CN100547091C

CN100547091C - 一种铁矿石烧结点火的方法

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Publication number: CN100547091C
Application number: CNB2006101477723A
Authority: CN
Inventors: 毛晓明; 黄柱成; 彭虎; 陆熔; 姜涛; 李俊; 朱仁良; 李光辉; 张晓东; 华凤青; 张元波; 李加福; 鲁健; 王跃飞
Original assignee: CHANGSHA SYNO-THERM Co Ltd; Baoshan Iron and Steel Co Ltd; Central South University
Current assignee: CHANGSHA SYNO-THERM Co Ltd; Baoshan Iron and Steel Co Ltd; Central South University
Priority date: 2006-12-22
Filing date: 2006-12-22
Publication date: 2009-10-07
Anticipated expiration: 2026-12-22
Also published as: CN101205570A

Abstract

本发明公开了一种铁矿石烧结点火的方法，其包括如下步骤：1)将内配占含铁混合料总量2.0-4.5%固体燃料的含铁混合料按常规烧结工艺进行一次、二次混合处理，然后在烧结机上进行布料；2)采用微波高温热风对烧结机表层的混合料直接进行加热，混合料中固体燃料在高活性热离子气流作用下快速燃烧，其点火温度为800-900℃，点火时间90-120s；点火过程中通入辅助气流，风量为10～30m³/h；3)烧结过程完成后，烧结饼经破碎，冷却，整粒，得成品烧结矿。采用本发明可以使点火温度大幅度降低；安全无污染；提高点火热利用效率，显著降低烧结能耗；明显提高表层烧结矿的强度和成品率以及烧结机的利用系数。

Description

一种铁矿石烧结点火的方法

技术领域

本发明属于炼铁技术领域，涉及一种铁矿石烧结点火的方法。

背景技术

随着钢铁工业迅猛发展，高炉炼铁使用烧结矿的比例越来越大，因而烧结矿生产得到大力发展。烧结矿生产过程中，点火效果的好坏直接影响到烧结过程的正常进行，进而影响烧结矿的产质量。烧结点火需供给混合料表面足够的热量，使其中的固体燃料着火燃烧，同时使表层混合料在点火器内的高温烟气作用下进行烧结，并借助于抽风使烧结过程自上而下进行。

近年来，国内外关于烧结点火技术的研究发展很快，但基本上局限于对点火炉、点火烧嘴等设备的改进。采用改进的点火设备后，点火能耗有一定程度的降低。然而，目前世界上各大钢铁厂生产中烧结点火一般均采用高炉煤气、喷煤、燃油等燃料进行点火，由于点火温度要求较高(1100℃左右)，因而需要消耗大量热值较高的煤气等燃料。而且，点火过程中燃料燃烧产生的N_xO等有害气体仍不可避免，对环境污染较大。同时，由于燃料的不充分燃烧，烟气中氧浓度偏低，导致点火能量利用率较低，影响烧结机表层烧结矿的强度及成品率，从而降低了烧结机利用系数。

此外，由于点火温度高，点火设备在高温下的损耗大，需要定期更换或维修，导致劳动强度大，同时增加了生产成本。在目前钢铁工业要求节能降耗、清洁生产的形势下，加之高热值的煤气等燃料的供应日趋紧张，因而开发一种无污染、低能耗的点火新技术便显得尤为重要。

发明内容

本发明的目的在于提供一种铁矿石烧结点火的方法，解决常规点火过程中存在的点火燃料能耗高，热利用率低，对环境污染大，以及点火设备损耗与检修带来的生产成本高，表层烧结矿强度和成品率低等问题，实现高产低能耗生产。

本发明的铁矿石烧结点火的方法，其包括如下步骤：

1)将内配占含铁混合料总量2.0-4.5％固体燃料的含铁混合料按常规烧结工艺进行一次、二次混合处理，然后在烧结机上进行布料，按质量百分比计；

2)采用微波高温热风对烧结机表层的混合料直接进行加热，

微波加热多孔吸波换热陶瓷材料，陶瓷材料与气体换热，形成高活性热离子气流，混合料中固体燃料在高活性热离子气流作用下快速燃烧，其点火温度800-900℃，点火时间90-120s；点火过程中通入辅助气流，风量为10～30m³/h；

3)烧结过程完成后，烧结饼经破碎，冷却，整粒，得成品烧结矿。

其中，所述的固体燃料为焦粉或无烟煤粉。

所述的辅助气流为冷空气、热空气、热废气或富氧空气。

所述的辅助气流的含氧13％～45％。

所述的烧结混合料一般指粒度为0～8mm铁矿原料(赤铁矿或磁铁矿均可)与0～3mm熔剂、燃料等混合、制粒而成。

本发明可获得烧结指标为：成品率65-78％，利用系数1.2～1.8t.m^-2.h^-1，烧结矿转鼓强度57～65％，混合料垂直烧结速度19～25mm/min。

利用微波高温热风进行铁矿石烧结点火，其原理在于：利用微波加热多孔吸波换热陶瓷材料，陶瓷材料与气体换热，提升了周围气体温度，产生高活性热离子气流直接作用于烧结机表层混合料，使其中的固体碳质燃料加热到着火点以上温度而燃烧，达到烧结点火的目的。

具体地讲，使用微波发生器在等离子管内形成驻波，在驻波最强处将产生等离子体；将高压空气鼓入事先安装在等离子发生管内的换热陶瓷管，使高压空气受热通过高温喷嘴喷向管外形成火焰。

本发明的有益效果

采用微波热风技术进行铁矿石烧结点火，具有以下特点：

1)点火温度大幅度降低

采用本发明，由于高活性热离子气流直接作用于表层的烧结混合料，其点火温度只需800～900℃，比传统的点火温度降低250～350℃；

2)安全无污染

采用本发明，避免了传统点火过程中由于燃料燃烧产生的N_xO等有害气体，使得烧结过程中的废气和余热的排放量显著减少。

3)提高点火热利用效率，显著降低烧结能耗

采用本发明，加热效率高，换热效率达90％以上，其点火能耗只有常规点火工序的30～50％左右，显著降低烧结点火过程中的能耗，从而降低总能耗。

4)明显提高表层烧结矿的强度和成品率以及烧结机的利用系数

采用本发明，可直接产生高温助燃(富氧)气体，不存在由于燃料不充分燃烧带来的烟气含氧量不足的问题，表层混合料中的固体燃料在较短时间内可得到充分燃烧，因而表层烧结矿强度提高。在整个抽风烧结过程中，提高了料层氧位，固体燃料的利用率提高，使垂直烧结速度加快，提高了烧结机的利用系数。在相同条件下，混合料内配固体燃料可以相应减少，从而减少固体燃耗。

5)换热陶瓷材料使用寿命长，维修维护方便

采用本发明，不设常规点火烧嘴等设备，解决了传统点火过程中点火器成本高、检修劳动强度大及易损耗等问题。同时，换热陶瓷材料具有使用寿命长，换热速度快，维修维护方便等优点。

附图说明

图1为本发明的烧结工艺流程图。

图2为本发明微波等离子产生火焰的原理图。

具体实施方式

参见图1，其所示为本发明的烧结工艺流程。

如图所示，将固体燃料、含铁混合料以及熔剂或返矿配料(步骤101)，按常规烧结工艺进行一次、二次混合处理，期间加水混均(步骤102)；然后制成颗粒(步骤103)，接着，在烧结机上进行布料(步骤104)；采用微波高温热风对烧结机表层的混合料直接进行加热，点火过程中通入辅助气流，风量为10～30m³/h，其点火温度800-900℃，点火时间90-120s；(步骤105)；混合料中固体燃料在高活性热离子气流作用下快速燃烧、烧结(步骤106)；烧结过程完成后，烧结饼经破碎、筛分、冷却、整粒，得到成品烧结矿(步骤107)，其间，筛分过程中将如-5mm大小的返回以做配料使用；最后，进行强度测定(步骤108)。

参见图2，其为本发明微波等离子产生火焰的原理图。使用微波发生器1在等离子管2内形成驻波3，在驻波3最强处将产生等离子体4；将高压空气5鼓入事先安装在等离子发生管2内的换热陶瓷管6，使高压空气5受热通过高温喷嘴7喷向管外形成火焰8。等离子发生管2采用不锈钢、带陶瓷换热管。

实施例1

烧结混合料配入2.5％焦粉，采用圆筒混合机制粒，在烧结杯中布料，点火，烧结。采用微波高温热风进行点火，点火能耗92.56MJ/m²，点火时间90s，点火温度830℃，点火负压5.0kPa，点火过程中鼓入280℃热废气(含氧12％)，风量20M³/h。烧结负压为10kPa，料层高度500mm。可获得烧结矿的成品率为67.54％，转鼓强度为58.69％，利用系数1.33t.m^-2.h^-1，垂直烧结速度21.81mm/min。

实施例2

烧结混合料配入3.8％焦粉，采用圆筒混合机制粒，在烧结杯中布料，点火，烧结。采用微波高温热风进行点火，微波源输出功率87.85MJ/m²，点火时间75s，点火温度880℃，点火负压5.0kPa，点火过程中鼓入300℃热空气(含氧21％)，风量20M³/h。烧结负压为10kPa，料层高度400mm。可获得烧结矿的成品率为68.48％，转鼓强度为59.14％，利用系数1.38t.m^-2.h^-1，垂直烧结速度22.43mm/min。

实施例3

烧结混合料配入3.2％焦粉，采用圆筒混合机制粒，在烧结杯中布料，点火，烧结。采用微波高温热风进行点火，微波源输出功率74.56MJ/m²，点火时间60s，点火温度750℃，点火负压5.0kPa，点火过程中鼓入330℃富氧空气(含氧25％)，风量25M³/h。烧结负压为8kPa，料层高度600mm。可获得烧结矿的成品率为69.52％，转鼓强度为60.24％，利用系数1.42t.m^-2.h^-1，垂直烧结速度23.12mm/min。

实施例4

烧结混合料配入4.4％焦粉，采用圆筒混合机制粒，在烧结杯中布料，点火，烧结。采用微波高温热风进行点火，微波源输出功率67.18MJ/m²，点火时间60s，点火温度750℃，点火负压5.0kPa，点火过程中鼓入300℃富氧空气(含氧40％)，风量15M³/h。烧结负压为8kPa，料层高度600mm。可获得烧结矿的成品率为70.34％，转鼓强度为61.38％，利用系数1.47t.m^-2.h^-1，垂直烧结速度23.46mm/min。

采用常规煤气点火进行了烧结对比实验，结果如下：

比较例1

烧结混合料配入4.2％焦粉，采用圆筒混合机制粒，在烧结杯中布料，点火，烧结。采用常规的煤气进行点火，点火能耗128.41MJ/m²，点火温度1100℃，点火时间90s，点火负压5.0kPa，点火过程中通入二次冷空气。烧结负压为10kPa，料层高度500mm。可获得烧结矿的成品率为65.32％，转鼓强度为56.44％，利用系数1.23t.m^-2.h^-1，垂直烧结速度20.12mm/min。

比较例2

烧结混合料配入3.8％焦粉，采用圆筒混合机制粒，在烧结杯中布料，点火，烧结。采用常规的煤气进行点火，点火能耗160.51MJ/m²，点火温度1150℃，点火时间90s，点火负压5.0kPa。烧结负压为10kPa，料层高度400mm。可获得烧结矿的成品率为64.22％，转鼓强度为55.36％，利用系数1.16t.m^-2.h^-1，垂直烧结速度19.84mm/min。

从上述比较可以看出，采用微波点火，由于加热效率高，换热效率达90％以上，可以有效燃料配比，降低点火温度与能耗，与常规试验相比，燃料配比下降0.4～0.8％，点火温度可以下降300～400℃，点火能耗下降60～100MJ/m²；采用微波点火，由于不存在燃料不充分燃烧带来的烟气含氧量不足的问题，可以在配加富氧的基础上，提高料层厚度，提高转鼓强度，利用系数也有大幅增加，与常规试验相比，料层厚度可提高100～200mm，转鼓强度提高5％，利用系数提高0.2～0.3t.m^-2.h^-1。

Claims

1.一种铁矿石烧结点火的方法，其包括如下步骤：

2)采用微波高温热风对烧结机表层的混合料直接进行加热，

3)烧结过程完成后，烧结饼经破碎，冷却，整粒，得到成品烧结矿。

2.如权利要求1所述的铁矿石烧结点火的方法，其特征是，所述的固体燃料为焦粉或无烟煤粉。

3.如权利要求1所述的铁矿石烧结点火的方法，其特征是，所述的辅助气流为冷空气、热空气、热废气或富氧空气。

4.如权利要求1所述的铁矿石烧结点火的方法，其特征是，所述的辅助气流的含氧13％～45％。