CN103215442B

CN103215442B - 厚料层烧结料面喷洒覆盖剂及喷洒方法

Info

Publication number: CN103215442B
Application number: CN201310151084.4A
Authority: CN
Inventors: 李志全; 贾广如; 游想琴; 张红闯; 郭兰芬; 郭强; 吕殿明; 刘博�
Original assignee: Hebei Iron And Steel Co Ltd Handan Branch
Current assignee: Hebei Iron And Steel Co Ltd Handan Branch
Priority date: 2013-04-27
Filing date: 2013-04-27
Publication date: 2014-07-02
Anticipated expiration: 2033-04-27
Also published as: CN103215442A

Abstract

本发明公开了一种厚料层烧结料面喷洒覆盖剂及喷洒方法，其由下述原料混合而成：碳精矿、膨珠和烧结返矿。喷洒本覆盖剂后的烧结料层表层温度比未加覆盖剂前高出200～300℃，远远高出燃料的着火温度，且上层燃料可在燃烧带下移后持续燃烧，这样可以补充上部烧结料层热量不足的缺陷。本覆盖剂既能补充烧结料层上部热量，又能起到料面保温剂作用和保证良好透气性的效果；从而减少上部料层结块强度不够的厚度，有效地改善成品率和强度，减少总的配碳量，使下部热量无过剩和过熔现象消失，整个厚料层烧结条件下的烧结机利用系数、烧结矿成品率、强度得到明显的改善，且充分利用了瓦斯灰选矿后产品－碳精粉中的残炭资源。

Description

厚料层烧结料面喷洒覆盖剂及喷洒方法

技术领域

本发明涉及一种冶金厚料层烧结技术，尤其是一种厚料层烧结料面喷洒覆盖剂及喷洒方法。

背景技术

烧结是将不能直接加入高炉的铁（精）矿粉造块的主要方法之一。通过烧结，还可以改善原料的冶金性能。厚料层烧结是一项重要的广泛采用的烧结技术，具有改善烧结矿强度、提高成品率、降低燃耗等优点。目前，国内烧结生产厂普遍采用厚料层烧结，烧结料层高度都已在700mm以上。但是，厚料层烧结技术的应用也面临着一些难题，其中最突出的问题是由于烧结料层存在“自动蓄热”现象，燃料在一次混匀时全部加入，使得烧结料层上部热量相对不足，其原因在于抽风烧结燃烧带逐渐下移，上部的烧结矿层持续不断的被冷风冷却，台车表面的料层热量很快流失，由此造成烧结料层上部结块强度不够；烧结返矿80%来自于上部烧结料层。另一方面，下部由于热量的传输和自动蓄热的作用，料层下部热量过剩出现“过熔”；如果减少配碳将导致上部烧结矿层产生更多的生料和烧结返矿，这些对烧结矿产、质量都产生不利影响，问题产生的原因是烧结料层上部和下部需要的热量不同，上部需要更多的热量。

鉴于上述问题，有人提出增加点火时间补充上部热量，这样会造成上部过烧，影响烧结料层热态透气性；也有人提出热风烧结、偏析布料的措施，这些措施虽然可以避免上部热量不足问题，但要增加更多能耗和投资，都不能两全其美地解决厚料层烧结问题。为了使烧结料层上部碳持续燃烧，减少上部的热量损失，提高烧结矿的成品率，有人提出新的燃料分加技术，在配料中加入一定量的燃料，在二混成球制粒阶段再加另一部分燃料。燃料分加技术虽然可以减少吨矿燃料消耗，但不能解决厚料层烧结条件下上下部热量不均问题。因为烧结机台车两边都是铸钢件制成，台车表面无保温措施，只有靠牺牲表面烧结矿质量来保证下部烧结矿质量。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种既能补充烧结料层上部热量，又能起到料面保温作用和保证良好透气性效果的厚料层烧结料面喷洒覆盖剂；本发明还提供了一种厚料层烧结料面喷洒覆盖剂的喷洒方法。

为解决上述技术问题，本发明由下述原料混合而成：碳精矿、膨珠和烧结返矿。

本发明所述原料的重量百分含量为：碳精矿55%～70%，膨珠8%～15%和烧结返矿22%～30%。

本发明所述烧结返矿的粒度为1～3mm，膨珠粒度为1～2mm。

本发明所述碳精矿的碳含量为45wt%～80wt%；所述碳精矿的粒度≥100目。

本发明的喷洒方法为：所述的覆盖剂加水至水分含量为6.5wt%～7.5wt%，搅拌均匀后喷射入烧结料表面以下20～30mm处。

本发明中的碳精矿是通过选矿方法对高炉重力除尘灰（高炉瓦斯灰）进行选矿而得。本发明主要成分（碳精矿）是利用高炉瓦斯灰中的碳，因为瓦斯灰中碳颗粒是经高炉风口燃烧过的，碳颗粒表层裹着一层灰分附着物。该碳粒在点火温度下可以燃烧，但由于表层有灰分附着物，氧的传递速度受到限制，所以燃烧比较缓慢，烧结料中按均匀配入混合料中的燃料先行燃烧，因配入的煤和焦粉表面没有附着物，在点火温度下均可先燃烧，而后喷入的含碳颗粒燃烧持续时间较长，这样按正常烧结生产所做的烧结杯试验的温度曲线就会改变为如图1虚线所示（实线为正常烧结情况下温度曲线）。这样随着燃烧带下移上部烧结矿层降温速度减慢，表层温度比未加覆盖剂前高出200～300℃，远远高出燃料的着火温度，上层燃料可在燃烧带下移后持续燃烧，这样可以补充上部烧结料层热量不足的缺陷。总之，本发明喷洒层相当于给散热很多的料层增加了一层覆盖剂，起到了保护和持续供应热量的作用，使烧结料层上部获得一定的热量，减少上部料层结块强度不够的厚度，成品率和强度会得到应有的改善。这样可以减少总的配碳量，使下部热量无过剩和过熔现象消失，如此，整个厚料层烧结条件下的烧结机利用系数、烧结矿成品率、强度得到明显的改善。本发明中的膨珠是液态炉渣用高速水流和机械滚筒予以冲击和破碎而制成的中空的直径1～5mm的渣珠。膨珠在覆盖剂中起保温作用：烧结返矿比重大，碳精矿与烧结返矿混匀后，碳精矿存在于孔隙中，随喷射器压力作用可深入料层更深层部位。本发明中的烧结返矿为铁矿石烧结后因强度较差和未完全烧结的烧结矿经破碎筛分处理而返回烧结工序的筛下物。本发明中的烧结返矿比重大，碳精矿与烧结返矿混匀后，碳精矿存在于孔隙中，使之可随喷射压力作用深入料层的更深层部位。

采用上述技术方案所产生的有益效果在于：本发明覆盖剂既能补充烧结料层上部热量，又能起到料面保温剂作用和保证良好透气性的效果；从而减少上部料层结块强度不够的厚度，有效地改善成品率和强度，减少总的配碳量，使下部热量无过剩和过熔现象消失，整个厚料层烧结条件下的烧结机利用系数、烧结矿成品率、强度得到明显的改善，且充分利用了瓦斯灰选矿后产品－碳精粉中的残炭资源。

附图说明

下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。

图1是厚料层烧结过程中沿料层高度的温度变化；

图2是厚料层烧结过程中沿烧结料层高度各单元热量变化示意图。

图1中：A铺底料层，B湿料层，C预热干燥层，D燃烧层，E烧结矿层。

图2中：Ⅰ为燃料燃烧热量，Ⅱ为废气及预热空气的热（蓄热），Ⅲ为点火供热。

具体实施方式

本厚料层烧结料面喷洒覆盖剂采用下述的制备方法：

（1）通过选矿方法对高炉重力除尘灰进行选矿：

可获得三种矿，第一种：铁精矿－回配烧结配料，铁品位在50～60%；

第二种：碳精矿－作覆盖剂主要原料；碳含量在45～80wt%之间；料度范围取≥100目部分作为覆盖剂原料，≤100目燃烧快另作他用；

第三种：尾矿－主要含TFe、Ca、Mg、Al等化合物。

（2）上述第二种碳精矿作为覆盖剂的主要成分，由于其粒度细，影响其透气性，因此，把碳精矿和1～3mm粒度的烧结返矿和保温剂膨珠混合在一起制成既能补充烧结料层上部热量，又能起到料面保温剂作用和保证良好透气性效果的覆盖剂。

实施例1～3：本厚料层烧结料面喷洒覆盖剂的具体制备步骤如下所述：

（1）对高炉瓦斯灰TFe、C分析和筛选后铁精矿、碳精矿和尾矿的分析，结果如表1所示。

表1：各矿含铁、碳成分表

Figure 2013101510844100002DEST_PATH_IMAGE001

由表1可知：瓦斯灰经选矿后可获得铁品位61.28%、回收率为55.48%的铁精矿,碳含量为79.19%、回收率为86.05%的碳精矿。表2为实施例中瓦斯灰的粒度组成表，由表2可知瓦斯灰的粒度较粗，经选矿后，粗粒含碳高，细粒含铁高；本实施例选用粒度≥100目的碳精矿。

表2：瓦斯灰粒度组成表

Figure 2013101510844100002DEST_PATH_IMAGE003

（2）具体配比：实施例1～3各原料的具体配比见表3，按照表3所述的配比将碳精矿、烧结返矿和膨珠混合均匀即可。所述的烧结返矿的粒度为1～5mm。

表3：具体重量百分含量配比

实施例4：本厚料层烧结料面喷洒覆盖剂采用下述原料配比和制备方法。

原料重量百分配比：碳含量45wt%、粒度≥100目的碳精矿70%、粒度1～3mm的烧结返矿22%、粒度1～2mm膨珠8%。

制备方法同实施例1～3。

本实施例得到的覆盖剂的平均比重为0.704t/m³。

实施例5：本厚料层烧结料面喷洒覆盖剂采用下述原料配比和制备方法。

原料重量百分配比：碳含量80wt%、粒度≥100目的碳精矿55%、粒度1～3mm的烧结返矿30%、膨珠15%。

制备方法同实施例1～3。

本实施例得到的覆盖剂的平均比重为0.77t/m³。

本厚料层烧结料面喷洒覆盖剂的喷洒方法如下所述：

（1）采用混凝土湿喷机，型号为PZS3000，将覆盖剂喷雾化水，混匀水分控制与混匀料相当，6.5～7.5wt%水分。

（2）根据喷洒覆盖剂的厚度确定喷洒流量：

烧结料层热交换的特点：空气在抽过烧结矿层时，被炽热的烧结矿所预热，这个物理热被带到烧结层，燃烧时产生更高的温度，所以认为烧结矿层就像一个蓄热器，称为“自动蓄热作用”，沿料层高度各单元热量变化如图2所示。

图2是厚料层烧结过程中沿烧结料层高度各单元热量变化示意图，其中Ⅰ为燃料燃烧热量，Ⅱ为废气及预热空气的热（蓄热），Ⅲ为点火供热。将正常配碳的烧结料层沿高度按1cm分割成小单元，以1m²面积计算每单元的热平衡，它表示出各层热量的变化。由图2可知，到第8层，其热量达到总收入的62.8%，表层热量与最下层热量相差，9×4.1868×10³KJ；上述计算是以1m²面积计算的热平衡。喷洒覆盖剂厚度的具体计算过程为：

A、根据C+O₂=CO₂+7980×4.1868KJ/KgC和表层与下层每平米热量差：9×4.1868×10³KJ；按400m²的烧结机计算，共需要x公斤碳；建立x×7980×4.1868=400×9×4.1868×10³；解得x=451(KgC)。

B、碳精矿按含碳50%为例计算，需碳精矿量：451÷0.5=902Kg。

C、按实施例1～3的配比计算覆盖剂喷洒量（400m²）：

配比1：902÷0.675=1336Kg；

配比2：902÷0.625=1443Kg；

配比3：902÷0.575=1569Kg。

D、喷洒覆盖剂厚度：

配比1：1336÷(0.729×400)=4.58mm；

配比2：1443÷(0.743×400)=4.86mm；

配比3：1569÷(0.745×400)=5.27mm。

喷洒后的烧结效果：利用烧结杯试验验证本覆盖剂的使用效果，温度曲线如图1所示。图1是厚料层烧结过程中沿料层高度的温度变化；烧结料层从下端到顶部可分为5层，依次为A铺底料层，B湿料层，C预热干燥层，D燃烧层，E烧结矿层。图中显示D燃烧层温度最高达到峰值。在燃烧带以上，温度逐渐升高，燃烧带以下，急速下降，到湿料层，稳定在50～60℃的较低水平，而燃烧层是波峰，可达1300～1500℃，随着烧结过程的进行，此曲线沿着气流方向波浪式的移动。图1中实线为正常烧结情况下温度曲线，虚线为喷洒本覆盖剂后的温度曲线。由图1可知，喷洒本覆盖剂后的烧结料层表层温度比未加覆盖剂前高出200～300℃，远远高出燃料的着火温度，且上层燃料可在燃烧带下移后持续燃烧，这样可以补充上部烧结料层热量不足的缺陷。

Claims

1.一种厚料层烧结料面喷洒覆盖剂，其特征在于，其由下述原料混合而成：碳精矿、膨珠和烧结返矿，所述原料的重量百分含量为：碳精矿55%～70%，膨珠8%～15%和烧结返矿22%～30%；所述烧结返矿的粒度为1～3mm，膨珠粒度为1～2mm，碳精矿的碳含量为45wt%～80wt%；所述碳精矿的粒度≥100目。

2.权利要求1所述厚料层烧结料面喷洒覆盖剂的喷洒方法，其特征在于：所述的覆盖剂加水至水分含量为6.5wt%～7.5wt%，搅拌均匀后喷射入烧结料表面以下20～30mm处。