CN105274269B - 一种烧结混合料的布料方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种烧结混合料的布料方法，该方法包含以下步骤：(1)将低结晶水铁矿石、熔剂、固体燃料、返矿和带磁性组分混合制粒成烧结混合料A；(2)将高结晶水铁矿石、熔剂、固体燃料、返矿和非磁性组分混合制粒成烧结混合料B；(3)将烧结混合料A和烧结混合料B一起输送到混合料仓中，然后通过圆辊给料机和双层多辊布料器布入烧结机台车。通过分开混合制粒处理工艺和设置与之匹配的布料装置和工艺参数，可进行分层布料，改善烧结混合料的布料效果，改善烧结过程的料层透气性，提高烧结矿产质量，降低燃料消耗。

Description

一种烧结混合料的布料方法

技术领域

本发明涉及冶金工业烧结工艺，尤其涉及一种烧结混合料的布料方法。

背景技术

烧结矿是我国高炉工艺冶炼铁水的最主要原料，目前普遍采用的生产设备为带式抽风烧结机，其工艺流程包括：配料、制粒、布料、点火、烧结、冷却和整粒等。在工艺流程中机头台车布料的效果是直接影响烧结矿产质量的关键因素。按照理想状况，烧结的布料效果为：①料面平整，即混合料沿台车宽度方向均匀分布；②垂直偏析，即沿料层高度方向自上而下粒度逐渐变粗，碳含量逐渐减少。这样可以改善料层透气性和加热制度，提高烧结效率和降低燃料消耗。

实际生产中，为实现这一效果的布料方法称为偏析布料法，目前典型的烧结混合料偏析布料设备有圆辊给料机+反射板布料器和圆辊给料机+多辊布料器。圆辊给料机+反射板布料器的优点是布料垂直偏析效果较好，不受原料条件限制，设备使用寿命长，维护方便；存在的不足是易发生反射板粘料和崩料现象，造成料面不平整和破坏偏析效果。圆辊给料机+多辊布料器的优点是可避免崩料，料面平整；存在的不足是沿料层高度方向混合料粒度和燃料的偏析效果较差，设备相对复杂，耗能多，使用寿命短。

中国专利CN102679736A公开了一种热风烧结偏析布料装置，所述热风烧结偏析布料装置包括热风喷吹管，所述热风喷吹管包括固定管和形成在固定管的侧壁上的多个热风喷吹口，通过来自所述多个热风喷吹口的热风使得烧结布料料流中的固体燃料合理地分布。中国专利CN102676797A公开了一种铁矿石烧结混合料布料的方法。通过采用磁铁精矿与焦粉预先混匀的混合料准备工艺，以及与之相匹配的圆辊、磁系、反射板安装方式，可强化混合料布料的粒度偏析、燃料偏析和磁铁精矿等物料的偏析。中国专利CN201964770U公开了一种烧结机偏析布料装置，其特征是反射板的上方设筛板，筛板的相邻筛条之间的间隙为3mm-8mm，筛板上设有刮料器，使混合烧结料沿料层高度方向产生粒度和含碳量偏析。上述装置及方法在一定程度上实现了粒度的垂直偏析，但无法有效同时实现混合料沿台车宽度方向均匀分布和沿料层高度方向自上而下合理偏析，此外也不能根据物料特性实施多层布料。

发明内容

针对现有技术中存在的上述不足，本发明所要解决的技术问题是提供一种烧结混合料的布料方法，可以进行分层布料，改善烧结混合料的布料效果，改善烧结过程的料层透气性，提高烧结矿产质量，降低燃料消耗。

为实现上述发明目的，本发明采用了如下技术方案：

一种烧结混合料的布料方法，其包含以下步骤：

(1)将低结晶水铁矿石、熔剂、固体燃料、返矿和带磁性组分混合制粒成烧结混合料A；

(2)将高结晶水铁矿石、熔剂、固体燃料、返矿和非磁性组分混合制粒成烧结混合料B；

(3)将烧结混合料A和烧结混合料B一起输送到混合料仓中，然后通过圆辊给料机和双层多辊布料器布入烧结机台车。

不同性质的混合料颗粒在给料圆辊表面沿着设定料流方向运动时被设置在给料圆辊内极性交替变化的永磁系作用而产生不同的料流轨迹，烧结混合料B颗粒磁化率低，所受磁力作用小，先被抛出，烧结混合料A颗粒磁化率高，所受磁力作用大，后被抛出。然后在混合料下落过程中利用分料器将物料分为两部分，使含高结晶水铁矿石的烧结混合料B进入上层布料辊被布到烧结机台车下层，使含低结晶水铁矿石的烧结混合料A进入下层布料辊被布到烧结机台车上层。

本发明中优选的，

所述高结晶水铁矿石中结晶水质量百分比≥3％；所述低结晶水铁矿石中结晶水质量百分比＜3％。

所述低结晶水铁矿石与高结晶水铁矿石的质量比1/2～5/1。

本发明适用的铁矿石种类不限，可以为单一铁矿石或多种铁矿石混合的，仅需要确定结晶水含量即可，比如，铁矿石可以为卡拉加斯粉矿、图巴朗粉矿、里澳多西粉矿、巴拉帝尔粉矿、依斯科尔粉矿、杨迪粉矿、皮尔巴拉粉矿、罗布河粉矿和麦克粉矿等等中的一种或几种的混合矿。

所述带磁性组分为磁铁矿、氧化铁皮和钢渣铁粉中的一种或几种组合，

所述氧化铁皮和钢渣铁粉的金属铁或Fe₃O₄含量≥5％。

所述非磁性组分是指除铁矿石、熔剂、固体燃料和返矿以外的不带磁性的内各种含铁粉尘和固体废弃物，比如，高炉粉尘或烧结粉尘等等。

所述带磁性组分与低结晶水铁矿石的质量比为1/10～1/2。

所述非磁性组分与高结晶水铁矿石的质量比是所述带磁性组分与低结晶水铁矿石的质量比的0.5～2倍。

步骤(1)所述熔剂和步骤(2)所述熔剂为生石灰、白云石、石灰石和蛇纹石等中的一种或几种，步骤(1)所述熔剂和步骤(2)所述熔剂可以相同或不同。步骤(1)所述熔剂和步骤(2)所述熔剂的用量根据烧结混合料A和烧结混合料B的二元碱度设定而调整，烧结混合料A和烧结混合料B的二元碱度分别控制1.5-2.5。

步骤(1)所述固体燃料与步骤(2)所述固体燃料成分相同，选自焦粉、煤粉或焦粉煤粉的混合物。

步骤(1)所述固体燃料与步骤(2)所述固体燃料的质量比是低结晶水铁矿石与高结晶水铁矿石的质量比的0.8～1.5倍。

步骤(1)所述返矿与步骤(2)所述返矿的质量比和低结晶水铁矿石/高结晶水铁矿石的质量比优选为相同。步骤(1)返矿的质量占烧结混合料A的质量百分比为10-25％。

所述圆辊给料机中的给料圆辊内设置有极性交替变化的永磁体构成的磁系，磁系的磁场强度为500Gs～3000Gs，其分布范围是所述烧结混合料与所述布料圆辊接触点开始顺料流方向的圆弧面，圆弧面对应的圆心角θ为70°～120°，顺料流方向磁场强度逐步增强，永磁体系的位置固定不动，不随布料圆辊的运动而运动。

所述双层多辊布料器包括分料器、上层布料辊和下层布料辊。

所述分料器由两平板组成，两平板通过铰链连接，两平板之间的夹角α可调，夹角α可调范围为20°～120°。所述分料器位于给料圆辊下方，上层布料辊上方，且处于混合料流下落的路径上，分料器上下左右位置可调。

所述上层布料辊和下层布料辊相互平行，且位于所述给料圆辊和分料器下方，布料辊轴线与所述烧结机台车运动方向的夹角β为25°～70°。

所述上层布料辊由6～11根圆辊组成，靠近分料器一端的3～5根圆辊之间的间距A为3-6mm，并在这些圆辊下设置与其等长的刮料板，其余圆辊之间的间距B为1-3mm。所述下层布料辊由7～12根圆辊组成，每根圆辊之间的间距C为1-3mm。

本发明基于的理论基础为：近年来随着高结晶水铁矿石使用比例的升高，烧结固体燃耗和生产率有所下降(高结晶水铁矿石结晶水分解即需要耗热也会恶化烧结料层过湿带，对烧结料层的透气性造成了不利影响)，为此本发明利用烧结料层具有的自动蓄热作用(下部烧结料层温度要显著高于上部烧结料层，下部存在热量过剩现象)，将高结晶水铁矿石与烧结原料中非磁性组分混合制粒，将低结晶水铁矿石与烧结原料中带磁性组分混合制粒提高其磁化率，经此分开混合制粒处理以后用本发明的圆辊给料机与双层多辊布料器使高结晶水铁矿石尽可能多的位于下部料层，从而可以充分利用下部烧结料层热量充足的特点，使结晶水分解耗热不影响正常烧结需热量，且结晶水分解后直接进入了烟气管道，因此显著减少了高结晶水铁矿石对烧结过程的影响，也降低了燃料消耗。

上述制备过程中，烧结混合料点火和烧结过程均为常规技术，在此不再赘述。

本发明与现有技术相比具有以下有益效果：

(1)本发明可以对不同性质的物料进行分层布料，使烧结过程得到优化，提高烧结矿产质量，降低燃料消耗；

(2)本发明可以强化粒度偏析，进一步改善料层的透气性，从而实现高料层烧结，进一步减少烧结燃料消耗；

(3)本发明可以同时实现混合料沿台车宽度方向均匀分布和沿料层高度方向自上而下合理偏析。

附图说明

图1为对照例所述的圆辊给料机和反射板布料器的布料方法示意图；

图2为本发明实施例1-4所述圆辊给料机和双层多辊布料器的布料方法示意图；

图3为本发明实施例1-4所述双层多辊布料器结构示意图；

图4为本发明实施例1-4所述布料方法流程图；

附图标记说明：混合料仓1；给料圆辊2；永磁系3；料流方向4；分料器5；上层布料辊6；下层布料辊7；烧结机台车8；刮料板9；反射板10。

具体实施方式

下面结合实施例和说明书附图对本发明作进一步描述。

实施例1-4

参见图2和图4，一种烧结混合料的布料方法，其包含以下步骤：

(1)将低结晶水铁矿石、生石灰、石灰石、白云石、焦粉、返矿和磁铁矿混合制粒成烧结混合料A；将高结晶水铁矿石、生石灰、石灰石、白云石、焦粉、返矿和其他非磁性组分(烧结粉尘)混合制粒成烧结混合料B；

(2)低结晶水铁矿石的含水量为1.5％；高结晶水铁矿石含水量为7.0％。实施例中使用的低结晶水铁矿石由图巴朗粉矿、卡拉加斯粉矿和南非粉矿组成，高结晶水铁矿石由杨迪粉矿、麦克粉矿和皮尔巴拉粉矿组成；

(3)将烧结混合料A和烧结混合料B一起输送到混合料仓1中，然后通过圆辊给料机和双层多辊布料器布入烧结机台车8。

低结晶水铁矿石、高结晶水铁矿石、焦粉、磁铁矿的含量参见表1，生石灰、石灰石和白云石的含量根据表1中的二元碱度确定，所述非磁性组分与高结晶水铁矿石的质量比和所述带磁性组分与低结晶水铁矿石的质量比一致。烧结混合料A与烧结混合料B中的余量分别为返矿。

所述圆辊给料机中的给料圆辊内设置由极性交替变化的永磁体构成的磁系，磁系的磁场强度为500Gs～3000Gs，其分布范围是所述烧结混合料与所述布料圆辊接触点开始顺料流方向的圆弧面，圆弧面对应的圆心角θ，顺料流方向磁场强度逐步增强，永磁体系的位置固定不动，不随布料圆辊的运动而运动。

所述双层多辊布料器包括分料器5、上层布料辊6和下层布料辊7。

所述分料器5由两平板组成，两平板通过铰链连接，两平板之间的夹角α可调。所述分料器5位于给料圆辊2下方，上层布料辊6上方，且处于混合料流下落的路径上，分料器5上下左右位置可调。

所述上层布料辊6和下层布料辊7相互平行，且位于所述给料圆辊2和分料器5下方，布料辊轴线与所述烧结机台车8运动方向的夹角β。

所述上层布料辊6由10根圆辊组成，靠近分料器5一端的4根圆辊之间的间距A，并在这些圆辊下设置与其等长的刮料板9，其余圆辊之间的间距B。所述下层布料辊由10根圆辊组成，每根圆辊之间的间距C，如图3。

其过程为：不同性质的混合料颗粒在给料圆辊2表面沿着设定料流方向4运动时被设置在给料圆辊内极性交替变化的永磁系3作用而产生不同的料流轨迹，烧结混合料B颗粒磁化率低，所受磁力作用小，先被抛出，烧结混合料A颗粒磁化率高，所受磁力作用大，后被抛出。然后在混合料下落过程中利用分料器5将物料分为两部分，使含高结晶水铁矿石的烧结混合料B进入上层布料辊6被布到烧结机台车8下层，使含低结晶水铁矿石的烧结混合料A进入下层布料辊7被布到烧结机台车8上层。

在上述基础上进行常规的点火、烧结、冷却和筛分整粒等过程。

实施例1-4的原料配比及参数设置如表1所示：

表1 实施例1-4的原料配比及参数设置

表中，铁矿石含量是指低结晶水铁矿石与高结晶水铁矿石总质量占烧结混合料A与烧结混合料B总质量的百分比；

磁铁矿含量是指磁铁矿的质量占烧结混合料A与烧结混合料B总质量的百分比；

焦粉含量是指焦粉总质量占烧结混合料A与烧结混合料B总质量的百分比。

对照例

参见图1，一种烧结混合料的布料方法，其包含以下步骤：

(1)将低结晶水铁矿石、高结晶水铁矿石、生石灰、石灰石、白云石、焦粉、返矿、磁铁矿、非磁性组分(烧结粉尘)混合制粒成烧结混合料；所使用的低结晶水铁矿石、高结晶水铁矿石与实施例1-4中的相同。对照例中低结晶水铁矿石、高结晶水铁矿石、焦粉、磁铁矿的配比见表1，生石灰、石灰石和白云石的配比根据表1中的二元碱度确定，烧结粉尘与高结晶水铁矿石的质量比和磁铁矿与低结晶水铁矿石的质量比相同，烧结混合料中余量为返矿。

(2)将烧结混合料输送到混合料仓1中，然后通过圆辊给料机和反射板布料器布入烧结机台车8。

所述圆辊给料机和反射板布料器可以参见中国发明专利CN102676797A说明书第[0014-0023]段，其中，所述圆辊给料机与实施例1-4中的相同；所述反射板布料器中有反射板10，反射板10轴线与烧结机台车8运动方向的夹角ξ为45°。

测试例

使用实施例1-4和对照例所述的布料方法布料后，进行测试，测试结果见表2。

表2 测试例结果

注：偏析指数＝(上层质量百分比-下层质量百分比)/料层高度，％/m；转鼓指数采用JIS标准检测。

按照表1所列实施例参数的实施结果见表2。与对照例相比，除了实施例1的利用系数略有降低以外，其余实施例在料面高度极差、高结晶水铁矿石偏析指数、燃料偏析指数、利用系数、转鼓指数和固体燃耗等指标方面优于对照例。

以上仅为本发明的较佳实施例而已，并非用于限定本发明的保护范围，因此，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种烧结混合料的布料方法，其包含以下步骤：

(1)将低结晶水铁矿石、熔剂、固体燃料、返矿和带磁性组分混合制粒成烧结混合料A；

(2)将高结晶水铁矿石、熔剂、固体燃料、返矿和非磁性组分混合制粒成烧结混合料B；

(3)将烧结混合料A和烧结混合料B一起输送到混合料仓中，然后通过圆辊给料机和双层多辊布料器布入烧结机台车；

所述圆辊给料机中的给料圆辊内设置有极性交替变化的永磁体构成的磁系，磁系的磁场强度为500Gs～3000Gs，其分布范围是所述烧结混合料与所述布料圆辊接触点开始顺料流方向的圆弧面，圆弧面对应的圆心角θ为70°～120°，顺料流方向磁场强度逐步增强，永磁体系的位置固定不动，不随布料圆辊的运动而运动；

所述双层多辊布料器包括分料器、上层布料辊和下层布料辊；

所述分料器由两平板组成，两平板通过铰链连接，两平板之间的夹角α可调，夹角α可调范围为20°～120°；所述分料器位于给料圆辊下方布料辊上方，且处于混合料流下落的路径上；

所述上层布料辊和下层布料辊相互平行，且位于所述分料器下方，上、下层布料辊轴线与所述烧结机台车运动方向的夹角β为25°～70°。

2.如权利要求1所述的烧结混合料的布料方法，其特征在于：所述低结晶水铁矿石与高结晶水铁矿石的质量比1/2～5/1。

3.如权利要求1所述的烧结混合料的布料方法，其特征在于：所述带磁性组分为磁铁矿、氧化铁皮和钢渣铁粉中的一种或几种组合，带磁性组分与低结晶水铁矿石的质量比为1/10～1/2。

4.如权利要求1所述的烧结混合料的布料方法，其特征在于：步骤(1)所述熔剂和步骤(2)所述熔剂分别为生石灰、白云石、石灰石和蛇纹石中的一种或几种，步骤(1)所述熔剂和步骤(2)所述熔剂可以相同或不同。

5.如权利要求1所述的烧结混合料的布料方法，其特征在于：步骤(1)所述固体燃料与步骤(2)所述固体燃料成分相同，选自焦粉、煤粉或焦粉煤粉的混合物；步骤(1)所述固体燃料与步骤(2)所述固体燃料的质量比是低结晶水铁矿石与高结晶水铁矿石的质量比的0.8～1.5倍。

6.如权利要求1所述的烧结混合料的布料方法，其特征在于：所述上层布料辊由6～11根圆辊组成，靠近分料器一端的3～5根圆辊之间的间距A为3-6mm，并在这些圆辊下设置与其等长的刮料板，其余圆辊之间的间距B为1-3mm；所述下层布料辊由7～12根圆辊组成，每根圆辊之间的间距C为1-3mm。