2020年申报省科学技术进步奖项目公示材料
一、项目名称：
超低烟气排放高效烧结工艺开发与应用
二、提名单位：
山西省金属学会
三、提名单位意见：
首钢长治钢铁有限公司联合首钢集团有限公司、辽宁科技大学开展的“超低烟气排放高效烧结工艺开发与应用”项目，开发了烧结烟气耦合交叉循环关键技术、烧结低氧烟气循环回用关键技术，建立了烧结高温带数值模拟分析模型。项目的实施，实现了烧结工艺减排、降耗、提质的目标，创造直接晋级效益1535.17万元，烧结外排烟气总量下降32.3%，具有显著的生态环境效益。
经山西省金属学会组织专家鉴定，该项目的开发与推广应用符合国家产业政策，项目技术水平达到国内领先，对于烧结工艺高质量绿色发展具有重要的示范意义，推广应用前景广阔。项目研发中申报发明专利4项，实用新型专利7项，其中已授权专利9项，已受理专利2项，正在审核中。
该项目符合提名要求，同意提名参加山西省科学技术进步奖三等奖的评审。
四、主要完成人：
许满胜、潘文、曹锋、冯广斌、冯龙、张联兵
五、主要完成单位：
首钢长治钢铁有限公司
首钢集团有限公司
辽宁科技大学
六、完成人合作关系说明：
产学研合作，共同知识产权，共同成果验收、共同专利及论文。
七、项目简介：
作为钢铁企业的能源消耗与污染物排放大户，烧结工序的污染物治理以及高效生产是钢铁企业绿色高质量发展的重中之重。为此，首钢长治钢铁有限公司联合首钢集团有限公司技术研究院，辽宁科技大学，提出了烧结工序污染物治理新的指导思想：烧结污染物排放控制由浓度控制转向浓度兼顾总量控制，制定了通过实施烧结机烟气分段交叉双循环减少烟气排放总量的技术路线，并历时5年的产、学、研联合研发，攻克了低氧高温烧结基础理论、欠氧保护冷却机理、烟气分段交叉双循环系统设计等一系列重大技术难题，形成了超低烟气排放高效烧结关键技术，主要创新成果包括：
（1）开发了超低烟气排放高效烧结工艺。形成了烧结烟气耦合双循环成套关键技术，通过该技术可降低烧结外排烟气以及污染物30%以上，减少吨矿烟气量35%以上，同时可带来烧结提产5%左右，固体燃料消耗降低4kg/t左右，以及烧结矿质量改善的良好效果。
（2）提出了烟气温度、氧含量耦合匹配理论。开发了烧结高温带数值模拟分析模型，得到了烧结烟气温度与氧含量的最佳匹配关系，为烟气耦合双循环工艺提供了理论依据。
（3）攻克了低氧烟气在烧结回用的难题。通过烧结过程分段空气过剩系数的创新提出，以及低氧烟气对烧结冷却过程改善机理的揭示，首次实现将13%以下的低氧烟气在烧结料面直接循环回用，极大地拓宽了烟气选择范围。
项目投入使用后，长钢198m2烧结机实现了超低烟气排放高效生产，吨矿烟气量由4238.8m3/t降至2721.2m3/t，SO2、NOx和粉尘排放总量分别减少32.04%，33.47%和45.34%，同时烧结机产量提高5.12%，固体燃耗降低3.9g/t，烧结返矿率降低5%，成品率提高4.4%，转鼓强度提高1%，<10mm烧结矿比例下降1.7%。
本项目获得授权专利9项，实质审查阶段专利2项，申报企业技术秘密5项，其中核心技术秘密3项。取得累计直接经济效益1535.17万元。
八、客观评价：
通过本项目工作，开发了烧结烟气耦合交叉循环关键技术，低温烟气循环利用13%，高温烟气循环利用17%，有效降低烧结烟气净化工序的运行成本；建立了烧结高温带数值模拟分析模型，利用该模型对各种烟气温度、氧含量下烧结燃烧带的高温特征进行仿真模拟，获得了烧结烟气温度与氧含量的最佳匹配关系，为烟气循环利用提供了依据；开发了烧结低氧烟气循环回用关键工艺技术，拓宽了烧结烟气循环的选择范围，实现了氧含量13%的低氧烟气直接回用。该技术应用可降低烧结外排烟气30%以上，降低返矿率 5%，降低固体燃料消耗4kg/t。
经山西省金属协会组织专家鉴定，该项目技术水平达到国内领先。
九、推广应用情况：
2017年8月份，项目开工建设，2018年2月份完工，并于同年3月份在首钢长钢公司应用成功，实现顺利投产。项目于烧结机机尾选取22#~24#三个高温高氧风箱，将烟气循环至机头料面覆盖4#~13#风箱所在位置；机头选取1#~5#五个低温、低氧风箱，将烟气循环至机尾料面进行欠氧烧结和欠氧冷却，覆盖18#~21#风箱所在位置。项目的应用取得了烧结外排烟气总量减少32.3%，烧结机提产5.12%，固体燃耗降低3.9g/t的良好效果。
目前该技术已推广到首钢股份公司新建360m2烧结机项目中。
十、主要知识产权：
（一）：发明专利4项：
循环利用烧结高温烟气进行热风烧结的装置及其方法（授权）
一种测量烧结料层燃烧带位置和温度的方法和装置（授权）
一种烧结矿均匀性的检测方法（授权）
一种烧结系统（受理）
（二）实用新型发明专利7项：
导流装置、烧结机风箱及烧结机（授权）
一种用于高负压烟气的采样装置（授权）
一种用于烧结杯试验的进气装置（授权）
一种烧结机及其烟气抽取装置和风箱密封结构（授权）
一种试验用可视烧结杯（授权）
一种对照式烧结杯试验装置（授权）
一种烧结杯配气装置（受理）
十一、创新推广贡献：
首钢长治钢铁有限公司联合首钢集团技术研究院、辽宁科技大学在超低烟气排放高效烧结工艺开发与应用技术方面形成多项核心专利，其中9项已获得授权，涉及到的关键工艺方法及设备控制已推广到首钢股份公司等企业，应用效果良好。
公示时间:2020年6月23日--6月30日,如有意见或问题，可自公示期间向首钢长治钢铁有限公司生产技术处反映。反映问题应实事求是，可当面反映、书面反映、电话反映，也可以通过电子邮箱反映。电话：****-*******查看详情 电子邮箱：********查看详情85@qq.com 。
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