CN108754130A - 一种提高铁矿石烧结床层透气性的方法及系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种提高铁矿石烧结床层透气性的方法及系统，属于铁矿石烧结技术领域，包括依次连接的配料单元、混合单元、制粒单元、干燥单元和烧结单元，制粒单元的出口与烧结单元的入口相连。在上述系统中，将制粒单元的出口直接连接至烧结单元的入口，视情境需要，如制粒单元出口处控制水分较低时，可对物料进行部分干燥或完全不进行干燥处理，将不干燥的物料直接输送至烧结单元。这样避免了不必要的重复工作，提高了工作效率。通过该方法及其系统，改善了烧结物料准颗粒的平均粒径、粒径分布及粘附层强度，提高了堆积床层的孔隙率，从而提高烧结料层的透气性，最终实现垂直烧结速度和生产率的提高。

Description

一种提高铁矿石烧结床层透气性的方法及系统

技术领域

本发明涉及铁矿石烧结技术领域，具体地说，涉及一种提高铁矿石烧结床层透气性的方法及系统。

背景技术

铁矿石烧结生产过程中，原料依据配比要求进行称重，经混合制粒后布料至烧结机台车上点火，台车底部由风机持续抽风，使点火形成的火焰带自上而下地传播，实现混合料的高温熔融和团聚结块。所谓烧结混合料透气性，是指混合料堆积的床层对气流阻力的大小，气体在多孔的烧结床中的流动分布状况会直接影响烧结火焰带的传播速度。烧结混合料透气性好，能有效提高垂直烧结速度，进而提高烧结机的运行速度，烧结矿的生产率和生产质量。

近年来，厚料层烧结技术被广泛应用到实际生产中。增加烧结料层的厚度，具有减少烧结燃料消耗，改善烧结矿的强度指标等优点，但高料层厚度下的床层对气流阻力大，透气性差，一方面增加风机抽风负荷及电力消耗，另一方面烧结速度减慢造成生产率下降。在此背景下，如何进一步有效提高料层透气性成为本领域相关技术人员关心的问题。

公布号为CN107164631A的中国专利文献公开了一种提高铁矿石烧结混合料透气性的方法及系统，将10-50wt％的烧结原料进行单独压块处理，再与其他制粒处理的原料一同布入烧结机的方法及系统。该专利技术通过原料部分压块以强制提高烧结混合料平均粒径，从而实现混合料透气性的提高。存在的问题是：压制的团块如粒径不大，对混合料透气性提升能力有限，如粒径过大，烧结过程中熔融团聚难以充分发展，不利于烧结矿成品的质量保证。

公布号为CN106350662A的中国专利文献公开了一种提高超厚料层烧结透气性的方法及装置，该专利技术在二级布料中尤其针对燃料分布做了处理，相应减少了床层底部的燃料量，避免因床层蓄热导致过熔现象的发生。在二次布料器前，尤其设置了一种可调节高度、转速参数等的松料装置，形成直径30～50mm，深80～120mm的小孔，小孔数目为30-60个/m²，通过形成的小孔作为气流通道来改善初始床层透气性。该技术方案的缺点在于小孔仅存在于床层中部，易产生局部不均匀性，导致该部分的烧结矿质量恶化。

尽管对于铁矿石烧结生产过程中提高床层透气性已有一些相应方法、装置和系统，但上述的方法普遍存在烧结矿质量局部恶化、系统改造成本较大的问题。对于提高烧结床层透气性的技术存在进一步提高的潜力，需要进一步的研究开发。

发明内容

本发明的目的为提供一种提高铁矿石烧结床层透气性的方法，能够增大堆积颗粒的平均粒径，缩窄堆积颗粒的粒径分布，增大堆积颗粒的粘附层强度，从而提高形成的堆积床层孔隙率，最终提高烧结床层的透气性。

本发明的另一目的为提供一种提高铁矿石烧结床层透气性的系统，该系统用于实现上述方法，其结构简单，操作方便。

为了实现上述目的，本发明提供的提高铁矿石烧结床层透气性的方法包括以下步骤：

a、配置铁矿石烧结原料，所述铁矿石烧结原料包括铁矿粉、燃料、熔剂、返矿、循环粉尘和油渣；

b、将配置的铁矿石烧结原料进行两段的混合与高湿制粒处理，使物料达到高湿状态；

c、对高湿状态的物料进行干燥处理，形成干燥物料；

d、将干燥物料布料至烧结机上进行烧结，直至烧结过程结束。

烧结床层属于典型的颗粒堆积床，决定其堆积孔隙率和透气性的主要参数为制粒后准颗粒的平均粒径、粒径分布、颗粒粘附层强度。准颗粒粒径越大，粒度分布范围越窄，颗粒粘附层强度越大，则准颗粒堆积形成的孔隙率更高，气流更易通过，床层透气性更好。对于铁矿石烧结原料，经过两段的混合制粒处理时，水分作为主要的粘结剂，更多的水分虽能显著增加准颗粒的粒径，缩窄颗粒的粒径分布，但会明显降低颗粒粘附层强度，导致堆积中颗粒变形加剧，孔隙率反而降低。且过高的水分降低烧结温度，为保证烧结矿成品质量需增加燃料消耗。通过本发明上述的技术方案，高湿制粒再干燥处理能使准颗粒在大粒径、窄分布的基础上获得更高的粘附层强度，从而提高形成的堆积床层孔隙率，最终提高烧结床层的透气性，且不增加燃料消耗。

具体的方案为步骤b中高湿制粒后的物料水分为7～10％；步骤d中干燥物料的水分为4～7％。

另一个具体的方案为步骤b中实现高湿制粒处理的高湿条件包括向物料喷水、注入蒸汽以及添加促团聚的溶液。

再一个具体的方案为步骤c中对高湿状态的物料进行干燥处理的方式包括自然晾干、采用循环废气的热风风干以及电加热干燥；其中干燥用热风小于300℃。

为了实现上述另一目的，本发明提供的提高铁矿石烧结床层透气性的系统包括依次连接的配料单元、混合单元、制粒单元、干燥单元和烧结单元，制粒单元的出口与烧结单元的入口相连。

在上述系统中，将制粒单元的出口直接连接至烧结单元的入口，视情境需要，如制粒单元出口处控制水分较低时，可对物料进行部分干燥或完全不进行干燥处理，将不干燥的物料直接输送至烧结单元。这样避免了不必要的重复工作，提高了工作效率。

具体的方案为混合单元包括圆筒混合机或立式混合机；制粒单元包括圆筒制粒机或圆盘造球机；混合单元和制粒单元中还设有实现对物料进行高湿处理的注水单元或蒸汽注入单元或溶液喷射单元。

另一个具体的方案为干燥单元包括自然空间铺设或链带式干燥机或回转式滚筒干燥机或罐式换热干燥仓；干燥用热风使用烧结矿环冷机的小于300℃的低温段废气。

烧结矿环冷机的小于300℃的低温段废气因难以利用通常被直接排空，本技术方案能有效利用本部分废弃余热，为高湿物料的再干燥处理提供热风源，从而提高整体能效。

另一个具体的方案为在混合单元入口、制粒单元出口及所述的干燥单元出口均设有水分检测装置，水分检测装置包括人工采样检测或红外在线检测。

另一个具体的方案为制粒单元的出口处设有分料装置，分料装置包括分料箱或三通分料器或犁式卸料器。

再一个具体的方案为各单元间通过胶带运输机实现物料的运输。

与现有技术相比，本发明的有益效果为：

本发明提供的提高铁矿石烧结床层透气性的方法及实现该方法的系统有效改善了烧结物料准颗粒的平均粒径、粒径分布及粘附层强度，提高了堆积床层的孔隙率，从而提高烧结料层的透气性，最终实现垂直烧结速度和生产率的提高。与背景中介绍的其他提高料层透气性的技术协同使用，可进一步提高烧结料层的厚度，有效增加烧结矿产量。

附图说明

图1为本发明实施例1的提高铁矿石烧结床层透气性的系统的结构示意图；

图2为本发明实施例2的提高铁矿石烧结床层透气性的系统的结构示意图。

图中附图标号说明：

1：配料单元；2：混合单元；3：制粒单元；4：干燥单元；5：烧结单元；6：喷水单元；7：蒸汽添加单元；8：烧结矿环冷机；9：废气循环单元。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，以下结合实施例及其附图对本发明作进一步说明。

实施例1

参见图1，本实施例提供了一种提高铁矿石烧结床层透气性的系统，其包括依次连接的配料单元1、混合单元2、制粒单元3、干燥单元4和烧结单元5，制粒单元3的出口与烧结单元5的入口相连。

本实施例中混合单元2采用圆筒混合机，也可采用其他形式的混合机，如立式混合机。制粒单元3才哟领圆筒制粒机，也可采用其他形式的制粒机，如圆盘造球机。

通过该系统以实现提高铁矿石烧结床层透气性的方法包括以下步骤：

a、利用配料单元1称重配置铁矿石烧结原料，所使用的原料及配比为铁矿粉67.6％，熔剂13.7％，返矿14.4％，焦粉4.3％。

b、将配制的铁矿石烧结原料经胶带运输机输送至混合单元2及制粒单元3进行二段制粒，加水方式为喷水注入，制粒单元3出口处形成高湿状态的物料，且高湿物料水分为7.9％。

c、将制粒单元3出口处的高湿物料全部输送至干燥单元4，干燥单元4中采用的干燥方式为将湿料平铺在铁板上自然晾干，铺料厚度为30mm，干燥处理后的物料水分为6.2％。

d、干燥后的物料经胶带运输机输送至烧结单元5进行烧结，烧结过程抽风负压为10kPa，点火温度为1100℃，烧结料层的厚度为500mm。获得的烧结矿成品率为84.4％，垂直烧结速度为25.1mm/min，产量为38.8t/(d·m2)。

对于相同的铁矿石烧结原料，当采用传统制粒工艺(流程为配料-混合-制粒-烧结)控制制粒水分为最优值6.5％时，在其余过程参数相同的条件下，烧结成品率仅达到83.0％，垂直烧结速度为23.0mm/min，产量为36.2t/(d·m2)。采用本发明后，烧结机台时产量提高了7.2％。

实施例2

参见图2，本实施例提供了一种提高铁矿石烧结床层透气性的系统，该系统是在实施例1提供的系统的基础上进一步改进得到的。

在实施例1的基础上，该系统中设有注水单元6和蒸汽添加单元7，注水单元6分别与混合单元2的入口和制粒单元3的入口相连。蒸汽添加单元7与制粒单元3的入口相连。

不同于实施例1，本系统中的干燥单元4采用链条式干燥，烧结矿环冷机8处的小于300℃低温段废气经废气循环单元8抽吸到干燥单元4的入口，与高湿的物料进行换热后从干燥单元4的出口直接排空。

高湿物料在干燥单元4中的铺料厚度可高达50-100mm，在干燥单元4中的输送干燥时间相比自然晾干可大幅缩短，且更为节省空间。

实施例3

本实施例提供了一种提高铁矿石烧结床层透气性的方法，该方法可以采用实施例1或2提供的系统，且其具体步骤已包含在实施例1中，此处不再赘述。

对于从事本行业的人员来说，上述的具体实施方式并不是对本发明的一种限制，只要在本发明的实质范围内，对本发明的改型、变换都在权利要求范围内。

Claims (10)

1.一种提高铁矿石烧结床层透气性的方法，其特征在于，包括以下步骤：

a、配置铁矿石烧结原料，所述铁矿石烧结原料包括铁矿粉、燃料、熔剂、返矿、循环粉尘和油渣；

b、将配置的铁矿石烧结原料进行两段的混合与高湿制粒处理，使物料达到高湿状态；

c、对高湿状态的物料进行干燥处理，形成干燥物料；

d、将干燥物料布料至烧结机上进行烧结，直至烧结过程结束。

2.根据权利要求1所述的提高铁矿石烧结床层透气性的方法，其特征在于，步骤b中所述的高湿制粒后的物料水分为7～10％；

步骤d中所述的干燥物料的水分为4～7％。

3.根据权利要求1或2所述的提高铁矿石烧结床层透气性的方法，其特征在于，步骤b中实现高湿制粒处理的高湿条件包括向物料喷水、注入蒸汽以及添加促团聚的溶液。

4.根据权利要求1或2所述的提高铁矿石烧结床层透气性的方法，其特征在于，步骤c中对高湿状态的物料进行干燥处理的方式包括自然晾干、采用循环废气的热风风干以及电加热干燥；干燥用热风小于300℃。

5.一种实现权利要求1所述的提高铁矿石烧结床层透气性的方法的系统，其特征在于：

包括依次连接的配料单元、混合单元、制粒单元、干燥单元和烧结单元，所述制粒单元的出口与所述烧结单元的入口相连。

6.根据权利要求5所述的系统，其特征在于：

所述的混合单元包括圆筒混合机或立式混合机；所述的制粒单元包括圆筒制粒机或圆盘造球机；

所述混合单元和制粒单元中还设有实现对物料进行高湿处理的注水单元或蒸汽注入单元或溶液喷射单元。

7.根据权利要求5所述的系统，其特征在于：

所述的干燥单元包括自然空间铺设或链带式干燥机或回转式滚筒干燥机或罐式换热干燥仓；

干燥用热风使用烧结矿环冷机的小于300℃的低温段废气。

8.根据权利要求5所述的系统，其特征在于：

在所述的混合单元入口、所述的制粒单元出口及所述的干燥单元出口均设有水分检测装置，所述水分检测装置包括人工采样检测或红外在线检测。

9.根据权利要求5所述的系统，其特征在于：

所述的制粒单元的出口处设有分料装置，所述分料装置包括分料箱或三通分料器或犁式卸料器。

10.根据权利要求5所述的系统，其特征在于：

各单元间通过胶带运输机实现物料的运输。