CN101144118A

CN101144118A - 可提升生产率的烧结制程

Info

Publication number: CN101144118A
Application number: CNA2006101520865A
Authority: CN
Inventors: 牟金禄; 李文智
Original assignee: China Steel Corp
Current assignee: China Steel Corp
Priority date: 2006-09-11
Filing date: 2006-09-11
Publication date: 2008-03-19
Anticipated expiration: 2026-09-11
Also published as: CN100562588C

Abstract

本发明是有关于一种可提升生产率的烧结制程，包含一备料步骤、一造粒步骤、一烧结步骤，以及一破碎筛分步骤。该备料步骤是备制包含有矿料、助熔剂，及焦炭屑的烧结生料。该造粒步骤是让烧结生料、增产剂，及水均匀混合并聚集成粒状的烧结生料，该增产剂是含有糖蜜，及有机酵素等成分调配而成。该烧结步骤是令粒状烧结生料分布于烧结传送带上，利用高温燃烧使之固结成块状的烧结饼。该破碎筛分步骤是将成块的烧结饼击破并筛分出适当的烧结矿。借由增产剂的添加，可以加强烧结生料的造粒效果并降低其体密度，改善透气性，促进空气流通，提高燃烧效率并缩短烧结时间，有效提升生产率。

Description

可提升生产率的烧结制程

技术领域

本发明涉及一种于进行炼冶金属矿料前的烧结制程，特别是涉及一种可提升生产率的烧结制程。

背景技术

烧结制程是为了将粉粒状的原料改变成为块状组织的加工制程，使此加工后的块状原料适用于后续的冶金熔炼制程，避免原料因熔炼过程中，随着热气流而逸散。因此，通常会利用烧结制程，将原料烧结成块，以增加重量。

现有的烧结制程，以铁矿烧结制程为例，是将铁矿砂(Iron Ores)、助熔剂(Fluxes)、焦炭屑(Coke Breeze)，合称为烧结生料(Raw Material)，加入适量水于造粒滚筒搅拌混合均匀，再布料于一移动的栅状烧结传送带上。

接着，借由通过一点火炉(Ignition Burner)，让焦炭屑点燃形成一燃烧带。然后，随该烧结传送带缓慢移动，同时，令空气由上往下抽引而穿过该烧结传送带，借此提供空气(氧气)而使焦炭屑不断燃烧。

利用焦炭燃烧所产生的热量(反应温度通常可以达到1250℃至1350℃)，使烧结生料开始熔融，并借固液相反应使之产生固结成块状的烧结饼(Sinter Cake)。

最后，以一破碎设备将烧结饼击破，并筛分出粒度大于5mm的产品，就是所需的烧结矿，而小于5mm的产品，称之为烧结回料(Return Fine)，重新回到烧结制程中再次烧结。

在烧结制程中，所谓的生产率(Productivity)是定义为24小时内，在每单位面积下所能产出的烧结矿(粒度大于5mm)的重量，例如单位是以吨/平方米(公尺)/24小时(t/m²/24hr)来表示。以现有的烧结制程进行铁矿的烧结，其生产率约为32(t/m2/24hr)左右。

至于如何在耗费较少的成本，并且无须大幅增修现有烧结设备的条件下，而能有效提升烧结制程的生产率，成为各家炼钢厂所努力的目标。

由此可见，上述现有的烧结制程在烧结方法与使用上，显然仍存在有不便与缺陷，而亟待加以进一步改进。为了解决上述存在的问题，相关厂商莫不费尽心思来谋求解决之道，但长久以来一直未见适用的设计被发展完成，而一般方法又没有适切的方法能够解决上述问题，此显然是相关业者急欲解决的问题。因此如何能创设一种新的可提升生产率的烧结制程，实属当前重要研发课题之一，亦成为当前业界极需改进的目标。

有鉴于上述现有的烧结制程存在的缺陷，本发明人基于从事此类产品设计制造多年丰富的实务经验及专业知识，并配合学理的运用，积极加以研究创新，以期创设一种新的可提升生产率的烧结制程，能够改进一般现有的烧结制程，使其更具有实用性。经过不断的研究、设计，并经反复试作及改进后，终于创设出确具实用价值的本发明。

发明内容

本发明的目的在于，克服现有的烧结制程存在的缺陷，而提供一种新的低成本、无须大规模修改现有设备与制程，就可提升生产率的可提升生产率的烧结制程，从而更加适于实用。

本发明的目的及解决其技术问题是采用以下的技术方案来实现的。依据本发明提出的一种可提升生产率的烧结制程，包含一备料步骤、一造粒步骤、一烧结步骤，及一破碎筛分步骤，该备料步骤是备制包含有矿料、助熔剂，及焦炭屑的烧结生料，该造粒步骤是让烧结生料与水混合并均匀搅拌，而聚集成粒状的烧结生料，该烧结步骤是令粒状的烧结生料分布于一烧结传送带上，利用高温燃烧方式使烧结传送带上的烧结生料固结成块状的烧结饼，该破碎筛分步骤是将成块的烧结饼击破，并筛分出适当大小的烧结矿，其特征在于：在该造粒步骤中的烧结生料与水均匀混合的同时，再加入增产剂一并搅拌混合，该增产剂是含有糖蜜，及有机酵素等成分调配而成。

本发明的目的及解决其技术问题还可采用以下技术措施进一步实现。

前述的可提升生产率的烧结制程，其中所述的造粒步骤中，该增产剂中的有机酵素是利用植入有机菌种并加入营养剂蓄养所得到，前述的有机菌种是选自于下列所构成的群组：乳酸菌、酵母菌、放射线菌及此等之一组合。

前述的可提升生产率的烧结制程，其中所述的造粒步骤中，该增产剂中的糖蜜选自于下列所构成的群组：甘蔗糖蜜、甜菜糖蜜、蜂蜜、枫糖浆、果糖浆及此等之一组合。

前述的可提升生产率的烧结制程，其中所述的造粒步骤中，该增产剂还含有下列所构成的群组：米糠、黄豆粉、苦茶粉、米酒、米醋、微量矿物质及此等之一组合。

前述的可提升生产率的烧结制程，其中所述的造粒步骤中，所述增产剂中的微量矿物质含有下列所构成的群组：铁、铝、镁、硅及此等之一组合。

前述的可提升生产率的烧结制程，其中所述的造粒步骤中，该增产剂的重量百分占整体重量的1％～3％之间，且所加入的水占整体重量的6％～9％之间。

前述的可提升生产率的烧结制程，其中所述的备料步骤中，该矿料是铁矿砂。

前述的可提升生产率的烧结制程，其中所述的造粒步骤中，该增产剂是经由贮放矿料的料仓被加入烧结生料中。

前述的可提升生产率的烧结制程，其中所述的造粒步骤中，该增产剂是经由一造粒滚筒被加入烧结生料中。

前述的可提升生产率的烧结制程，其中所述的造粒步骤中，该增产剂是经由一连通一造粒滚筒的泥浆回收系统被加入烧结生料中。

本发明与现有技术相比具有明显的优点和有益效果。借由上述技术方案，本发明可提升生产率的烧结制程至少具有下列优点及有益效果：本发明借由所加入的增产剂，加强造粒效果形成拟似粒子，可以降低烧结生料的体密度，改善透气性，进而促进空气流通该烧结传送带的流量与流速，提高焦碳屑的燃烧效率并缩短烧结时间，而能够有效提升烧结矿的生产率。在使用上，只为添加增产剂，对于原有烧结制程并没有太大的改变，不会增加太多的成本，并且无须大规模修改现有的设备与制程。

综上所述，本发明是有关于一种低成本、无须大规模修改现有设备与制程，就可提升生产率的烧结制程，其包含一备料步骤、一造粒步骤、一烧结步骤，以及一破碎筛分步骤。该备料步骤是备制包含有矿料、助熔剂，及焦炭屑的烧结生料。该造粒步骤是让烧结生料、增产剂，及水均匀混合并聚集成粒状的烧结生料，该增产剂是含有糖蜜，及有机酵素等成分调配而成。该烧结步骤是令粒状烧结生料分布于烧结传送带上，利用高温燃烧使之固结成块状的烧结饼。该破碎筛分步骤是将成块的烧结饼击破并筛分出适当的烧结矿。借由增产剂的添加，可以加强烧结生料的造粒效果并降低其体密度，改善透气性，促进空气流通，提高燃烧效率并缩短烧结时间，有效提升生产率。本发明具有上述诸多优点及实用价值，其不论在方法或功能上皆有较大改进，在技术上有显著的进步，并产生了适于实用的效果，且较现有的烧结制程具有增进的突出功效，从而更加适于实用，并具有产业的广泛利用价值，诚为一新颖、进步、实用的新设计。

上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明的技术手段，而可依照说明书的内容予以实施，并且为了让本发明的上述和其他目的、特征和优点能够更明显易懂，以下特举较佳实施例，并配合附图，详细说明如下。

附图说明

图1是一说明本发明可提升生产率的烧结制程的较佳实施例的流程图。

图2是一说明本发明可提升生产率的烧结制程所使用的烧结设备结构示意图。

具体实施方式

为更进一步阐述本发明为达成预定发明目的所采取的技术手段及功效，以下结合附图及较佳实施例，对依据本发明提出的可提升生产率的烧结制程其具体实施方式、方法、步骤、特征及其功效，详细说明如后。

请参阅图1、图2所示，本发明可提升生产率的烧结制程的第一较佳实施例，是在一烧结设备2中进行。该烧结制程包含一备料步骤11、一造粒步骤12、一烧结步骤13，以及一破碎筛分步骤14。

该烧结设备2，具有一形成设有多数道上下贯通的气流栅道211的烧结床21、一在该烧结床21上循环转动的烧结传送带22、一可贮放烧结生料的料仓23、一连通该料仓23并可转动而将烧结生料混合均匀的造粒滚筒24、一可容置混合后的烧结生料并邻近该烧结床21一端而可让烧结生料流至于该烧结传送带22上的置料槽25、一邻近该置料槽25用以点燃该烧结生料的点火炉26、一邻近于该烧结床21另一端用以承接烧结完成的烧结饼的流通槽27、一设置于该流通槽27中用以破碎烧结饼的破碎器28，以及一可将空气上而下地抽引过前述气流栅道211并排至一烟囱3的抽气泵29。

该备料步骤11，是备制烧结生料，该烧结生料包含有粉粒状的矿料、助熔剂，及焦炭屑，并且可以容置于该料仓23之中。其中，助熔剂是含有石灰石、白云石、蛇纹石、硅砂等矿物的混合。在该较佳实施例中，该矿料是以铁矿砂为例，但也可以是铜矿、锌矿、锰矿、水矾土矿(用来提炼铝)，或是菱镁石(用来提炼镁)......等各种的不同的矿料，当矿料种类不同，则助熔剂则也会对应改变，不应以此为限。

该造粒步骤12，是让烧结生料、增产剂，及水混合并均匀搅拌，而聚集成粒状的烧结生料，该增产剂是含有糖蜜，及有机酵素等成分调配而成。

在该较佳实施例中，所加入的增产剂的重量百分占整体烧结生料重量的1％～3％之间。而加入的水占整体重量的6％～9％之间。借由水分在烧结生料颗粒间所提供的薄膜产生凡德瓦尔力(Van Der Waals Force)，而将小颗粒粉料粘附在大颗粒的外缘上，形成所谓的拟似粒子(Pseudo-Particle)。

在本实施例中，该增产剂是经由该料仓23被加入烧结生料中，如添加处51，也可以经由该造粒滚筒24，或是一连通该造粒滚筒24的泥浆回收系统4等任一处被加入烧结生料中，分别如添加处52、53。前述的添加处51～53是同时显示于图2上。对于前述加入增产剂的处所，均为恰当，不应以此局限本发明的权利要求范围。

该增产剂中的有机酵素是利用植入有机菌种并加入营养剂蓄养所得的，当然，也可以直接放入适量的有机酵素。前述的有机菌种是乳酸菌、酵母菌，或是放射线菌(外形呈放射状的菌种)其中任一种菌种，也可以是上述任二菌种以上的组合。

而该增产剂中的糖蜜可以作为蓄养有机菌种的营养剂。前述的糖蜜可以是甘蔗糖蜜、甜菜糖蜜、蜂蜜、枫糖浆，或是果糖浆其中任一种糖蜜，当然，也可以是上述任二种糖蜜以上的组合。

在该较佳实施例中，该增产剂还添加有米糠、黄豆粉、苦茶粉、米酒、米醋、微量矿物质其中任一种。若是加入上述任二种以上组合也会有相当的助益。当中的微量矿物质可以是铁、铝、镁或硅，也可以是前述任二种矿物质以上的组合。借由添加上述米糠、黄豆粉、苦茶粉、米酒、米醋、微量矿物质等物质，可以促进有机菌种的成长，帮助有机菌种的繁殖。

值得一提的是，由于糖蜜本身具有粘性，除了可以作为有机菌种的营养剂之外，还可以在混合过程中，强化拟似粒子(Pseudo-particles)的形成，以提升造粒效果，降低该烧结床21上烧结生料的体密度，改善该烧结床21的透气性。

该烧结步骤13，是令粒状的烧结生料分布于该烧结设备2的烧结传送带22上，利用高温燃烧方式使烧结传送带22上的烧结生料发生部分熔融，冷凝后就会固结成块状的烧结饼。

在该较佳实施例中，粒状的烧结生料从该造粒滚筒24进到该容置槽25中，并通过微幅的振动，使槽内的烧结生料逐渐地掉落散布于该烧结传送带22上。也可以不经过该容置槽25，而直接从该造粒滚筒24落至该烧结传送带22上，并不以此为限。

随着该烧结传送带22缓慢移动，在经过该点火炉26时，可对焦炭屑进行点火，配合该抽气泵29将空气由上向下方抽气，可使焦炭屑点燃后形成一燃烧带并继续往下移动，并能够避免微细粉尘散逸空气中，影响作业人员。

随着温度的提高，助熔剂及铁矿砂会开始熔化并成为液相铁酸钙(Calcium Ferrite)，待燃烧带穿过后就固化成为键结相，最终燃烧带到达底层并完成烧结反应，就成为烧结饼。之后，烧结饼会被传送至该流通槽27中。

该破碎筛分步骤14，是将烧结成块的烧结饼击破，并筛分出适当大小的烧结矿。

在该较佳实施例中，是利用位于该流通槽27内的破碎器28，将烧结饼予以击破敲碎，以成为适当尺寸。并且将粒度大于5公厘的烧结矿筛出，送往冶炼炉进行冶炼。而粒度小于5公厘的烧结粉粒(称为烧结回料)，则回到该备料步骤11、或是造粒步骤12，重新进行烧结作业。

在本实施例中，是利用增产剂来加强拟似粒子的造粒效果，降低烧结生料的体密度，而能改善透气性，可以促进气流通过该烧结床21的流量与流速，使燃烧带焰峰速度(Flame Front Speed of Combustion Zone)加速，进而缩短烧结时间。

同时，也利用增产剂中的有机酵素作为牺牲性的奈米生化触媒，能在该烧结步骤13的焦炭屑燃烧阶段，破除矿料的键结，增加矿料的受热面积，有效利用热量，可以促进其燃烧效率，使碳充分燃烧而形成CO₂贡献出较高的热值，而非生成CO造成部分热值的丧失，在此情况下，燃烧带中可以形成较多的液相铁酸钙熔液，进而提高烧结饼的形成。

上述特征及优点，可通过下面表1的烧结试验实施资料得到佐证。在本试骤中，是以烧结生料整体重量约为100公斤为例，其中是以无添加增产剂为对照组，而以增产剂分别为1.5wt％与2.5wt％为实验组。

由表1(请见下页)可以发现，添加有增产剂1.5wt％～2.5wt％的实验组，其烧结时间平均为31.1与31.4分钟，均少于未添加有增产剂对照组的平均35.5分钟，时间缩短程度可达到10％～1 6％。而在体密度方面，实验组则也有明显下降的趋势。从所获得的产品来看，虽然实验组部分产品的重量有略微减轻(0～2.6％)，烧结回料的重量也有略微增加的趋势，但是，因为烧结时间的缩短程度较产品重量减轻程度来得较大，因此，在生产率的计算上，添加增产剂1.5wt％及2.5wt％的实验组，其平均生产率仍是较对照组来得高出12.6％与13.1％。

表1烧结试验资料

操作条件

烧结时间(分)	35.27	35.73	30.06	31.96	31.37	31.29	31.5
烧结时间(分)	35.27	35.73	30.06	31.96	31.37	31.29	31.5	最高温度(℃)	419.3	419.3	410.4	416.5	417.7	406.3	407.7
体密度(g/cm³)	2.15	2.16	2.12	2.10	2.00	2.15	2.12	最高温度(℃)	419.3	419.3	410.4	416.5	417.7	406.3	407.7
体密度(g/cm³)	2.15	2.16	2.12	2.10	2.00	2.15	2.12	水分(wt％)	6.92	7. 02	7.12	6.97	7.22	8.35	7.81

产品

重量(kg)	69.02	68.22	67.73	67.20	68.22	68.63	68.57
重量(kg)	69.02	68.22	67.73	67.20	68.22	68.63	68.57	生产率(t/m²/24h)	32.96	32.16	37.95	35.42	36.63	36.95	36.67
强度(％)	72.8	72.00	67.73	70.13	71.00	69.93	70.87	生产率(t/m²/24h)	32.96	32.16	37.95	35.42	36.63	36.95	36.67
强度(％)	72.8	72.00	67.73	70.13	71.00	69.93	70.87	烧结回料(kg)	13.76	13.90	16.56	15.42	14.15	15.63	15.96

烧结废气分析

O₂(％)	16.2	16.5	15.4	16.5	15.4	15.7	15.7
O₂(％)	16.2	16.5	15.4	16.5	15.4	15.7	15.7	CO(ppm)	7264	7092	8065	7327	8055	6623	6265
CO₂(99％)	6.45	6.09	7.42	7.2	7.6	7.06	6.97	CO(ppm)	7264	7092	8065	7327	8055	6623	6265
CO₂(99％)	6.45	6.09	7.42	7.2	7.6	7.06	6.97	CO/(CO+CO₂)	0.101	0104	0.098	0.092	0.09 6	0.086	0.082

另外，在烧结废气分析部分，可以发现部分添加增产剂的实验组，其一氧化碳(CO)与二氧化碳(CO₂)的含量高于未添加增产剂的对照组，其主要原因是：因为增产剂中的糖蜜与菌种均为碳、氢、氧有机物，含有碳量与氧量较多，因此所排放出的量也会较多，但是若以CO+CO₂的CO当量而言，则每一实验组均较对照组来得低，可见得其燃烧较为完全，有添加增产剂的燃烧效率是较佳于未添加增产剂的燃烧效率。由此试验可获知，增产剂在1.5wt％～2.5wt％的添加比例下，可提升生产率约为10％～15％。

值得一提的是，从上述说明可清楚了解到，本发明可通过该增产剂，使得燃烧较为完全，而能产生较高的燃烧效率，也就是说，在产生相同的热量的条件下，其燃料的使用量会较少，借此可以有效节约能量。该增产剂也可以应用于使用燃媒的发电厂、一般工业厂房、汽电共生厂，或是生质燃料加热器......等等所使用的锅炉设备，以提高燃烧效率，进而达到节能效果。

归纳上述，本发明可提升生产率的烧结制程，是借由添加增产剂，加强拟似粒子的造粒效果，降低体密度，以改善透气性，促进气流的流通量，有效地缩短烧结时间。同时，增产剂在焦炭屑燃烧阶段，可破除矿料中的键结，进而促进其燃烧效率，确实能有效的提升烧结矿的生产率。在使用上，由于只多出添加增产剂这部分，对原有烧结制程并无太大的改变，不会对成本有明显的增加，而且，本发明在实施上无须大规模修改现有设备与制程，所以确实能达到本发明的目的。

以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，虽然本发明已以较佳实施例揭露如上，然而并非用以限定本发明，任何熟悉本专业的技术人员，在不脱离本发明技术方案范围内，当可利用上述揭示的技术内容作出些许更动或修饰为等同变化的等效实施例，但凡是未脱离本发明技术方案内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明技术方案的范围内。

Claims

1.一种可提升生产率的烧结制程，包含一备料步骤、一造粒步骤、一烧结步骤，及一破碎筛分步骤，该备料步骤是备制包含有矿料、助熔剂，及焦炭屑的烧结生料，该造粒步骤是让烧结生料与水混合并均匀搅拌，而聚集成粒状的烧结生料，该烧结步骤是令粒状的烧结生料分布于一烧结传送带上，利用高温燃烧方式使烧结传送带上的烧结生料固结成块状的烧结饼，该破碎筛分步骤是将成块的烧结饼击破，并筛分出适当大小的烧结矿，其特征在于：

在该造粒步骤中的烧结生料与水均匀混合的同时，再加入增产剂一并搅拌混合，该增产剂是含有糖蜜，及有机酵素等成分调配而成。

2.如权利要求1所述的可提升生产率的烧结制程，其特征在于其中所述的造粒步骤中，该增产剂中的有机酵素是利用植入有机菌种并加入营养剂蓄养所得到，前述的有机菌种是选自于下列所构成的群组：乳酸菌、酵母菌、放射线菌及此等之一组合。

3.如权利要求2所述的可提升生产率的烧结制程，其特征在于其中所述的造粒步骤中，该增产剂中的糖蜜是选自于下列所构成的群组：甘蔗糖蜜、甜菜糖蜜、蜂蜜、枫糖浆、果糖浆及此等之一组合。

4.如权利要求1、2或3所述的可提升生产率的烧结制程，其特征在于其中所述的造粒步骤中，该增产剂还含有下列所构成的群组：米糠、黄豆粉、苦茶粉、米酒、米醋、微量矿物质及此等之一组合。

5.如权利要求4所述的可提升生产率的烧结制程，其特征在于其中所述的造粒步骤中，所述增产剂中的微量矿物质含有下列所构成的群组：铁、铝、镁、硅及此等之一组合。

6.如权利要求5所述的可提升生产率的烧结制程，其特征在于其中所述的造粒步骤中，该增产剂的重量百分占整体重量的1％～3％之间，且所加入的水占整体重量的6％～9％之间。

7.如权利要求6所述的可提升生产率的烧结制程，其特征在于其中所述的备料步骤中，该矿料是铁矿砂。

8.如权利要求6所述的可提升生产率的烧结制程，其特征在于其中所述的造粒步骤中，该增产剂是经由贮放矿料的料仓被加入烧结生料中。

9.如权利要求6所述的可提升生产率的烧结制程，其特征在于其中所述的造粒步骤中，该增产剂是经由一造粒滚筒被加入烧结生料中。

10.如权利要求6所述的可提升生产率的烧结制程，其特征在于其中所述的造粒步骤中，该增产剂是经由一连通一造粒滚筒的泥浆回收系统被加入烧结生料中。