CN109913639A

CN109913639A - 一种燃料预筛分后分层布料的烧结方法

Info

Publication number: CN109913639A
Application number: CN201910095844.1A
Authority: CN
Inventors: 彭道胜; 李军; 史先菊; 沈文俊
Original assignee: Wuhan Iron and Steel Co Ltd
Current assignee: Wuhan Iron and Steel Co Ltd
Priority date: 2019-01-31
Filing date: 2019-01-31
Publication date: 2019-06-21
Anticipated expiration: 2039-01-31
Also published as: CN109913639B

Abstract

本发明公开了一种燃料预筛分后分层布料的烧结方法，它以铁矿粉、返矿、熔剂、固体燃料为烧结配料所需主要原料，首先将铁矿粉、返矿、熔剂进行混料，得一次混合料，然后将部分固体燃料进行筛分，并分别与未筛分的固体燃料、一次混合料混合得含部分大粒径固体燃料和含部分小粒径固体燃料的二次混合料，再在烧结布料过程中依次铺设含部分小粒径固体燃料和含部分大粒径固体燃料的二次混合料，点火烧结。本发明通过改善烧结料层燃料的粒度分布，减小布料偏析引起的粒度不均匀，使烧结料层上下部热量分布均匀、上下部燃烧带适中，可显著提升烧结矿的产量和质量，有效减少烧结过程固体燃料的消耗；且涉及的制备烧结工艺简单、操作方便，适合推广应用。

Description

一种燃料预筛分后分层布料的烧结方法

技术领域

本发明属于铁矿烧结技术领域，具体涉及一种燃料预筛分后分层布料的烧结方法。

背景技术

烧结工序占钢铁生产总能耗的12％左右，其中80％左右固体燃料用于烧结工序。固体燃料燃烧会产生大量的硫化物和硝化物，对环境产生严重污染。

烧结布料过程由于产生偏析，导致固体燃料粒度沿料层高度至上而下变粗。料层上部燃料粒度偏小，料层下部燃料粒度偏大。燃料粒度又直接影响烧结燃烧带厚度：粒度偏小，则燃烧带过窄，烧结过程中的物理化学反应不能充分进行，影响烧结矿质量；而燃料粒度过大，则燃烧带过宽，料层的透气性变差，烧结速率低，影响烧结矿产量。料层上部燃料粒度过小，则比表面积大，反应性好，燃烧速度快，燃烧速度大于传热速度；料层下部燃料粒度过大，比表面小，导热性差，燃烧速度小于传热速度。而料层中燃烧速度与传热速度的不匹配，会导致料层最高温度降低，高温带厚度增加。在此情况下，要提高料层最高温度，达到烧结过程所需最佳温度，则必须要增加固体燃料的消耗。

此外，现有烧结工艺通常采用抽风烧结技术，内配燃料的抽风烧结工艺，不可避免的会产生蓄热作用，导致烧结料层上部热量不足，而下部热量过剩。料层上下部热量的不均匀，不仅会影响烧结矿的质量，也不能充分利用热量。

发明内容

本发明的主要目的在于提供一种燃料预筛分后分层布料的烧结方法，通过改善烧结料层燃料的粒度分布，减小布料偏析引起的粒度不均匀，使烧结料层上下部热量分布均匀、上下部燃烧带适中，显著提升烧结矿的产量和质量，有效减少烧结过程固体燃料的消耗。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案为：

一种燃料预筛分后分层布料的烧结方法，它包括如下步骤：

1)烧结一次混料；以铁矿粉、返矿、熔剂、固体燃料为烧结配料所需主要原料，将铁矿粉、返矿、熔剂加入一次混合机进行混料，混匀制得到一次混合料；

2)固体燃料筛分混合；称取烧结配料所需20-30wt％的固体燃料进行筛分，分别得小粒径的固体燃料a(筛下料)和大粒径的固体燃料b(筛上料)；将固体燃料a与部分未经筛分处理的固体燃料混合得混合燃料c，将固体燃料b与剩余的未经筛分处理的固体燃料混合得混合燃料d；其中控制混合燃料c与混合燃料d的质量比为(1-1.2):1；

3)烧结二次混料；取45-50wt％的一次混合料与混合燃料c输送至二次混合机中进行混合、制粒，得二次混合料e；取剩余的一次混合料与混合燃料d输送至二次混合机中进行混合、制粒，得二次混合料f；

4)烧结步料；在烧结台车上依次铺设底料层、二次混合料e层和二次混合料f层；

5)点火烧结；点火之后进行烧结。

上述方案中，所述烧结配料中各原料及其所占质量百分比包括：铁矿粉58-63％，返矿 23-28％，熔剂9-12％，固体燃料3-5％。

上述方案中，所述熔剂为生石灰、白云石、石灰石等中的一种或几种；固体燃料为焦粉、无烟煤、兰炭等中的一种或几种，其粒径为0-10mm，其中0-3mm粒径颗粒占70-80wt％。

上述方案中，所述铁矿粉的主要成分及其含量包括：TFe 52-57wt％，FeO 27-33wt％，SiO₂ 3-5wt％。

上述方案中，所述返矿是筛分烧结矿的筛下物，其成分质量百分比含量包括：TFe55-58wt％，FeO 8-10wt％，SiO₂ 4.5-5.5wt％。

上述方案中，所述一次混合机和二次混合机选用圆筒混合装置。

上述方案中，所述一次混合机中的混合时间为1.5-2.5min，二次混料机中的混合时间为 3.0-4.0min。

上述方案中，步骤2)中所述筛分步骤选择分级点为0.5-1.0mm的筛具，为了提高筛分固体燃料的生产效率，采用悬臂振动筛或直线振动筛进行筛分，优先选择悬臂振动筛

上述方案中，含固体燃料a的二次混合料e层的高度为烧结料层(不含底料层)总高度的45-55％，含固体燃料b的二次混合料f层(不含底料层)的高度为烧料层总高度的45-55％。

上述方案中，所述底料层采用烧结矿整粒系统分出的铺底料，其粒度为10-20mm，厚度为20-40mm。

上述方案中，所述烧结点火温度为1100-1200℃，点火时间1-2min，抽风负压为13-16KPa。

本发明的原理为：

在现有烧结生产工艺中，烧结布料过程中会产生布料偏析，沿料层高度燃料粒度自上而下逐渐变粗；料层上部燃料平均粒度偏小，料层下部燃料平均粒度偏大；而烧结料层燃烧带的厚度与燃料粒度有重要关系，燃料粒度过小，则燃烧带过窄，烧结过程中的物理化学反应不能充分进行，影响烧结矿质量；燃料粒度过大，则燃烧带过宽，料层的透气性变差，烧结速率低，影响烧结矿产量；此外，料层上部燃料粒度过小时，比表面积大，反应性好，燃烧速度快，燃烧速度大于传热速度，料层下部燃料粒度过大时，比表面小，导热性差，燃烧速度小于传热速度；料层中燃烧速度与传热速度出现不匹配等问题，将导致料层最高温度降低，高温带厚度增加；针对上述问题，为提高料层最高温度达到烧结过程所需最佳温度，通常必须要增加固体燃料的消耗。

本发明针对上述技术问题，首次提出将固体燃料进行部分预筛分，并将筛分出的小颗粒固体燃料和大颗粒固体燃料分别与混合料进行混合；采用分层布料的方式，调整烧结料层中燃料粒度分布，改善烧结布料过程产生的燃料粒度偏析问题，有效提高燃烧效率，提升烧结矿产量和质量，并显著降低烧结过程固体燃耗。

与现有技术相比，本发明的有益效果为：

1)本发明可有效改善烧结过程由于布料偏析导致料层上、下部燃料粒度不均匀的情况，使料层上、下部的燃烧带宽度适中，提高烧结矿的产量和质量。

2)本发明可有效利用烧结料层的蓄热现象，改善由于蓄热导致料层上部热量相对不足，而下部热量相对过剩的情况，使料层上下部热量均匀，有效降低烧结过程中的燃料消耗。

3)本发明涉及的烧结方法简单、易操作，对固体燃料粒径等要求低，并可有效降低固体燃料用量的基础上，可进一步提升烧结矿的产量和质量，实现固体燃料“零排放”的高效应用，具有重要的经济和环境效益。

具体实施方式

为了更好地理解本发明，下面结合实施例进一步阐明本发明的内容，但本发明的内容不仅仅局限于下面的实施例。

以下实施例中，采用的铁矿粉、返矿分别由武钢股份烧结厂提供，其中所述铁矿粉中的主要成分所占质量百分比包括：TFe 52-57wt％，FeO 27-33wt％，SiO₂ 3-5wt％；返矿的主要成分所占质量百分比包括：TFe 57.05％，FeO 9.07％，SiO₂ 5.25％。

以下实施例中，采用的熔剂为石灰石；固体燃料为焦粉，其粒径为0-10mm，其中0-3mm粒径颗粒占75wt％。

实施例1

一种燃料预筛分后分层布料的烧结方法，具体包括如下步骤：

1)烧结一次混料；以铁矿粉、返矿、熔剂、固体燃料为烧结配料所需主要原料，将铁矿粉、返矿、熔剂加入一次混合机进行混料，混匀制得到一次混合料；其中烧结配料中各原料所占质量百分比为：铁矿粉62.15％，返矿23.51％，熔剂9.72％，固体燃料4.62％；

2)固体燃料筛分混合；称取烧结配料所需30wt％的固体燃料进行筛分，筛分分级点选择 0.5mm，分别得粒径小于0.5mm的固体燃料a和粒径大于0.5mm的固体燃料b；将固体燃料 a与部分未经筛分处理的固体燃料混合得混合燃料c，将固体燃料b与剩余的未经筛分处理的固体燃料混合得混合燃料d；其中控制混合燃料c与混合燃料d的质量比为1:1.2；

3)烧结二次混料；取50wt％的一次混合料与混合燃料c输送至二次混合机中进行混合、制粒，得二次混合料e；取剩余的一次混合料与混合燃料d输送至二次混合机中进行混合、制粒，得二次混合料f；

4)烧结步料；在烧结台车的箅条上依次铺设底料层(烧结矿整粒系统分出的铺底料，铺料高度为30mm，粒度为10-20mm)、二次混合料e层(铺料高度为350mm)和二次混合料f层(铺料高度为350mm)；

5)点火烧结；其中烧结点火温度在1150℃，点火时间1.5min，抽风负压14KPa。

采用本实施例所述烧结工艺，烧结成品率为80.86％，转鼓强度66.75％，利用系数为1.463，垂直烧结速度21.53mm/min，固体燃耗率为48.16kg/t。

实施例2

本实施例所述烧结方法与实施例1大致相同，不同之处在于步骤2)中选择筛分分级点为1mm；点火抽风烧结后，烧结成品率为80.45％，转鼓强度66.53％，利用系数为1.436，垂直烧结速度21.62mm/min，固体燃耗率为48.35kg/t。

实施例3

本实施例所述烧结方法与实施例1大致相同，不同之处在于步骤2)中称取烧结配料所需20wt％的固体燃料进行筛分；点火抽风烧结后，烧结成品率为80.62％，转鼓强度66.61％，利用系数为1.442，垂直烧结速度21.37mm/min，固体燃耗率为48.42kg/t。

实施例4

本实施例所述烧结方法与实施例1大致相同，不同之处在于步骤4)二次混合料e层铺料高度为315mm，二次混合料f层高度为385mm；点火抽风烧结后，烧结成品率为80.53％，转鼓强度66.58％，利用系数为1.439，垂直烧结速度21.54mm/min，固体燃耗率为48.39kg/t。

对比例1

本对比例将固体燃料按常规方法与其他原料一起混匀(原料选择与配比与实施例1相同)，铺料后点火烧结，铺料高度为700mm。本对比例的烧结成品率为77.16％，转鼓强度64.96％，利用系数为1.337，垂直烧结速度21.93mm/min，固体燃耗率为51.15kg/t。

对比例2

本对比例将固体燃料用0.5mm的筛子筛分后，将小于0.5mm的固体燃料与其他原料一起混匀(原料选择与配比与实施例1相同)，铺料后点火烧结，铺料高度为700mm。本对比例的烧结成品率为77.24％，转鼓强度62.83％，利用系数为1.305，垂直烧结速度21.88mm/min，固体燃耗率为51.04kg/t。

上述结果表明，本实施例1与对比例1相比烧结成品率提高了4.79％，利用系数提高了 9.42％，固体燃耗降低了2.99kg/t；本实施例2与对比例1相比烧结成品率提高了4.26％，利用系数提高了7.40％，固体燃耗降低了2.8kg/t；本实施例3与对比例1相比烧结成品率提高了4.48％，利用系数提高了7.85％，固体燃耗降低了2.73kg/t；本实施例4与对比例1相比烧结成品率提高了4.36％，利用系数提高了7.62％，固体燃耗降低了2.76kg/t。

显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明所作的实例，而并非对实施方式的限制。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而因此所引申的显而易见的变化或变动仍处于本发明创造的保护范围之内。

Claims

1.一种燃料预筛分后分层布料的烧结方法，它包括如下步骤：

1)烧结一次混料；以铁矿粉、返矿、熔剂、固体燃料为烧结配料所需主要原料，将铁矿粉、熔剂加入一次混合机进行混料，混匀制得到一次混合料；

2)固体燃料筛分混合；称取烧结配料所需20-30wt％的固体燃料进行筛分，分别得小粒径的固体燃料a和大粒径的固体燃料b；将固体燃料a与部分未经筛分处理的固体燃料混合得混合燃料c，将固体燃料b与剩余的未经筛分处理的固体燃料混合得混合燃料d；其中控制混合燃料c与混合燃料d的质量比为1:(1-1.2)；

5)点火烧结；点火之后进行抽风烧结。

2.根据权利要求1所述的烧结方法，其特征在于，所述烧结配料中各原料及其所占质量百分比包括：铁矿粉58-63％，返矿23-28％，熔剂9-12％，固体燃料3-5％。

3.根据权利要求1所述的烧结方法，其特征在于，所述熔剂为生石灰、白云石、石灰石中的一种或几种；固体燃料为焦粉、无烟煤、兰炭中的一种或几种。

4.根据权利要求1所述的烧结方法，其特征在于，所述铁矿粉的主要成分及其含量包括：TFe 52-57wt％，FeO 27-33wt％，SiO₂ 3-5wt％。

5.根据权利要求1所述的烧结方法，其特征在于，步骤2)中所述筛分步骤选择分级点为0.5-1.0mm的筛具。

6.根据权利要求1所述的烧结方法，其特征在于，所述一次混合机中的混合时间为1.5-2.5min，二次混料机中的混合时间为3.0-4.0min。

7.根据权利要求1所述的烧结方法，其特征在于，二次混合料e层的高度为烧结料层总高度的45-55％，二次混合料f层的高度为烧结料层总高度的45-55％。

8.根据权利要求1所述的烧结方法，其特征在于，所述烧结点火温度为1100-1200℃，点火时间1-2min，抽风负压为13-16KPa。