CN103667686A - 一种烧结混合料及应用 - Google Patents

Abstract

本发明属于烧结混合料领域，尤其涉及一种烧结混合料及应用，其特征在于：混合料由以下组份及重量份组成：生石灰9-12份、白云石1-3份、燃料4-6份、混匀矿粉81-84份，返矿31-34份；所述燃料由焦粉和兰炭组成，按照燃料总量计算，重量份比为焦粉：兰炭=7-9：1-3。料层厚度≥700mm，点火温度为1170-1200℃。解决电除尘结块和堵塞等问题，降低烧结生产成本，从而达到提高的烧结矿的质量、同时达到节能环保的目的。

Description

一种烧结混合料及应用

技术领域

  本发明属于烧结混合料领域，尤其涉及一种烧结混合料及应用。

背景技术

烧结属于高炉炼铁、炼钢生产前的一个生产工序，其目的是将各种粉状含铁原料，配入适量的燃料和熔剂，加入适量的水，经混合和造球后在烧结设备上使物料发生一系列物理化学变化，烧结成块的过程。在生产上广泛采用带式抽风烧结机生产烧结矿。主要包括烧结料的准备，配料与混合，烧结和产品处理等工序。烧结后的烧结件的质量如何直接影响着后续炼铁、炼钢工序的生产与产品质量。

影响烧结质量有烧结混合料、烧结生产过程中温度等因素，其中，混合料中燃料是提高热源的原料，常用的烧结燃料有焦粉和无烟煤，其焦油含量较重，极易造成烧结机头电除尘结块，堵塞，严重影响烧结生产过程控制，增加了劳动强度、减少设备使用寿命。并且焦粉和无烟煤价格昂贵，对烧结生产成本带来极大影响。

提高烧结质量、降低烧结矿的成本，同时达到节能和加强环保治理等是目前烧结生产所需。

 

发明内容

为了解决以上技术问题，本发明提供一种烧结混合料及制备方法，解决烧结机头电除尘结块和堵塞，降低烧结生产成本等问题。 

解决以上技术问题的本发明中的一种烧结混合料，其特征在于：混合料由以下组份及重量份组成：生石灰9-12份、白云石1-3份、燃料4-6份、混匀矿粉81-84份，返矿31-34份；所述燃料由焦粉和兰炭组成，按照燃料总量计算，重量份比为焦粉：兰炭=7-9：1-3；所述兰炭粒度为≤3mm比例控制在70-75%，兰炭粒度为≥5mm比例小于5%。

优选方案可为混合料由以下组份及重量份组成：生石灰9-11份、白云石1-2份、燃料5-6份、混匀矿粉82-84份，返矿31-33份；所述燃料由焦粉和兰炭组成，按照燃料总量计算，重量份比为焦粉：兰炭=7-8：2-3。兰碳发热低，配加兰碳后，燃烧带高温区域温度水平降低，液相生成不足，造成断面红层发暗，极易造成机尾断面不整齐，红层颜色发暗、较薄且分布不均匀；料层上部液相生成不足，结块差；下层结块较好，料层气孔较大，存在局部过熔现象，因此在生产时兰炭配比不宜过高。

优选方案进一步可为混合料由以下组份及重量份组成：生石灰10份、白云石1.5份、燃料5.5份、混匀矿粉83份，返矿32份；所述燃料由焦粉和兰炭组成，按照燃料总量计算，重量份比为焦粉：兰炭=4：1。

混匀矿粉为各种矿粉按照一定比例混合组成（如：钒钛精矿粉、进口矿粉等），是主要含铁物质来源；返矿为烧结产品（烧结矿）中粒度、强度等不达标的产品，经皮带运输返回重新进入配料，主要作用可以强化混合料造球和制粒，节能节约成本、减少污染；白云石粉为白云石经破碎后的粉状物，主要增加烧结矿中氧化镁（MgO）含量；生石灰粉为石灰石经焙烧、破碎后得到的粉状物，主要提高烧结矿CaO、增强混合料粘接性能强化造球和制粒。

所述兰炭粒度为≤3mm比例控制在70-75%，兰炭粒度为≥5mm比例小于5%。配加兰碳后，燃料在破碎过程中存在过粉现象（细颗粒较多），在烧结过程中容易造成迁移和偏析，上部燃料少和下部燃料多，加上下部自动蓄热的作用，使烧结料层温度差异较大，以至于上层烧结矿强度差，下层存在过熔现象，FeO含量偏高。对粒度的选择可以解决这些问题。

所述混匀矿粉钒钛钒钛比例≤55%。

所述混合料中烧结矿碱度≥2.3±0.1倍、生石灰配比≥9.5%，白云石配比≤4.5%，水份7.2±0.2%。

钒钛比例越高，烧结难度越大、烧结产品质量和产量越差，故设定钒钛比例；烧结矿碱度主要根据炼铁厂高炉炉料结构而定，一般情况下，在钒钛比例高于30%的时候，烧结矿碱度升高，可以降低钒钛比例高带来的产品负面影响；水份主要对混合料混匀、造球、制粒有影响，根据混合料混匀、造球、制粒等要求，水份最佳控制区间一般为7.2%，其误差波动小于±0.2%。

混合料粒度＞3mm比例控制≥70%，主要因为混合料粒度影响烧结过程透气性，混合料粒级＞3mm比例越高，烧结透气性越好。

本发明中可以通过提高料层厚度≥700mm，提高点火温度1170-1200℃、降低机速等措施，改善烧结效果，提高烧结矿产质量。料层厚度、点火时间、温度等主要对烧结产品的质量影响较大，故需对其进行精确控制，保证烧结过程“烧好、烧透”。烧结时的温度称为烧结温度，烧结温度和开始过烧温度之间的温度范围称为烧结温度范围，在烧结过程中若不确定烧结温度和烧结温度范围继续升温，则坯体开始变形、软化、过烧膨胀，造成烧结事故。

本发明混合料中兰炭焦油含量低，有效解决机头电除尘结块、堵塞等问题，不用额外的人员去进行清除，减少了工作量和劳动强度，增加烧结设备的使用寿命，相应的降低生产成本；另外，兰炭价格低，有利于降低烧结生产成本，可以降低燃料成本1.3-1.7元/吨结矿，从而达到提高的烧结质量、节能的目的。

 

附图说明

本发明中图1为不同燃料配比烧结矿转鼓强度图

本发明中图2为不同燃料配比烧结矿利用系数图

本发明中图3为不同燃料配比烧结矿低温还原粉化指数图

具体实施方式

实施例1

 混合料由以下组份及重量份组成：生石灰9份、白云石1份、燃料4份、混匀矿粉81份，返矿31份；所述燃料由焦粉和兰炭组成，按照燃料总量计算，重量份比为焦粉：兰炭=7：3。兰碳发热低，配加兰碳后，燃烧带高温区域温度水平降低，液相生成不足，造成断面红层发暗，极易造成机尾断面不整齐，红层颜色发暗、较薄且分布不均匀；料层上部液相生成不足，结块差；下层结块较好，料层气孔较大，存在局部过熔现象，因此在生产时兰炭配比不宜过高。

兰炭粒度为≤3mm比例控制在70-75%，兰炭粒度为≥5mm比例小于5%。配加兰碳后，燃料在破碎过程中存在过粉现象（细颗粒较多），在烧结过程中容易造成迁移和偏析，上部燃料少和下部燃料多，加上下部自动蓄热的作用，使烧结料层温度差异较大，以至于上层烧结矿强度差，下层存在过熔现象，FeO含量偏高。对粒度的选择可以解决这些问题。烧结矿中不混入外来杂质。

将以上各组份称量后混合均匀后在烧结设备中烧结，烧结厚度≥700mm，提高点火温度1170-1200℃，混合料水份7.2±0.2%，混合料粒度＞3mm比例控制≥70%，烧结矿碱度≥2.3±0.1。

 

实施例2

混合料由以下组份及重量份组成：生石灰12份、白云石3份、燃料6份、混匀矿粉84份，返矿34份；所述燃料由焦粉和兰炭组成，按照燃料总量计算，重量份比为焦粉：兰炭=9：1。兰炭粒度为≤3mm比例控制在70-75%，兰炭粒度为≥5mm比例小于5%。

 将以上各组份称量后混合均匀后在烧结设备中烧结，烧结厚度≥700mm，提高点火温度1170-1200℃，混合料水份7.2±0.2%，混合料粒度＞3mm比例控制≥70%，烧结矿碱度≥2.3±0.1。

实施例3

混合料由以下组份及重量份组成：生石灰9份、白云石3份、燃料6份、混匀矿粉84份，返矿31份；所述燃料由焦粉和兰炭组成，按照燃料总量计算，重量份比为焦粉：兰炭=3：1。兰炭粒度为≤3mm比例控制在70-75%，兰炭粒度为≥5mm比例小于5%。

 将以上各组份称量后混合均匀后在烧结设备中烧结，烧结厚度≥700mm，提高点火温度1170-1200℃。

实施例4

混合料由以下组份及重量份组成：生石灰9份、白云石2份、燃料5份、混匀矿粉82份，返矿31份；所述燃料由焦粉和兰炭组成，按照燃料总量计算，重量份比为焦粉：兰炭=4：1。兰炭粒度为≤3mm比例控制在70-75%，兰炭粒度为≥5mm比例小于5%。

将以上各组份称量后混合均匀后在烧结设备中烧结，烧结厚度≥700mm，提高点火温度1170-1200℃。

实施例5

混合料由以下组份及重量份组成：生石灰11份、白云石2份、燃料6份、混匀矿粉84份，返矿33份；所述燃料由焦粉和兰炭组成，按照燃料总量计算，重量份比为焦粉：兰炭=7：3。

兰炭粒度为≤3mm比例控制在70-75%，兰炭粒度为≥5mm比例小于5%。

将以上各组份称量后混合均匀后在烧结设备中烧结，烧结厚度≥700mm，提高点火温度1170-1200℃，混合料水份7.2±0.2%，混合料粒度＞3mm比例控制≥70%，烧结矿碱度≥2.3±0.1。

实施例6

混合料由以下组份及重量份组成：生石灰10份、白云石1.5份、燃料5.5份、混匀矿粉83份，返矿32份；所述燃料由焦粉和兰炭组成，按照燃料总量计算，重量份比为焦粉：兰炭=4：1。

所述兰炭粒度为≤3mm比例控制在70-75%，兰炭粒度为≥5mm比例小于5%。

将以上各组份称量后混合均匀后在烧结设备中烧结，烧结厚度≥700mm，提高点火温度1170-1200℃。

实施例7

混合料由以下组份及重量份组成：生石灰10份、白云石1.5份、燃料5.5份、混匀矿粉83份，返矿32份；所述燃料由焦粉和兰炭组成，焦粉3.85份、兰炭1.65份。

将以上各组份称量后混合均匀后在烧结设备中烧结，烧结厚度≥700mm，提高点火温度1170-1200℃，混合料水份7.2±0.2%，混合料粒度＞3mm比例控制≥70%，烧结矿碱度≥2.3±0.1。

实施例8

混合料由以下组份及重量份组成：生石灰10份、白云石1.5份、燃料5.5份、混匀矿粉83份，返矿32份；所述燃料由焦粉和兰炭组成，焦粉4.4份、兰炭1.1份。

将以上各组份称量后混合均匀后在烧结设备中烧结，烧结厚度≥700mm，提高点火温度1170-1200℃，混合料水份7.2±0.2%，混合料粒度＞3mm比例控制≥70%，烧结矿碱度≥2.3±0.1。

本发明中兰炭使用前后混匀矿钒钛比例基本维持在49-52%，原料结果大体一致，化学成分相对稳定波动较小，对此次使用影响较小。使用前后生石灰CaO%含量基本维持在77%，SiO₂维持在4.0%，相对稳定波动较小，对此次使用影响较小。使用前后焦粉平均固C含量维持在80-82%，相对稳定，对此次使用影响较小。

本发明中对烧结矿指标进行分析，加入兰炭使用前后对烧结矿的化学成分、强度指标等都没有太大的影响，如表1-2：

    表1 化学成分

由上表可以看出兰炭使用前后烧结矿化学成分差异较小，且与理论值基本吻合，故使用兰炭对烧结矿化学成分影响不大。

    表2强度指标

使用兰炭期间，烧结矿粒级组成约有好转：16-40mm比例增加3.29%，≤10mm比例减少1.72%，但转鼓指数下降0.08%，返矿率下降1.45%。

试验设计

钒钛比例：52%。

混合料配比重量份：（占混合料配比）生石灰10份、白云石1.5份、燃料5.5份、混匀矿粉83份，返矿32份。

其中，燃料比例如表3：

表3 

烧结杯试验相关参数控制，如表4：

表4 烧结参数控制

考虑到燃料粒度的影响，对焦粉、无烟煤和兰炭的粒度分布进行了测试，如表6：

表6燃料粒度分布

试验一（对照组）

相关实验数据如表7-8：

表7试验一混合料配方

表8试验一烧结过程中的参数和指标 

试验二（实例7）

相关实验数据如表9-10：

表9试验二混合料配方

表10试验二烧结过程中的参数和指标

试验三（实例8）

相关实验数据如表11-12：

表11试验三配料方案

表12试验三烧结过程中的参数和指标

表13烧结后生产性能指标

从试验数据来看，试验二和试验三中，烧结矿转鼓强度略有提高，在焦粉和兰炭为7:3时烧结试验样品转鼓强度最高达到53.73%。但是随着烧结时间的延长，烧结矿保温结晶好，再者兰炭发热量小于焦炭和无烟煤，有利于低温烧结和铁酸钙粘结相生成，造成烧结矿强度提高，如图1。

从试验情况来看，试验二和试验三中，烧结杯试验烧结时间有所延长，成品量有所提高，料面收缩加大由60mm，扩大至140mm和86mm，烧结废气最高温度有所下降由349℃下降至304℃。加入兰炭比例增大后，烧结机利用系数有先上升后降低的趋势，对生产可能有所压力，如图2。

试验二和试验三中，，烧结矿低温还原粉化指数有所改善，由原来的40.37%提高到49.19%，综合考虑兰炭加入量（焦粉80%：兰炭20%）时，各项指标较好能满足日常生产要求，如图3。

本发明中降低成本分析：

兰炭价格暂按1000元/吨（干基含税到厂价，原料处提供信息），无烟煤价格1038元/吨（干基价格1100元/吨），二者固定C含量相近，按30%比例进行配加，全月产量23万吨，燃料单耗60㎏/吨烧结矿，全月节约成本=23万×60×30%×（1100-1000）=41.4万元/月（1.8元/吨烧结矿）。

综上，本发明混合料有效解决机头电除尘结块、堵塞等问题；兰炭价格低，有利于降低烧结生产成本，可以降低燃料成本1.3-1.7元/吨结矿，从而达到提高的烧结质量、节能的目的。

Claims (6)

1.一种烧结混合料，其特征在于：混合料由以下组份及重量份组成：生石灰9-12份、白云石1-3份、燃料4-6份、混匀矿粉81-84份，返矿31-34份；所述燃料由焦粉和兰炭组成，按照燃料总量计算，重量份比为焦粉：兰炭=7-9：1-3；兰炭粒度为≤3mm比例控制在70-75%，兰炭粒度为≥5mm比例小于5%。

2.根据权利要求1中所述的一种烧结混合料，其特征在于：混合料由以下组份及重量份组成：生石灰9-11份、白云石1-2份、燃料5-6份、混匀矿粉82-84份，返矿31-33份；所述燃料由焦粉和兰炭组成，按照燃料总量计算，重量份比为焦粉：兰炭=7-8：2-3。

3.根据权利要求2中所述的一种烧结混合料，其特征在于：混合料由以下组份及重量份组成：生石灰10份、白云石1.5份、燃料5.5份、混匀矿粉83份，返矿32份；所述燃料由焦粉和兰炭组成，按照燃料总量计算，重量份比为焦粉：兰炭=4：1。

4.根据权利要求1中所述的一种烧结混合料，其特征在于：所述混匀矿粉钒钛钒钛比例≤55%。

5.根据权利要求1中所述的一种烧结混合料，其特征在于：所述混合料中烧结矿碱度≥2.3±0.1，水份7.2±0.2%。

6.根据权利要求书中所述的一种烧结混合料的应用，其特征在于：料层厚度≥700mm，点火温度为1170-1200℃。

Images