CN109556407A - 一种降低铁矿烧结点火能耗的方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种降低铁矿烧结点火能耗的方法，该方法包括以下步骤：步骤一、将点火炉内的点火烧嘴区域划分为多个点火区域；步骤二、根据固体燃料中小于0.5mm粒级含量、高结晶水铁矿石含量、制粒后混合料水分含量、烧结料层高度和混合料粒度偏析指数计算点火炉基准点火温度；步骤三、在所述基准点火温度的基础上根据烧结料层透气性计算各所述点火区域的点火温度设定值。本发明的降低铁矿烧结点火能耗的方法，优化点火炉温度场的合理分布，减少点火能耗浪费，提高点火效果。

Description

一种降低铁矿烧结点火能耗的方法

技术领域

本发明涉及冶金工业烧结工艺领域，尤其涉及一种降低铁矿烧结点火能耗的方法。

背景技术

我国钢铁行业中，烧结工序作为钢铁生产的重要组成部分，其能耗约占钢铁生产总能耗的10％-15％，其中，烧结点火能耗占烧结工序能耗的5％-10％。根据资料统计，我国的烧结点火能耗是逐年递减的，但与日本、韩国等国家比较，全国平均点火能耗仍高出40MJ/t左右。因此，积极开发降低烧结点火能耗的新技术，是我国钢铁工业节能减排和高效环保的必然要求。在烧结点火过程中，点火工艺参数对煤气消耗量以及表层混合料中焦粉的燃烧和利用率都将产生重大影响。因此，在实际的生产运行中，为了降低点火热耗，通常采取调节点火负压、富氧点火、精确控制点火温度和时间、热空气助燃、保持料面平整、使用节能型点火器和点火炉等措施来获得良好的点火效果，同时达到提高点火器的热效率、改善煤气的燃烧效率以及使表层混合料中的焦粉充分燃烧的目的。

中国专利CN101949645A公开了一种降低煤气成本的多元流烧结点火控制方法，针对烧结点火过程中煤气成本高以及点火强度难以自动控制的问题，以点火强度为控制目标，首先建立基于点火温度修正的点火强度与煤气流量关系模型，在此基础上采用多元流烧结点火控制技术，即采用高炉和焦炉混合煤气代替以往单一焦炉煤气作为点火燃气，在煤气满足点火强度设定值的基础上降低成本。中国专利CN102997670A公开了一种烧结点火炉的控制方法及装置，所述方法应用于烧结控制系统，所述烧结控制系统中的主抽风机以变频方式运行，烧结台车以至少一种恒定速度稳定运行，所述方法包括：采集所述点火炉的长度及台车运行速度，计算获得点火时间；根据所述点火时间查找预设数据库，确定预设点火温度；控制所述点火炉维持所述预设点火温度。中国专利CN103363804A公开了一种烧结点火炉流量控制方法，根据点火炉实际进气量确定风箱目标流量，然后采集风箱的风箱实际流量，比对所述风箱目标流量和所述风箱实际流量得到风箱流量偏差，根据所述风箱流量偏差对应调整风箱阀门的开度。中国专利CN103836645A公开了一种低煤气单耗的烧结点火方法，包括选择合适的煤空比1：3.5～4，保证点火煤气完全燃烧；1～3#风箱风量控制在25～30％以控制点火，防止点火深度不足或过剩，从而最大限度的降低烧结矿煤气单耗。

上述方法对降低烧结点火能耗起到了积极作用，但对点火炉内部温度场分布合理性的关注较少，尤其是火炉温度场分布与各工艺参数的关系。为了达到最大限度减少点火能耗的目的，需要根据原料和工艺参数变化情况精确调控点火炉温度场分布，防止点火炉因局部温度分布不合理造成的点火能耗浪费和点火效果下降。

发明内容

为解决上述问题，本发明提供一种降低铁矿烧结点火能耗的方法，减少点火能耗浪费，提高点火效率。

为实现上述目的，本发明的降低铁矿烧结点火能耗的方法，包括以下步骤：

步骤一、将点火炉内的点火烧嘴区域划分为多个点火区域；

步骤二、根据固体燃料中小于0.5mm粒级含量、高结晶水铁矿石含量、制粒后混合料水分含量、烧结料层高度和混合料粒度偏析指数计算点火炉基准点火温度，基准点火温度计算公式如下：

T_JZ＝1181-2.08×C_-0.5+0.576×I+1.47×W-0.0457×H-13.3×S

其中：T_JZ为基准点火温度、C_-0.5为固体燃料中小于0.5mm粒级重量百分含量、I为高结晶水铁矿石重量百分含量、W为制粒后混合料水分重量百分含量、H为烧结料层高度、S为混合料粒度偏析指数；

步骤三、在所述基准点火温度的基础上根据烧结料层透气性计算各所述点火区域的点火温度设定值。

优选地，还包括如下步骤：测量各所述点火区域的温度，根据各所述点火区域实测的温度来调节各点火烧嘴，使各所述点火区域的实测的温度与所述点火温度设定值误差在5℃以内。

优选地，所述步骤一中，将点火炉内的点火烧嘴区域按照烧结台车行走方向划分为依次设置的第一排点火区域、第二排点火区域和第三排点火区域，其中第一排点火区域和第三排点火区域再分别划分为多个并列设置的子点火区域。

优选地，第一排点火区域和第三排点火区域的子点火区域数量相同并且一一对应。

优选地，所述点火温度设定值，计算公式如下：

T_AX＝T_JZ(1+a_X)

T_CX＝T_JZ(1+a_X)-T_D

式中：T_AX为第一排点火区域的各子点火区域的点火温度设定值；T_B为第二排点火区域的点火温度设定值；T_CX为第三排点火区域的各子点火区域的点火温度设定值；a_X为第一排和第三排点火区域的各子点火区域的调整因子；T_D为温度常数。

优选地，所述步骤三中的所述烧结料层透气性采用在点火炉前设置烧结料层透气性检测装置对即将进入点火炉的烧结料层透气性指数进行检测。

本发明的降低铁矿烧结点火能耗的方法，通过建立原料和工艺参数与点火温度的关系，精确调控点火炉各区域点火温度，以此优化点火炉温度场的合理分布，减少点火能耗浪费，提高点火效果，实现降低铁矿烧结点火能耗的目的。

附图说明

图1为的点火炉的点火区域划分示意图；

图2为本发明的降低铁矿烧结点火能耗的方法流程图。

具体实施方式

下面参照附图详细地说明本发明的具体实施方式。

如图1和图2所示，本发明的降低铁矿烧结点火能耗的方法，应用于烧结点火炉，包括以下步骤：

步骤一、划分点火区域S100：将点火炉内的点火烧嘴1区域划分为多个可以独立设置与调节点火温度的点火区域。

在本实施方式中，将点火炉内的点火烧嘴1区域按照烧结台车行走方向划分为依次设置的第一排点火区域10、第二排点火区域20和第三排点火区域30，其中第一排点火区域10和第三排点火区域30再分别划分为多个并列设置的子点火区域，而第二排点火区域20作为一个整体区域不划分子区域。各子区域的在本实施方式中，其中第一排点火区域10划分成A1、A2、A3、A4、A5、A6和A7共七个子点火区域，第三排点火区域30划分成C1、C2、C3、C4、C5、C6和C7共七个子点火区域。通常点火炉工设置三排点火烧嘴1，因此第一排点火烧嘴、第二排点火烧嘴以及第三排点火烧嘴分别划分为第一排点火区域10、第二排点火区域20和第三排点火区域30。

各个子区域以及第二排点火区域20均可以独立设置与调节点火温度。

第一排点火区域10和第三排点火区域30的子点火区域数量相同并且一一对应，相对应的区域会依次对同一烧结混合料进行点火，比如A1区域和C1区域对同一烧结混合料进行点火，A7区域和C7区域对同一烧结混合料进行点火。

步骤二、计算点火炉基准点火温度S200：根据固体燃料中小于0.5mm粒级含量C_-0.5、高结晶水铁矿石含量I、制粒后混合料水分含量W、烧结料层高度H和混合料粒度偏析指数S计算点火炉基准点火温度T_JZ，基准点火温度T_JZ计算公式如下：

T_JZ＝1181-2.08×C_-0.5+0.576×I+1.47×W-0.0457×H-13.3×S

式中：T_JZ为基准点火温度，单位为℃；C_-0.5为固体燃料中小于0.5mm粒级重量百分含量；I为高结晶水铁矿石重量百分含量；W为制粒后混合料水分重量百分含量；H为烧结料层高度，单位为mm；S为混合料粒度偏析指数，单位为mm/m。

所述固体燃料中小于0.5mm粒级含量C_-0.5、高结晶水铁矿石含量I、制粒后混合料水分W、烧结料层高度H和混合料粒度偏析指数S通常的取值范围为：15％≤C_-0.5≤35％、0％≤I≤50％、6.5％≤W≤8.5％、700mm≤H≤1000mm和1.2mm/m≤S≤1.7mm/m。

所述高结晶水铁矿石是指结晶水含量大于5％的铁矿石。

所述混合料粒度偏析指数＝(下层混合料平均粒度-上层混合料平均粒度)/料层高度，单位为mm/m。

步骤三、在基准点火温度的基础上根据烧结料层透气性计算各点火区域点火温度设定值S300。在点火炉前设置烧结料层透气性检测装置对即将进入点火炉的烧结料层透气性指数进行检测，即在线检测即将进入A1、A2、A3、A4、A5、A6和A7区域的相应烧结料层透气性指数P1、P2、P3、P4、P5、P6和P7，然后根据P1、P2、P3、P4、P5、P6和P7确定调整因子a₁、a₂、a₃、a₄、a₅、a₆和a₇，并计算A1、A2、A3、A4、A5、A6和A7区域，B区域以及C1、C2、C3、C4、C5、C6和C7区域的点火温度设定值，计算公式如下：

T_AX＝T_JZ(1+a_X)

T_CX＝T_JZ(1+a_X)-T_D

式中：T_AX为A1、A2、A3、A4、A5、A6和A7区域的点火温度设定值T_A1、T_A2、T_A3、T_A4、T_A5、T_A6和T_A7，单位为℃；T_B为B区域的点火温度设定值，单位为℃；T_CX为C1、C2、C3、C4、C5、C6和C7区域的点火温度设定值T_C1、T_C2、T_C3、T_C4、T_C5、T_C6和T_C7，单位为℃；a_X为调整因子a₁、a₂、a₃、a₄、a₅、a₆和a₇；T_D为温度常数，单位为℃。

所述温度常数T_D为经验值，通常设定为50℃，根据需要，也可以是0-50℃中的任意值。

所述调整因子a_X取值方法如下表所示：

注：表中P_X为透气性指数P1、P2、P3、P4、P5、P6和P7；P_J为P1、P2、P3、P4、P5、P6和P7的平均值；P_X/J为P1-P7透气性指数P_X与P_J的比值。

根据点火炉各区域点火温度设定值，通过控制各点火烧嘴的气体燃料和空气流量来控制各区域点火温度。

步骤四、测量各所述点火区域的温度，根据各点火区域实测的温度来调节各点火烧嘴1，使各点火区域的实测的温度与所述点火温度设定值误差在5℃以内。具体地，各点火区域采用测温电偶2进行测温，根据各点火区域测温电偶实测的温度采用模糊控制法修正各点火烧嘴的气体燃料和空气流量，确保点火炉各区域实测点火温度与设定值误差在5℃以内。

所述测温电偶2从点火炉炉顶插入炉膛10-50mm，所述测温电偶2为B型双铂铑热电偶。

本发明可以及时应对原料和工艺参数变化对点火温度的影响，避免点火温度设置不合理导致的点火能耗高或点火效果差等问题。

下面结合实施例对本发明做进一步说明。

实施例的参数设置如表1和表2所示：

表1 实施例参数设置和基准点火温度

表2 料层透气性和各点火区域温度设置

按照表1和表2所列实施例参数的实施结果见表3。采用实施例1的方案，与对照例相比，其成品率提高0.28％，点火能耗降低19.6％。采用实施例2的方案，与对照例相比，其成品率提高3.38％，点火能耗降低33.9％。

表3 实施结果

	烧结矿成品率，％	点火能耗，MJ/t
			对照例	77.79	56
实施例1	78.01	45
			实施例2	80.42	37
实施例3	78.25	52
			实施例4	78.37	47

如上所述，参照附图对本发明的示例性具体实施方式进行了详细的说明。应当了解，本发明并非意在使这些具体细节来构成对本发明保护范围的限制。在不背离根据本发明的精神和范围的情况下，可对示例性具体实施方式的结构和特征进行等同或类似的改变，这些改变将也落在本发明所附的权利要求书所确定的保护范围内。

Claims (6)

1.一种降低铁矿烧结点火能耗的方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤一、将点火炉内的点火烧嘴区域划分为多个点火区域；

步骤二、根据固体燃料中小于0.5mm粒级含量、高结晶水铁矿石含量、制粒后混合料水分含量、烧结料层高度和混合料粒度偏析指数计算点火炉基准点火温度，基准点火温度计算公式如下：

T_JZ＝1181-2.08×C_-0.5+0.576×I+1.47×W-0.0457×H-13.3×S

其中：T_JZ为基准点火温度、C_-0.5为固体燃料中小于0.5mm粒级重量百分含量、I为高结晶水铁矿石重量百分含量、W为制粒后混合料水分重量百分含量、H为烧结料层高度、S为混合料粒度偏析指数；

步骤三、在所述基准点火温度的基础上根据烧结料层透气性计算各所述点火区域的点火温度设定值。

2.如权利要求1所述的降低铁矿烧结点火能耗的方法，其特征在于，还包括如下步骤：测量各所述点火区域的温度，根据各所述点火区域实测的温度来调节各点火烧嘴，使各所述点火区域的实测的温度与所述点火温度设定值误差在5℃以内。

3.如权利要求1或2所述的降低铁矿烧结点火能耗的方法，其特征在于，所述步骤一中，将点火炉内的点火烧嘴区域按照烧结台车行走方向划分为依次设置的第一排点火区域、第二排点火区域和第三排点火区域，其中第一排点火区域和第三排点火区域再分别划分为多个并列设置的子点火区域。

4.如权利要求3所述的降低铁矿烧结点火能耗的方法，其特征在于，第一排点火区域和第三排点火区域的子点火区域数量相同并且一一对应。

5.如权利要求3所述的降低铁矿烧结点火能耗的方法，其特征在于，所述点火温度设定值，计算公式如下：

T_AX＝T_JZ(1+a_X)

T_CX＝T_JZ(1+a_X)-T_D

式中：T_AX为第一排点火区域的各子点火区域的点火温度设定值；T_B为第二排点火区域的点火温度设定值；T_CX为第三排点火区域的各子点火区域的点火温度设定值；a_X为第一排和第三排点火区域的各子点火区域的调整因子；T_D为温度常数。

6.如权利要求1或2所述的降低铁矿烧结点火能耗的方法，其特征在于，所述步骤三中的所述烧结料层透气性采用在点火炉前设置烧结料层透气性检测装置对即将进入点火炉的烧结料层透气性指数进行检测。