CN111826517B - 一种超厚料层烧结物料及烧结方法、烧结矿 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种超厚料层烧结物料及其烧结方法、烧结矿，所述烧结物料从下到上依次为铺底料层、下层混合料层和上层混合料层；所述下层混合料层包括N个分隔料条和待烧结混合料，N个所述分隔料条竖直且间隔设置，使所述待烧结混合料分隔开，N个所述分隔料条由第一烧结矿组成，N个所述分隔料条的厚度为500～800mm，N个所述分隔料条的宽度为40～60mm，任意相邻的两个所述分隔料条的距离为300～1000mm，其中，N为正整数。本申请公开的方法实现了超过1000mm的厚料层下较高的烧结速度，可达26.1mm/min，同时成品率高，可达85％，燃料消耗低，所得烧结矿的转鼓指数为82～87％。

Description

一种超厚料层烧结物料及烧结方法、烧结矿

技术领域

本发明涉及烧结技术领域，特别涉及一种超厚料层烧结物料及烧结方法、烧结矿。

背景技术

烧结是各种粉状含铁原料，配入适量的燃料和熔剂，加入适量的水，经混合和造粒后在烧结设备上进行布料、点火和烧结，使物料发生一系列物理化学变化，将矿粉颗粒粘结成块形成烧结矿的过程。在铁矿石烧结生产中，一般在布料阶段采用厚料层布料进行烧结，以提高烧结矿质量和降低燃料消耗。例如，马鞍山钢铁集团公司三铁总厂实现了烧结料层厚度900mm，个别300平米以下的小型烧结机实现了料层厚度1000mm。但是这些厚料层烧结方式所用原料基本为粒度较粗的进口富矿粉，若使用细粒精粉(≤0.15mm)的原料，料层厚度过厚导致烧结速度降低，甚至熄火，影响烧结矿的产量和质量，限制了料层厚度进一步提升。

中国专利CN 106337113 B公开了一种采用预烧结的超厚料层烧结方法，试图解决高比例铁精粉条件下的超厚料层烧结。该发明通过在原有烧结机上增设一套混合料布料器和点火器，实现双层点火烧结，进而提高料层厚度和烧结矿产量。

中国专利CN 106350666 B公开了一种超厚料层烧结生产方法，在双层布料双层点火的方法下，采用两套抽风系统实现不同负压抽风，同时在两层混合料中布入含碳球团，提高表层和边缘的热量，提高两层物料熔化效果。

两种方法均存在点火能耗高、下层易熄灭、上下层烧结终点不一致及产生两层低质量表层烧结矿等问题，造成烧结返矿率高、质量恶化及生产操作难度大，难以实现高效稳定生产高质烧结矿。

发明内容

本发明提供了一种超厚料层烧结物料及烧结方法和烧结矿，以解决现有技术中，采用细粒精粉为原料，超厚料层烧结时烧结速度低，甚至熄火，影响烧结矿的产量和质量，限制了料层厚度进一步提高的技术问题。

第一方面，本发明实施例提供了一种超厚料层烧结物料，所述烧结物料从下到上依次为铺底料层、下层混合料层和上层混合料层；

所述下层混合料包括N个分隔料条和待烧结混合料，N个所述分隔料条竖直且间隔设置，使所述待烧结混合料分隔开，N个所述分隔料条由第一烧结矿组成，N个所述分隔料条的厚度为500～800mm，N个所述分隔料条的宽度为40～60mm，任意相邻的两个所述分隔料条的距离为300～1000mm，其中，N为正整数。

进一步地，所述烧结物料还包括夹心层，所述夹心层设置于所述下层混合料层和上层混合料层之间，所述夹心层由粒度为5～15mm的第二烧结矿组成。

进一步地，所述夹心层的厚度为30～100mm。

进一步地，所述第一烧结矿的粒径为5～15mm。

进一步地，所述铺底料层的厚度为40～70mm，所述铺底料层由粒度为10～20mm的第三烧结矿组成。

进一步地，所述上层混合料层的厚度为400～800mm。

第二方面，本发明实施例提供了一种超厚料层烧结物料的烧结方法，采用上述的超厚料层烧结物料进行烧结，其特征在于，所述方法包括，

对所述烧结物料进行点火、抽风烧结、破碎、冷却和筛分，获得烧结矿。

进一步地，所述点火温度为1050～1200℃。

进一步地，所述抽风烧结的压强为12～16KPa。

第三方面，本发明实施例提供了一种烧结矿，采用上述的超厚料层烧结物料的烧结方法烧结后获得。

本发明实施例中的一个或多个技术方案，至少具有如下技术效果或优点：

本发明提供了一种超厚料层烧结物料及其烧结方法、烧结矿，通过在铺底料上竖直设置由粒径较大的烧结矿构成的分隔料条，以使待烧结混合料被分隔开。在抽风烧结时，空气可以先沿着上层混合料层向下运动，当空气运动至上层混合料层的最底部时，大部分空气会顺着多个分隔料条继续向下运动，由于分隔料条由粒度较大的烧结矿组成，透气性良好，使上层物料垂直方向保持较高的烧结速度，同时下层混合料由于垂直料条的存在，烧结速度有所加快，避免出现过熔现象，实现厚料层下较高的烧结速度和质量。本发明实现了超过1000mm的超厚料层下较高的烧结速度，可达26.1mm/min，改善烧结矿质量，返矿率低，成品率高，可达85％，降低燃料消耗，最低为36kg/t，所得烧结矿的转鼓指数为82～87％。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，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，还可以根据这些附图获得其它的附图。

图1是本发明实施例的一种超厚料层烧结物料的布料图；

图2是本发明实施例的一种超厚料层烧结物料的烧结方法步骤图。

其中，1-栏板，2-篦条，3-铺底料层，4-分隔料条，5-待烧结混合料，6-夹心层，7-上层混合料层。

具体实施方式

下文将结合具体实施方式和实施例，具体阐述本发明，本发明的优点和各种效果将由此更加清楚地呈现。本领域技术人员应理解，这些具体实施方式和实施例是用于说明本发明，而非限制本发明。

在整个说明书中，除非另有特别说明，本文使用的术语应理解为如本领域中通常所使用的含义。因此，除非另有定义，本文使用的所有技术和科学术语具有与本发明所属领域技术人员的一般理解相同的含义。若存在矛盾，本说明书优先。

除非另有特别说明，本发明中用到的各种原材料、试剂、仪器和设备等，均可通过市场购买得到或者可通过现有方法制备得到。

本发明中“第一”、“第二”、“第三”不代表顺序，可以理解为名词。

本发明实施例提供的技术方案为解决上述技术问题，总体思路如下：

第一方面，本发明实施例提供了一种超厚料层烧结物料，图1为本发明实施例的超厚料层烧结物料的布料图，结合图1，所述烧结物料从下到上依次为铺底料层3、下层混合料层和上层混合料层7；

所述下层混合料层7包括N个分隔料条4和待烧结混合料5，N个所述分隔料条4竖直且间隔设置，使所述待烧结混合料5分隔开，N个所述分隔料条4由第一烧结矿组成，N个所述分隔料条4的厚度为500～800mm，N个所述分隔料条4的宽度为40～60mm，任意相邻的两个所述分隔料条4的距离为300～1000mm，其中，N为正整数。

传统的厚料层烧结，由于混合料粒度不超过10mm，同时还有细粉，透气性较差，在烧结时，提高料层厚度，会使透气性变差、烧结速度降低，料层过厚时，透气性极差，导致抽风烧结时，空气无法达到料层最底端，从而出现灭火，烧结失败，从而限制了料层厚度提高。

而本申请设置了N个第一烧结矿组成的分隔料条4，在抽风烧结时，空气可以先沿着上层混合料层向下运动，当空气运动至上层混合料层的最底部时，由于第一烧结矿粒度较大，透气性好，随后大部分空气会顺着多个分隔料条4继续向下运动，剩下的空气顺着待烧结混合料向下运动，由于分隔料条4由粒度较大的烧结矿组成，透气性良好，使上下层物料保持较高的烧结速度，N个分隔料条4的布置还可以使整个烧结物料可以均匀烧结，烧结矿质量均匀，返矿率低。分隔料条4的厚度过小，宽度过小，间隔距离过大，会导致分割料条布料困难，同时透气性改善效果差，烧结速度改善效果低；分隔料条4的厚度过大，宽度过大，间隔距离过小，会影响待烧结混合料的烧结速度，且降低实际布料量，影响产率。本申请中烧结物料四周采用栏板1包围，防止散落。

进一步地，所述烧结物料还包括夹心层6，所述夹心层6设置于所述下层混合料层和上层混合料层7之间，所述夹心层6的厚度为30～100mm，所述夹心层6由粒度为5～15mm的第二烧结矿组成。

在下层混合料层和上层混合料层7之间设置夹心层6，可以均匀气流，使上层混合料层燃烧充分均匀，从而保证烧结矿质量。夹心层6的厚度过小，会使均匀气流的效果不明显。夹心层6厚度过大，会影响烧结矿的产率。夹心层6所用烧结矿的粒度过大，会使烧结矿之间的空隙过大，上层混合料层7中的混合料会落至空隙处，使透气性变差。烧结矿的粒度过小，也会使透气性变差。

进一步地，所述第一烧结矿的粒度为5～15mm。

分隔料条4所用烧结矿的粒度可以保证烧结物料的透气性。粒度过大，可能会使待烧结混合料进入烧结矿之间的空隙，降低透气性；粒度过小，透气性会减弱。

进一步地，所述铺底料层3的厚度为40～70mm，所述铺底料层3由粒度为10～20mm的第三烧结矿组成。

铺底料层3可以保护篦条，厚度过小，效果不明显；厚度过大，会影响烧结矿产率。

进一步地，所述上层混合料层7的厚度为400～800mm。

上层混合料层7厚度过小，烧结矿产率低；厚度过大，透气性差，烧结速度低。

第二方面，本发明实施例提供了一种超厚料层烧结物料的烧结方法，采用上述的超厚料层烧结物料进行烧结，其特征在于，所述方法包括，

对所述烧结物料进行点火、抽风烧结、破碎、冷却和筛分，获得烧结矿。经过烧结使

进一步地，所述点火温度为1050～1200℃。

点火温度过低，不易完成点火过程，点火温度过高，会增加点火燃料消耗。

进一步地，所述抽风烧结的压强为12～16KPa。

在一定的压强下进行抽风烧结，可以将空气向下引入烧结物料中，为燃烧提供助燃气体，促进烧结的进行。

第三方面，本发明实施例提供了一种烧结矿，采用上述的超厚料层烧结物料的烧结方法烧结后获得。

本发明具有以下优点：

(1)本发明提供了一种超厚料层烧结物料及其烧结方法、烧结矿，既适用于粗粒径进口富矿粉，也适用于细粒精粉(≤0.15mm)，添加高透气性的夹心层6和分隔料条4，利用透气性好的夹心层6、分隔料条4与高透气性的铺底料层3连通，使烧结过程中混合料层透气性改善，从而实现超高料厚条件下较高的垂直烧结速度，可达26.1mm/min。

(2)由于厚料层的自动蓄热作用，可在低燃料配比下提高烧结物料下部高温保持时间，降低冷却速度。

(3)下层混合料层由于垂直分隔料条的存在，烧结速度有所加快，避免出现过熔现象，实现厚料层下高的烧结速度和质量，成品率达85％。

(4)本发明能够在各种烧结原料条件下实现烧结料层厚度的大幅提升，同时能够实现高垂直烧结速度并改善烧结矿质量，降低燃料消耗，最低为36kg/t，有效的实现超厚料层下高效高质烧结，降低返矿率。

下面将结合实施例、对照例及实验数据对本申请的一种超厚料层烧结物料及其烧结方法、烧结矿进行详细说明。

实施例1到实施例7

本发明实施例1到实施例7提供了一种超厚料层烧结物料及其烧结方法，在360平带式烧结机上进行，图2为本发明实施例的一种超厚料层烧结物料的烧结方法步骤图，结合图2，生产时，首先进行铺底料布料，铺底料采用由粒度为10～20mm的烧结矿组成；然后进行下层混合料层布料，即垂直分隔料条4和待烧结混合料5的布料，分隔料条4采用采用粒度为5～15mm的烧结矿组成；再进行夹心层6布料，将粒度5～15mm的烧结矿布到下层混合料层之上，最后进行上层混合料层7布料，上层混合料层7为二次混合料。布料后的烧结物料纵向剖面示意图如图1所示，各层的厚度如表1和表2所示。将布料后的烧结物料依次经过点火、抽风烧结后，进行破碎，并冷却至100℃以内，然后进行筛分，获得烧结矿。

实施例8

实施例8以实施例7为参照，与实施例7不同的是，没有进行夹心层布料，其余与实施例7相同。

实施例9

实施例9以实施例3为参照，与实施例3不同的是，夹心层6厚度为40mm，其余与实施例3相同。

实施例10

实施例10以实施例3为参照，与实施例3不同的是分隔料条4的宽度为40mm，任意两个相邻的分隔料条4的距离为640mm，其余与实施例3相同。

对比例1和对比例2

对比例1和对比例2提供了一种烧结物料及其烧结方法，在360平带式烧结机上进行，生产时，首先进行铺底料布料，铺底料厚度为50mm，然后是在铺底料上进行下层混合料层布料，布料厚度如表1所示，然后经过点火、烧结、破碎、冷却和筛分过程获得成品烧结矿。

对比例3

为了研究分隔料条4厚度过小，宽度过小，相邻的两个分隔料条4距离过大对烧结速度的影响，对比例3提供了一种超厚料层烧结物料及其烧结方法，以实施例8为参照，与实施例8不同的是，分隔料条4的厚度为200mm，分隔料条4的宽度为20mm，任意相邻的两个分隔料条4的距离为1130mm。

对比例4

为了研究分隔料条4厚度过大，宽度过大，相邻的两个分隔料条4距离过小对烧结矿利用系数的影响，对比例4提供了一种超厚料层烧结物料及其烧结方法，以实施例8为参照，与实施例8不同的是，分隔料条4的厚度为900mm，分隔料条4的宽度为80mm，任意相邻的两个分隔料条4的距离为215mm。

对实施例1到实施例8，对比例1到对比例4的超厚料层烧结物料进行烧结，过程控制情况如表3所示，获得的烧结矿的成品率和转鼓指数如表3所示。

表1

表2

表3

根据表1中的数据可知，本申请实施例1到实施例10的料层总厚度为1050～1570mm，由表3可知，在超厚料层情况下，其垂直烧结速率为22～26.5mm/min，烧结矿返矿率为15～20％，燃料消耗为36～44kg/t，烧结矿的转鼓指数为82～87％。能够实现烧结料层厚度的显著增高，同时提升垂直烧结速度，能够在大幅提高烧结利用系数的同时，大幅降低烧结矿返矿率和烧结燃料消耗。

由表3中对比例1和对比例2的数据可知，采用传统的在铺底料层上进行混合料布料的物料结构，其厚度分别为800、1000mm，在该情况下，其垂直烧结速率分别为20.2mm/min、19.8mm/min，烧结返矿率为23％、22％，燃料消耗为50kg/t、48kg/t，转鼓指数为80％、81％。由此可知，采用本申请的烧结物料结构，厚度增加到1000mm以上，能获得比对比文件1和对比文件2更低的返矿率，烧结速率更快、转鼓指数更高。

由表3中对比例3的数据可知，料层总厚度为850mm，分隔料条4的宽度过小、厚度过小，分隔料条4间距过大，并没有明显改善烧结速度。

由表3中对比例4的数据可知，分隔料条4的宽度过大、厚度过大，分隔料条4间距过小，烧结矿的返矿率过高，利用系数大幅降低。

最后，还需要说明的是，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。

尽管已描述了本发明的优选实施例，但本领域内的技术人员一旦得知了基本创造性概念，则可对这些实施例进行另外的变更和修改。所以，所附权利要求意欲解释为包括优选实施例以及落入本发明范围的所有变更和修改。

显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。

Claims (9)

1.一种超厚料层烧结物料，其特征在于，所述烧结物料从下到上依次为铺底料层、下层混合料层和上层混合料层；

所述下层混合料层包括N个分隔料条和待烧结混合料，N个所述分隔料条竖直且间隔设置，使所述待烧结混合料分隔开，N个所述分隔料条由第一烧结矿组成，N个所述分隔料条的厚度为500~800mm，N个所述分隔料条的宽度为40~60mm，任意相邻的两个所述分隔料条的距离为300~1000mm，其中，N为正整数，所述第一烧结矿的粒度为5~15mm，所述超厚料层的总厚度超过1000mm。

2.根据权利要求1所述的一种超厚料层烧结物料，其特征在于，所述烧结物料还包括夹心层，所述夹心层设置于所述下层混合料层和上层混合料层之间，所述夹心层由粒度5~15mm的第二烧结矿组成。

3.根据权利要求2所述的一种超厚料层烧结物料，其特征在于，所述夹心层的厚度为30~100mm。

4.根据权利要求1所述的一种超厚料层烧结物料，其特征在于，所述铺底料层的厚度为40~70mm，所述铺底料层由粒度为10~20mm的第三烧结矿组成。

5.根据权利要求1所述的一种超厚料层烧结物料，其特征在于，所述上层混合料层的厚度为400~800mm。

6.一种超厚料层烧结物料的烧结方法，采用权利要求1~5任一项所述的超厚料层烧结物料进行烧结，其特征在于，所述方法包括，

对所述烧结物料进行点火、抽风烧结、破碎、冷却和筛分，获得烧结矿。

7.根据权利要求6所述的一种超厚料层烧结物料的烧结方法，其特征在于，所述点火温度为1050~1200℃。

8.根据权利要求6所述的一种超厚料层烧结物料的烧结方法，其特征在于，所述抽风烧结的压强为12~16KPa。

9.一种烧结矿，其特征在于，采用权利要求6~8任一项所述的超厚料层烧结物料的烧结方法烧结后获得。

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