CN110273065B

CN110273065B - 一种铁矿石微波烧结方法

Info

Publication number: CN110273065B
Application number: CN201810207218.2A
Authority: CN
Inventors: 毛晓明; 熊林; 齐伟; 李建; 沈红标
Original assignee: Baoshan Iron and Steel Co Ltd
Current assignee: Baoshan Iron and Steel Co Ltd
Priority date: 2018-03-14
Filing date: 2018-03-14
Publication date: 2021-05-14
Anticipated expiration: 2038-03-14
Also published as: JP2021515844A; KR102488023B1; KR20200115618A; JP6994579B2; DE112018007266T5; CN110273065A; WO2019174241A1

Abstract

本发明公开了一种铁矿石微波烧结方法，将铁矿石、熔剂、返矿和含铁固废经配料和混合制粒后用圆辊给料方式直接装入已铺好铺底料的烧结台车上；将装满混合料的烧结台车按照设定的移动速度依次经过预热一段、预热二段、微波加热段、微波烧结段、冷却一段、冷却二段和冷却三段，使混合料经预热、加热、烧结和冷却后成矿，再经破碎筛分后得到成品烧结矿。采用本发明可以不使用燃料，并实现绝大部分烟气循环利用，能彻底解决铁矿石烧结工艺的污染物排放问题和降低能源消耗，实现绿色环保生产。

Description

一种铁矿石微波烧结方法

技术领域

本发明属于烧结工艺、具体涉及一种铁矿石微波烧结方法。

背景技术

钢铁工业是能源消耗″大户″，我国钢铁行业的能源消耗约占国内总能耗的10％，近年来我国钢铁行业的快速发展不仅消耗了大量的能源，也对环境造成了严重的破坏。烧结工序作为钢铁生产的重要环节，其能耗约占钢铁生产总能耗的10％-15％，由于烧结能源消耗中80％-90％为固体燃料消耗和点火能耗，因此产生了大量的SO2、NOx、CO2和致癌物质二噁英等污染物，其中SO2的排放量约占整个钢铁工业的33％，严重制约了钢铁工业的可持续发展。减少烧结过程的污染物的排放，已成为相关从业人员的重点研究方向，目前国内外采取的技术方法主要是降低固体燃耗和烧结烟气末端治理。

中国专利ZL201610590727.9公开了一种烧结喷加可燃性气体的方法，在烧结混合料中减少配碳量，同时在烧结混合料料面上方喷加可燃性气体，可燃性气体与烧结混合料料面上方空气混合，形成低浓度可燃性气体，在抽风作用下低浓度可燃性气体被吸入烧结混合料中，低浓度可燃性气体在烧结料层中参加烧结反应，氧化放热，向料层中补充热量，降低烧结矿固体燃耗，减少二氧化碳和二氧化硫、氮氧化物的排放量。中国专利ZL201310437562.8公开了一种活性炭烟气脱硫及再生装置和方法，该活性炭烟气脱硫及再生装置包括塔体、塔体内设有的若干个活性炭通道和温度调控系统。可以达到脱除烧结烟气中大部分硫氧化物的目的。中国专利ZL201310325274.3公开了一种干法脱硫的方法，包括：原烟气进入反应塔，将脱硫吸收剂与增效添加剂加入反应塔中与烟气混合反应，反应后得到脱硫后的净烟气，能显著脱除烟气中的二氧化硫，提高整体的脱硫效率。

通过以上工艺改进和使用气体燃料可以在一定程度上减少固体燃料消耗，从而减少烧结污染物排放，但下降幅度十分有限。目前钢铁企业使用的烧结烟气脱硫脱硝技术设备投资较大、运行成本较高，同时副产物还未能进行充分利用，大量堆积也将造成严重的环境污染。因此，针对现有烧结工艺在生产过程中所面临的问题，需要采用一种可以避免使用固体和气体燃料的全新烧结工艺，从而彻底解决烧结工艺的废气和污染物排放问题，实现烧结工序、钢铁生产的可持续发展。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种铁矿石微波烧结方法，通过采用微波加热铁矿石和烟气循环利用，使烧结过程的废气和污染物排放降低至接近零的水平，与此同时提高烧结矿强度、成品率、平均粒度。

为了解决上述技术问题，本发明采用如下的技术方案：

一种铁矿石微波烧结方法，包括以下步骤：

1)将铁矿石、熔剂、返矿和含铁固废按照所设定的烧结矿成分进行配料，经混合制粒后输送到混合料仓；

2)采用圆辊给料方式将混合料仓的混合料直接装入已铺好铺底料的烧结台车上；

3)将装满混合料的烧结台车依次经过预热一段、预热二段、微波加热段、微波烧结段、冷却一段、冷却二段和冷却三段，使混合料经预热、加热、烧结和冷却后成矿；

4)经破碎筛分后得到成品烧结矿。

在步骤1)中，所述的熔剂为石灰石、白云石、生石灰和蛇纹石中的至少一种，生石灰的用量范围为0～4％。

在步骤1)中，所述的混合制粒方式为强力混合制粒/强力混合与圆筒制粒/两段圆筒混合制粒，且混合制粒后的混合料中水分为4～7.5％。

在步骤2)中，所述铺底料为烧结矿/铁矿石/烧结矿与铁矿石混合物。

在步骤3)中，所述的预热一段、预热二段、微波加热段、微波烧结段、冷却一段、冷却二段和冷却三段中的相邻两段之间用隔热材料隔断。

在步骤3)中，所述的预热一段的热源采用预热二段的热烟气，混合料在预热一段被预热到150-250℃；预热二段的热源采用混合后的微波加热段、冷却一段和的冷却二段的热烟气，混合料在预热二段被预热到350-600℃。

在步骤3)中，所述的微波加热段和微波烧结段的微波发生器均匀安装在上部和两侧，微波加热段将经预热的混合料温度进一步加热到1220-1350℃，微波烧结段使混合料在1220-1350℃保温5-10min。

通过在微波加热段输入冷却一段的热烟气，且微波加热段抽风负压低于预热一段和预热二段，以保证排出熔剂分解产生的气体和进入微波烧结段的混合料层中氧含量不少于10％。

在步骤3)中，所述的冷却一段、冷却二段和冷却三段采用串级冷却，冷却一段的冷却气体为50-80％的冷却二段热烟气，冷却二段的冷却气体为冷却三段的热烟气。

在步骤3)中，所述的冷却三段的冷却气采用经除尘除湿后的预热一段的废气，当经冷却三段后的烧结矿温度大于150℃时，补充的部分冷却气用于保证冷却效果。

在步骤3)中，所述的预热一段的烟气在满足冷却三段气量需求后，将多余烟气经除尘后外排。

采用本发明的一种铁矿石微波烧结方法，具有如下优点：

1、可以不使用固体燃料和实现烧结过程中绝大部分烟气的循环利用，使烧结过程的废气和污染物排放降低至接近零的水平。

2、可以实现均热烧结，提高能源利用效率，显著降低烧结能耗。

3、可以提高烧结矿成分、结构均匀性和促进铁酸钙的形成，提高烧结矿强度、成品率和平均粒度。

4、可以降低对混合料制粒效果的要求和不用偏析布料装置，从而简化制粒布料过程，减少生石灰和水的用量，降低设备投资和运行成本。

5、可以不需要烧结点火装置，从而不使用气体燃料和避免点火过程中生成热力型氮氧化物。

附图说明

下面结合附图和具体实施方式本发明进行详细说明：

图1本发明的铁矿石微波烧结方法的原理图；

图中的附图标含义如下：

混合制粒装置1；铺底料仓2；混合料仓3；气体混合器4；氧气检测装置5；风机6；冷却二段鼓风机7；冷却三段鼓风机8；旋流除尘脱湿器9；冷却一段鼓风机10；预热二段抽风机11；外排烟气除尘器12；外排烟气抽风机13；微波加热段抽风机14。

具体实施方式

请见图1所示，本发明的铁矿石微波烧结方法具体包括以下步骤：

1)将铁矿石、熔剂、返矿和含铁固废按照所设定的烧结矿成分进行配料，经经混合制粒装置1混合制粒后输送到混合料仓3；

2)然后采用圆辊给料方式将混合料仓的混合料直接装入已铺好5-10mm铺底料的烧结台车上；

3)将装满混合料的烧结台车按照设定的移动速度依次经过预热一段、预热二段、微波加热段、微波烧结段、冷却一段、冷却二段和冷却三段，使混合料经预热、加热、烧结和冷却后成矿；

4)再经破碎筛分后得到成品烧结矿。

上述步骤3)中的烟气循环利用的过程为：预热一段的绝大部分烟气和补充的空气在旋流除尘脱湿器9除尘除湿和混合后经鼓风机8鼓入冷却三段。冷却三段的热烟气经鼓风机7鼓入冷却二段。冷却二段的热烟气分成两路，一路经鼓风机10鼓入冷却一段，一路经风机6输送到气体混合器4。冷却一段的热烟气也分为两路，一路直接输送到气体混合器4，一路输送到微波加热段，微波加热段热烟气经抽风机14输送到气体混合器4。当微波烧结段氧气检测装置5测得的氧含量低于10％时，增加输入到微波加热段的冷却一段热烟气比例。来源于冷却一段、冷却二段和微波加热段的热烟气在气体混合器4混合后输送到预热二段。预热二段热烟气经抽风机11输送到预热一段，预热一段烟气在满足冷却三段气量需求后，多余的经抽风机13抽至除尘器12除尘后外排。

上述的铺底料粒度范围为5-10mm。

上述的熔剂为石灰石、白云石、生石灰和蛇纹石中的至少一种，生石灰用量的范围为0-4％。

上述的混合制粒方式为强力混合制粒/强力混合+圆筒制粒/两段圆筒混合制粒；所述混合制粒后的混合料水分为4-7.5％。

上述的圆辊与烧结台车之间无偏析装置；所述铺底料为烧结矿/铁矿石/烧结矿与铁矿石混合物。

上述的预热一段、预热二段、微波加热段、微波烧结段、冷却一段、冷却二段和冷却三段的相邻两段之间用隔热材料隔断。

上述的预热一段的热源为预热二段的热烟气，混合料在预热一段被预热到150-250℃。预热二段的热源为混合后的微波加热段、90-98％冷却一段和20-50％的冷却二段热烟气，混合料在预热二段被预热到350-600℃。

上述的微波加热段和微波烧结段的微波发生器均匀安装在上部和两侧，微波加热段将经预热的混合料温度进一步加热到1220-1350℃，微波烧结段使混合料在1220-1350℃保温5-10min。在微波加热段输入2-10％的冷却一段热烟气，且微波加热段抽风负压低于预热一段和预热二段，以此保证排出熔剂分解产生的气体和进入微波烧结段的混合料层中氧含量不少于10％。

上述的冷却一段、冷却二段和冷却三段采用串级冷却，冷却一段的冷却气体为50-80％的冷却二段热烟气，冷却二段的冷却气体为冷却三段的热烟气。

上述的冷却三段的冷却气为经除尘除湿后的预热一段废气，当经冷却三段后的烧结矿温度大于150℃时，补充的部分冷却气用于保证冷却效果。

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所示：

表1

按照表1所列实施例参数的实施结果见表2。采用实施例1的方案，与对照例相比，其成品率、转鼓强度、平均粒度和铁酸钙含量分别提高1.65％、1.58％、2.64％和8.31％，废气外排量下降100％。采用实施例2的方案，与对照例相比，其成品率、转鼓强度、平均粒度和铁酸钙含量分别提高6.86％、4.91％、13.55％和26.49％，废气外排量下降99.38％。

表2

但是，本技术领域中的普通技术人员应当认识到，以上的实施例仅是用来说明本发明，而并非用作为对本发明的限定，只要在本发明的实质精神范围内，对以上所述实施例的变化、变型都将落在本发明的权利要求书范围内。

Claims

1.一种铁矿石微波烧结方法，其特征在于，包括以下步骤：

1）将铁矿石、熔剂、返矿和含铁固废按照所设定的烧结矿成分进行配料，经混合制粒后输送到混合料仓；

2）采用圆辊给料方式将混合料仓的混合料直接装入已铺好铺底料的烧结台车上；

3）将装满混合料的烧结台车依次经过预热一段、预热二段、微波加热段、微波烧结段、冷却一段、冷却二段和冷却三段，使混合料经预热、加热、烧结和冷却后成矿；

4）经破碎筛分后得到成品烧结矿，

在步骤1）中，所述的熔剂为石灰石、白云石、生石灰和蛇纹石中的至少一种，生石灰的用量范围为0~4%；所述的混合制粒方式为强力混合制粒/强力混合与圆筒制粒/两段圆筒混合制粒，且混合制粒后的混合料中水分为4~7.5%；

在步骤3）中，所述的微波加热段和微波烧结段的微波发生器均匀安装在上部和两侧，微波加热段将经预热的混合料温度进一步加热到1220-1350℃，微波烧结段使混合料在1220-1350℃保温5-10min，

通过在微波加热段输入冷却一段的热烟气，且微波加热段抽风负压低于预热一段和预热二段，以保证排出熔剂分解产生的气体和进入微波烧结段的混合料层中氧含量不少于10%，

所述的冷却一段、冷却二段和冷却三段采用串级冷却，冷却一段的冷却气体为50-80%的冷却二段热烟气，冷却二段的冷却气体为冷却三段的热烟气。

2.根据权利要求1所述的一种铁矿石微波烧结方法，其特征在于：在步骤2）中，所述铺底料为烧结矿/铁矿石/烧结矿与铁矿石混合物。

3.根据权利要求1所述的一种铁矿石微波烧结方法，其特征在于：在步骤3）中，所述的预热一段、预热二段、微波加热段、微波烧结段、冷却一段、冷却二段和冷却三段中的相邻两段之间用隔热材料隔断。

4.根据权利要求1所述的一种铁矿石微波烧结方法，其特征在于：在步骤3）中，所述的预热一段的热源采用预热二段的热烟气，混合料在预热一段被预热到150-250℃；预热二段的热源采用混合后的微波加热段、冷却一段和的冷却二段的热烟气，混合料在预热二段被预热到350-600℃。

5.根据权利要求1所述的一种铁矿石微波烧结方法，其特征在于：在步骤3）中，所述的冷却三段的冷却气采用经除尘除湿后的预热一段的废气，当经冷却三段后的烧结矿温度大于150℃时，补充的部分冷却气用于保证冷却效果。

6.根据权利要求1所述的一种铁矿石微波烧结方法，其特征在于：在步骤3）中，所述的预热一段的烟气在满足冷却三段气量需求后，将多余烟气经除尘后外排。