CN105274324B - 一种铁矿石隧道窑磁化焙烧分层布料还原方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种铁矿石隧道窑磁化焙烧分层布料还原方法，将铁矿石按粒度范围分成不同的粒级铁矿石；将还原煤按照与铁矿石总重量的4～6%平铺设在隧道窑窑车的底部；将各粒级的铁矿石平铺设在隧道窑窑车的还原煤上部,每层铁矿石的粒度范围由底层到上层逐层增大；将盖面物料平铺设在隧道窑窑车的各粒级铁矿石的上部；将装有物料的隧道窑窑车推入隧道窑内进行磁化焙烧；磁化焙烧结束后，将装有物料的隧道窑窑车推出隧道窑即可。本发明可有效防止铁矿石的过还原，提高了铁矿石磁化焙烧的控制手段，过剩炭回收及利用成本较低。另外，本发明减少或取消了铁矿石隧道窑磁化焙烧前铁矿石与还原剂的混合工艺，降低了焙烧矿的生产成本。
Description
技术领域
本发明涉及一种铁矿石磁化焙烧工艺，具体涉及一种铁矿石隧道窑磁化焙烧分层布料还原方法。
背景技术
在铁矿石开采过程中，会产生粒度大小不同的铁矿石，这些不同粒度的铁矿石在隧道窑磁化焙烧过程中，为使各粒级范围铁矿石达到均匀焙烧的目的，目前国内普遍采用的技术为：铁矿石在磁化焙烧前首先进行粒度分级，各粒级范围的铁矿石与相应粒级的还原剂按2～3%比例进行配料、混匀后，采取将小粒度铁矿石铺设在窑车下层、大粒度铁矿石铺设在窑车上层的方法进行布料，这种铁矿石隧道窑布料方法存在的主要问题有：（1）在铁矿石隧道窑磁化焙烧中，利用还原煤中的固定碳进行还原，因还原煤中碳气化温度较高，铁矿石的还原需要较高温度；（2）铁矿石磁化焙烧前需与还原剂进行混合，生产工艺流程复杂，单位产品生产成本较高；（3）铁矿石磁化焙烧后，含量较低的过剩炭均匀地分布在焙烧矿中，焙烧矿中过剩炭的存在不仅会影响后续焙烧矿的磨矿和磁选质量，而且过剩炭回收利用的成本较高。
发明内容
本发明的目的是为了解决现有技术中存在的技术问题，提供一种能降低生产成本、提高铁矿石的还原质量，可有效防止铁矿石过还原的铁矿石隧道窑磁化焙烧分层布料还原方法。
为了达到上述目的，本发明采用以下技术方案：一种铁矿石隧道窑磁化焙烧分层布料还原方法，该方法包括以下步骤：将铁矿石按粒度范围分成不同的粒级铁矿石；将还原煤按照与铁矿石总重量的4～6%平铺设在隧道窑窑车的底部，作为铁矿石还原的还原剂；将各粒级的铁矿石平铺设在隧道窑窑车的还原煤上部,每层铁矿石的粒度范围由底层到上层逐层增大；将盖面物料平铺设在隧道窑窑车的各粒级铁矿石的上部；将装有物料的隧道窑窑车推入隧道窑内进行磁化焙烧；磁化焙烧结束后，将装有物料的隧道窑窑车推出隧道窑即可。
进一步地，该方法包括以下步骤：
A、选取粒度为15mm以下的铁矿石，将选取的铁矿石按照粒度分为1mm以下、1～5mm和5～15mm粒级铁矿石3类；
B、将粒度为15mm以下的还原煤按照与铁矿石总重量的4～6%平铺设在隧道窑窑车的底部，作为铁矿石还原的还原剂；
C、将粒度为1mm以下、厚度为20～24mm的铁矿石平铺设在隧道窑窑车的还原煤上部，作为细粒级铁矿石；
D、将粒度为1～5mm、厚度为14～17mm的铁矿石平铺设在隧道窑窑车细粒级铁矿石上部，作为中粒级铁矿石；
E、将粒度为5～15mm、厚度为22～29mm的铁矿石平铺设在隧道窑窑车中粒级铁矿石上部，作为粗粒级铁矿石；
F、将粒度为5～20mm、厚度为9～11mm的盖面物料平铺设在隧道窑窑车粗粒级铁矿石上部，作为隧道窑铁矿石还原的盖面物料；
G、将装有物料的隧道窑窑车推入隧道窑内进行磁化焙烧，加热段窑温控制为1050～1100℃、持续焙烧时间控制为280～300min；
H、磁化焙烧结束后，待物料温度降低至300℃以下时，将装有物料的隧道窑窑车推出隧道窑即可。
进一步地，所述还原煤采用高挥发份煤或高挥发份煤与兰炭按1：4比例混合而成的调质煤；所述盖面物料采用铁矿石还原后的过剩残炭或挥发份较低的兰炭及煤。
一种铁矿石隧道窑磁化焙烧分层布料还原方法，该方法包括以下步骤：将铁矿石按粒度范围分成不同的粒级铁矿石，将粒度为1mm以下的铁矿石在不配加粘结剂的情况下制成球团矿并将球团矿干燥；将还原煤按照与铁矿石总重量的4～6%平铺设在隧道窑窑车的底部，作为铁矿石还原的还原剂；将各粒级的铁矿石以及球团矿平铺设在隧道窑窑车的还原煤上部；将盖面物料平铺设在隧道窑窑车的各粒级铁矿石以及球团矿组成的还原物料的上部；将装有物料的隧道窑窑车推入隧道窑内进行磁化焙烧；磁化焙烧结束后，将装有物料的隧道窑窑车推出隧道窑即可。
进一步地，该方法包括以下步骤：
A、选取粒度为15mm以下的铁矿石，将选取的铁矿石按照粒度分为1mm以下、1～5mm和5～15mm粒级铁矿石3类，将粒度为1mm以下的铁矿石在不配加粘结剂的情况下制成10～25mm球团矿并将球团矿干燥；
B、将粒度为15mm以下的还原煤按照与铁矿石总重量的4～6%平铺设在隧道窑窑车的底部，作为铁矿石还原的还原剂；
C、将粒度为1～5mm、厚度为32～45mm铁矿石平铺设在隧道窑窑车的还原煤上部，作为细粒级铁矿石；
D、将粒度为10～25mm、厚度为23～30mm球团矿平铺设在隧道窑窑车细粒级铁矿石上部，作为中粒级铁矿石；
E、将粒度为5～15mm、厚度为6～21mm铁矿石平铺设在隧道窑窑车中粒级铁矿石上部，作为粗粒级铁矿石；
F、将粒度为5～20mm、厚度为2～6mm的盖面物料平铺设在隧道窑窑车粗粒级铁矿石上部，作为隧道窑铁矿石还原的盖面物料；
G、将装有物料的隧道窑窑车推入隧道窑内进行磁化焙烧，加热段窑温控制为1050～1100℃、持续焙烧时间控制为280～300min；
H、磁化焙烧结束后，待物料温度降低至300℃以下时，将装有物料的隧道窑窑车推出隧道窑即可。
进一步地，所述还原煤采用高挥发份煤或高挥发份煤与兰炭按1：4比例混合而成的调质煤；所述盖面物料采用铁矿石还原后的过剩残炭或挥发份较低的兰炭及煤。
一种铁矿石隧道窑磁化焙烧分层布料还原方法，该方法包括以下步骤：
A、选取粒度为15mm以下的铁矿石，将选取的铁矿石按照粒度分为1mm以下、1～5mm和5～15mm粒级铁矿石3类；
B、将粒度为15mm以下的还原煤与粒度为1mm以下的铁矿石配料混匀后作为细粒级混合物料, 1mm以下的铁矿石与还原煤重量比为100：9-10；
C、将细粒级混合物料平铺设在隧道窑窑车的底部，物料铺设厚度控制为20～24mm；
D、将粒度为1～5mm、厚度为14～17mm的铁矿石平铺设在隧道窑窑车细粒级混合物料上部，作为中粒级铁矿石；
E、将粒度为5～15mm、厚度为22～29mm的铁矿石平铺设在隧道窑窑车中粒级铁矿石上部，作为粗粒级铁矿石；
F、将粒度为5～20mm、厚度为9～11mm的盖面物料平铺设在隧道窑窑车粗粒级铁矿石上部，作为隧道窑铁矿石还原的盖面物料；
G、将装有物料的隧道窑窑车推入隧道窑内进行磁化焙烧，加热段窑温控制为1050～1100℃、持续焙烧时间控制为280～300min；
H、磁化焙烧结束后，待物料温度降低至300℃以下时，将装有物料的隧道窑窑车推出隧道窑即可。
进一步地，所述还原煤采用高挥发份煤或高挥发份煤与兰炭按1：4比例混合而成的调质煤；所述盖面物料采用铁矿石还原后的过剩残炭或挥发份较低的兰炭及煤。
一种铁矿石隧道窑磁化焙烧分层布料还原方法，该方法包括以下步骤：
A、选取粒度为15mm以下的铁矿石，将选取的铁矿石按照粒度分为1mm以下、1～5mm和5～15mm粒级铁矿石3类，将粒度为1mm以下的铁矿石在不配加粘结剂的情况下制成10～25mm球团矿并将球团矿干燥；
B、将粒度为15mm以下的还原煤与粒度为1～5mm的铁矿石配料混匀后作为细粒级混合物料，1～5mm的铁矿石与还原煤重量比为100：9-10；
C、将细粒级混合物料平铺设在隧道窑窑车的底部，物料铺设厚度控制为32～45mm；
D、将粒度为10～25mm、厚度为23～30mm球团矿平铺设在隧道窑窑车细粒级混合物料上部，作为中粒级铁矿石；
E、将粒度为5～15mm、厚度为6～21mm铁矿石平铺设在隧道窑窑车中粒级铁矿石上部，作为粗粒级铁矿石；
F、将粒度为5～20mm、厚度为2～6mm的盖面物料平铺设在隧道窑窑车粗粒级铁矿石上部，作为隧道窑铁矿石还原的盖面物料；
G、将装有物料的隧道窑窑车推入隧道窑内进行磁化焙烧，加热段窑温控制为1050～1100℃、持续焙烧时间控制为280～300min；
H、磁化焙烧结束后，待物料温度降低至300℃以下时，将装有物料的隧道窑窑车推出隧道窑即可。
进一步地，所述还原煤采用高挥发份煤或高挥发份煤与兰炭按1：4比例混合而成的调质煤；所述盖面物料采用铁矿石还原后的过剩残炭或挥发份较低的兰炭及煤。
本发明相对现有技术具有以下有益效果：
1、本发明采用分层布料方法，将铁矿石还原过程中的还原剂全部加入到底部或底层矿中，可有效防止铁矿石的过还原，提高了铁矿石磁化焙烧的控制手段；同时，铁矿石磁化焙烧后的过剩炭主要集中于隧道窑窑车的底部，其过剩炭回收及利用成本较低。另外，本发明的分层布料方法减少或取消了铁矿石隧道窑磁化焙烧前铁矿石与还原剂的混合工艺，降低了焙烧矿的生产成本。
2、本发明分层铺设在隧道窑窑车上的铁矿石在隧道窑内加热及升温过程中，当加热还原段窑温控制为1050～1100℃时，炉膛空间以辐射传热的方式将热量传递给上层的盖面物料，盖面物料温度升高后再将吸收的热量主要以辐射传热的形式依次传递给粗粒级铁矿石、中粒级铁矿石和细粒级铁矿石，当铁矿石吸收的热量传递到隧道窑窑车最底部或底层矿的还原煤并使其温度达到300℃以上时，还原煤中就开始析出含H2的挥发份。含H2的挥发份在从物料底部上升过程中，依次穿过细粒级铁矿石、中粒级铁矿石和粗粒级铁矿石时，H2就与铁矿石发生还原反应。在铁矿石还原过程中，由于H2的分子半径与CO相比较小，H2较容易穿过块状铁矿石的表面而进入到内部并与其发生还原反应。因此，在相同的还原温度下，H2对铁矿石的还原能力大于CO的还原能力。本发明通过控制最下层的还原剂温度在600～800℃，可使铁矿石在磁化焙烧过程中H2还原占主导作用，从而可在降低铁矿石还原温度的同时，有效控制上层铁矿石过还原，提高铁矿石的磁化焙烧质量。
3、本发明将还原剂全部配入到隧道窑窑车底部或底层矿后，为降低铁矿石隧道窑磁化焙烧温度，还原煤采用高挥发份煤或高挥发份煤与兰炭混合而成的调质煤，这种煤在温度达到300℃以上时，煤中就会有大量含H2的挥发份析出，铁矿石利用还原煤低温干馏后放出挥发份中的H2进行还原。本发明盖面物料采用铁矿石磁化焙烧后的过剩炭或挥发份较低的兰炭及煤，因盖面物料中挥发份较低，在隧道窑低温加热过程中不会放出可燃气体，可有效降低隧道窑排出的烟气中可燃成份及焦油的含量。同时，盖面物料在加热过程中因自身吸热量较小，可提高铁矿石的升温速度。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明作进一步说明。
实施例1
一种铁矿石隧道窑磁化焙烧分层布料还原方法，该方法包括以下步骤：
A、选取铁品位为35%、SiO2含量为48%、粒度为15mm以下的铁矿石，将选取的铁矿石按照粒度分为1mm以下、1～5mm和5～15mm粒级铁矿石3类。
B、将粒度为15mm以下的还原煤按照与铁矿石总重量的4～6%平铺设在隧道窑窑车的底部，作为铁矿石还原的还原剂。
C、将粒度为1mm以下、厚度为20～24mm的铁矿石平铺设在隧道窑窑车的还原煤上部，作为细粒级铁矿石。
D、将粒度为1～5mm、厚度为14～17mm的铁矿石平铺设在隧道窑窑车细粒级铁矿石上部，作为中粒级铁矿石。
E、将粒度为5～15mm、厚度为22～29mm的铁矿石平铺设在隧道窑窑车中粒级铁矿石上部，作为粗粒级铁矿石。
F、将粒度为5～20mm、厚度为9～11mm的盖面物料平铺设在隧道窑窑车粗粒级铁矿石上部，作为隧道窑铁矿石还原的盖面物料。
G、将装有物料的隧道窑窑车推入隧道窑内进行磁化焙烧，加热段窑温控制为1050～1100℃、持续焙烧时间控制为280～300min。
H、磁化焙烧结束后，待物料温度降低至300℃以下时，将装有物料的隧道窑窑车推出隧道窑即可。
实施例2
一种铁矿石隧道窑磁化焙烧分层布料还原方法，该方法包括以下步骤：
A、选取铁品位为35%、SiO2含量为48%、粒度为15mm以下的铁矿石，将选取的铁矿石按照粒度分为1mm以下、1～5mm和5～15mm粒级铁矿石3类，将粒度为1mm以下的铁矿石在不配加粘结剂的情况下采用圆盘造球的方法制成10～25mm球团矿并将球团矿干燥。
B、将粒度为15mm以下的还原煤按照与铁矿石总重量的4～6%平铺设在隧道窑窑车的底部，作为铁矿石还原的还原剂。
C、将粒度为1～5mm、厚度为32～45mm铁矿石平铺设在隧道窑窑车的还原煤上部，作为细粒级铁矿石。
D、将粒度为10～25mm、厚度为23～30mm球团矿平铺设在隧道窑窑车细粒级铁矿石上部，作为中粒级铁矿石。
E、将粒度为5～15mm、厚度为6～21mm铁矿石平铺设在隧道窑窑车中粒级铁矿石上部，作为粗粒级铁矿石。
F、将粒度为5～20mm、厚度为2～6mm的盖面物料平铺设在隧道窑窑车粗粒级铁矿石上部，作为隧道窑铁矿石还原的盖面物料。
G、将装有物料的隧道窑窑车推入隧道窑内进行磁化焙烧，加热段窑温控制为1050～1100℃、持续焙烧时间控制为280～300min。
H、磁化焙烧结束后，待物料温度降低至300℃以下时，将装有物料的隧道窑窑车推出隧道窑即可。
实施例3
一种铁矿石隧道窑磁化焙烧分层布料还原方法，该方法包括以下步骤：
A、选取铁品位为35%、SiO2含量为48%、粒度为15mm以下的铁矿石，将选取的铁矿石按照粒度分为1mm以下、1～5mm和5～15mm粒级铁矿石3类。
B、将粒度为15mm以下的还原煤与粒度为1mm以下的铁矿石配料混匀后作为细粒级混合物料, 1mm以下的铁矿石与还原煤重量比为100：9-10。
C、将细粒级混合物料平铺设在隧道窑窑车的底部，物料铺设厚度控制为20～24mm。
D、将粒度为1～5mm、厚度为14～17mm的铁矿石平铺设在隧道窑窑车细粒级铁矿石上部，作为中粒级铁矿石。
E、将粒度为5～15mm、厚度为22～29mm的铁矿石平铺设在隧道窑窑车中粒级铁矿石上部，作为粗粒级铁矿石。
F、将粒度为5～20mm、厚度为9～11mm的盖面物料平铺设在隧道窑窑车粗粒级铁矿石上部，作为隧道窑铁矿石还原的盖面物料。
G、将装有物料的隧道窑窑车推入隧道窑内进行磁化焙烧，加热段窑温控制为1050～1100℃、持续焙烧时间控制为280～300min。
H、磁化焙烧结束后，待物料温度降低至300℃以下时，将装有物料的隧道窑窑车推出隧道窑即可。
实施例4
一种铁矿石隧道窑磁化焙烧分层布料还原方法，该方法包括以下步骤：
A、选取铁品位为35%、SiO2含量为48%、粒度为15mm以下的铁矿石，将选取的铁矿石按照粒度分为1mm以下、1～5mm和5～15mm粒级铁矿石3类，将粒度为1mm以下的铁矿石在不配加粘结剂的情况下采用圆盘造球的方法制成10～25mm球团矿并将球团矿干燥。
B、将粒度为15mm以下的还原煤与粒度为1～5mm的铁矿石配料混匀后作为细粒级混合物料，1～5mm的铁矿石与还原煤重量比为100：9-10。
C、将细粒级混合物料平铺设在隧道窑窑车的底部，物料铺设厚度控制为32～45mm。
D、将粒度为10～25mm、厚度为23～30mm球团矿平铺设在隧道窑窑车细粒级混合物料上部，作为中粒级铁矿石。
E、将粒度为5～15mm、厚度为6～21mm铁矿石平铺设在隧道窑窑车中粒级铁矿石上部，作为粗粒级铁矿石。
F、将粒度为5～20mm、厚度为2～6mm的盖面物料平铺设在隧道窑窑车粗粒级铁矿石上部，作为隧道窑铁矿石还原的盖面物料。
G、将装有物料的隧道窑窑车推入隧道窑内进行磁化焙烧，加热段窑温控制为1050～1100℃、持续焙烧时间控制为280～300min。
H、磁化焙烧结束后，待物料温度降低至300℃以下时，将装有物料的隧道窑窑车推出隧道窑即可。
以上全部实施例中，所用还原煤采用高挥发份煤或高挥发份煤与兰炭按1:4比例混合而成的调质煤；所用的盖面物料采用铁矿石还原后的过剩炭或挥发份较低的兰炭及煤。
Claims (6)
1.一种铁矿石隧道窑磁化焙烧分层布料还原方法，其特征在于该方法包括以下步骤：将铁矿石按粒度范围分成不同的粒级铁矿石；将还原煤按照与铁矿石总重量的4～6%平铺设在隧道窑窑车的底部，作为铁矿石还原的还原剂；将各粒级的铁矿石平铺设在隧道窑窑车的还原煤上部,每层铁矿石的粒度范围由底层到上层逐层增大；将盖面物料平铺设在隧道窑窑车的各粒级铁矿石的上部；将装有物料的隧道窑窑车推入隧道窑内进行磁化焙烧；磁化焙烧结束后，将装有物料的隧道窑窑车推出隧道窑即可。
2.根据权利要求1所述的一种铁矿石隧道窑磁化焙烧分层布料还原方法，其特征在于该方法包括以下步骤：
A、选取粒度为15mm以下的铁矿石，将选取的铁矿石按照粒度分为1mm以下、1～5mm和5～15mm粒级铁矿石3类；
B、将粒度为15mm以下的还原煤按照与铁矿石总重量的4～6%平铺设在隧道窑窑车的底部，作为铁矿石还原的还原剂；
C、将粒度为1mm以下、厚度为20～24mm的铁矿石平铺设在隧道窑窑车的还原煤上部，作为细粒级铁矿石；
D、将粒度为1～5mm、厚度为14～17mm的铁矿石平铺设在隧道窑窑车细粒级铁矿石上部，作为中粒级铁矿石；
E、将粒度为5～15mm、厚度为22～29mm的铁矿石平铺设在隧道窑窑车中粒级铁矿石上部，作为粗粒级铁矿石；
F、将粒度为5～20mm、厚度为9～11mm的盖面物料平铺设在隧道窑窑车粗粒级铁矿石上部，作为隧道窑铁矿石还原的盖面物料；
G、将装有物料的隧道窑窑车推入隧道窑内进行磁化焙烧，加热段窑温控制为1050～1100℃、持续焙烧时间控制为280～300min；
H、磁化焙烧结束后，待物料温度降低至300℃以下时，将装有物料的隧道窑窑车推出隧道窑即可。
3.根据权利要求1或2所述的一种铁矿石隧道窑磁化焙烧分层布料还原方法，其特征在于：所述还原煤采用高挥发份煤或高挥发份煤与兰炭按1：4比例混合而成的调质煤；所述盖面物料采用铁矿石还原后的过剩残炭或挥发份较低的兰炭及煤。
4.一种铁矿石隧道窑磁化焙烧分层布料还原方法，其特征在于该方法包括以下步骤：将铁矿石按粒度范围分成不同的粒级铁矿石，将粒度为1mm以下的铁矿石在不配加粘结剂的情况下制成球团矿并将球团矿干燥；将还原煤按照与铁矿石总重量的4～6%平铺设在隧道窑窑车的底部，作为铁矿石还原的还原剂；将各粒级的铁矿石以及球团矿平铺设在隧道窑窑车的还原煤上部；将盖面物料平铺设在隧道窑窑车的各粒级铁矿石以及球团矿组成的还原物料的上部；将装有物料的隧道窑窑车推入隧道窑内进行磁化焙烧；磁化焙烧结束后，将装有物料的隧道窑窑车推出隧道窑即可。
5.根据权利要求4所述的一种铁矿石隧道窑磁化焙烧分层布料还原方法，其特征在于该方法包括以下步骤：
A、选取粒度为15mm以下的铁矿石，将选取的铁矿石按照粒度分为1mm以下、1～5mm和5～15mm粒级铁矿石3类，将粒度为1mm以下的铁矿石在不配加粘结剂的情况下制成10～25mm球团矿并将球团矿干燥；
B、将粒度为15mm以下的还原煤按照与铁矿石总重量的4～6%平铺设在隧道窑窑车的底部，作为铁矿石还原的还原剂；
C、将粒度为1～5mm、厚度为32～45mm铁矿石平铺设在隧道窑窑车的还原煤上部，作为细粒级铁矿石；
D、将粒度为10～25mm、厚度为23～30mm球团矿平铺设在隧道窑窑车细粒级铁矿石上部，作为中粒级铁矿石；
E、将粒度为5～15mm、厚度为6～21mm铁矿石平铺设在隧道窑窑车中粒级铁矿石上部，作为粗粒级铁矿石；
F、将粒度为5～20mm、厚度为2～6mm的盖面物料平铺设在隧道窑窑车粗粒级铁矿石上部，作为隧道窑铁矿石还原的盖面物料；
G、将装有物料的隧道窑窑车推入隧道窑内进行磁化焙烧，加热段窑温控制为1050～1100℃、持续焙烧时间控制为280～300min；
H、磁化焙烧结束后，待物料温度降低至300℃以下时，将装有物料的隧道窑窑车推出隧道窑即可。
6.根据权利要求4或5所述的一种铁矿石隧道窑磁化焙烧分层布料还原方法，其特征在于：所述还原煤采用高挥发份煤或高挥发份煤与兰炭按1：4比例混合而成的调质煤；所述盖面物料采用铁矿石还原后的过剩残炭或挥发份较低的兰炭及煤。
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2015
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