结构的密封装置；
（2）烧结机台车密封与滑道之间主要采用智能润滑装置生成的油膜来减少漏风；
（3）风箱箱体与横梁、纵梁的结合处采用新型金属石墨垫板密封；
（4）对台车自由滑道进行了改进，在滑道中增设一薄钢垫及O形圈，防止漏风；
（5）固定滑道与纵梁结合处增涂一种耐温滑道胶，侧边加挡风板；
（6）提高烧结台车制造精度及装配精度以减少台车之间的漏风。
以上基本措施虽然可以达到一定的效果，但是始终不是长远之计，下面将结合生产的实际，对一些新技术进行相关的分析和运用。
（1）高效回收与利用烧结过程余热资源，可将烧结矿冷却废气循环到烧结机上，将热源用于烧结、点火或者预热混合料等，实现热能综合利用；
（2）采用烧结机全屏蔽漏风治理技术；
（3）取消现有烧结机头尾密封装置，利用全金属柔磁性密封技术，实现烧结机头尾部动态柔性线密封和面密封。
该技术在新兴铸管、山西海鑫、承德新新钒钛、山东潍坊振兴焦化等多家冶金企业应用，收到良好效果。
4.1烧结矿冷却废气高效回收与利用烧结过程余热资源
烧结冷却废气的废热利用
钢铁工业是国民经济中的耗能大户，烧结能耗一般占企业总能耗的10%以上，仅次于炼铁。
烧结矿的物理热（温度600-800℃，占烧结过程热耗1/3以上。
在烧结矿冷却过程中转化为废气的湿热，冷却废气的温度为50~350℃，大型烧结机小时排气量在数十至数百万
以上。
冷却废气的显热和可能被回收的部分都是钢铁企业排放的废热中最大的部分，这是废热回收利用的重点。
冷却废气属于中低温热源，其中中温部分（温度300℃左右）的开发技术比较成熟，在烧结厂中用作点火器的助燃风，生产蒸汽或余热发电等；低温部分（温度200℃左右）一般排入大气，尚未在工业生产中利用。
冷却废气废热的开发利用
某新烧结分厂装备有两台300M²的烧结机,每台环冷机装置一台260M²的鼓风环式冷却机，环冷机风系统配置（如图3所示）。
热烧结矿经冷却后温度降到100℃，空气被加热至50~350℃（即冷却废气）冷却废气由坏冷机上的三个烟囱排放,其温度（如图4所示）。
图3环冷机风系统配置图
图4鼓风环冷机各风机烟气温度
新烧结分厂冷却废气的废热利用（如图5所示）。
每台环冷机鼓入的风量为93万M³/h，（运转3台风机）124万M³/h,（运转4台风机）,系统的漏风率为50%,冷却废气量为45~60万。
冷却废气中的中温部分（温度300℃左右）约占1/4~1/3,即为10~15万M³/（台·h）或15~20万M³/（台·h）用于余热锅炉生产蒸汽。
冷却废气的低温部分（200℃以下）其量35~45万M³/（台·h），其中可能利用的（200℃左右）为20~25万M³/（台·h）或25~40万M³/（台·h），其热量为40~50G
J/（台·h）开发利用这一部分废气来解冻物料和热风烧结;其余部分由3号烟囱排入大气。
图5冷却废气热量利用示意图
低温废气热风循环烧结流程
通过实验结果表明：
热风烧结的热效率随热风温度升高而降低，适宜的热风温度为200~300℃，适宜的送风时间占烧结时间的1/3。
据此确定了（如图6所示）的低温废气热风烧结流程，即引风机将环冷机三段废气，通过热风管道系统送到烧结机台车上面的热风罩内，向料面供应废气，主风机再将其吸入料层之中进行烧结。
废气的物理热可补充烧结料上层的热量不足，使烧结饼上下层温度趋于均匀，烧结矿质量得到改善。
图6低温废气热风烧结流程
4.2采用烧结机全屏蔽漏风治理技术（相关图片如下）
全屏蔽顾名思义就是把烧结机进行包装密封处理，这里不详细分析阐述。
4.3全金属柔磁性密封技术
头尾全金属柔磁性密封装置技术原理图（见图7）是：
在机头、机尾密封盖板上设有磁性吸附块，通过磁力线的作用，密封盖板上吸附粉尘或积料。
使盖板与台车之问存在着柔性密封层。
消除了由于台车底梁发生变形而存在的间隙：
其中所述密封盖板与密封箱体外部连接处设有弹簧连接板。
形成柔性密封连接，当盖板在台车和弹簧作用下，进行上下移动时，弹簧板也发生变形，与盖板同步，达到了密封效果
台车全封闭多级磁力密封技术的机理是将烧结机风箱座下部起用钢板把台车两侧全部屏蔽起来。
栏板上部安装活动式密封上盖板。
在负压的作用下紧贴台车挡板上沿形成一道密封：
在台车挡板里侧设有磁性密封板插在台车料面又形成一道密封：
磁性密封板吸附大量的粉层再次形成一道柔性密封。
台车进出口端面采用三道插板密封，达到了对台车体和滑道漏风的综合治理。
综上所述由此可见，烧结机头尾密封采用全金属柔磁性密封装置，实现烧结机头尾部动态柔性线密封和面密封；烧结机本体采用全屏蔽漏风治理技术，它是将台车挡板及轨道、滑道等漏风部位全部置于密封罩之下。
实现了烧结机从台车、挡板、插销和台车滑道漏风的综合治理。
以上两项密封技术是烧结行业漏风治理的一个突破。
而且，由于该技术不是从传统意义上治理漏风的，对烧结机台车要求不高，故可延长台车的使用寿命。
正常时一套台车的使用寿命为3～4年。
应用该技术后。
台车的使用寿命可延长2年，按每套台车540万元计，可直接降低设备费用为270万元。
图7全金属柔磁性密封装置技术原理图
5、结语
由此看来，降低漏风率是烧结生产增加产量、降低成本、增加效益的最直接、最有效的途径。
在综合运用上述漏风治理技术后。
漏风率可降低到15％左右，台时产量可提高5％。
同时可以改善烧结矿质量。
特别对节能更具有意义。
参考文献
1、烧结机台车的漏风及防治--《冶金动力》2005年06期；
2、烧结机抽风系统漏风原因分析及对策--《山东冶金》2007年05期王新章，李前，张子元，刘传振，吕海滨等；
3、《烧结球团》，王招素，1996年3月21日。
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