CN103849760B - 一种高效控制铁矿石磁化的竖炉及其焙烧方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种能提高矿石内外的磁化均匀性、进一步缩短矿石焙烧时间、提高竖炉产量、降低了磁化焙烧成本的高效控制铁矿石磁化的竖炉及其焙烧方法。将加热段的两侧的燃烧室竖直为三层，三层燃烧室从竖炉上部到下部由小到大梯度分配，优化竖炉的加热段的热能分配，提高了竖炉磁化焙烧矿石的加热温度的均匀性，解决了矿石在炉内加热温度不均匀引起的矿石粘结。将铁矿石的磁化焙烧温度由原来的570℃左右提高到了700℃～750℃，为铁矿石提供了最佳磁化焙烧温度，改善矿石的磁化焙烧均匀性。矿石磁化焙烧时间由原来的8h缩短到了5.5～6.5小时，提高了竖炉磁化焙烧的产能，降低了磁化焙烧成本。
Description
技术领域
本发明涉及一种冶金业铁矿石磁化技术领域，具体涉及一种能高效控制铁矿石磁化的竖炉，本发明还涉及一种高效控制铁矿石磁化的竖炉的焙烧方法。
背景技术
竖炉主要是处理块矿的一种炉型，利用竖炉进行大规模工业磁化焙烧生产是1926年始建于我国鞍山，故称为“鞍山式竖炉”。磁化焙烧竖炉是将矿石在竖炉中通过预热段、加热段被加热到一定温度后，在还原段的还原性气氛中进行物理化学反应，使弱磁性的赤铁矿等氧化铁矿物转变为强磁性的磁铁矿，经过冷却后可用弱磁场磁选法处理的一种装置。
酒钢选烧厂已建成44座100m3鞍山式竖炉,形成了目前焙烧50～100mm大块铁矿石、15～50mm小块铁矿石的分级焙烧工艺，已达到年处理原矿500wt的规模。在生产实践中,反映出竖炉的加热能力小，产量在25t/h左右，矿石还原温度较低，温度在570℃左右。矿石的磁化焙烧时间长达8h左右，竖炉的煤气消耗高达1.3GJ/t，特别是还原温度较低造成矿石焙烧的磁化均匀性较差，要想提高成品焙烧矿的均匀性，就需进一步提高矿石的还原温度，但是单纯的提高矿石的还原温度，炉内可能会出现局部高温，还会引发块矿的粘结。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是针对现有技术中的缺点而提供一种能提高矿石内外的磁化均匀性、进一步缩短矿石焙烧时间、提高竖炉产量、降低了磁化焙烧成本的高效控制铁矿石磁化的竖炉。
本发明所要解决的另一技术问题是提供上述高效控制铁矿石磁化的竖炉的焙烧方法。
为解决本发明的技术问题采用如下技术方案：
一种高效控制铁矿石磁化的竖炉，包括炉顶上部的给料系统、炉体、炉体下部的排矿系统和抽烟系统，所述炉体分为预热段、加热段和还原段，所述加热段中间为炉膛，炉膛两侧为燃烧室，所述每侧燃烧室竖直分为三层，从上到下依次为第一层燃烧室、第二层燃烧室和第三层燃烧室，所述每层燃烧室设有热烧嘴。
所述第一层燃烧室高度为0.713mm-0.813 mm、第二层燃烧室高度为1.024mm-1.124mm和第三层燃烧室高度为1.406mm -1.506mm。
所述第一层燃烧室高度为0.763 mm、第二层燃烧室高度为1.074mm和第三层燃烧室高度为1.456 mm。
一种高效控制铁矿石磁化的竖炉的焙烧方法，在炉体的加热段三层的燃烧室内分别放置铁矿石，第一层燃烧室内的负荷量为炉体总负荷量的22.68%-23.61%，第二层燃烧室内的负荷量为炉体总负荷量的32.58%-32.65%，第三层燃烧室内的负荷量为炉体总负荷量的43.74%-44.73%，将炉体加热段的铁矿石磁化焙烧温度控制在700℃～750℃，将铁矿石磁化焙烧时间控制在5.5～6.5h。
在炉体加热段三层的燃烧室内分别放置铁矿石，第一层燃烧室内的负荷量为炉体总负荷量的23.17%，第二层燃烧室内的负荷量为炉体总负荷量的32.62%，第三层燃烧室内的负荷量为炉体总负荷量的44.21%。
本申请人针对背景技术中所述竖炉生产中存在的问题，为改善块状铁矿石的竖炉磁化焙烧效果，我们系统的研究了竖炉的磁化焙烧温度对块状铁矿石磁化焙烧过程的影响：
在还原气体成分和磁化焙烧时间分别控制为CO/CO2/N2=10/40/50和90min的前提条件下进行块矿粒度为55～65mm的磁化焙烧试验，磁化焙烧温度对块矿竖炉磁化焙烧过程的影响见图1和图2所示，从上图可以看出，磁化焙烧温度是影响磁化焙烧最重要的因素，将“鞍山式”块矿竖炉磁化焙烧温度提高到750℃时，磁化焙烧后块矿表层与块矿中心磁化率的差值只有0.18，块矿表层与块矿中心磁化率的差值降低了87%左右，块矿磁化焙烧的均匀性得到了明显地改善。因此，“鞍山式”块矿竖炉磁化焙烧温度，控制在700℃～750℃的磁化焙烧效果最佳。
本发明提供了一种能提高矿石内外的磁化均匀性、进一步缩短矿石焙烧时间、提高竖炉产量、降低了磁化焙烧成本的高效控制铁矿石磁化的竖炉及其焙烧方法。将加热段的两侧的燃烧室竖直为三层，三层燃烧室从竖炉上部到下部由小到大梯度分配，第一层燃烧室内的负荷量为炉体总负荷量的2.68%-23.61%，第二层燃烧室内的负荷量为炉体总负荷量的32.58%-32.65%，第三层燃烧室内的负荷量为炉体总负荷量的43.74%-44.73%，优化竖炉的加热段的热能分配，提高了竖炉磁化焙烧矿石的加热温度的均匀性，解决了矿石在炉内加热温度不均匀引起的矿石粘结。将铁矿石的磁化焙烧温度由原来的570℃左右提高到了700℃～750℃，为铁矿石提供了最佳磁化焙烧温度，改善矿石的磁化焙烧均匀性。矿石磁化焙烧时间由原来的8h缩短到了5.5～6.5小时，提高了竖炉磁化焙烧的产能，降低了磁化焙烧成本。同时，实现阶梯加热，防止矿石在炉内运行过程中发生粘结现象，确保炉内还原后剩余的CO充分燃烧。
附图说明
图1为本发明高效控制铁矿石磁化的竖炉的结构示意图；
图2为图1的A部放大图；
图3为竖炉磁化焙烧温度对块状铁矿石磁化焙烧过程的影响图；
图4为磁化焙烧温度对块状铁矿石表层与块状铁矿石中心磁化率差值的影响图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明做进一步的详细描述。
实施例
1
一种高效控制铁矿石磁化的竖炉，包括炉顶上部的给料系统、炉体、炉体下部的排矿系统和抽烟系统，其中炉体分为预热段1、加热段和还原段2，加热段中间为炉膛3，炉膛3两侧为燃烧室4，每侧燃烧室4竖直分为三层，从上到下依次为第一层燃烧室401、第二层燃烧室402和第三层燃烧室403，第一层燃烧室401高度为0.713mm，第二层燃烧室402高度为1.024mm，第三层燃烧室403高度为1.406mm。每层燃烧室设有热烧嘴6。
一种高效控制铁矿石磁化的竖炉的焙烧方法，在炉体的加热段三层的燃烧室4内分别放置铁矿石，第一层燃烧室401内的负荷量为炉体总负荷量的22.68%，第二层燃烧室402内的负荷量为炉体总负荷量的32.58%，第三层燃烧室403内的负荷量为炉体总负荷量的44.73%，将炉体加热段的铁矿石磁化焙烧温度控制在700℃，将铁矿石磁化焙烧时间控制在6.5h。
实施例
2
一种高效控制铁矿石磁化的竖炉，包括炉顶上部的给料系统、炉体、炉体下部的排矿系统和抽烟系统，其中炉体分为预热段1、加热段和还原段2，加热段中间为炉膛3，炉膛3两侧为燃烧室4，每侧燃烧室4竖直分为三层，从上到下依次为第一层燃烧室401、第二层燃烧室402和第三层燃烧室403，第一层燃烧室401高度为0.813 mm，第二层燃烧室402高度为1.124mm，第三层燃烧室403高度为1.506mm。每层燃烧室设有热烧嘴6。
一种高效控制铁矿石磁化的竖炉的焙烧方法，在炉体的加热段三层的燃烧室4内分别放置铁矿石，第一层燃烧室401内的负荷量为炉体总负荷量的23.61%，第二层燃烧室402内的负荷量为炉体总负荷量的32.65%，第三层燃烧室403内的负荷量为炉体总负荷量的43.74%，将炉体加热段的铁矿石磁化焙烧温度控制在750℃，将铁矿石磁化焙烧时间控制在5.5h。
实施例
3
一种高效控制铁矿石磁化的竖炉，包括炉顶上部的给料系统、炉体、炉体下部的排矿系统和抽烟系统，其中炉体分为预热段1、加热段和还原段2，加热段中间为炉膛3，炉膛3两侧为燃烧室4，每侧燃烧室4竖直分为三层，从上到下依次为第一层燃烧室401、第二层燃烧室402和第三层燃烧室403，第一层燃烧室401高度为0.763mm，第二层燃烧室402高度为1.074mm，第三层燃烧室403高度为1.456mm。每层燃烧室设有热烧嘴6。
一种高效控制铁矿石磁化的竖炉的焙烧方法，在炉体的加热段三层的燃烧室4内分别放置铁矿石，第一层燃烧室401内的负荷量为炉体总负荷量的23.17%，第二层燃烧室402内的负荷量为炉体总负荷量的32.62%，第三层燃烧室403内的负荷量为炉体总负荷量的44.21%，将炉体加热段的铁矿石磁化焙烧温度控制在730℃，将铁矿石磁化焙烧时间控制在6h。
Claims (4)
1.一种高效控制铁矿石磁化的竖炉，包括炉顶上部的给料系统、炉体、炉体下部的排矿系统和抽烟系统，所述炉体分为预热段、加热段和还原段，所述加热段中间为炉膛，炉膛两侧为燃烧室，其特征在于：每侧所述燃烧室（4）竖直分为三层，从上到下依次为第一层燃烧室（401）、第二层燃烧室（402）和第三层燃烧室（403），每层所述燃烧室设有热烧嘴（6）；
所述第一层燃烧室（401）高度为0.713mm-0.813 mm、第二层燃烧室（402）高度为1.024mm-1.124mm和第三层燃烧室（403）高度为1.406mm -1.506mm。
2.根据权利要求1所述的一种高效控制铁矿石磁化的竖炉，其特征在于：所述第一层燃烧室（401）高度为0.763 mm、第二层燃烧室（402）高度为1.074mm和第三层燃烧室（403）高度为1.456 mm。
3.根据上述任一权利要求所述的一种高效控制铁矿石磁化的竖炉的焙烧方法，其特征在于：在炉体的加热段三层的燃烧室（4）内分别放置铁矿石，第一层燃烧室（401）内的负荷量为炉体总负荷量的22.68%-23.61%，第二层燃烧室（402）内的负荷量为炉体总负荷量的32.58%-32.65%，第三层燃烧室（403）内的负荷量为炉体总负荷量的43.74%-44.73%，将炉体加热段的铁矿石磁化焙烧温度控制在700℃～750℃，将铁矿石磁化焙烧时间控制在5.5～6.5h。
4.根据权利要求3所述一种高效控制铁矿石磁化的竖炉的焙烧方法，其特征在于：在炉体的加热段三层的燃烧室（4）内分别放置铁矿石，第一层燃烧室（401）内的负荷量为炉体总负荷量的23.17%，第二层燃烧室（402）内的负荷量为炉体总负荷量的32.62%，第三层燃烧室（403）内的负荷量为炉体总负荷量的44.21%。
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