CN109402382A - 烧结料制备方法及其制备的烧结料和烧结矿 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种烧结料制备方法，包括以下步骤：将细粒级燃料与含铁原料按配方量造堆，制得含碳混匀矿；将所述含碳混匀矿与副原料、返矿以及大粒级燃料按配方量配料混合，制得烧结料。上述烧结料制备方法，通过将细粒级燃料与含铁原料造堆后再进行配料混合，通过混匀造堆工艺提高了细粒级燃料在烧结料中的分布均匀性，提高了细粒级燃料的热利用率，不仅能够有效提高细粒级燃料的利用效率，而且能够强化烧结液相生成，使烧结液相生成量增加，改善了制得的烧结矿的质量。

Description

烧结料制备方法及其制备的烧结料和烧结矿

技术领域

本发明涉及钢铁冶金生产工艺技术领域，尤其涉及一种烧结料制备方法及其制备的烧结料和烧结矿。

背景技术

在制造炼铁原料用的烧结矿的一般制造工序中，可使用粉状铁矿石等含铁原料、石灰石等副原料及烧结返矿中加入作为热源的粉焦炭或无烟煤等固体燃料而得到烧结原料。固体燃料是烧结生产中液相生成所需热量的主要来源，传统地固体燃料在烧结配料室中通过混配系统配入到混合料中，在配混系统的混匀时间一般为7min～9min，一般不足以使燃料充分混匀。此外，固体燃料中的细粒级燃料在混匀制粒过程中易被包裹在制粒球内部，由于烧结布料系统在布料时会形成一定的粒度偏析，该粒度偏析也造成了包裹在内部燃料的分布偏析，造成烧结热量分布不合理；同时未进入制粒小球的细粒级燃料，燃烧时间短，热利用率低，且极易被主抽风机抽入抽风系统，不仅导致燃耗升高，也导致机头电除尘内粉尘含碳量高、除尘效率降低、影响除尘器安全运行。

然而，由于固体燃料粉碎加工通常采用两段开路破碎，对其中的细粒级燃料含量的控制手段较少，烧结工序也需要使用一些工序回收的含碳粉尘等细粒级燃料，会产生大量的细粒级燃料。如何合理使用细粒级燃料，使细粒级燃料得到合理利用是本领域亟需解决的问题。

发明内容

本发明提供了一种烧结料制备方法及其制备的烧结料和烧结矿，以解决现有技术中的细粒级燃料不能合理利用的技术问题。

为了解决上述技术问题，本发明公开了如下技术方案：

一种烧结料制备方法，包括以下步骤：

将细粒级燃料与含铁原料按配方量造堆，制得含碳混匀矿；

将所述含碳混匀矿与副原料、返矿以及大粒级燃料按配方量配料混合，制得烧结料。

作为一种可选实施方式，所述细粒级燃料的配方量为所述烧结料质量的0.5％～2.0％。

作为一种可选实施方式，所述细粒级燃料的配方量为所述烧结料质量的1.0％～1.2％。

作为一种可选实施方式，所述大粒级燃料的配方量根据所述细粒级燃料、含铁原料、副原料以及返矿的配方量通过热平衡计算获得。

作为一种可选实施方式，所述大粒级燃料的配方量为所述烧结料质量的0.5％～4.0％。

作为一种可选实施方式，所述细粒级燃料与所述大粒级燃的配方量总量为所述烧结料质量的3.0％～5.0％。

作为一种可选实施方式，所述细粒级燃料与所述大粒级燃的配方量比为1:7～2:1。

作为一种可选实施方式，所述细粒级燃料储存于具有气力输送功能的密闭细粒级燃料储存仓中。

本发明还公开了如下技术方案：

一种烧结料，所述烧结料通过如上所述的烧结料制备方法制得。

本发明实施例还公开了如下技术方案：

一种烧结矿，所述烧结矿由如上所述的烧结料烧结而成。

本发明的技术方案可以包括以下有益效果：通过将细粒级燃料与含铁原料造堆后再进行配料混合，通过混匀造堆工艺提高了细粒级燃料在烧结料中的分布均匀性，提高了细粒级燃料的热利用率，不仅能够有效提高细粒级燃料的利用效率，而且能够强化烧结液相生成，使烧结液相生成量增加，改善了制得的烧结矿的质量。

应当理解的是，以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性和解释性的，并不能限制本公开。

具体实施方式

为了使本技术领域的人员更好地理解本发明中的技术方案，下面将对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本发明保护的范围。

本发明实施例提供一种烧结料制备方法，包括以下步骤：

将细粒级燃料与含铁原料按配方量造堆，制得含碳混匀矿；

将含碳混匀矿与副原料、返矿以及大粒级燃料按配方量配料混合，制得烧结料。

上述实施例通过将细粒级燃料与含铁原料造堆后再进行配料混合，通过混匀造堆工艺提高了细粒级燃料在烧结料中的分布均匀性，提高了细粒级燃料的热利用率，不仅能够有效提高细粒级燃料的利用效率，而且能够强化烧结液相生成，使烧结液相生成量增加，改善了制得的烧结矿的质量。

需要说明的是，本发明中细粒级燃料指的是粒径250μm以下的固体燃料，细粒级燃料可以是固体燃料粉碎时产生的细粒径燃料，也可以是通过烟气回收、除尘等工艺回收的含碳粉尘。固体燃料粉碎时产生的细粒径燃料直接含铁原料、副原料、返矿等配料混合时，容易混合不均，并且利用率低；而通过烟气回收、除尘等工艺回收的含碳粉尘往往不能加以利用，造成能源的浪费。本发明克服了固体燃料粉碎时产生的细粒径燃料在烧结时热效率低的问题，并且使回收的含碳粉尘得到合理利用，大大降低了能源消耗，提高了烧结矿生产过程中的环保效益。大粒级燃料指的是粒径大于250μm的固体燃料，优选为粒径为3mm～8mm的固体燃料。

进一步作为一种可选实施方式，细粒级燃料的配方量为烧结料质量的0.5％～2.0％。优选地，细粒级燃料的配方量为烧结料质量的1.0％～1.2％。虽然能够通过将细粒级燃料与含铁原料造堆后再进行配料混合能够提高细粒级燃料在烧结料中的分布均匀性，然而细粒级燃料的添加量并非可以无限制增加，尤其是不可以全部用细粒级燃料替代固体燃料为烧结提供热量。这是因为当固体燃料全部为细粒级燃料或细粒级燃料过多时，一方面会影响烧结的透气性，另一方面也会使烧结矿氧化亚铁(FeO)含量升高，使烧结矿的品质下降。优选地，细粒级燃料的配方量为烧结料质量的0.5％～2.0％时，更优选地，细粒级燃料的配方量为烧结料质量的1.0％～1.2％时，既可以不影响烧结的透气性，不使烧结矿的氧化亚铁含量明显增高，而且降低了大粒径固体燃料的用量，使烧结性能与经济成本达到最优的平衡。

作为一种可选实施方式，大粒级燃料的配方量根据细粒级燃料、含铁原料、副原料以及返矿的配方量通过热平衡计算获得。固体燃料需要为烧结生产提供足够热量以使烧结液相生成，固体燃料过多则将造成能源的浪费，并且降低烧结矿的质量。在本实施例中，由于含碳混匀矿含有可提供热量的碳，因此在配料、混合步骤中不仅要考虑含铁原料、副原料、返矿的量，也要考虑原料中的含碳量，主要是含碳混匀矿中的细粒级燃料的添加量，从而使得计算热平衡得到的大粒级燃料的配方量更加合理、匹配，避免燃料不足不能为液相生成提供足够的热量或燃料过多造成能源的浪费。

本发明通过加入细粒级燃料以提高细粒级燃料的利用率，降低大粒径燃料的用量，然而，加入混匀矿中细粒级燃料的量与降低的大粒级燃料量并不是同样的，从本发明的实施例中可以看出，通过使细粒级燃料与含铁原料造堆生成含碳混匀矿，能够使烧结料中总固体燃料的用量降低，因此并不能通过简单的等量替换得出大粒级燃料的配方量。

作为一种可选实施方式，大粒级燃料的配方量为烧结料质量的0.5％～4.0％。大粒级燃料的配方量并不是越多越好，研究中发现，大粒级燃料的配方量增加并不会对强化烧结液相、提高烧结质量有明显促进作用，反而会增加燃料用量，提高烧结成本。

进一步可选地，细粒级燃料与大粒级燃的配方量总量为烧结料质量的3.0％～5.0％。更近一步优选地，细粒级燃料与大粒级燃的配方量比为1:7～2:1。可选地，在烧结工况或烧结矿质量发生变化，需要调整燃料配比时，通过调整烧结配料室大粒级燃料配比实现。通过控制细粒级燃料的配加时间，分批次按比例配加不同粒级的燃料，能够提高燃料在烧结生产过程中的均匀性，改善燃烧条件，强化烧结液相生成。

作为一种可选实施方式，细粒级燃料储存于具有气力输送功能的密闭细粒级燃料储存仓中。优选地，在原料场预配料室建造具有气力输送功能的密闭细粒级燃料储存仓，通过该细粒级燃料储存仓接收并储存细粒级燃料，当需要配加细粒级燃料时，也可通过气力输送装置输送细粒级原料使其与含铁原料混匀造堆，使细粒级燃料预先与含铁原料造堆制备成含碳混匀矿，以便于使细粒级燃料便于与含铁原料矿粉混匀。

本发明还公开了一种烧结料，该烧结料通过上述的烧结料制备方法制得。制得的烧结料可直接进行烧结，也可以进一步通过造粒后烧结。烧结料的燃料分布均匀，不会随着烧结布料系统在布料时形成粒度偏析而导致燃料分布不均匀的情况，并且能够控制细粒级燃料的烧结条件，提高其热效率，强化烧结液相的生产，提高烧结矿质量。

本发明还公开了一种烧结矿，该烧结矿由上述烧结料烧结而成。通过上述烧结料制得的烧结矿强度提高，平均粒径也有所提高。

以上是本发明的核心思想，为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案，下面以太钢炼铁厂450m²烧结机实施本发明方法作进一步的详细说明。

对比例1

在配料室将含铁原料、副原料、返矿以及固体燃料按配方比混合，制得烧结料。其中，固体燃料为市售焦炭粉，配方量为烧结料总质量的5.1％。将制得的烧结料烧结，其烧结工艺参数、制得的烧结矿化学指标和物理指标分别如表1、表2和表3所示。

实施例1

将烧结料总质量2％的细粒级燃料与配方量的含铁原料在料场混匀造堆后，在配料室与副原料、返矿、大粒级燃料按配方量配料、混合，制得烧结料。其中，细粒级燃料为回收的含碳粉尘及细粒级焦炭粉末。大粒级燃料为市售粒径为3mm～8mm的焦炭粉，根据焦炭粉的实际热值及固定碳，以及细粒级燃料、副原料、返矿的配方量计算大粒级燃料的配方量为烧结料总质量的3％。将制得的烧结料烧结，其烧结工艺参数、制得的烧结矿化学指标和物理指标分别如表1、表2和表3所示。

表1烧结工艺参数对比

由表1可以看出，在料场匀矿造堆过程中配加2％的细粒级燃料后，在同等机速条件下，烧结终点温度和负压升高，表明燃烧带厚度增加，细粒级燃料的燃烧速度得到合理控制，热利用率提高，燃料单耗降低1.07kg/t，固体燃料消耗由5.1％降低至5.0％。

表2烧结矿化学指标对比

由表2可以看出，在料场匀矿造堆过程中配加2％的细粒级燃料后，在烧结矿碱度R保持中线控制条件下，烧结矿化学指标保持稳定。烧结矿FeO标准差有显著降低，烧结反应条件和烧结矿质量稳定性提高。

表3烧结矿物理指标对比

由表3可以看出，在料场匀矿造堆过程中配加2％细粒级燃料后，烧结矿物理指标有所改善，强度提高0.89％，平均粒径提高0.35mm，-5mm含量降低0.30％，5-10mm含量降低0.41％，烧结矿强度指标和粒度组成均呈现有利变化，表明该细粒级燃料配加方法在强化烧结液相生成方面起到了突出作用。

【其他实施例】

实施例2

实施例2与实施例1的不同之处在于细粒级燃料的配方量为烧结料总质量的0.5％，大粒级燃料的配方量为烧结料总质量的3.5％。

实施例3

实施例3与实施例1的不同之处在于细粒级燃料的配方量为烧结料总质量的2.0％，大粒级燃料的配方量为烧结料总质量的1.0％。

实施例4

实施例4与实施例1的不同之处在于细粒级燃料的配方量为烧结料总质量的1.0％，大粒级燃料的配方量为烧结料总质量的3.0％。

实施例5

实施例5与实施例1的不同之处在于细粒级燃料的配方量为烧结料总质量的1.2％，大粒级燃料的配方量为烧结料总质量的2.0％。

实施例6

实施例6与实施例1的不同之处在于细粒级燃料的配方量为烧结料总质量的2.0％，大粒级燃料的配方量为烧结料总质量的2.0％。

实施例7

实施例7与实施例1的不同之处在于细粒级燃料的配方量为烧结料总质量的2.0％，大粒级燃料的配方量为烧结料总质量的4.0％。

实施例8

实施例8与实施例1的不同之处在于细粒级燃料的配方量为烧结料总质量的1.0％，大粒级燃料的配方量为烧结料总质量的3.0％。

将根据实施例2-8制得的烧结料烧结，其烧结工艺参数、制得的烧结矿化学指标和物理指标分别如表4、表5和表6所示。

表4实施例2-8烧结工艺参数对比

由表4可以看出，在料场匀矿造堆过程中配加细粒级焦粉后在同等机速条件下，实施例2-8相对于对比例1，烧结终点温度和负压升高，表明燃烧带厚度增加，细粒级燃料的燃烧速度得到合理控制，热利用率提高。进一步对比实施例7和实施例1发现，增加大粒级燃料的用量，对于烧结终点温度和负压影响不大，反而会消耗更多的燃料。

表5实施例2-8烧结矿化学指标对比

由表5可以看出，在料场匀矿造堆过程中配加细粒级燃料后，实施例2-8相对于对比例1在烧结矿碱度R保持中线控制条件下，烧结矿化学指标保持稳定。烧结矿FeO标准差降低，烧结反应条件和烧结矿质量稳定性提高。

表6实施例2-8烧结矿物理指标对比

由表6可以看出，在料场匀矿造堆过程中配加细粒级燃料后，实施例2-8相对于对比例1，烧结矿物理指标均有所改善，烧结矿强度指标和粒度组成均呈现有利变化，表明该细粒级燃料配加方法在强化烧结液相生成方面起到了突出作用。

以上所述仅是本发明的具体实施方式，使本领域技术人员能够理解或实现本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (10)

1.一种烧结料制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

将细粒级燃料与含铁原料按配方量造堆，制得含碳混匀矿；

将所述含碳混匀矿与副原料、返矿以及大粒级燃料按配方量配料混合，制得烧结料。

2.根据权利要求1所述的烧结料制备方法，其特征在于，所述细粒级燃料的配方量为所述烧结料质量的0.5％～2.0％。

3.根据权利要求2所述的烧结料制备方法，其特征在于，所述细粒级燃料的配方量为所述烧结料质量的1.0％～1.2％。

4.根据权利要求3所述的烧结料制备方法，其特征在于，所述大粒级燃料的配方量根据所述细粒级燃料、含铁原料、副原料以及返矿的配方量通过热平衡计算获得。

5.根据权利要求4所述的烧结料制备方法，其特征在于，所述大粒级燃料的配方量为所述烧结料质量的0.5％～4.0％。

6.根据权利要求5所述的烧结料制备方法，其特征在于，所述细粒级燃料与所述大粒级燃的配方量总量为所述烧结料质量的3.0％～5.0％。

7.根据权利要求6所述的烧结料制备方法，其特征在于，所述细粒级燃料与所述大粒级燃的配方量比为1:7～2:1。

8.根据权利要求1至7中任一项所述的烧结料制备方法，其特征在于，所述细粒级燃料储存于具有气力输送功能的密闭细粒级燃料储存仓中。

9.一种烧结料，其特征在于，所述烧结料通过如权利要求1至8中任一项所述的烧结料制备方法制得。

10.一种烧结矿，其特征在于，所述烧结矿由如权利要求9所述的烧结料烧结而成。