CN114622090B - 一种料面氢氧复合喷吹的高配比磁精粉烧结方法 - Google Patents
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Abstract
本发明属于铁矿粉烧结技术领域，具体公开了一种料面氢氧复合喷吹的高配比磁精粉烧结方法，包括：将包括磁精粉、生石灰和固体燃料在内的原料进行混合，得到粗混合料，按重量计，磁精粉占粗混合料的30～60％，生石灰占粗混合料的7.0～9.2％，固体燃料占粗混合料的3.3～4.4％；向粗混合料中添加制粒用水制得烧结料，按重量计，制粒用水占粗混合料的7.2～9.5％；烧结料形成烧结料层后向烧结料面复合喷吹富氢介质和氧气。本发明有效改善了磁精粉的制粒性和黏结性，提升了燃烧效率，改善了烧结矿的强度和还原性，减少了CO2和污染物的排放量，解决了磁精粉高配比条件下难烧结及烧结生产过程中CO2、污染物排放高的问题。
Description
技术领域
本发明涉及铁矿粉烧结技术领域，特别是涉及一种料面氢氧复合喷吹的高配比磁精粉烧结方法。
背景技术
国内铁矿石资源的铁品位较低、脉石成分较高，需要经过磨细、磁选工序才能获得较高的铁品位。对于国内钢铁企业而言，如果能够充分利用国内的高品位磁精粉，那么就能够有效降低烧结矿的配矿成本。由于地质成矿特点所致，磁精粉的制粒性较差，不易黏附到大颗粒表面或易从黏附粉层脱落，严重影响了烧结料层的透气性，减慢了烧结速度，降低了烧结矿产量和固结强度。
此外，由于烧结料层固有的自蓄热现象，上部料层蓄热量不足，可能导致温度较低或保温时间短，更加不利于磁精粉在料层燃烧带产生液相，影响烧结矿强度；而下部料层蓄热过量，烧结温度过高，导致过熔现象，使得烧结矿中的FeO含量升高，增加了磁精粉生成复合铁酸钙的难度，进一步降低了烧结矿的还原性。
为解决磁精粉烧结的问题，可以从强化制粒、调整热量分布、提高料层氧势三个方面着手。
烧结工作者使用机械活化预处理、复合造块等方法强化磁精粉的制粒行为。然而，这些方法将会大幅增加设备投资和工序复杂程度。通过增加烧结料中生石灰的比例，配以适当增量的制粒水分，可以有效改善磁精粉的黏附行为，促进高温液相生成，加强烧结矿的固结。
为了改善传统烧结自蓄热的现象，JFE、梅钢、韶钢、中天钢铁等通过降低烧结配料中固体燃料的配入量，遏制了下部料层的过热，又向烧结料面喷吹天然气、焦炉煤气等碳基气体燃料，提高了上部料温、延长了保温时间，从一定程度上改善了烧结矿的强度和还原性。然而，天然气含有较高比例的碳素，而焦炉煤气来源于煤，氧化后生成较多的CO2和污染物，存在较大的烧结排放量。氢气作为一种清洁能源，既能通过缓解自蓄热而改善高磁精粉配比下烧结矿的强度和还原性，也能减少CO2和污染物的生成。
在料面喷吹富氢介质的同时，需要复合喷吹一定量的氧气，以促进燃料的充分燃烧。充分燃烧释放的热量有利于产生足量的液相，促进烧结准颗粒黏结。进入料层的氧气还可以提升氧势，促进磁精粉中FeO或Fe3O4的氧化，利于复合铁酸钙的生成，进而提高烧结矿的强度和还原性。
因此，开发一种适用于高配比磁精粉烧结矿的烧结方法，为改善磁精粉高配比条件下的烧结矿强度和还原性、降低CO2和污染物排放，提供了重要的技术指导。
发明内容
鉴于以上所述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供一种料面氢氧复合喷吹的高配比磁精粉烧结方法，用于解决现有技术中磁精粉难烧结以及烧结生产碳排放高、污染物排放量大的问题。
为实现上述目的及其他相关目的，本发明提供一种料面氢氧复合喷吹的高配比磁精粉烧结方法，包括配料步骤、制粒步骤和烧结步骤，
在配料步骤中，将包括磁精粉、生石灰和固体燃料在内的原料进行混合，得到粗混合料，按重量计，所述磁精粉占粗混合料的30～60％，所述生石灰占粗混合料的7.0～9.2％，所述固体燃料占粗混合料的3.3～4.4％；
在制粒步骤中，向粗混合料中添加制粒用水制得烧结料，按重量计，制粒用水占粗混合料的7.2～9.5％；
在烧结步骤中，向烧结料面复合喷吹富氢介质和氧气。
可选地，在配料步骤中，按重量计，所述磁精粉占粗混合料的40～50％。
可选地，在配料步骤中，按重量计，所述生石灰占粗混合料的7.7～8.5％。
可选地，在配料步骤中，按重量计，所述固体燃料占粗混合料的3.6～4.0％。
可选地，在烧结步骤中，自点火结束后，沿烧结料的行进方向，向烧结料面的第一个六分之一区域喷吹占富氢介质和氧气总体积60～70％的富氢介质和氧气，向烧结料面的第二个六分之一区域喷吹占富氢介质和氧气总体积30～40％的富氢介质和氧气。
可选地，在烧结步骤中，富氢介质与氧气的体积比为1.18:1～1.81:1。
可选地，在烧结步骤中，按质量计，富氢介质的喷吹量与固体燃料用量的质量之比为1:25～1:10。
可选地，在烧结步骤中，富氢介质和氧气复合喷吹的高度为烧结料层厚度的1/4～1/2。
可选地，在配料步骤中，所述磁精粉为FeO含量大于18％，且粒径<0.5mm的颗粒的质量占比超过50％的铁矿粉。
可选地，在配料步骤中，所述固体燃料为焦粉、无烟煤、兰炭和生物质燃料中的一种或多种。
可选地，在烧结步骤中，所述富氢介质为H2含量高于80％的富氢气体，所述氧气的纯度高于90％。
可选地，在烧结步骤中，富氢介质和氧气复合喷吹位点处安装有用于防止富氢介质和氧气逸散的喷吹罩。
如上所述，本发明的一种料面氢氧复合喷吹的高磁精粉配比烧结方法，具有以下有益效果：
由于特殊的地质成矿条件，磁精粉在烧结过程中具有较差的制粒性和较弱的黏结效果，导致了磁精粉高配比条件下烧结矿强度和还原性指标下降。在抽风负压的条件下，烧结料层有自蓄热的效果，导致上部料层热量不足、下部料层过烧，使得磁精粉高配比条件下的烧结矿质量进一步恶化。在烧结料面喷吹天然气或焦炉煤气等气体燃料，可以在一定程度上减少固体燃料的配入量，并减轻自蓄热现象，但仍旧存在较高程度的CO2和污染物排放。
本发明对现有技术从以下三个方面进行创新：1)本发明提高了生石灰的比例，并相应地提高了制粒用水的比例，有效改善了磁精粉的制粒性和黏结性；2)本发明减少了固体燃料的用量，并将富氢介质和氧气在烧结料面局部区域进行复合喷吹，提升了燃烧效率，有效改善了烧结矿的强度和还原性，减少了烧结步骤中CO2和污染物的排放量；3)在磁精粉高配比的条件下，烧结料面喷吹富余氧气，增加了烧结料层的氧势，促进了磁精粉中FeO或Fe3O4氧化生成Fe2O3，为优质复合铁酸钙矿物的生成提供了条件，改善了烧结矿的质量，并且氧化过程中释放了热量，增加了烧结温度，改善了磁精粉的烧结效果。
本发明相比现有技术具有如下积极效果：一方面，增加生石灰配比改善了磁精粉制粒行为，高氧势促使磁精粉氧化放热，共同改善了磁精粉的烧结行为；另一方面，在烧结料面局部区域复合喷吹富氢介质和氧气，大幅降低固体燃料消耗，改善了烧结料层自蓄热现象，并减少了CO2和污染物的排放量。因此，本发明为解决磁精粉高配比条件下难烧结及烧结生产过程中CO2、污染物排放高的问题，提供了一种低碳绿色烧结的新方法。
附图说明
图1显示为本发明实施例1中一种料面氢氧复合喷吹的高配比磁精粉烧结方法的烧结示意图。
具体实施方式
以下通过特定的具体实例说明本发明的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点与功效。本发明还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本发明的精神下进行各种修饰或改变。
本发明提供一种料面氢氧复合喷吹的高配比磁精粉烧结方法，包括配料步骤、制粒步骤和烧结步骤。
在配料步骤中，将包括磁精粉、生石灰和固体燃料在内的原料进行混合，得到混合料，按重量计，磁精粉占粗混合料的30～60％，生石灰占粗混合料的7.0～9.2％，固体燃料占粗混合料的3.3～4.4％。其中，磁精粉为FeO含量大于18％，且粒径<0.5mm的颗粒的质量占比超过50％的铁矿粉；固体燃料为焦粉、无烟煤、兰炭和生物质燃料中的一种或多种。
在制粒步骤中，向混合料中添加制粒用水制得烧结料，按重量计，制粒用水占粗混合料的7.2～9.5％。
在烧结步骤中，向烧结料面复合喷吹富氢介质和氧气，具体地，自点火结束后，沿烧结料的行进方向，向烧结料面的第一个六分之一区域喷吹占富氢介质和氧气总体积60～70％的富氢介质和氧气，向烧结料面的第二个六分之一区域喷吹占富氢介质和氧气总体积30～40％的富氢介质和氧气。其中，富氢介质和氧气复合喷吹的高度为烧结料层厚度的1/4～1/2，富氢介质和氧气复合喷吹位点处安装有用于防止富氢介质和氧气逸散的喷吹罩；富氢介质与氧气的体积比为1.18:1～1.81:1，富氢介质为H2含量高于80％的富氢气体，氧气的纯度高于90％。
下面具体的例举实施例以详细说明本发明。同样应理解，以下实施例只用于对本发明进行具体的说明，不能理解为对本发明保护范围的限制，本领域的技术人员根据本发明的上述内容作出的一些非本质的改进和调整均属于本发明的保护范围。下述示例具体的工艺参数等也仅是合适范围中的一个示例，即本领域技术人员可以通过本文的说明做合适的范围内选择，而并非要限定于下文示例的具体数值。
说明书附图中的附图标记包括：混料机1、制粒机2、给料器3、点火器4、烧结台车5、风箱6、除尘器7、吸气风扇8、主烟道9、富氢介质管道10、氧气管道11、流量计12、喷吹罩13、烟囱14。
实施例1
本实施例提供一种料面氢氧复合喷吹的高配比磁精粉烧结方法，该烧结方法的烧结过程如图1所示，包括配料步骤、制粒步骤和烧结步骤；该烧结方法利用的烧结装置也如图1所示，包括混料机1、制粒机2、给料器3、点火器4、烧结台车5、风箱6、除尘器7、吸气风扇8、主烟道9、富氢介质管道10和氧气管道11，富氢介质管道10和氧气管道11上均设有流量计12，烧结台车5的上方设有两个用于防止富氢介质和氧气逸散的喷吹罩13，富氢介质管道10和氧气管道11的底端位于对应的喷吹罩13内，喷吹罩13内设有若干喷头，喷头与对应的富氢介质管道10和氧气管道11连通，从而向烧结料面均匀喷吹富氢介质和氧气，喷头与烧结台车5上烧结料面的距离为烧结料层厚度的1/4～1/2，喷吹罩13的底端与烧结料面之间的距离为烧结料层厚度的1/40～1/20。
在配料步骤中，将以下原料进行粗混合，得到粗混合料：30.21％磁精粉、22.36％富矿粉、7.01％生石灰、0.55％白云石、3.34％焦粉(固体燃料)、16.65％烧结自返矿、16.65％高炉返矿和3.23％杂料。其中，磁精粉为FeO含量大于18％，且粒径<0.5mm的颗粒的质量占比超过50％的铁矿粉；焦粉的热值约为27200kJ/kg。
在制粒步骤中，将粗混合料投入混料机1中，并添加占粗混合料重量6.48％的制粒用水，进行混匀，再进入制粒机2中，并添加占粗混合料重量0.72％的制粒用水进行制粒，得到烧结料。本步骤中，混料机1中添加的制粒用水和制粒机2中添加的制粒用水的质量比为9:1。
在烧结步骤中，给料器3将烧结料铺设在烧结台车5上，烧结料在烧结台车5上形成800mm厚度的料层。点火器4点燃料层中的焦粉，自点火结束后，沿烧结台车5的行进方向(烧结台车5向右行进)，向烧结料面的第一个六分之一区域喷吹富氢介质和氧气(富氢介质和氧气同步喷吹)，富氢介质和氧气的流量分别为3603m3/h和2284m3/h，本阶段中富氢介质和氧气的喷吹量分别占富氢介质和氧气总体积的60％；向烧结料面的第二个六分之一区域喷吹富氢介质和氧气，富氢介质和氧气的流量分别为2402m3/h和1523m3/h，本阶段中富氢介质和氧气的喷吹量分别占富氢介质和氧气总体积的40％；整个烧结步骤中，按质量计，富氢介质的喷吹量与焦粉用量的质量之比为1:12.5。富氢介质的喷吹量的计算逻辑是根据富氢介质的发热值与焦粉的发热值(固体燃料的发热值)相等进行换算的。
本实施例中，富氢介质中H2的体积比例为88.3％，热值为68122kJ/kg；氧气的纯度为99.6％，含少量N2。
本实施例中，烧结料面的第一个六分之一区域与烧结料面的第二个六分之一区域通过喷吹罩13隔开，富氢介质和氧气经由各烧结料面区域上方的喷头均匀喷向烧结料面，喷吹罩13内的喷头底端与烧结料面之间的距离为烧结料层厚度的1/2，喷吹罩13的底端与烧结料面之间的距离为烧结料层厚度的1/20，既能防止富氢介质和氧气向外大量逸散，又能使得喷吹罩13周围的空气在吸气风扇8的负压作用下抽入烧结料层中。
在烧结步骤中，烧结台车5向右行进，一方面烧结料层表面的富氢介质在大部分喷吹氧气中燃烧放热，另一方面烧结料中的固体燃料在由空气和剩余部分喷吹氧气混合形成的高氧势气氛下充分燃烧放热，烧结料在两大热源条件下烧结形成烧结矿，而后烧结矿从烧结台车5的右端脱离烧结台车5。过程中，吸气风扇8启动，主烟道9和风箱6抽吸烧结过程中产生的烟气，烟气经除尘器7除尘后排入烟囱14中。
实施例2
本实施例与实施例1中使用的烧结装置相同，但烧结方法与实施例1相比具有不同之处，本实施例的烧结方法中，在配料步骤采用的原料配比不同，在制粒步骤中制粒用水的使用量不同，在烧结步骤中富氢介质和氧气的体积比以及富氢介质和氧气的喷出量等不同。
具体地，本实施例的配料步骤中，将59.69％磁精粉、9.20％生石灰、0.35％白云石、4.36％焦粉(固体燃料)、13.20％烧结自返矿和13.20％高炉返矿粗混合，得到粗混合料。
本实施例的制粒步骤中，在混料机1中添加占粗混合料重量8.28％的制粒用水，在制粒机2中添加占粗混合料重量0.92％的制粒用水。
本实施例的烧结步骤中，向烧结料面的第一个六分之一区域喷吹富氢介质和氧气(富氢介质和氧气同步喷吹)，富氢介质和氧气的流量分别为4078m3/h和2821m3/h，本阶段中富氢介质和氧气的喷吹量分别占富氢介质和氧气总体积的60％；向烧结料面的第二个六分之一区域喷吹富氢介质和氧气，富氢介质和氧气的流量分别为2719m3/h和1881m3/h，本阶段中富氢介质和氧气的喷吹量分别占富氢介质和氧气总体积的40％；整个烧结步骤中，按质量计，富氢介质的喷吹量与焦粉用量的质量之比为1:12.5。
实施例3
本实施例与实施例1中使用的烧结装置相同，但烧结方法与实施例1相比具有不同之处，本实施例的烧结方法中，在配料步骤采用的原料配比不同，在制粒步骤中制粒用水的使用量不同，在烧结步骤中富氢介质和氧气的体积比以及富氢介质和氧气的喷出量等不同。
具体地，本实施例的配料步骤中，将40.12％磁精粉、14.97％富矿粉、7.70％生石灰、0.49％白云石、3.69％焦粉(固体燃料)、15.44％烧结自返矿、15.44％高炉返矿和2.15％杂料粗混合，得到粗混合料。
本实施例的制粒步骤中，在混料机1中添加占粗混合料重量7.2％的制粒用水，在制粒机2中添加占粗混合料重量0.8％的制粒用水。
本实施例的烧结步骤中，向烧结料面的第一个六分之一区域喷吹富氢介质和氧气(富氢介质和氧气同步喷吹)，富氢介质和氧气的流量分别为3774m3/h和2393m3/h，本阶段中富氢介质和氧气的喷吹量分别占富氢介质和氧气总体积的60％；向烧结料面的第二个六分之一区域喷吹富氢介质和氧气，富氢介质和氧气的流量分别为2516m3/h和1595m3/h，本阶段中富氢介质和氧气的喷吹量分别占富氢介质和氧气总体积的40％；整个烧结步骤中，按质量计，富氢介质的喷吹量与焦粉用量的质量之比为1:12.5。
实施例4
本实施例与实施例1中使用的烧结装置相同，但烧结方法与实施例1相比具有不同之处，本实施例的烧结方法中，在配料步骤采用的原料配比不同，在制粒步骤中制粒用水的使用量不同，在烧结步骤中富氢介质和氧气的体积比以及富氢介质和氧气的喷出量等不同。
具体地，本实施例的配料步骤中，将50.10％磁精粉、7.48％富矿粉、8.45％生石灰、0.42％白云石、4.02％焦粉(固体燃料)、14.23％烧结自返矿、14.23％高炉返矿和1.07％杂料粗混合，得到粗混合料。
本实施例的制粒步骤中，在混料机1中添加占粗混合料重量7.92％的制粒用水，在制粒机2中添加占粗混合料重量0.88％的制粒用水。
本实施例的烧结步骤中，向烧结料面的第一个六分之一区域喷吹富氢介质和氧气(富氢介质和氧气同步喷吹)，富氢介质和氧气的流量分别为3933m3/h和2494m3/h，本阶段中富氢介质和氧气的喷吹量分别占富氢介质和氧气总体积的60％；向烧结料面的第二个六分之一区域喷吹富氢介质和氧气，富氢介质和氧气的流量分别为2622m3/h和1662m3/h，本阶段中富氢介质和氧气的喷吹量分别占富氢介质和氧气总体积的40％；整个烧结步骤中，按质量计，富氢介质的喷吹量与焦粉用量的质量之比为1:12.5。
对比例1
本对比例与实施例1中使用的烧结装置相同，但烧结方法与实施例1相比具有不同之处，本对比例的烧结方法中，在配料步骤采用的原料配比不同，在制粒步骤中制粒用水的使用量不同，在烧结步骤中未进行富氢介质和氧气的复合喷吹。
具体地，本对比例的配料步骤中，将30.00％磁精粉、22.40％富矿粉、6.45％生石灰、0.55％白云石、4.18％焦粉(固体燃料)、16.60％烧结自返矿、16.60％高炉返矿和3.22％杂料粗混合，得到粗混合料。
本对比例的制粒步骤中，在混料机1中添加占粗混合料重量6.3％的制粒用水，在制粒机2中添加占粗混合料重量0.7％的制粒用水。
本对比例的烧结步骤中，点火器点燃烧结料层即可，未进行富氢介质和氧气的复合喷吹。
对比例2
本对比例与实施例2中使用的烧结装置相同，但烧结方法与实施例2相比具有不同之处，本对比例的烧结方法中，在配料步骤采用的原料配比不同，在制粒步骤中制粒用水的使用量不同，在烧结步骤中未进行富氢介质和氧气的复合喷吹。
具体地，本对比例的配料步骤中，将60.00％磁精粉、8.20％生石灰、0.35％白云石、5.45％焦粉(固体燃料)、13.00％烧结自返矿和13.00％高炉返矿粗混合，得到粗混合料。
本对比例的制粒步骤中，在混料机1中添加占粗混合料重量8.1％的制粒用水，在制粒机2中添加占粗混合料重量0.9％的制粒用水。
本对比例的烧结步骤中，点火器点燃烧结料层即可，未进行富氢介质和氧气的复合喷吹。
对比例3
本对比例与实施例3中使用的烧结装置相同，但烧结方法与实施例3相比具有不同之处，本对比例的烧结方法中，在配料步骤采用的原料配比不同，在制粒步骤中制粒用水的使用量不同，在烧结步骤中未进行富氢介质和氧气的复合喷吹。
具体地，本对比例的配料步骤中，将40.00％磁精粉、14.93％富矿粉、7.03％生石灰、0.49％白云石、4.61％焦粉(固体燃料)、15.40％烧结自返矿、15.40％高炉返矿和2.14％杂料粗混合，得到粗混合料。
本对比例的制粒步骤中，在混料机1中添加占粗混合料重量6.93％的制粒用水，在制粒机2中添加占粗混合料重量0.77％的制粒用水。
本对比例的烧结步骤中，点火器点燃烧结料层即可，未进行富氢介质和氧气的复合喷吹。
对比例4
本对比例与实施例4中使用的烧结装置相同，但烧结方法与实施例4相比具有不同之处，本对比例的烧结方法中，在配料步骤采用的原料配比不同，在制粒步骤中制粒用水的使用量不同，在烧结步骤中未进行富氢介质和氧气的复合喷吹。
具体地，本对比例的配料步骤中，将50.00％磁精粉、7.47％富矿粉、7.61％生石灰、0.42％白云石、5.03％焦粉(固体燃料)、14.20％烧结自返矿、14.20％高炉返矿和1.07％杂料粗混合，得到粗混合料。
本对比例的制粒步骤中，在混料机1中添加占粗混合料重量7.56％的制粒用水，在制粒机2中添加占粗混合料重量0.84％的制粒用水。
本对比例的烧结步骤中，点火器点燃烧结料层即可，未进行富氢介质和氧气的复合喷吹。
实施例1～实施例4以及对比例1～对比例4中，烧结料的原料配方如表1所示。
表1各实施例和对比例中烧结料的原料配方(重量百分比)
针对实施例1～实施例4以及对比例1～对比例4中得到的烧结料以及烧结矿，采用《铁矿石和直接还原铁粒度分布的筛分测定》方法(GB/T 10322.7-2016)进行粒径检测，并针对实施例1～实施例4以及对比例1～对比例4中得到的烧结矿，采用化学滴定法测定烧结矿FeO含量，采用《高炉和直接还原用铁矿石转鼓和耐磨指数的测定》方法(GB/T 24531-2009)测定烧结矿的转鼓指数，采用《铁矿石还原性的测定方法》(GB/T 13241-2017)测定烧结矿的还原度指数。在烧结过程中，从烧结机主烟道取样，利用烟气分析仪，测定烧结烟气中的CO2平均浓度、NO平均浓度及SO2平均浓度。
根据粒径检测结果发现，实施例1与对比例1相比，实施例1中经制粒步骤后得到的烧结料，其平均粒径增大了0.5mm，实施例1中得到的烧结矿，其平均粒径增加了0.56mm；根据性能检测结果发现，实施例1与对比例1相比，实施例1中得到的烧结矿，其FeO含量的绝对数值降低了3.3％，转鼓指数的绝对数值提高了0.9％，还原度指数的绝对数值提高了0.5％，CO2平均浓度降低18.5％，NO平均浓度降低27.6％，SO2平均浓度降低20.2％。
实施例2与对比例2相比，实施例2中经制粒步骤后得到的烧结料，其平均粒径增大了0.4mm，实施例1中得到的烧结矿，其平均粒径增加了0.8mm；根据性能检测结果发现，实施例1与对比例1相比，实施例1中得到的烧结矿，其FeO含量的绝对数值降低了5.1％，转鼓指数的绝对数值提高了1.3％，还原度指数的绝对数值提高了0.7％，CO2平均浓度降低18.8％，NO平均浓度降低29.2％，SO2平均浓度降低20.5％。
实施例3与对比例3相比，实施例3中经制粒步骤后得到的烧结料，其平均粒径增大了0.4mm，实施例3中得到的烧结矿，其平均粒径增加了0.65mm；根据性能检测结果发现，实施例1与对比例1相比，实施例1中得到的烧结矿，其FeO含量的绝对数值降低了3.8％，转鼓指数的绝对数值提高了0.97％，还原度指数的绝对数值提高了0.55％，CO2平均浓度降低18.7％，NO平均浓度降低28％，SO2平均浓度降低20.6％。
实施例4与对比例4相比，实施例4中经制粒步骤后得到的烧结料，其平均粒径增大了0.5mm，实施例4中得到的烧结矿，其平均粒径增加了0.7mm；根据性能检测结果发现，实施例4与对比例4相比，实施例4中得到的烧结矿，其FeO含量的绝对数值降低了4.5％，转鼓指数的绝对数值提高了1.1％，还原度指数的绝对数值提高了0.63％，CO2平均浓度降低18.76％，NO平均浓度降低28.7％，SO2平均浓度降低20.3％。
综上所述，本发明能够有效改善磁精粉高配比条件下烧结料的制粒行为，并改善了磁精粉高配比条件下的烧结行为；而且，本发明在烧结料面局部区域复合喷吹富氢介质和氧气，有效减少了固体燃料的用量，改善了烧结料层自蓄热现象，并减少了CO2和污染物的排放量，进一步推动了磁精粉在铁矿石烧结中的应用发展。
上述实施例仅例示性说明本发明的原理及其功效，而非用于限制本发明。任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本发明的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰或改变。因此，举凡所属技术领域中具有通常知识者在未脱离本发明所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变，仍应由本发明的权利要求所涵盖。
Claims (6)
1.一种料面氢氧复合喷吹的高配比磁精粉烧结方法，包括配料步骤、制粒步骤和烧结步骤，其特征在于：在配料步骤中，将包括磁精粉、生石灰和固体燃料在内的原料进行混合，得到粗混合料，按重量计，所述磁精粉占粗混合料的30～60％，所述生石灰占粗混合料的7.0～9.2％，所述固体燃料占粗混合料的3.3～4.4％；在制粒步骤中，向粗混合料中添加制粒用水制得烧结料，按重量计，制粒用水占粗混合料的7.2～9.5％；在烧结步骤中，自点火结束后，沿烧结料的行进方向，向烧结料面的第一个六分之一区域喷吹占富氢介质和氧气总体积60～70％的富氢介质和氧气，向烧结料面的第二个六分之一区域喷吹占富氢介质和氧气总体积30～40％的富氢介质和氧气，富氢介质和氧气复合喷吹的高度为烧结料层厚度的1/4～1/2，富氢介质和氧气复合喷吹位点处安装有用于防止富氢介质和氧气逸散的喷吹罩，所述富氢介质为H2含量高于80％的富氢气体，所述氧气的纯度高于90％。
2.根据权利要求1所述的料面氢氧复合喷吹的高配比磁精粉烧结方法，其特征在于：在配料步骤中，按重量计，所述磁精粉占粗混合料的40～50％；
和/或，在配料步骤中，按重量计，所述生石灰占粗混合料的7.7～8.5％；
和/或，在配料步骤中，按重量计，所述固体燃料占粗混合料的3.6～4.0％。
3.根据权利要求1所述的料面氢氧复合喷吹的高配比磁精粉烧结方法，其特征在于：在烧结步骤中，富氢介质与氧气的体积比为1.18:1～1.81:1。
4.根据权利要求1所述的料面氢氧复合喷吹的高配比磁精粉烧结方法，其特征在于：在烧结步骤中，按质量计，富氢介质的喷吹量与固体燃料用量的质量之比为1:25～1:10。
5.根据权利要求1所述的料面氢氧复合喷吹的高配比磁精粉烧结方法，其特征在于：在配料步骤中，所述磁精粉为FeO含量大于18％，且粒径<0.5mm的颗粒的质量占比超过50％的铁矿粉。
6.根据权利要求1所述的料面氢氧复合喷吹的高配比磁精粉烧结方法，其特征在于：在配料步骤中，所述固体燃料为焦粉、无烟煤、兰炭和生物质燃料中的一种或多种。
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Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20010059374A (ko) * | 1999-12-30 | 2001-07-06 | 이구택 | 철광석의 소결공정에서 탄산수소암모늄을 이용한 이산화황저감방법 |
| CN102352423A (zh) * | 2011-10-20 | 2012-02-15 | 攀枝花慧泰金属新材料有限公司 | 钒钛磁铁矿低温采选冶钛的方法 |
| CN109423555A (zh) * | 2017-08-23 | 2019-03-05 | 宝山钢铁股份有限公司 | 一种使用低硅铁精粉的铁矿石高效烧结方法 |
| CN112029991A (zh) * | 2020-08-21 | 2020-12-04 | 中南大学 | 一种多介质气体喷吹强化高比例细粒物料烧结的方法 |
| CN114085990A (zh) * | 2020-08-25 | 2022-02-25 | 中南大学 | 一种微细粒生物质燃料和含氢燃气耦合喷吹的烧结节能减排方法 |
Family Cites Families (1)
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Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20010059374A (ko) * | 1999-12-30 | 2001-07-06 | 이구택 | 철광석의 소결공정에서 탄산수소암모늄을 이용한 이산화황저감방법 |
| CN102352423A (zh) * | 2011-10-20 | 2012-02-15 | 攀枝花慧泰金属新材料有限公司 | 钒钛磁铁矿低温采选冶钛的方法 |
| CN109423555A (zh) * | 2017-08-23 | 2019-03-05 | 宝山钢铁股份有限公司 | 一种使用低硅铁精粉的铁矿石高效烧结方法 |
| CN112029991A (zh) * | 2020-08-21 | 2020-12-04 | 中南大学 | 一种多介质气体喷吹强化高比例细粒物料烧结的方法 |
| CN114085990A (zh) * | 2020-08-25 | 2022-02-25 | 中南大学 | 一种微细粒生物质燃料和含氢燃气耦合喷吹的烧结节能减排方法 |
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