烧结工序的能耗约占钢铁生产过程总能耗的10%,是钢铁生产过程的第二大耗能大户,而烧结过程中热量主要来源于固体燃料,降低固体燃料的用量,对降低烧结矿成本和钢铁产品成本具有深远意义。如果能利用一些钢铁生产过程中的副产品代替一部分固体燃料,可以节约焦炭、煤粉等一次能源,同时副产品也得到了利用。使用气体燃料会改变烧结过程,而且不同气体燃料性质不同,对烧结过程的影响不同,另外使用了气体燃料之后,料层中的温度场的分布会发生变化,进而影响烧结矿质量。为了有效利用气体燃料同时保证烧结矿质量,本课题首先以某烧结厂原料条件为基础,将钢铁厂常见的几种煤气(高炉煤气、转炉煤气、焦炉煤气)作为气体燃料替换了部分固体燃料之后,计算了物料平衡和热平衡,得到如下结论:在替换相同的固体燃料量的情况下:可燃气体热值越高,使用量最少;使用气体燃料后,总能耗下降,使用焦炉煤气和天然气之后CO2排放量减少,CO2排放量大小顺序为:高炉煤气>转炉煤气>天然气>焦炉煤气,焦炉煤气为最佳选择。为了研究喷吹气体燃料对烧结过程的影响,又对烧结过程使用气体燃料进行数值模拟,分析了气体燃料用量、加入位置、喷吹强度的影响,得到如下结论:1、在喷吹位置和喷吹强度都一定的情况下,考虑了替换量为5%、10%、15%三种情况,结果为:随着固体燃料替换量的增加,燃烧带变厚,温度升高,有利于提高烧结矿的质量;另外,随着固体燃料替换量的增加,垂直烧结速度变慢,尾气温度减小,热量利用率提高。2、在固体燃料替换量和喷吹强度都一定的情况下,在距离点火炉8.75m、17.08m两种不同位置开始喷吹,喷吹位置靠近点火炉,燃烧带变厚,上部料层温度升高,下部料层温度降低,有利于提高烧结矿的质量;另外,喷吹位置靠近点火炉,垂直烧结速度变快,尾气温度变化不大。3、在固体燃料替换量和开始喷吹位置一定的情况下,喷吹持续持续时间定为500s和1100s。结果:减小喷吹强度之后,燃烧带变薄,上部料层的温度降低,下部料层的温度升高,不利于改善烧结矿质量;另外,减小喷吹强度之后,尾气温度升高,不利于热量的充分利用。综上,喷吹焦炉煤气可以降低烧结过程能耗,减少C02的排放量;在烧结过程前期集中喷吹气体燃料,可以提高上部料层温度,降低下部料层温度,增加燃烧带宽度,提高烧结矿质量。由于气体燃料后垂直烧结速度变慢,固体燃料替换量不宜过大,合适的替换量应该在10%左右,喷吹持续时间为500s。