CN110484717A - 一种烧结方法及烧结装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种烧结方法，包括：将含铁原料、燃料、熔剂以及氢氧化钙按照所需比例配料混合，形成混合料，氢氧化钙由生石灰通过外旋搅拌的方式搅拌打散加水生成；将混合料进行制粒，并使混合料与逆向喷出的水蒸气混合；将制粒完成的混合料均匀的铺在烧结机台车上；点燃混合料中的燃料；使混合料中的燃料自上而下燃烧，形成熔融物；冷却熔融物，形成烧结矿；筛选烧结矿。本发明中的氢氧化钙在添加之前经过外旋搅拌的方式进行搅拌，可以使氢氧化钙更加均匀的分布在混合料中；使混合料与逆向喷出的水蒸气混合，使水蒸气可以直接喷射于混合料的表面，增加混合料与水蒸气的混合时间。本发明还公开了一种实施上述烧结方法的烧结装置。

Description

一种烧结方法及烧结装置

技术领域

本发明涉及烧结技术领域，更具体地说，涉及一种烧结方法。此外，本发明还涉及一种实施上述烧结方法的烧结装置。

背景技术

烧结是指把粉状物料转变为致密体，是一个传统的工艺过程。人们很早就利用这个工艺来生产陶瓷、粉末冶金、耐火材料、超高温材料等。

随着高炉强化冶炼所提出的精料要求，以及市场环境的影响和变化，对烧结质量的要求不断提高；另外，由于现有烧结设备在烧结的过程中存在诸多问题严重影响着烧结矿产质量的提高和消耗的降低。

综上所述，如何提供一种提高烧结质量、降低烧结损耗的烧结方法，是目前本领域技术人员亟待解决的问题。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的是提供一种烧结方法，可以提高烧结的质量，降低烧结过程中的损耗。

本发明的另一目的是提供一种实施上述烧结方法的烧结装置。

为了实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种烧结方法，包括：

将含铁原料、燃料、熔剂以及氢氧化钙按照所需比例配料混合，形成混合料，所述氢氧化钙由生石灰通过外旋搅拌的方式搅拌打散加水生成；

将所述混合料进行制粒，并使所述混合料与逆向喷出的水蒸气混合，所述逆向是指所述水蒸气的喷出方向逆向所述混合料的流动方向斜向下；

将制粒完成的混合料均匀的铺在烧结机台车上；

点燃所述混合料中的燃料；

使空气由烧结料的表面自上而下的通过，以使所述混合料中的燃料自上而下燃烧，形成熔融物；

冷却所述熔融物，形成烧结矿；

筛选所述烧结矿。

优选的，所述氢氧化钙由生石灰通过外搅拌的方式搅拌打散加水生成，包括：

所述加水的水温大于80℃。

优选的，所述将含铁原料、燃料、熔剂以及氢氧化钙按照所需比例配料之前包括：

将所述氢氧化钙耙散，

在耙散的所述氢氧化钙的表面覆盖铁料。

优选的，所述将上述制粒完成的混合料均匀的铺在烧结机台车上，包括：

铺在所述烧结机台车上的所述混合料的厚度为750mm至850mm。

一种烧结装置，用于实施上述任一项所述的方法，包括：

生石灰消化器，用于将生石灰与水反应之后生成的氢氧化钙打散；

混合机，用于混合含铁原料、燃料、熔剂以及氢氧化钙，形成混合料；

制粒机，用于将所述混合料进行制粒；

烧结机台车，用于带动制粒完成的所述混合料运动；

点火器，用于点燃位于所述混合料中的燃料；

抽风系统，用于通过吹风控制燃料的燃烧顺序和方向，以形成熔融物，并使所述熔融物冷却，形成烧结矿；

筛选机构，对所述烧结矿进行筛分；

控制系统，用于控制所述生石灰消化器、所述混合机、所述制粒机、所述烧结机台车、所述点火器、所述抽风系统、所述筛选机构动作，且所述生石灰消化器、所述混合机、所述制粒机、所述烧结机台车、所述点火器、所述抽风系统、所述筛选机构均与所述控制系统连接。

优选的，所述制粒机内设置有用于喷出蒸汽的蒸汽管道，所述蒸汽管道包括主管道和至少两个支管道，且所述支管道中蒸汽的喷出方向逆向所述混合料的流动方向斜向下。

优选的，所述主管道的直径大于120mm。

优选的，相邻所述支管道沿所述主管道长度方向的距离相同。

优选的，所述生石灰消化器设置有用于将所述氢氧化钙打散的料耙。

本发明提供的烧结方法，包括：将含铁原料、燃料、熔剂以及氢氧化钙按照所需比例配料，形成混合料，氢氧化钙由生石灰通过外搅拌的方式搅拌打散加水生成；将混合料进行制粒，并使混合料与逆向喷出的水蒸气混合，逆向是指水蒸气的喷出方向逆向混合料的流动方向斜向下；将制粒完成的混合料均匀的铺在烧结机台车上；点燃混合料中的燃料；使空气由烧结料的表面自上而下的通过，以使混合料中的燃料自上而下燃烧，形成熔融物；冷却熔融物，形成烧结矿；筛选烧结矿。

相比于现有技术，本发明中的氢氧化钙在添加之前经过外旋搅拌的方式进行搅拌，可以避免生石灰与水形成的胶质物被内旋搅拌揉成团状，使氢氧化钙更加均匀的分布在混合料中；在混合料制粒过程中，使混合料与逆向喷出的水蒸气混合，且水蒸气逆向混合料的流动方向斜向下喷出，使水蒸气可以直接喷射于混合料的表面，可以增加混合料与水蒸气的混合时间，提高蒸汽热利用率，进而提高混合物的料温。

烧结料的原始料温越低，原料含水量越高，冷凝水量越多，过湿现象越重；烧结料出现过湿，会导致抽风阻力大幅增加，阻碍空气透过烧结料层；所以我们采取优化生石灰消化工艺和蒸汽预热将混合料料温提高到露点以上，防止水蒸汽冷凝、恶化料层透气性。

本发明还公开了一种实施上述烧结方法的装置。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。

图1为本发明所提供的烧结方法的具体实施例一的流程示意图；

图2为蒸汽管道的结构示意图；

图3为生石灰消化器中内旋搅拌方式的示意图；

图4为生石灰消化器中外旋搅拌方式的示意图。

图1-4中：

1为蒸汽管道、2为生石灰消化器。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，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，都属于本发明保护的范围。

本发明的核心是提供一种烧结方法，可以提高混合料的料温，从而提高烧结的质量，降低烧结过程中的消耗。本发明的另一核心是提供一种实施上述烧结方法的装置。

请参考图1-4，图1为本发明所提供的烧结方法的具体实施例一的流程示意图；图2为蒸汽管道的结构示意图；图3为生石灰消化器中内旋搅拌方式的示意图；图4为生石灰消化器中外旋搅拌方式的示意图。

本发明提供的烧结方法，包括：

步骤S1，将含铁原料、燃料、熔剂以及氢氧化钙按照所需比例配料，形成混合料，氢氧化钙由生石灰通过外搅拌的方式搅拌打散加水生成。

步骤S2，将混合料进行制粒，并使混合料与逆向喷出的水蒸气混合，逆向是指水蒸气的喷出方向逆向混合料的流动方向斜向下。

在上述步骤S1、步骤S2中，将含铁原料与燃料、熔剂按所需要达到的烧结矿成分进行计算，计算后按各种物料进行准确配料，将单种原燃辅料配合成混合料，送往混料制粒系统进行混匀、制粒。

水蒸气逆向混合料的流动方向斜向下喷出，是指水蒸气的喷出方向既具有与混合料的流动方向相反的第一分量，又具有竖直向下的第二分量。

步骤S3，将制粒完成的混合料均匀的铺在烧结机台车上。

在上述步骤S3中，将已经混匀和制粒制备好的混合料，通过布料设备按既定的工艺参数，均匀地铺在烧结机台车上。

步骤S4，点燃混合料中的燃料。

在上述步骤S4中，铺好混合料的台车通过头尾星轮的驱动向前移动，移动到点火器下方，点火器将高炉煤气点燃并搭配合适的助燃风量，产生1100-1300℃高温的设备；混合料移动到点火器下方后火焰直接喷射在混合料表面，点燃混合料中的燃料。

步骤S5，使空气由烧结料的表面自上而下的通过，以使混合料中的燃料自上而下燃烧，形成熔融物。

在上述步骤S5中，着火后的混合料继续沿烧结机长度方向移动，烧结机台车置于密闭的抽风系统之中，通过主抽风机工作，将空气从料层表面自上而下的通过烧结料层，混合料中燃料的燃烧也随着抽入的空气自上而下移动，烧结料中燃料的燃烧会产生1200-1300℃高温，铁原料和熔剂受到1200-1300℃的高温，产生一系列的物理化学反应，形成熔融物。

步骤S6，冷却熔融物，形成烧结矿。

在上述步骤S6中，高温熔融物随着混合料中的燃料燃尽，温度下降，同时受到主抽风机抽入的冷空气降温，使熔融物冷却成，形成交织的大块状烧结矿。

步骤S7，筛选烧结矿。

在上述步骤S7中，大块烧结矿经破碎、冷却到100℃以下，再通过筛分将小于5mm的部分做返料返回烧结继续使用，大于5mm的烧结矿供往高炉，作为炉料。

相比于现有技术，本发明中的氢氧化钙在添加之前经过外旋搅拌的方式进行搅拌，可以避免生石灰与水形成的胶质物被内旋搅拌揉成团状，使氢氧化钙更加均匀的分布在混合料中；在混合料制粒过程中，使混合料与逆向喷出的水蒸气混合，可以增加混合料与水蒸气的混合时间，提高蒸汽热利用率，进而提高混合物的料温。

烧结混合料中含有7-8％的物理水，一部分是物料自身含有的水分、另一部分是在混料时加入的，目的在于借助水的表面张力，将粉状物料制成小球，以改善烧结料的透气性。水分的存在，还能促进烧结料的导热性得到改善，有利于料层中的热交换进行。

烧结点火后，高温气体将烧结料加热，混合料中的水分受热而蒸发成水蒸汽，水蒸汽随烧结气流方向移动，由于与物料继续进行热交换，温度不断降低，饱和蒸气压随之降低，当废气温度低于该条件下的露点，露点为水蒸汽再次冷凝成水的温度，水蒸汽开始在冷料表面凝结，造成下部烧结料超过原始的适宜水分而过湿。

因此，烧结料的原始料温越低，原料含水量越高，冷凝水量越多，过湿现象越重；烧结料出现过湿，会导致抽风阻力大幅增加，阻碍空气透过烧结料层；烧结料的原始料温越高，原料含水量越低，冷凝水量越少，避免出现过湿现象；避免因为过湿而使抽风阻力大幅增加，使空气透过烧结料层；所以我们采取优化生石灰消化工艺和蒸汽预热将混合料料温提高到露点以上，防止水蒸汽冷凝，恶化料层透气性。

表1

表1为混合蒸汽预热系统优化前后混合料料温对比，其中料温的单位为℃，通过优化混合料蒸汽预热系统，将混合料料温由原来的50℃左右，提高到55℃，混合料料温得到提高，消除了水蒸气在烧结下部料层的凝结现象，杜绝了过湿层的影响，为进一步提高混合料料层创造了条件，在严冬气温低于5℃的情况下，烧结混合料料温仍然保持在55℃较好的水平。

表2为优化前后技术经济指标对比，其中料层厚度的单位为毫米，焦粉消耗的单位为kg/t，利用系数为烧结机的利用系数，混合料料温提高后，大大地改善了混合料料层透气性，实现了厚料层烧结。充分发挥了烧结料层的自动蓄热作用，固体燃料消耗下降，除此之外因料层厚度的增加，返矿量下降，烧结机利用系数和出矿率得到显著提高。

表2

如图3、图4所示，生石灰在生石灰消化器2中加水反应，内旋搅拌的方式如图3所示，两螺杆均向中间转动，容易将生石灰加水之后生成的胶质物揉成团状，外旋搅拌如图4所示，两螺杆均朝向外侧旋转，避免将生石灰加水之后生成的胶质物揉成团状。

在上述实施例的基础上，在将生石灰制成氢氧化钙的过程中，为了提高生石灰的反应速度，可以加入热水，优选的，热水的温度大于80℃。

生石灰反应速度增加，反应时间缩短，确保生石灰中的CaO进入混合机前就全部反应生成消石灰氢氧化钙，这样混匀时更容易均匀地分布在混合料中。

在上述步骤S3中，铺在烧结机台车上的混合料的厚度为750mm至850mm。

由于烧结工艺的特殊性，料层表面30-40mm液相生成不充分，粘结相不够，造成表面30-40mm的烧结矿强度极差，而产生返料。料层厚度500mm时，返料30-40mm，成品率只有92％；而料层厚度800mm时，扣除表层30-40mm返料，成品率能达到95％，所以提高料层厚度能提高烧结矿产量、改善烧结矿质量、降低消耗。

优选的，铺在烧结机台车上的混合料的厚度为800mm。

除了上述烧结方法，本发明还提供一种实施上述实施例公开的烧结方法的烧结装置，该烧结装置包括：

生石灰消化器2，用于将生石灰与水反应之后生成的氢氧化钙打散；

混合机，用于混合含铁原料、燃料、熔剂以及氢氧化钙，形成混合料；

制粒机，用于将混合料进行制粒；

烧结机台车，用于带动制粒完成的混合料运动；

点火器，用于点燃位于混合料中的燃料；

抽风系统，用于通过吹风控制燃料的燃烧顺序和方向，以形成熔融物，并使熔融物冷却，形成烧结矿；

筛选机构，对烧结矿进行筛分；

控制系统，用于控制生石灰消化器2、混合机、制粒机、烧结机台车、点火器、抽风系统、筛选机构动作，且生石灰消化器2、混合机、制粒机、烧结机台车、点火器、抽风系统、筛选机构均与控制系统连接。

在上述实施例的基础上，为了增加混合料的料温，可以在制粒机内设置有用于喷出蒸汽的蒸汽管道1，蒸汽管道1包括主管道和至少两个支管道，且支管道中蒸汽的喷出方向逆向混合料的流动方向斜向下。

优选的，支管道中蒸汽的喷出方向与混合料上表面之间的夹角在55°至65°之间。

优选的，支管道中蒸汽的喷出方向与混合料上表面之间的夹角为60°。

在烧结过程中，支管道的设置，可以提高蒸汽管道1末端出口的压力，并且支管道喷口的朝向与混合料的流动方向相反，可以使蒸汽与混合物接触的时间增加，提高蒸汽热的利用率，从而提高混合料的料温。

如图2所示，箭头的方向为混合料的流动方向，支管道末端的朝向与箭头的方向相反。

在上述实施例的基础上，可以将主管道的直径设置为大于120mm，增加蒸汽管道1的蒸汽单位时间内的流量。

优选的，主管道的直径为159mm。

需要进行说明的是，蒸汽管道1设置于制粒机内部，是指蒸汽管道1的末端伸进制粒机内部，蒸汽管道1与热电车间蒸汽管网连通。

优选的，可以使相邻支管道沿主管道长度方向的距离相同，且蒸汽由支管道喷出之后，直接喷射在混合料的上表面，提高蒸汽出口温度。

在上述实施例的基础上，为了使生石灰与水反应之后生成的氢氧化钙中具有100mm左右的小料团，影响生石灰反应热的利用，也影响生石灰在混合料中的分布，可以在生石灰消化器2内设置料耙，用于将小料团耙散，耙散后用收料装置将配-1皮带两边的铁料收拢覆盖于耙散的生石灰上，既起到了保温的作用，又解决了生石灰团分布不均匀的状况。

本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。本发明所提供的所有实施例的任意组合方式均在此发明的保护范围内，在此不做赘述。

以上对本发明所提供的烧结方法及烧结装置进行了详细介绍。本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以对本发明进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本发明权利要求的保护范围内。

Claims (9)

1.一种烧结方法，其特征在于，包括：

将含铁原料、燃料、熔剂以及氢氧化钙按照所需比例配料混合，形成混合料，所述氢氧化钙由生石灰通过外旋搅拌的方式搅拌打散加水生成；

将所述混合料进行制粒，并使所述混合料与逆向喷出的水蒸气混合，所述逆向是指所述水蒸气的喷出方向逆向所述混合料的流动方向斜向下；

将制粒完成的混合料均匀的铺在烧结机台车上；

点燃所述混合料中的燃料；

使空气由烧结料的表面自上而下的通过，以使所述混合料中的燃料自上而下燃烧，形成熔融物；

冷却所述熔融物，形成烧结矿；

筛选所述烧结矿。

2.根据权利要求1所述的烧结方法，其特征在于，所述氢氧化钙由生石灰通过外搅拌的方式搅拌打散加水生成，包括：

所述加水的水温大于80℃。

3.根据权利要求2所述的烧结方法，其特征在于，所述将含铁原料、燃料、熔剂以及氢氧化钙按照所需比例配料之前包括：

将所述氢氧化钙耙散，

在耙散的所述氢氧化钙的表面覆盖铁料。

4.根据权利要求1所述的烧结方法，其特征在于，所述将上述制粒完成的混合料均匀的铺在烧结机台车上，包括：

铺在所述烧结机台车上的所述混合料的厚度为750mm至850mm。

5.一种烧结装置，用于实施权利要求1-4任一项所述的方法，其特征在于，包括：

生石灰消化器(2)，用于将生石灰与水反应之后生成的氢氧化钙打散；

混合机，用于混合含铁原料、燃料、熔剂以及氢氧化钙，形成混合料；

制粒机，用于将所述混合料进行制粒；

烧结机台车，用于带动制粒完成的所述混合料运动；

点火器，用于点燃位于所述混合料中的燃料；

抽风系统，用于通过吹风控制燃料的燃烧顺序和方向，以形成熔融物，并使所述熔融物冷却，形成烧结矿；

筛选机构，对所述烧结矿进行筛分；

控制系统，用于控制所述生石灰消化器(2)、所述混合机、所述制粒机、所述烧结机台车、所述点火器、所述抽风系统、所述筛选机构动作，且所述生石灰消化器(2)、所述混合机、所述制粒机、所述烧结机台车、所述点火器、所述抽风系统、所述筛选机构均与所述控制系统连接。

6.根据权利要求5所述的烧结装置，其特征在于，所述制粒机内设置有用于喷出蒸汽的蒸汽管道(1)，所述蒸汽管道(1)包括主管道和至少两个支管道，且所述支管道中蒸汽的喷出方向逆向所述混合料的流动方向斜向下。

7.根据权利要求6所述的烧结装置，其特征在于，所述主管道的直径大于120mm。

8.根据权利要求7所述的烧结装置，其特征在于，相邻所述支管道沿所述主管道长度方向的距离相同。

9.根据权利要求5-8任一项所述的烧结装置，其特征在于，所述生石灰消化器(2)设置有用于将所述氢氧化钙打散的料耙。