CN116377213A - 一种添加预制粒的含碳固废降低烧结固体燃耗的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及烧结工艺技术领域，具体涉及一种添加预制粒的含碳固废降低烧结固体燃耗的方法。具体包括以下步骤：(1)将含碳固废按照含碳量大小进行分类灌仓；(2)将不同含碳量的含碳固废分别与水和粘结剂进行预制粒，形成含碳小球；(3)将含碳小球与混匀料、烧结固体燃料、熔剂和返矿进行混匀制粒；(4)将步骤(3)得到的混合料经点火抽风烧结得到烧结矿。本发明通过对含碳固废进行预制粒，将粒径<0.5mm的含碳固废经预制粒后生成1‑3mm粒级的燃料，再配加至混合料中，与含碳固废不经处理直接配加至烧结工序相比，含碳固废热量利用率提升约15‑20％，烧结固体燃耗降低，烧结矿质量指标稳定性增强。
Description
技术领域
本发明涉及烧结工艺技术领域，具体涉及一种添加预制粒的含碳固废降低烧结固体燃耗的方法。
背景技术
钢铁长流程冶炼中含碳固废主要有焦化除尘灰(包括烧结燃料破碎除尘灰)、高炉重力灰、活性焦粉末等，现有处理方式多为外售或返回烧结工序参与配料。从“固废不出厂”的全量化利用理念和经济性角度考虑，含碳固废用于烧结工序逐渐成为主流。
目前含碳固废(除尘灰)粒度细，0.5mm粒级占比95％以上，烧结工序配加主要以两种方式：一是经预配料室与其他矿粉一起参与混匀料堆造堆，二是直接由烧结配料仓进行配料。两种方式都会造成含碳固废在混匀料中配加不均匀，原始混匀料含碳量的波动导致烧结过程中热量不均匀、温度场的波动。与此同时，含碳固废粒度过细，而在烧结偏析布料的作用下上部细粒燃料增加，会恶化上部烧结矿质量指标，且含碳固废产生的热量利用率低，造成热量的浪费。烧结过程所用的燃料结构存在合理的燃料粒度组成，且粒度组成与混合料粒度组成相匹配。实际生产中则更多的认为1-3mm粒级占比在40％-60％最优。
《一种提高烧结用混合铁料质量稳定性的方法》(申请号：CN202110105916.3)和《一种除尘灰微粒化回收利用工艺方法》(申请号：CN202110685079.6)二者都是将所有固废经强力混合制粒机进行预混合和预制粒后参与烧结混匀料造堆过程，提高除尘灰和矿粉的混合使用效果，提高烧结用矿粉综合质量稳定性，但针对其中的含碳除尘灰中未能实现更有效率的利用，无法实现烧结固体燃耗的降低。
目前部分企业直接将含碳固废与其余矿粉一起进行混匀料造堆，虽一定程度上实现了烧结固体燃耗的降低，但因配料不均匀性以及含碳固废的物性，造成烧结矿FeO指标波动明显，质量指标略有下降，且含碳固废热量利用率低，仅在40％-60％，造成热能的浪费。
发明内容
针对含碳固废热量利用率低的技术问题，本发明提供一种添加预制粒的含碳固废降低烧结固体燃耗的方法。
本发明的技术方案如下：
一种添加预制粒的含碳固废降低烧结固体燃耗的方法，包括以下步骤：
(1)将含碳固废按照含碳量进行分类灌仓；
(2)将不同含碳量的含碳固废分别与水和粘结剂进行预制粒，形成含碳小球；
(3)将含碳小球与混匀料、烧结固体燃料、熔剂和返矿进行混匀制粒；
(4)将步骤(3)得到的混合料进行烧结。
进一步的，步骤(1)含碳量差值小于5％的含碳固废进入同一储存仓进行存储中，含碳固废为含碳粉尘，主要来源为钢铁厂内部的含碳固体废弃物，包括焦化除尘灰、高炉重力灰和活性焦粉末中的任意一种或多种。
进一步的，步骤(2)中的粘结剂为钢铁企业常用的具有粘结作用的物料，不需要额外购买，粘结剂包括钢精粉、转炉污泥、石灰石粉、细粒级粘性矿粉中的任意一种或多种。
进一步的，步骤(2)中含碳固废与粘结剂的质量比为5-10:1。
进一步的，步骤(3)中根据含碳小球的含碳量初步测算烧结固体燃料的替代比例，其中含碳小球中碳热量利用率按65％-75％测算。
进一步的，步骤(3)中含碳小球替代烧结固体燃料的替代量不超过烧结固体燃料总质量的10％。
进一步的，混匀制粒之后的混合料经布料、点火、抽风烧结、破碎、冷却、整粒得到成品烧结矿和返矿。
进一步的，含碳固废与粘结剂和水通过混合机或造球机预制成1-3mm粒级含碳小球，含碳小球抗压强度>5N，保证含碳小球在混匀制粒及物料倒运过程中不破碎或破碎率低；含碳小球水分为5％-10％。
本发明的有益效果在于：
(1)本发明通过对含碳固废进行预制粒，将0.5mm的含碳固废经预制粒后，生成1-3mm粒级的燃料，再配加至混合料中，与含碳固废不经处理直接配加至烧结工序相比，含碳固废热量利用率提升约15％-20％，烧结固体燃耗降低，烧结矿质量指标稳定性增强。
(2)消化钢铁企业固废资源，实现“固废不出厂”环保要求，实现含碳固废的高效利用，预制粒含碳固废的粘结剂无需外购，可采用粘性矿粉、污泥、石灰石粉等钢铁企业常用或自产的物料即可，不会增加额外的物料成本。
(3)与含碳固废不经预处理直接配加至烧结相比，经预制粒后，烧结料层透气性得以改善，具有进一步提高烧结矿产量的潜力。
(4)经济效益显著；某钢铁企业日产焦化除尘灰75吨(外售价格600元/吨)，高炉重力灰315吨(外售价格240元/吨)，若经预制粒含碳固废配加至烧结工序，可降低固体燃料消耗2.6kg/t，焦粉单价1900元/吨，烧结矿年产量按1000万吨计算，年节约成本约719万元。
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，对于本领域普通技术人员而言，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他的附图。
图1是本发明的工艺流程图。
具体实施方式
为了使本技术领域的人员更好地理解本发明中的技术方案，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，都应当属于本发明保护的范围。
实施例1
某钢铁厂将焦化除尘灰、高炉重力灰用于烧结工序，其中焦化除尘灰日产生量70吨，高炉重力灰日产生量315吨(焦化除尘灰含碳量80.26％，高炉重力灰含碳量34.79％)。对上述含碳固废进行处理，包括以下步骤：
(1)将上述含碳固废按照含碳量进行分类灌仓；
(2)将焦化除尘灰和高炉重力灰分别与水和炼钢污泥经圆盘造球机预制粒，形成1-3mm粒级的含碳小球，焦化除尘灰和高炉重力灰均与炼钢污泥的质量比为10:1，含碳小球的水分含量为7.2％，抗压强度为8N；
(3)将含碳小球与混匀料、烧结固体燃料、熔剂和返矿进行混匀制粒，含碳小球代替10％的烧结固体燃料用于烧结配料生产，初步按照碳小球碳热量利用率为65％进行计算得到含碳小球的加入量，实际烧结固体燃料的消耗量和实际的含碳小球热量利用率见表1；
(4)将步骤(3)得到的混合料进行布料、点火、抽风烧结、破碎、冷却、整粒得到成品烧结矿。
实施例2
某钢铁厂将焦化除尘灰、高炉重力灰用于烧结工序，其中焦化除尘灰日产生量70吨，高炉重力灰日产生量315吨(焦化除尘灰含碳量80.26％，高炉重力灰含碳量34.79％)。对上述含碳固废进行处理，包括以下步骤：
(1)将上述含碳固废按照含碳量进行分类灌仓；
(2)将焦化除尘灰和高炉重力灰分别与水和微细粒粘性矿粉经圆盘造球机预制粒，形成1-3mm粒级的含碳小球，焦化除尘灰和高炉重力灰均与炼钢污泥的质量比为10:1，含碳小球的水分含量为6.8％，抗压强度为10N；
(3)将含碳小球与混匀料、烧结固体燃料、熔剂和返矿进行混匀制粒，含碳小球代替10％的烧结固体燃料用于烧结配料生产，初步按照碳小球碳热量利用率为65％进行计算得到含碳小球的加入量，实际烧结固体燃料的消耗量和实际的含碳小球热量利用率见表1；
(4)将步骤(3)得到的混合料进行布料、点火、抽风烧结、破碎、冷却、整粒得到成品烧结矿。
实施例3
某钢铁厂将焦化除尘灰、高炉重力灰用于烧结工序，其中焦化除尘灰日产生量70吨，高炉重力灰日产生量315吨(焦化除尘灰含碳量80.26％，高炉重力灰含碳量34.79％)。对上述含碳固废进行处理，包括以下步骤：
(1)将上述含碳固废按照含碳量进行分类灌仓；
(2)将焦化除尘灰和高炉重力灰分别与水和石灰石粉经圆盘造球机预制粒，形成1-3mm粒级的含碳小球，焦化除尘灰和高炉重力灰均与炼钢污泥的质量比为10:1，含碳小球的水分含量为6.8％，抗压强度为10N；
(3)将含碳小球与混合料、烧结固体燃料、熔剂和返矿进行混匀制粒，含碳小球代替10％的烧结固体燃料用于烧结配料生产，初步按照碳小球碳热量利用率为65％进行计算得到含碳小球的加入量，实际烧结固体燃料的消耗量和实际的含碳小球热量利用率见表1；
(4)将步骤(3)得到的混合料进行布料、点火、抽风烧结、破碎、冷却、整粒得到成品烧结矿。
对比例1
采用与实施例1相同质量配比的混匀料、烧结固体燃料、熔剂和返矿进行混匀制粒得到混合料(不配加含碳固废)，之后进行布料、点火、抽风烧结、破碎、冷却、整粒得到成品烧结矿；烧结固体燃料的消耗量见表1。
对比例2
采用与实施例1相同的质量配比的原料和操作，唯一不同的点在于含碳固废不经预制粒，通过直接在混匀料堆中按比例配加得到混匀料，用于烧结生产；烧结固体燃料消耗和含碳固废实际热量利用率见表1。
对比例3
采用与对实施例1相同的实验操作，唯一不同的点在于增加含碳小球的加入量，使含碳小球替代12％的烧结固体燃料，实际含碳固废的热量利用率和烧结固体燃料的消耗量见表1。
表1含碳固废对烧结关键指标的影响
从实施例1、2、3与对比例1可看出，含碳固废经预制粒后，直接替代部分烧结燃料，烧结矿FeO、转鼓指数稳定，固体燃耗降低约4.5％；从实施例1与对比例2可看出，含碳固废不经分类处理，直接在烧结混匀料堆配加，转鼓指数略有降低，烧结矿FeO稳定率明显降低，含碳固废经预制粒后，其热量利用率提升约15％-20％，烧结固体燃耗进一步降低，且烧结矿FeO、转鼓指数等质量指标更加稳定；从实施例1和对比例3对比可知，含碳小球的配比增加之后会导致烧结矿FeO稳定率下降。
尽管通过参考附图并结合优选实施例的方式对本发明进行了详细描述，但本发明并不限于此。在不脱离本发明的精神和实质的前提下，本领域普通技术人员可以对本发明的实施例进行各种等效的修改或替换，而这些修改或替换都应在本发明的涵盖范围内/任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。
Claims (8)
1.一种添加预制粒的含碳固废降低烧结固体燃耗的方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)将含碳固废按照含碳量大小进行分类灌仓；
(2)将不同含碳量的含碳固废分别与水和粘结剂进行预制粒，形成含碳小球；
(3)将含碳小球与混匀料、烧结固体燃料、熔剂和返矿进行混匀制粒；
(4)将步骤(3)得到的混合料进行烧结得到烧结矿。
2.如权利要求1所述的一种添加预制粒的含碳固废降低烧结固体燃耗的方法，其特征在于，步骤(1)中含碳量差值不超过5％的含碳固废进入同一储存仓内存储，含碳固废为含碳粉尘。
3.如权利要求1所述的一种添加预制粒的含碳固废降低烧结固体燃耗的方法，其特征在于，步骤(2)中的粘结剂为具有粘结作用的物料。
4.如权利要求1所述的一种添加预制粒的含碳固废降低烧结固体燃耗的方法，其特征在于，步骤(2)中含碳固废与粘结剂的质量比为5-10:1。
5.如权利要求1所述的一种添加预制粒的含碳固废降低烧结固体燃耗的方法，其特征在于，含碳固废与粘结剂和水通过混合机或造球机预制成1-3mm粒级含碳小球，含碳小球抗压强度>5N，含碳小球水分为5％-10％。
6.如权利要求1所述的一种添加预制粒的含碳固废降低烧结固体燃耗的方法，其特征在于，步骤(3)中根据含碳小球的含碳量初步测算替代烧结固体燃料的比例，其中含碳小球中碳热量利用率按65％-75％测算。
7.如权利要求6所述的一种添加预制粒的含碳固废降低烧结固体燃耗的方法，其特征在于，步骤(3)中含碳小球替代烧结固体燃料的替代量不超过烧结固体燃料总质量的10％。
8.如权利要求1所述的一种添加预制粒的含碳固废降低烧结固体燃耗的方法，其特征在于，混匀制粒之后得到混合料经布料、点火、抽风烧结、破碎、冷却、整粒后得到成品烧结矿。
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| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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