文 献 综 述

1.1 前言

能源是人类社会赖以生存的物质基础，是经济和社会发展的重要资源。钢铁产业属能源密集型产业，钢铁工业的总能耗占全国工业总能耗的10%[1]左右，其焦化、烧结、炼铁及炼钢工序均有相当数量的余热未能回收利用。研究各种工序余热回收装置的传热强化问题并开发新的传热强化技术，不但是科研工作者肩负的责任，同时也是钢铁工业余热回收利用过程中必须解决的问题。

1.2 烧结余热的产生

在冶金行业，炼铁矿料首先经过烧结工序，将精矿粉配加一定的粘结剂，在造球设备上滚成球，然后在烧结设备上高温烧结。热风烧结工艺机理在于用冷却废气的物理热替代部分气体燃料和固体燃料的燃烧放热，使料层温度分布更均匀，不仅节约了能源，而且还能提高烧结料层的养位和改善料层上部供热不足的状况，延长高温保持时间，促进铁酸钙的形成[2]。据统计，烧结过程要消耗大量的能源，约占冶金总能耗的12%。而其排放的余热约占总消耗热能的49%，因此，回收和利用这些余热显得极为重要。

烧结余热回收装置主要由烧结机、冷却机（带冷机或环冷机) 和余热锅炉(包括主排烟气余热锅炉和冷却机废气余热锅炉) 三部分设备组成。其中，烧结机主排烟气直接经余热锅炉进行余热回收；烧结矿在冷却机上与空气进行气固换热，携带一定热量的热废气再经余热锅炉进行二次换热回收。烧结余热回收利用系统流程如图1所示[3]。

图1　烧结余热回收利用系统流程图

由图1可知，烧结过程有两部分余热可回收利用，其一为烧结机后部几个风箱内的烟气余热，其二是热成品矿具有的显热。其中包括冷却机上的气固换热和余热锅炉系统的气液换热两方面的传热问题。利用烧结机在粉焦烧结矿石过程中产生的中温烟气和冷却机冷却成品矿排出的中温废气分别进入各自的余热锅炉，使之与注入余热锅炉受热面的给水进行热交换（废气走管外，给水走管内）。给水依次经过除氧器、省煤器、蒸发器把水进行蒸发后蒸汽进入汽包和进入过热器对蒸汽进行加热，最后被加热成为符合设计参数要求的过热蒸汽。因此，提高冷却机和余热锅炉的传热效率对烧结余热回收利用系统的节能降耗有着至关重要的意义。烧结余热回收装置优化的关键问题是使冷却机和余热锅炉的结构和回收效率趋于最优化。

1.3 烧结余热的利用

目前，在余热锅炉中采用热管技术和翅片管技术已有应用，应加强强化传热新技术的推广。烧结矿的显热只有通过气固热交换方式才能回收，因此，烧结矿显热回收宜采用干熄焦原理进行高效回收[4]。