CN113167694B - 连续确保生球团的足够品质的方法和器械 - Google Patents
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Abstract
本发明描述在铁矿石生产中控制球团品质的方法，其包括以下步骤：在至少一个混合器中混合水、粘合剂和铁矿石颗粒以形成混合物(步骤(i))，和将将混合物造球为生球团(步骤(i i))。在步骤(i)和步骤(i i)之间，将一部分混合物在取样操作中取出，成形为测试试样并经历测试。
Description
本发明涉及在铁矿石生产中调节球团品质的方法和它的相关设备，其中该方法包括以下步骤：(i)在至少一个混合器中将水、粘合剂和铁矿石颗粒混合成混合物，和(ii)将该混合物造球为生球团。
当将铁造球时，通过首先混合水、粘合剂和铁矿石颗粒，然后由这种混合物形成球团，从而预先生产球团。然后在大于1000℃的温度下干燥和焙烧这些所谓的生球团。
这些球团(被称作生球团)的品质是由烧制方法产生的生铁品质的决定性因素。例如，太多孔的球团可坍塌，或者太塑性的球团可在负载下变形，并引起炉篦车(grate car)中球团装料坍塌和压实，从而不再允许足够的气体流过，这导致非常高的压力损失和/或装料仅非常不规则地流过。
因此，从现有技术已知生球团经历了品质控制。例如，在US 4,091,060中发现了这样的品质控制，描述了用于检测来自铁矿石球团的光反射强度的测量器械。这些反射允许推断至少水含量。
EP 0 970 369 B1涉及通过测定产物水分从而监测和/或控制并调节流化层或流化床中粒化、团聚等的方法和装置。由此在该方法的至少一个阶段期间，通过高频或微波范围内的电磁辐射，在没有接触的情况下在秒范围内基本上且恒定地测量总产物水分。将蒸发评价为总产物水分的量度。考虑产物温度，通过经由调节回路来改变喷射速率和/或气体温度和/或体积流动从而使用测量结果以维持总产物水分在可预先确定的范围内。
US2009/0031857教导通过x射线或激光测量连续地监测球团品质。GB 1 505 827还教导用于“在线”分析粒状材料的方法和器械使得可及时采取纠正措施。另外，US2006/0159641 A1涉及通过压力测试获得原球团的产物参数的实时方法。
然而，在生产铁矿石球团时的巨大挑战是确保生造球区域中的稳定工艺条件。不幸的是，许多不确定因素已经对材料混合的上游过程有贡献。
所有这些控制的缺点是在单个生球团中品质缺陷的检测对调节水、粘合剂和铁矿石的混合比率的事实作出反应。这意味着由于仅可在造球/成球过程之后检测到品质缺陷，所以经过了相当长的时间段，并因此在混合和造球盘之间的时间产生了具有不足产物品质的另外的球团。由于通常在混合器和造球盘之间提供储存容器的事实额外提高了在检测和调整混合物中数量比之间的这种时间延迟。这几乎不可能确保足够产物品质，尤其是在强烈波动的矿石品质的情况下。由材料在料仓中的停留时间(几分钟)引起的这种时间上的分离不可能通过直接评价生球团品质和更准确地说生球团塑性来控制在混合器进料时出现的波动。
因此，本发明基于以下任务：提供确保连续良好的球团品质(尤其还是在波动的矿石组成的情况下)的方法和相应装置。
一种方法解决这个任务，其为在铁矿石生产中控制球团品质的方法，包括以下步骤
(i)在至少一个混合器中混合水、粘合剂和铁矿石颗粒以形成混合物，和
(ii)将该混合物造球/成球为生球团，
特征在于在步骤(i)和步骤(ii)之间将一部分混合物在取样操作中取出，成形为测试试样并经历测试，并且将测试试样经受压力测试。这种解决方案利用在生球团塑性和压实的测试试样的自动压力测试中评价的混合材料性质之间的相关性。使用直接位于混合器下游的这种监测系统能够关闭控制回路和调整混合物品质。
在这样的方法中，在第一步骤(i)中，在至少一个混合器中混合水、粘合剂和铁矿石颗粒以形成混合物。在第二步骤(ii)中将这种混合物造球为生球团。
决定性因素是在步骤(i)之后但是在步骤(ii)之前在取样操作中分出一部分混合物并成形为压制品。因此，能够使用该压制品进行测试，特别是使其经历压力测试。因为取样现在布置在步骤(i)和(ii)之间，所以品质测定在混合之后直接发生并因此非常接近相关的控制变量，特别是以限定的浓度混合水和粘合剂。结果是，可容易避免到检测的品质测量状态非常长反应时间的所述缺点。通过产生测试试样，不再有必要等待造球/成球发生。
通过测试由混合的材料(其之后在下游被造球)直接生产的试样和混合物和生球团性质的已知相关性，可进行工艺控制以稳定和优化生造球方法。所以，就在混合器后由材料连续生产测试试样和自动测试它们的性质使得生球团性质的直接控制回路成为可能。用充分调节的材料在造球盘上开始团聚对于生球团品质是必要的。
优选的是下游连接至少一个储存容器用于混合样品。这允许补偿矿石供应中的波动，而无需成球和装载托盘车的后续过程停止。与此同时，储存罐之前的测试确保了系统可对上游工艺或设备中所检测的品质波动或故障非常快地反应。
此外，证明有利的是压力测试的结果充当控制变量并且添加的粘合剂的数量和/或添加的水的数量和/或添加的混合能被用作控制变量。优选经由所添加粘合剂数量的调节或控制，因为这是主导参数之一。此外还可使用该方法来优化粘合剂使用量因为这是重要的成本动因。
此外，本发明基于以下知识：可使用控制变量从而优化地测定一个(或多个)控制变量。这样的变量可为选自以下的至少一个变量：水和/或粘合剂以及混合能的添加数量。优选的是将这些变量与测试结果结合的实验生成的矩阵，用于以控制变量为基础从这个矩阵输出控制变量。
压制品的可能形式可为由实心或中空材料制成的圆柱。供选择地，已证明棱柱(优选立方体)是球团的优化形式。这些尺寸相对容易生产并在压力测试中提供可靠的结果。
以确定的时间间隔，特别是小于半小时采集试样的连续方法是优选的。
如已经提到的，在生球团的生产之后通常焙烧它们以便生产生铁。
本发明还包括在铁矿石生产中控制球团品质的装置，其包含用于将水、粘合剂和铁矿石颗粒混合成混合物的至少一个混合器(24)和用于将混合物造球/成球为球团的造球装置(40)，特征在于在该混合器(24)的下游和该造球装置(40)的上游布置的取样单元(02)用于取出一部分混合物，成形装置(32)用于由这部分的混合物生产压制品，和测试装置(34)经构造以压力测试由该成形装置成形的压制品。这样的设备具有用于将水、粘合剂和铁矿石颗粒混合成混合物的至少一个混合器和用于将混合物造球为球团的造球装置。
按照本发明，这样的装置还含有分出一部分混合物的取样单元。这个取样单元以这样的方式布置，在操作期间混合物在被供给至料仓和成球盘之前经过或穿过该取样单元。此外，装置还含有样品取得和成形装置用于从分出的一部分混合物生产球团，以及测试装置、特别是压力测试装置用于进行压力测试从而记录变形和载荷力。通过这个系统，可通过这个系统首次确保下游移动炉篦中的永久地高球团品质。
还可在附图和实施例的以下描述中发现本发明另外的特征、优点和可能的应用。描述和/或说明的全部特性单独地或以任何组合形成本发明的主题，而不管它们在权利要求书或它们的反向引用中的组合。
显示了：
图1显示根据本发明的设备的示意表示。
将铁矿石在具有进料料仓的研磨区段中破碎，并经由集成的连续传送机经由管线11运输到研磨机12中，经由另一连续传送机13、管线14和连续传送机15最终运输到材料筛分装置16中。从这里它经由管线17运输至收集料仓20。
从这里它经由集成的第一连续传送机传送至第二连续传送机22并从这里经由管线23传送至混合器24。混合器24还在它的集成的连续传送机中从储存装置21运输水和/或粘合剂至连续传送机22，并且这种材料还经由管线23进料至混合器24中。
按照本发明，取样单元30位于管线25中。一部分的材料流通过这个取样单元30取出并经由管线31进料至成形装置32。这里产生的测试试样经由管线33最后到达测试装置34。前述步骤30至40可位于一个外壳/器械中或实现为处理材料的单个单元。所测试的材料溢出回到传送带上，并沿着正常的材料流。
经由管线26将混合物进料至连续传送机27上并然后引入至少一个储存罐28，其在这里显示为两个并列连接的容器。然后将材料从至少一个储存罐28传递至造球盘40，其配备有相继连接的连续传送机41、42、43。这些将材料传送至辊筛44上，在该辊筛44可将尺寸过小的材料分选出并经由管线45进料到管线23中，并因此进料到混合器24中。
从辊筛44，然后将材料运输至未详细描述的转动炉篦50。
实施例
就在混合过程后取出300g混合材料的测试样品。在实验室中这意味着从混合批料取出一定量，在工业装置中，可就在混合器后通过取样装置从运输传送机收集材料。
将收集的材料疏松地填入具有一定直径(在20和100mm之间)的柱形凹模并且随后用凸模压缩。在实验室中通过具有三个连续的锤捣冲程的锤捣器械以6kg的重量对试样进行手动压缩。在工业监控系统的情况下，自动压缩可利用通常在几巴范围内的一定压实压力的气动活塞来进行。
然后，将测试试样移出柱形模具并运输到压力测试装置。然后，在压制品上以恒定的进料器运动(0.002-5mm/秒)竖直向下移动压机，并测量相应的力和变形。
可从记录的力-距离关系提取(wi thdraw)压制品的塑性(以[μm/daN]计测量)。所测量曲线的相关部分形成在10％和90％的距离之间相对于测试试样的断裂力的线性关系，这可通过减小的测试力来检测。
除了塑性之外，还可从测量的数据提取可压缩性和抗压强度。在实际测试程序之后，材料由自动测试取样器溢出，并且可开始新的测试过程。
附图标记
10研磨设备
11管线a
12研磨机
13连续传送机a
14管线b
15连续传送机b
16材料筛分装置
17管线c
20 收集料仓
21 储存装置
22连续传送机c
23管线d
24混合器
25管线e
26管线f
27连续传送机d
28储存罐
31管线g
32成型装置
33管线h
34 测试装置
40 造球盘
41连续传送机e
42连续传送机f
43连续传送机g
44 辊筛
50 移动炉篦
Claims (6)
1.在铁矿石生产中控制球团品质的方法，包括以下步骤
(i)在至少一个混合器中混合水、粘合剂和铁矿石颗粒以形成混合物，和
(ii)将该混合物造球/成球为生球团，
特征在于在步骤(i)和步骤(ii)之间将一部分混合物在取样操作中取出，成形为测试试样并经历测试，并且将测试试样经受压力测试，其中通过使用压力测试的结果作为用于步骤(i)的控制变量来控制或调节球团品质，并且
其中通过使用以下变量中的至少一种作为控制变量来控制或调节球团品质：
(1)添加的粘合剂的数量；
(2)添加的水的数量；和
(3)并入的混合能。
2.根据权利要求1所述的方法，特征在于在取样下游连接至少一个储存容器。
3.根据权利要求1或2所述的方法，特征在于该测试试样是圆柱形或棱柱形。
4.根据权利要求1或2所述的方法，特征在于连续地进行该方法。
5.根据权利要求1或2所述的方法，特征在于随后焙烧该生球团。
6.通过根据权利要求1至5中任一项所述的方法在铁矿石生产中控制球团品质的装置，包含用于将水、粘合剂和铁矿石颗粒混合成混合物的至少一个混合器(24)和用于将混合物造球/成球为球团的造球装置(40)，特征在于在该混合器(24)的下游和该造球装置(40)的上游布置的取样单元用于取出一部分混合物，成形装置(32)用于由这部分的混合物生产压制品，和测试装置(34)经构造以压力测试由该成形装置成形的压制品。
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