CN103866119B - 用于烧结的节能添加剂及其应用 - Google Patents

Abstract

本发明属于烧结节能技术，特别涉及一种用于烧结的节能添加剂。烧结节能添加剂为烧结熔剂和可燃物料，按重量百分比计，烧结熔剂：可燃物料=50%～80%：50%～20%；其中烧结熔剂为石灰石，可燃物料为经脱水的市政脱水污泥。本发明将具有熔剂、燃料性质的物料经过预混、均匀和粉末化后，作为添加剂采用厚料层烧结方式配入烧结工艺，其优点在于可以提高烧结利用系数，降低烧结固体燃耗，实现高效和节能的烧结生产。

Description

用于烧结的节能添加剂及其应用

技术领域

本发明属于烧结节能技术领域，特别涉及一种用于烧结的节能添加剂及其应用。

背景技术

铁矿粉烧结是目前冶金生产最重要的造块技术，它和球团矿并称为人造富矿。高质量的烧结矿可以改善高炉的冶炼条件，有利于高炉顺行和铁产量、质量的提高。作为高炉生产的主要原料，烧结矿在高炉生产中占有重要地位，尤其在我国钢铁企业近些年迅速发展的背景下，烧结矿的年产量数以亿吨计。

烧结矿并非单一体，是由不同组成和不同结构的凝块物质组成的体系，是将各种含铁原料与添加的燃料、熔剂进行混合，然后经高温烧结而成的块状炉料。其中，熔剂的主要作用是使矿物中的脉石造渣，常用的熔剂包括生石灰、石灰石、白云石、蛇纹石；固体燃料一般包括焦炭和煤粉。烧结在整个冶金体系中的能耗仅次于炼铁及轧钢而居于第三位，约占到钢铁生产总能耗的8.3%，降低烧结工序能耗对于提高钢铁企业的经济效益具有中的意义，钢铁能耗中又以烧结固体燃耗所占比例最大，达到75%～80%，降低固体燃耗对于烧结工序节能具有重要的意义。

厚料层烧结是烧结的重要技术手段之一，厚料层烧结不仅能改善烧结矿的质量，降低烧结工序能耗的重要手段之一，其改善烧结效果主要体现在以下几个方面：改善烧结矿强度，提高成品率；利用“自动蓄热”作用节省固体燃料消耗，降低总热耗。强化烧结助燃技术是近年来应用的一项重要烧结技术，主要在烧结过程中添加烧结助燃剂，主要作用是降低燃料燃点，提高燃烧速度和效率，提高烧结矿强度等。但助燃剂一般有别于传统烧结原料如铁矿粉、熔剂和熔剂，属于新材料的添加。据专利一种城市污泥作为钢铁工业烧结矿原料的利用方法（申请号20101010502999.1）报道，采用石灰钙化污泥作为烧结原料之一，由于同时具有烧结燃料和熔剂的组成，配入后烧结利用系数、成品率提高，固体燃耗降低，具有较好的节能效果。如将烧结所用的熔剂和燃料进行预先混合、均匀，此时混合料将同时具有熔剂和燃料的特性，将其作为烧结添加剂，同时采用厚料层烧结技术，或有可能实现固体燃耗的降低。专利一种城市污泥作为钢铁工业烧结矿原料的利用方法中主要采用以生石灰和脱水污泥（含水率80%）得到的石灰钙化污泥为原料，经过石灰钙化后，生石灰（CaO）将与污泥中的水分、大气中的CO₂进一步反应生成Ca(OH)₂和CaCO₃。烧结熔剂石灰石的主要组成即为CaCO₃，且成本低于生石灰；将石灰石与市政污泥混合后制备均匀混合物，然后替代烧结熔剂和燃料，同时采用厚料层烧结技术，将可以实现烧结的节能和高效生产。

市政污泥是市政污水处理得到的污泥，具有一定热值，原始重力浓缩污泥含水率一般高达95%以上，一般传统脱水后的脱水污泥含水率约为80%左右。目前，采用新型的板框压滤方式可以将重力浓缩污泥或脱水污泥进行进一步脱水得到块状固体污泥，块状污泥的含水率可以降低到55%～70%范围，块状污泥仍需进行安全处置，如采用焚烧、堆肥等方式，污泥的进一步安全化、无害化和经济化后续处置是污泥处置的发展方向，而块状污泥具有一定的燃烧热值，且含水率相对于传统机械脱水方式含水率大大降低，合理利用不失为一种资源。因此，通过于石灰石粉末的混合，可以破坏块状污泥中的水分子结构，形成松散堆集体，还将有利于污泥的快速自然干化。

经文献和专利检索，对于市政污泥配入烧结原料制备烧结矿利用的研究有2篇专利，中国专利200910241914.6提出一种以城市污泥和钢铁冶金含铁尘泥制备烧结配料的方法，采用的是污泥与冶金尘泥混合、制粒后作为烧结配料配入烧结矿中使用的方式。中国专利201010502999.1提出一种城市污泥作为钢铁工业烧结矿原料的利用方法，是利用生石灰和城市污泥得到的石灰钙化污泥，即利用生石灰与水发生化学反应的特性脱去污泥中的水分。上述专利中，所用的配入烧结中的污泥均为采用石灰干化得到的石灰钙化污泥，由于采用生石灰与污泥混合，因此成本较高。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种用于烧结的节能添加剂及其应用。

为实现上述目的，本发明采用技术方案为：烧结节能添加剂为烧结熔剂和可燃物料，按重量百分比计，烧结熔剂：可燃物料=50%～80%：

50%～20%；其中烧结熔剂石灰石为粉状物料，粒度≤1mm；可燃物料为经脱水的具有燃烧热值的市政脱水污泥，其脱水方式为板框压滤脱水，含水率为55%～70%。所述熔剂和可燃物料按比例混合，而后经干化破碎并过筛后获得粉末粒径≤3mm的节能添加剂。所述的添加剂配入到冶金厚料层烧结工艺中，采用厚料堆集层烧结技术，实现烧结节能生产；配入比例为烧结混合料总质量比的2～5%。

本发明提供的用于烧结的节能添加剂，以石灰石和脱水污泥为原料，制备烧结添加剂，利用熔剂和燃料的紧密结合，实现烧结过程助燃，同时结合厚料层烧结技术，提高了烧结利用系数，降低了烧结固体燃耗。

具体实施方式

实施例1

将颗粒度≤1mm的石灰石粉与板框压滤机脱水得到的含水率70%的块状污泥以质量比例50%：50%进行混合，混合均匀后采用自然风干方式达到混合料干化，然后将混合物料进行破碎、筛分至粒度≤3mm，即得到添加剂。

然后将添加剂以质量比5%比例配入混合料，而后对料层厚度为650mm的厚料层进行烧结。烧结试验结果表明：同不配入添加剂、采用550mm非厚料层烧结方式相比，烧结利用系数增大了15.6%，固体燃耗降低了4.2kg/T。

实施例2

将颗粒度≤1mm的石灰石粉与板框压滤脱水得到的含水率55%的块状污泥以质量比例60%：40%进行混合，混合均匀后采用自然风干方式达到混合料干化，然后将混合物料进行破碎、筛分至粒度≤3mm，即得到添加剂。

然后将添加剂以质量比2%比例配入混合料，而后对料层厚度为700mm的厚料层进行烧结。烧结试验结果表明：同不配入添加剂、采用550mm非厚料层烧结方式相比，烧结利用系数增大了10.3%，固体燃耗降低了2.2kg/T。

实施例3

将颗粒度≤1mm的石灰石粉与板框压滤脱水得到的含水率60%的块状污泥以质量比例80%：20%进行混合，混合均匀后采用自然风干方式达到混合料干化，然后将混合物料进行破碎、筛分至粒度≤3mm，即得到添加剂。

然后将添加剂以质量比2%比例配入混合料，而后对料层厚度为600mm的厚料层进行烧结。烧结试验结果表明：同不配入添加剂、采用550mm非厚料层烧结方式相比，烧结利用系数增大了6.2%，固体燃耗降低了1.5kg/T。

本发明提供的用于烧结的节能添加剂，采用的无机料为石灰石粉料，与水的混合属于物理混合，不发生化学反应，其原因一方面是采用低成本的石灰石粉料作为污泥混合料，另一方面由于板框压滤得到的块状污泥强度高，采用生石灰配入方式无法进行发生良好的化学反应，无法达到脱去水分和均匀化的目的。结合市政污泥采用板框压滤方式的特性，以及石灰石粉成本低、可作为烧结熔剂的特性，本发明提出了采用石灰石粉、污泥预混和、均匀和作为烧结添加剂配入烧结，同时采用厚料层烧结技术的利用方式，实现烧结的高效和节能生产。具体是：1.以石灰石和脱水污泥为原料，制备烧结添加剂，利用熔剂和燃料的紧密结合，实现烧结过程助燃，同时结合厚料层烧结技术，提高了烧结利用系数，降低了烧结固体燃耗；2.解决了板框压滤脱水污泥的后续处置问题，提出用石灰石粉混合方式而不是生石灰的混合方式，同时降低了燃料配入比例，有助于降低烧结成本。

最后所应说明的是，以上具体实施方式仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照实例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的精神和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。

Claims (4)

1.一种用于烧结的节能添加剂，其特征在于：

烧结节能添加剂为烧结熔剂和可燃物料，按重量百分比计，烧结熔剂：可燃物料＝50％～80％：50％～20％；其中烧结熔剂为石灰石，可燃物料为经脱水的市政脱水污泥；

所述烧结熔剂石灰石为粉状物料，粒度≤1mm；可燃物料为经脱水的具有燃烧热值的市政脱水污泥，其脱水方式为板框压滤脱水，含水率为55％～70％。

2.根据权利要求1所述的用于烧结的节能添加剂，其特征在于：

将所述熔剂和可燃物料按比例混合，而后经干化破碎并过筛后获得粉末粒径≤3mm的节能添加剂。

3.一种权利要求1所述的用于烧结的节能添加剂的应用，其特征在于：所述添加剂应用于冶金烧结工艺中。

4.根据权利要求3所述的用于烧结的节能添加剂的应用，其特征在于：

所述的添加剂配入到冶金厚料层烧结工艺中，采用厚料堆集层烧结技术，实现烧结节能生产；配入比例为烧结混合料总质量比的2～5％。