烧结机点火系统：智能点火技术与控制系统改进-郑州中威环保设备有限公司

烧结机点火系统：智能点火技术与控制系统改进

2026-10-23

1智能控制系统应用：

随着工业4.0技术的发展，智能控制系统在烧结点火过程中的应用日益广泛，成为提升点火精度和效率的关键手段。智能点火系统通过先进的传感器技术、实时数据分析和自动化控制，打破了传统点火方式的局限，带来了显著的效益提升。

（1）智能感知系统是智能点火的基础。通过安装温度传感器、压力传感器、氧气含量检测仪等设备，系统能够实时监测燃烧过程中的关键参数，为精准控制提供数据支持。这些传感器持续采集点火炉内的温度分布、气流状态、燃料成分等信息，并通过数据分析和算法模型实现点火过程的精确控制。

（2）智能决策系统是智能点火的核心。基于模糊控制、神经网络、专家系统等智能方法，系统能够根据实时监测数据和预设优化目标，自动调整点火工艺参数。例如，通过PIDNN控制算法和修正的EID技术，系统可以实现点火强度的精准调节，使点火过程始终处于最佳状态。

（3）执行机构是智能点火的实现手段。智能点火系统通过自动化执行机构，如调节阀、变频器等，实现对燃料流量、空气配比、点火温度等参数的自动调节，无需人工干预，能够在最短的时间内完成点火操作，减少了启动时间。

2精准控制与参数优化

智能点火系统通过精准控制和参数优化，实现了点火过程的最优运行，显著提高了点火质量和效率。

（1）温度精准控制是智能点火系统的重要功能。系统通过实时监测点火温度，并与设定值进行比较，自动调节燃料和空气的供应量，使点火温度始终保持在最佳范围内。某大型钢铁企业在引入智能点火系统后，烧结工序的能源消耗减少了15%以上，生产效率提高了20%，燃料成本大幅下降。

（2）空燃比优化控制是提高燃烧效率的关键。智能点火系统通过实时分析烟气成分，特别是氧气和一氧化碳含量，动态调整空气与燃料的比例，确保燃料充分燃烧。这不仅可以降低燃料消耗，还能减少不完全燃烧产生的污染物排放。

（3）点火强度与料层需求匹配是智能点火的高级功能。通过分析料层特性、燃料配比和烧结速度等因素，系统能够自动调整点火强度，使其与料层需求达到最佳匹配。研究显示，在适宜料面燃料分加模式下，点火温度可从1050℃降低至900℃，点火燃气消耗从3.52 m³/t降低至2.01 m³/t，实现了显著节能。

智能点火系统与传统点火方式效果对比见表2。

表2.智能点火系统与传统点火方式效果对比

性能指标	传统点火方式	智能点火系统	改善幅度
能源消耗	基准	降低15%以上	显著改善
生产效率	基准	提高20%	明显提升
点火温度控制精度	±50℃	±10℃	精度提高5倍
燃气消耗(m³/t)	3.52	2.01	降低42.9%
人工干预程度	高	低	大幅降低

3.点火炉结构与低负压点火技术

3.1点火炉结构创新

点火炉结构优化是提高点火质量和效率的重要手段。近年来，通过数值模拟技术和实验研究，点火炉结构得到了显著改进，提高了点火均匀性和能源利用效率。

（1）烧嘴布置优化是点火炉结构创新的关键。研究表明，前两排烧嘴相对倾斜及交叉布置有利于炉膛内部形成带状高温区，为提升烧结料层的点火效果可将第三排烧嘴向进口侧前移300mm。这种布置方式改善了炉内温度分布均匀性，使烧结料面得到更加均匀的点火。

（2）双斜带式烧嘴设计提高了点火效率。与传统的线型烧嘴相比，双斜带式烧嘴点火炉在点火能耗和综合效果方面表现更佳。通过对两种烧嘴的热工测试对比，双斜带式烧嘴能够提供更加均匀的温度分布，避免了局部过热或点火不足的问题，从而提高了整体点火质量。

（3）点火炉内部结构优化改善了气流分布。通过计算流体动力学(CFD)模拟，中威公司技术人员分析了点火炉内的速度场、温度场和压力场分布情况，并据此优化了炉内部结构。研究结果表明，通过适当调整点火炉的内部形状和导流装置，可以使气流分布更加合理，提高燃烧效率。

3.2低负压点火技术

低负压点火技术是近年来烧结点火领域的重要创新，通过优化点火过程中的负压控制，显著改善了点火效果和能源效率。

（1）技术原理。低负压点火技术通过降低点火风箱的负压，保持烧结料层的原始透气性，使点火过程更加平稳和高效。

（2）应用效果。实际应用表明，低负压点火技术可显著改善烧结生产指标。具体表现在：(1)料层厚度提高50mm，为厚料层烧结创造了条件；(2)主抽风门开度降低5°，降低了主抽电耗；(3)两个烟道负压趋于一致，确保终点位置易于控制；(4)终点温度提高50℃，改善了烧结矿质量；(5)点火高炉煤气单耗降低7.38m³/t，节能效果显著。

（3）综合效益。低负压点火技术不仅提高了点火质量，还带来了可观的经济效益。通过改善表层烧结矿成品率，使烧结矿外观质量明显改善，入炉烧结矿粒级趋于均匀，为后续高炉冶炼创造了良好条件。

33富氧点火技术

富氧点火技术是针对低热值煤气点火质量差的问题开发的新型点火技术，通过提高助燃空气中氧气的浓度，显著改善点火效果。

（1）技术原理。富氧点火技术通过在助燃空气中加入一定比例的氧气，提高燃烧温度和燃烧效率，从而改善低热值煤气的点火质量。研究表明，富氧燃烧可以促进炉膛煤气和料层表层料中固体燃料的充分燃烧，从而降低机头风箱烟气中的CO浓度。

（2）应用效果。某钢铁公司180m²烧结机实施富氧点火工艺后，取得了显著成效：一是煤气消耗降低10%；二是点火温度升高了30℃；三是表层烧结矿强度提高了2.27%；四是烧结内返降低1%；五是上料量提高5t/h；六是吨矿效益在1.2元/t水平。

（3）环保效益。富氧点火技术还具有显著的环保效益。一方面，富氧促进了燃料充分燃烧，降低了机头风箱烟气中的CO浓度，贡献整体废气CO减排10%；另一方面，富氧点火后固体燃耗降低1.25kg/t也促进了NOx排放减少，实现了污染物的协同减排。

5.燃料分加与复合点火工艺

5.1燃料分加工艺

燃料分加是一种创新的烧结工艺，通过将部分燃料添加到烧结料层表面，强化表层及上部料层热量供应，从而改善点火效果和烧结质量。

（1）工艺原理。燃料分加技术采用操作简单的方式重新分配燃料分布，在总燃料配比不变的条件下，将一部分燃料(如5%)添加到烧结料层表面，强化表层及上部料层的热量供应。这种分配方式实现了理论上的热量输入应从上至下逐渐减少的理想烧结效果，解决了厚料层烧结中上部料层热量不足的问题。

（2）工艺效果。研究表明，在总燃料配比为3.88%、料面燃料分加质量分数为5%的条件下，点火温度可从1050℃降低至900℃，点火燃气消耗从3.52m³/t降低至2.01m³/t，节能效果显著。同时，成品率及转鼓强度从79.10%及69.76%增加至82.70%及70.10%，烧结矿质量得到明显改善。

（3）作用机制。燃料分加工艺通过改变料面燃料燃烧特性影响点火过程。在料面燃料分加模式下，点火温度将影响料面燃料燃烧速率，点火温度及料面燃料占比共同决定了料面红区保持时间。适宜的料面燃料分加参数可使点火强度与料面燃料燃烧放热强度匹配良好，从而优化烧结过程。

5.2复合喷吹与双重点火

复合喷吹与双重点火技术是烧结点火领域的最新发展，通过多种技术的组合应用，进一步提升了点火效果和烧结质量。

（1）技术原理。鞍钢股份开发的"一种基于综合喷吹的低碳厚料层烧结方法及烧结机"专业技术，采用两次布料、两次点火的方式进行厚料层烧结；在第一次点火后的烧结料面上进行第一次喷吹，在第二次点火后的烧结料面上进行第二次喷吹；喷吹使用燃气与蒸汽的混合气，依据烧结料层最高温度及烧结燃料中生物质炭粉的占比确定喷吹参数。

（2）技术优势。这种复合喷吹技术解决了非化石生物质燃料无法大比例应用于烧结生产的问题，以及超厚料层烧结富氢燃气和蒸汽混合喷吹中气体燃料补入量、混配比例和喷吹位置等关键技术参数难以把控的问题，实现了高质量、低排放烧结生产。

（3）应用前景。复合喷吹与双重点火技术为烧结生产的绿色低碳转型提供了新的技术路径，特别是在生物质能源利用和超厚料层烧结方面具有广阔的应用前景，有望成为未来烧结点火技术发展的重要方向。

5.3协同效应与经济效益

燃料分加与复合点火工艺的协同应用，产生了显著的节能减排效果和经济效益，为烧结生产提供了新的技术路径。

（1）协同效应。燃料分加技术与低温点火技术结合，实现了能源消耗的显著降低。研究显示，在料面燃料分加质量分数为5%、点火温度为900℃时，吨矿燃气消耗可从3.52m³降低至2.01m³，降幅达42.9%；同时，成品率及转鼓强度分别增加3.6%及0.34%，实现了节能与质量提升的双重目标。

（2）经济效益。这些创新工艺的应用带来了可观的经济效益。以山西建邦360m²烧结机为例，通过实施包括煤气空气预热、点火炉微负压点火等在内的系统性技术改造，烧结利用系数提高0.06t/m²·h，烧结系统高炉煤气消耗降至46m³/t，实现高炉煤气消耗降低30%、工序能耗降低2.4kgce/t。

不同点火技术改造效果对比见表3。

表3.不同点火技术改造效果对比

技术类型	节能效果	质量改善	环保效益	投资回报
智能点火系统	能耗降低15%	生产效率提高20%	排放减少	1-2年
低负压点火	煤气单耗降低7.38m³/t	料层厚度增加50mm	废气治理成本降低	1年左右
富氧点火	煤气消耗降低10%	表层强度提高2.27%	CO减排10%	1-2年
燃料分加+低温点火	燃气消耗降低42.9%	成品率提高3.6%	前期CO增加需控制	2年左右

6.改进效果的综合对比分析

6.1经济效益分析

烧结机点火技术改进带来了显著的经济效益，主要体现在能源成本节约、生产效率提升、质量改善和维护成本降低等方面。

（1）能源成本节约是点火技术改进最直接的经济效益。智能点火系统通过精准控制可使烧结工序能耗降低15%以上；低负压点火技术使点火高炉煤气单耗降低7.38m³/t；富氧点火技术使煤气消耗降低10%；燃料分加结合低温点火更使燃气消耗从3.52m³/t降至2.01m³/t，降幅达42.9%。这些节能效果直接转化为能源成本的降低，为企业带来了可观的经济收益。

（2）生产效率提升是另一重要的经济效益来源。智能点火系统使生产效率提高20%，减少了启动时间和生产中断；低负压点火技术通过提高料层厚度和改善终点控制，提高了烧结机的利用系数；富氧点火技术使上料量提高5t/h，增加了烧结矿产量。

（3）质量改善效益也不容忽视。通过点火技术改进，烧结矿成品率、转鼓强度等质量指标得到显著提升，返矿率降低，这不仅提高了有效产量，还降低了再处理成本。例如，燃料分加技术使成品率提高3.6%，富氧点火使表层烧结矿强度提高2.27%，这些质量改善直接带来了经济效益。

6.2环境效益评估

烧结机点火技术改进在降低污染物排放、减少能源消耗和促进资源高效利用方面产生了显著的环境效益。

（1）污染物减排是点火技术改进的重要环境效益。智能点火系统通过精确控制燃烧过程，确保燃料的充分燃烧，减少了有害气体的排放；富氧点火技术促进了燃料充分燃烧，使CO排放减少10%，同时固体燃耗降低也促进了NOx排放减少；燃料分加技术虽然可能导致烧结前期CO排放浓度从0.70%增加至0.88%，但通过系统优化可实现整体排放降低。

（2）碳排放减少是点火技术改进对应对气候变化的重要贡献。通过降低燃气消耗和固体燃耗，点火技术改进直接减少了化石燃料燃烧产生的CO₂排放。特别是在燃料分加和低温点火技术的结合下，燃气消耗大幅降低，相应减少了碳排放。

（3）资源效率提升也是环境效益的重要方面。通过提高点火效率和质量，烧结矿成品率得到提升，返矿率降低，这意味著相同的原料投入可以生产更多的合格产品，降低了资源消耗。同时，低热值煤气的高效利用也减少了高价值能源的消耗，优化了能源资源配置。

7.结语

（1）烧结机点火技术改进实践表明，通过智能化控制、炉体结构优化、低负压操作、富氧燃烧及燃料分加等技术创新，可实现经济效益与环境效益的双赢。这些改进技术不仅解决了烧结生产中的实际难题，也为钢铁工业绿色低碳转型提供了关键技术支撑。

（2）回顾各项创新实践，以下几方面值得重点关注：一是智能点火系统通过精准控制使烧结工序能耗降低15%以上，生产效率提高20%；二是低负压点火技术使点火煤气单耗降低7.38m³/t，料层厚度增加50mm；三是富氧点火技术促进低热值煤气充分燃烧，点火温度提升30℃，CO排放减少10%；四是燃料分加模式结合低温点火使燃气消耗从3.52m³/t降至2.01m³/t，节能效果达42.9%。