CN110819793A - 一种厚料层烧结生产方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开一种超厚料层的烧结生产方法，通过两次布料和两次点火，使烧结机上层烧结混合料和下层烧结混合料同时进行烧结，进而提高烧结料层厚度，提高烧结矿产量，改善烧结指标。在一次布料后、二次点火前布入特制含碳球团，可以增加上部料层的热量供应和矿化时间，改善上层烧结矿质量，减少烧结返矿量；解决下部烧结料层的缺氧的问题，使下部烧结料层充分矿化，提高下层烧结矿的质量。

Description

一种厚料层烧结生产方法
技术领域
本发明属于炼铁生产技术领域，涉及到烧结生产技术，特别涉及一种超厚料层的烧结生产方法。
背景技术
烧结生产过程中，烧结混合料布到台车上点火后，通过抽风机的抽风，从表面向内部自上而下燃烧，从表面一直燃烧到烧结机台车篦条表面才算完成。厚料层烧结是一项重要的广泛采用的烧结技术，具有改善烧结矿强度、降低烧结燃耗等优点，但是厚料层烧结技术的应用也面临着一些难题。
随着烧结料层的加厚，通过料层的气流阻力增大，烧结速度减慢，这不仅增加了风机的动力消耗，而且导致烧结生产率下降，尤其对以铁精矿为主要烧结原料的企业；另一方面烧结混合料经过高温点火后，料面迅速熔融结壳变硬，影响了自上而下抽入的空气量，空气量减少使垂直烧结速度变慢直接影响烧结过程进行。
超厚料层烧结时，烧结料层存在“自动蓄热”现象，燃料在一次混匀时全部加入，使得烧结料层上部热量相对不足，造成烧结料层上部结块强度不够，这是因为燃烧带逐渐下移，上部的烧结矿层不断的被冷风冷却，台车表面的料层热量很快流失，而烧结料层下部由于热量的传输和自动蓄热的作用，料层下部热量过剩出现过熔，如果减少配碳又将导致上部烧结矿层产生更多的生料和烧结返矿，这对烧结成品率和烧结矿质量产生不利影响。另一方面烧结表层点火快速熔融结壳，导致应力过于集中，极易产生表面碎裂现象，导致70％以上的烧结返矿来自于上部烧结料层。
在相对高氧位条件下，气相、固相、液相间传热传质条件更为良好，有利于液相的生成，在反应更加完全的同时，还能使焦粉的燃烧条件得到改善，达到低价铁氧化物充分氧化的效果，为更多铁酸钙的生成创造必要条件，因此无论从烧结矿粒度的均匀分布还是其化学组成的优化来讲，富氧烧结均可以达到改善烧结矿质量的效果。
为进一步提高烧结生产的经济技术指标，包括产量、质量、能耗及设备寿命等，技术人员做过很多的超厚(料层高超过800毫米)料层烧结探索，试图进一步挖掘厚料层烧结的潜力：但其仍采用一次点火，并采用高负压、大风量直流式抽风作业，试图用这种方式来提高料层厚度，但实际上，一次点火往往使得厚料层的表面熔化，使料层颗粒之间的空隙堵塞，整个料层阻力增大；为了维持作业，必须提高风机的负压和风量，其结果一方面造成风流的局部短路，整个料层达不到均匀烧结，另一方面又造成能耗的大幅度增加，且未达到预期目的。换句话说，许多技术人员向超厚料层烧结方向的探索没有取得突破，所作努力没有取得成功。这说明现有的烧结方法、工艺已不再适应新的生产形势，它束缚了生产力地进一步发展。
发明内容
针对现有技术的缺陷，本发明所要解决的技术问题(1)是为了进一步提高烧结料层厚度，解决上部烧结料层热量供应不足的问题，提高上层烧结矿的强度，减少烧结返矿量；(2)是为了进一步提高烧结料层厚度，解决下部烧结料层的缺氧的问题，使下部烧结料层充分矿化，提高下层烧结矿的质量。
为了实现发明目的，本发明采取的技术方案如下：
一种厚料层烧结方法，在烧结生产过程中，进行两次布料和两次点火，其特征在于第一次布料后，第一次点火前布入含碳球团A；第二次布料后，第二次点火前布入含碳球团B，然后进行烧结，具体步骤如下：
1)第一次布加烧结混合料的厚度为500mm～700mm，进行第一次点火抽风烧结，抽风负压为8000pa～18000pa；在第一次布料后，第一次点火前，利用旋转布球器将含碳球团A布入烧结混合料中，其布入料层深度为250～450mm，射入量为每平方米60个～150个；其中布入边缘料层含碳球团A的数量为中间料层的1～3倍；
2)烧结进行10min～20min后，在正在烧结的烧结矿表面第二次布料，布料的厚度为300mm～400mm，在第二次布料后，第二次点火前，利用旋转布球器将含碳球团B布入烧结混合料中，其布入料层深度为50～150mm，射入量为每平方米50个～100个；其中布入边缘料层含碳球团B的数量为中间料层的1～2.5倍；进行第二次点火抽风烧结，抽风负压为14000pa～20000pa，得成品烧结矿；
所述含碳球团A由如下方法制得：将70％～85％的铁精矿、10％～18％的燃料、2％～6％的粘结剂和3％～7％的制氧剂充分混匀，然后向其中加入生石灰组成混合料；调整生石灰添加量，使混合料的二元碱度为1.8～2.4，将混合料加水在混合机中充分搅拌混匀；将混匀后的混合料经压块机进行冷固成型，成型压力为25MPa～35MPa，制备成直径为8mm～15mm含碳球团；
所述含碳球团B由如下方法制得：将60％～70％的铁精矿和30％～40％的燃料充分混匀，然后向其中加入生石灰组成混合料；调整生石灰添加量，使混合料的二元碱度为1.8～2.4，将混合料加水在混合机中充分搅拌混匀；将混匀后的混合料经压球机进行热压成型，其中成型压力为15MPa～25MPa；热压温度为550℃～700℃；热压时间为10min～20min；制备成直径为8mm～12mm的热压含碳球团。
所述粘接剂为膨润土、水玻璃、腐殖酸钠、羧甲基纤维素钠和聚丙烯酰胺中的一种或几种。
所述燃料为焦粉、无烟煤和生物质碳粉中的一种或几种搭配。
所述制氧剂，为高锰酸钙、锰酸钙、高锰酸钾中的一种。
所述烧结混合料，其二元碱度与含碳球团A和B的相同，为1.8～2.4。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：1)本发明通过两次布料和两次点火，使烧结机上层烧结混合料和下层烧结混合料同时进行烧结，进而提高烧结料层厚度，提高烧结矿产量，改善烧结指标。2)本发明在一次布料后、二次点火前布入特制含碳球团，可以增加上部料层的热量供应和矿化时间，改善上层烧结矿质量，减少烧结返矿量；解决下部烧结料层的缺氧的问题，使下部烧结料层充分矿化，提高下层烧结矿的质量。
具体实施方式
下面结合具体实施例进行说明：
实施例1
将76％的铁精矿、16％的焦粉、3％的粘结剂和5％的制氧剂充分混匀，然后向其中加入生石灰组成混合料；调整生石灰添加量，使混合料的二元碱度为1.95，将混合料加水在混合机中充分搅拌混匀；将混匀后的混合料经压块机进行冷固成型，成型压力为30MPa，制备成直径为10mm～15mm含碳球团A。所用粘接剂为膨润土和羧甲基纤维素钠；所用制氧剂为高锰酸钙。
将68％的铁精矿和32％的烟煤充分混匀，然后向其中加入生石灰组成混合料；调整生石灰添加量，使混合料的二元碱度为1.95，将混合料加水在混合机中充分搅拌混匀。将混匀后的混合料经压球机进行热压成型，其中成型压力为20MPa；热压温度为570℃；热压时间为18min，制得热压球团的直径为10mm～12mm的含碳球团B。
烧结生产过程中，进行两次布料和两次点火；第一次布加烧结混合料的厚度为550mm，进行第一次点火抽风烧结，抽风负压为10000pa；在第一次布料后，第一次点火前，利用旋转布球器将含碳球团A布入烧结混合料中，其布入料层深度为380mm，射入量为每平方米120个；其中布入边缘料层含碳球团A的数量为中间料层的1.5倍；第一次布加烧结混合料的碱度为1.95。
烧结进行14min后，在正在烧结的烧结矿表面第二次布料，布料的厚度为350mm，进行第二次点火抽风烧结，抽风负压为15000pa，得成品烧结矿；在第二次布料后，第二次点火前，利用旋转布球器将含碳球团B布入烧结混合料中，其布入料层深度为140mm，射入量为每平方米60个；其中布入边缘料层含碳球团B的数量为中间料层的2倍；第二次布加烧结混合料的碱度为1.95。
采用本发明后，烧结机台时产量提高20％，烧结固体燃耗由47kg/t降低到40kg/t，降低7kg/t；烧结矿转鼓强度由77.2％提高到83.4％，提高6.2个百分点。
实施例2
将80％的铁精矿、10％的无烟煤、4％的粘结剂和6％的制氧剂充分混匀，然后向其中加入生石灰组成混合料；调整生石灰添加量，使混合料的二元碱度为2.15，将混合料加水在混合机中充分搅拌混匀；将混匀后的混合料经压块机进行冷固成型，成型压力为27MPa，制备成直径为8mm～12mm含碳球团A。所用粘接剂为水玻璃和腐殖酸钠；所用制氧剂为高锰酸钾。
将62％的铁精矿和38％的生物质炭粉充分混匀，然后向其中加入生石灰组成混合料；调整生石灰添加量，使混合料的二元碱度为2.15，将混合料加水在混合机中充分搅拌混匀。将混匀后的混合料经压球机进行热压成型，其中成型压力为24MPa；热压温度为670℃；热压时间为18min，制得热压球团的直径为10mm～12mm的含碳球团B。
烧结生产过程中，进行两次布料和两次点火；第一次布加烧结混合料的厚度为650mm，进行第一次点火抽风烧结，抽风负压为12000pa；在第一次布料后，第一次点火前，利用旋转布球器将含碳球团A布入烧结混合料中，其布入料层深度为300mm，射入量为每平方米80个；其中布入边缘料层含碳球团A的数量为中间料层的2倍；第一次布加烧结混合料的碱度为2.15。
烧结进行16min后，在正在烧结的烧结矿表面第二次布料，布料的厚度为300mm，进行第二次点火抽风烧结，抽风负压为18000pa，得成品烧结矿；在第二次布料后，第二次点火前，利用旋转布球器将含碳球团B布入烧结混合料中，其布入料层深度为80mm，射入量为每平方米90个；其中布入边缘料层含碳球团B的数量为中间料层的2.4倍；第二次布加烧结混合料的碱度为2.15。
采用本发明后，烧结机台时产量提高22％，烧结固体燃耗由46.5kg/t降低到39.2kg/t，降低7.3kg/t；烧结矿转鼓强度由75.6％提高到83.7％，提高8.1个百分点。

Claims (5)

1.一种厚料层烧结方法，在烧结生产过程中，进行两次布料和两次点火，其特征在于第一次布料后，第一次点火前布入含碳球团A；第二次布料后，第二次点火前布入含碳球团B，然后进行烧结，具体步骤如下：
1)第一次布加烧结混合料的厚度为500mm～700mm，进行第一次点火抽风烧结，抽风负压为8000pa～18000pa；在第一次布料后，第一次点火前，利用旋转布球器将含碳球团A布入烧结混合料中，其布入料层深度为250～450mm，射入量为每平方米60个～150个；其中布入边缘料层含碳球团A的数量为中间料层的1～3倍；
2)烧结进行10min～20min后，在正在烧结的烧结矿表面第二次布料，布料的厚度为300mm～400mm，在第二次布料后，第二次点火前，利用旋转布球器将含碳球团B布入烧结混合料中，其布入料层深度为50～150mm，射入量为每平方米50个～100个；其中布入边缘料层含碳球团B的数量为中间料层的1～2.5倍；进行第二次点火抽风烧结，抽风负压为14000pa～20000pa，得成品烧结矿；
所述含碳球团A由如下方法制得：将70％～85％的铁精矿、10％～18％的燃料、2％～6％的粘结剂和3％～7％的制氧剂充分混匀，然后向其中加入生石灰组成混合料；调整生石灰添加量，使混合料的二元碱度为1.8～2.4，将混合料加水在混合机中充分搅拌混匀；将混匀后的混合料经压块机进行冷固成型，成型压力为25MPa～35MPa，制备成直径为8mm～15mm含碳球团；
所述含碳球团B由如下方法制得：将60％～70％的铁精矿和30％～40％的燃料充分混匀，然后向其中加入生石灰组成混合料；调整生石灰添加量，使混合料的二元碱度为1.8～2.4，将混合料加水在混合机中充分搅拌混匀；将混匀后的混合料经压球机进行热压成型，其中成型压力为15MPa～25MPa；热压温度为550℃～700℃；热压时间为10min～20min；制备成直径为8mm～12mm的热压含碳球团。
2.根据权利要求1所述的厚料层烧结方法，其特征在于：所述粘接剂为膨润土、水玻璃、腐殖酸钠、羧甲基纤维素钠和聚丙烯酰胺中的一种或几种。
3.根据权利要求1所述的厚料层烧结方法，其特征在于：所述燃料为焦粉、无烟煤和生物质碳粉中的一种或几种搭配。
4.根据权利要求1所述的厚料层烧结方法，其特征在于：所述制氧剂为高锰酸钙、锰酸钙、高锰酸钾中的一种。
5.根据权利要求1所述的厚料层烧结方法，其特征在于：所述烧结混合料，其二元碱度与含碳球团A和B的相同，为1.8～2.4。
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