CN118086668A - 一种结合燃料分加的低水烧结方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种结合燃料分加的低水烧结方法，涉及烧结工艺技术领域，包括以下步骤：将烧结矿的混合料通过布料设备分布到烧结机台面上；在烧结机台面上的混合料上表面均匀铺设分加燃料，随后进行烧结，烧结结束后得到烧结矿；其中，分加燃料的水分需小于6%且粒度大于5mm的质量低于10%；所述分加燃料的用量为混合料中的燃料用量的5‑10%；在分加燃料的基础上，通过混合料在一混时加入热水、在二混时加入热水并通入低压蒸汽以及在混合料仓中通低压蒸汽的方法来提高混合料的料温，结合分加燃料，可以改善上部料层热量不足问题，且混合料中的水分大幅下降，有利于烧结过程的进行；可以有效降低煤气用量，降低固体燃耗，提高烧结矿质量，降低返回矿率。

Description

一种结合燃料分加的低水烧结方法

技术领域

本发明涉及烧结工艺技术领域，具体涉及一种结合燃料分加的低水烧结方法。

背景技术

目前国内钢铁厂烧结生产工艺流程都是将铁料、燃料、熔剂、返矿、除尘灰等通过混合机、制粒机等设备加水进行充分的混匀和制粒，通过布料设备将混合料布到烧结机台面上，使用点火器对烧结机表层混合料中的燃料，即焦粉或煤粉点着，通过主风机和抽风系统使燃料燃烧产生高温，混合料发生一系列物理化学反应，从而完成烧结过程，生产出质量优良的烧结矿。

烧结水分在烧结过程具有制粒、导热、助燃、润滑的作用，烧结燃料在烧结过程具有高温燃烧提供大量热量的作用，因此适宜的水分和均匀的燃料配用方法是烧结过程稳定顺行、提高烧结矿质量、降低固体燃耗必不可少的先决条件，这主要是因为：

现在采用的不低于7.5%的高水分烧结生产，水分在烧结料层中发生蒸发及冷凝等一系列变化，导致烧结料层中部分物料超过原始水分而形成过湿带，冷凝水充塞粒子间的空间，增大料层阻力，过湿带中的过量水分还可能使混合料制粒成的小球破坏，导致烧结的透气性变差，严重制约烧结产质量的提高；

二、现在采用的在配料室添加燃料的传统燃料配用方法在抽风烧结过程中，经过燃烧带的高温热废气在向下运动过程中，与低温烧结料之间发生热交换，其热量被下部各料层吸收，使得下层物料获得比上层物料更多的热量，这种现象被称为自动蓄热作用，造成料层中热量分布不均，上部热量不足、下部热量过剩，尤其是表层烧结矿，由于出点火炉后立即被抽入的冷空气冷却，即使采用保温炉工艺延缓冷却速度，其高温保持时间也较短，质量较差，因此理想的燃料分布是自上而下燃料配比不断下降。

烧结生产过程中水分和燃料既有着各自的不同作用，同时二者之间还存在密不可分，相互促进的作用，这是因为：由于烧结生产时从上至下烟气中的氧含量逐渐降低，氧气充足的上部料层中燃烧前沿速率较快，氧含量低的下部料层燃烧前沿速率较慢，对于上部料层需要减慢传热速率，以延长高温保持时间，对于下部料层同样需要减慢传热速率，保持燃烧和传热速率的匹配，以实现较高的最高温度和较薄的燃烧带厚度，其热能才能有效地用于烧结过程，用最低燃耗实现优质高效生产。

水分是影响传热速率的重要因素，降低混合料水分可显著减慢烧结过程的传热速率，有助于实现燃烧和传热速率的匹配。在整个烧结过程中，从上至下料层可分为烧结矿带、燃烧带、干燥预热带、过湿带、原始混合料带共计五个带，其中燃烧带和过湿带的阻力最大，过湿带的水分来自原始混合料，有研究表明，随着料层加厚过湿带水分富集更加明显，因此降低混合料水分还能减轻过湿带的影响。

但同时水分是影响料层透气性的关键因素，适当的水分不仅能使物料成球、改善制粒，还会覆盖在颗粒表面，起到润滑剂的作用，因此降低烧结料水分的同时还要保证料层有良好透气性。

目前，为了充分利用料层蓄热现象来节约燃料消耗，业内普遍采用厚料层烧结的方法，在配制混合料时，将烧结需要用到的焦粉一次性加入混合料中，再将混合料铺设为厚料层，这不仅加剧了料层上下部的热量分布的不均，也降低了烧结过程透气性。

发明内容

本发明的目的在于提供一种结合燃料分加的低水烧结方法，解决以下技术问题：

如何均匀分布烧结过程中的热量。

本发明的目的可以通过以下技术方案实现：

一种结合燃料分加的低水烧结方法，包括以下步骤：

S1：将烧结矿的混合料通过布料设备分布到烧结机台面上；

S2：在烧结机台面上的混合料上表面均匀铺设分加燃料，随后进行烧结，烧结结束后得到烧结矿；

其中，分加燃料需要由供料车间经过破碎、筛分后才能供给烧结机使用，得到的分加燃料的需水分小于6%且粒度大于5mm的质量低于10%；所述分加燃料的用量为混合料中的燃料用量的5-10%。

在本发明更进一步的方案中：所述分加燃料由供料车间准备专用的燃料槽进行储存。

在本发明更进一步的方案中：在步骤S2中，所述分加燃料先由燃料气力输灰系统从供料车间的专用燃料槽输送至烧结机的专用燃料槽中，再通过卸灰阀送到电子皮带秤上，电子皮带秤将分加燃料输送到布料槽内，最终采用螺旋加布料辊的方式将分加燃料均匀地分布在混合料上表面。

在本发明更进一步的方案中：所述混合料中的燃料需要进行预筛分工艺，用以降低粒径小于0.5mm的量，提高燃料粒径大于1mm的量。

在本发明更进一步的方案中：所述烧结机的炉条间隙为8-9mm，有效地增加了烧结机的透风面积。

在本发明更进一步的方案中：所述混合料的制备方法为：将铁料、燃料、生石灰、轻烧白云石、石灰石、白云石以及除尘灰加入一混筒体中混合均匀、再转移至二混筒体中混合制粒，最终转移至混合料仓中混合，即得到混合料；其中，铁料的质量比为84-86%，燃料的质量比为3.6-4.5%，生石灰的质量比为5.8-6%，石灰石的质量比为0-0.85%。

在混合料的原料配比中，保证烧结矿碱度不变的情况下，与现有技术中的混合料配比相比较，降低了石灰石的配用量，提高了生石灰的配用量；石灰石原本的配比为7%左右，在本发明中降至了0-0.85%，生石灰原本的配比为3.4%左右，在本发明中提升至了5.8-6%；这是因为，生石灰在混合料混合加水时，生石灰会与水反应放出热量，进而可提高料温。

在本发明更进一步的方案中：所述混合料在进行一混时通入热水、二混时通入热水与低压蒸汽、进入混合料仓后通入低压蒸汽。

在本发明更进一步的方案中：一混时通入的热水温度为55-65℃，二混时通入的热水温度为55-65℃、低压蒸汽的压力为280-380KPa；进入混合料仓后通入的低压蒸汽的压力为240-370KPa。

在一混与二混时加热水是通过在一混水箱与二混水箱中通蒸汽实现的，可以使得水箱中的水温得以提高，进而使料温提高3-5℃，在二混时通低压蒸汽，可以使料温再提高10-15℃，在混合料仓通低压蒸汽，可以使料温提高25-35℃，结合上述生石灰遇水放热产生的热量，最终可使料温下泥辊时的温度达到75℃左右，即使在冬天也能达到65℃以上。

在本发明更进一步的方案中：所述低压蒸汽通过低压蒸汽系统提供。

在本发明更进一步的方案中：在步骤S1中，所述布料设备中设有布料调节机构，用以调节混合料的布料均匀性。

本发明的有益效果：

本发明在烧结时，通过将烧结配料总燃料比中的部分燃料以分加的方式均匀布设在料面上，可以改善上部料层热量不足问题，

本发明在分加燃料的基础上，在制备混合料时，通过在一混时加入热水，在二混时加入热水并通入低压蒸汽以及在混合料仓中通低压蒸汽的方法来提高混合料的料温，使混合料从泥辊上落下时的温度大大提高，进而使得混合料中的水分大幅下降，有利于烧结过程的进行；可以有效降低煤气用量，提高烧结矿质量，降低返回矿率；

本发明在保证烧结矿碱度不变的前提下，降低了石灰石的配用量，提高了生石灰的配用量，生石灰加水后产生放热作用，有利于进一步提高料温，料温可以达到75℃左右，即使在冬天，也可以达到65℃以上；

本发明中混合料中的燃料在投入使用前需要进行预筛分工艺，可以降低燃料粒径小于0.5mm的量，提高燃料粒径大于1mm的量，使得燃料粒径分布更加均匀，进而提高烧结时燃料的燃烧效果；

本发明通过将烧结机的炉条间隙由现有的5mm调整为8-9mm，有效地增加了烧结机的透风面积，增强了混合料在烧结过程中的透气性。

附图说明

下面结合附图对本发明作进一步的说明。

图1是本发明实施例1中布料设备的侧视图；

图2是本发明实施例1中布料设备的正视图；

图3是本发明实施例2中低压蒸汽系统的俯视图；

图4是本发明实施例2中低压蒸汽系统的正视图；

图5是本发明实施例4中烧结过程的工艺流程图。

图中：1、泥辊；2三排松料器；3混合料仓；4、电动推杆；5、布料小辅门；6、九辊；7、台车栏板；10、低压蒸汽主管；20、水气分离器；30、蒸汽支管一；40、蒸汽支管二；50、蒸汽支管三；60、蒸汽喷嘴。

具体实施方式

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、完整的描述，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作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。

实施例1

请参阅图1-2所示，本发明实施例公开了一种布料设备，包括混合料仓3，该混合料仓3用以将物料混合得到混合料；在混合料仓3下部的出料口处设有泥辊1，泥辊1与出料口的一侧之间形成了出料缝，混合料即通过泥辊1的输送从该出料缝中排出。

在该出料缝外部设有布料小辅门5，可以对出料缝进行遮挡；在布料小辅门5的外部设有电动推杆4，电动推杆4的活动端与布料小辅门5相连，用以带动布料小辅门5在出料缝中运动，从而调节对出料缝的遮挡面积，进而调节混合料的出料速率。

在出料缝下部设有倾斜设置的九辊6，九辊6由九个传送辊构成；九辊6下方设有三排松料器2，三排松料器2的一侧设有台车栏板7,所述台车栏板7设于烧结机上；混合料从出料缝排出后落在九辊6上，并顺着九辊6逐辊滑落至三排松料器2上，再从三排松料器2上转移至烧结机的台车栏板7中。

通过同时优化布料小辅门5的开度、泥辊1的速度、九辊6的速度及三排松料器2四者之间的匹配关系，当应用于烧结铺料时，可实现均匀布料，达到机尾料层薄且均匀的效果。

实施例2

请参阅图3-4，本实施例在实施例1的基础上公开了一种低压蒸汽系统，该低压蒸汽系统安装于实施例1中的混合料仓3上；所述低压蒸汽系统包括低压蒸汽主管10，低压蒸汽主管10中安装有水汽分离器20；低压蒸汽主管10的出气端连接有三分路的蒸汽支管一30、蒸汽支管二40以及蒸汽支管三50，在混合料仓3外部的一周设有环管，蒸汽支管一30、蒸汽支管二40以及蒸汽支管三50的另一端均匀环管相连，环管上均匀布设有喷射方向朝向混合料仓3内部的蒸汽喷嘴60。

低压蒸汽进入蒸汽主管10内部后，经过水液分离器20的分离水分之后，低压蒸汽通过蒸汽支管一30、蒸汽支管二40以及蒸汽支管三50进入环管中，最终通过蒸汽喷嘴60喷入混合料仓3中，从而实现对混合料仓3的预热。

实施例3

经过预筛分筛选焦粉，得到的焦粉粒径小于0.5mm的占比为22.15%。粒径为0.5-3mm的占比为77,85%；需要说明的是，燃料的选择不局限于焦粉，在其它实施例中，燃料也可以选择其它具有相同功能的组分，例如煤粉等。

实施例4

请参阅图5；

第一步：将水分为6%的分加焦粉加入供料车间内，经过破碎、预筛分后，分加焦粉粒度大于5mm的量为10%，将分加焦粉储存在供料车间专用燃料槽中，再通过皮带运输至烧结配料室专用焦粉仓内，然后采用焦粉气力输灰系统以0.4MPa的压力将分加焦粉输送至烧结机的专用燃料槽中，分加焦粉的用量为混合料中焦粉用量的5%；

第二步：将质量比为85%的铁料、3.7%的焦粉（实施例3中的焦粉）、5.8%的生石灰、2.34%的轻烧白云石、0.85%的石灰石、0.8%的白云石以及1.51%的除尘灰加入一混筒体中加55℃热水混合均匀，料温为45℃，混合料的碱度为2.00；一混后转移至二混筒体中加55℃热水与380KPa低压蒸汽混合制粒，料温为55℃；二混后转移至通入有380KPa低压蒸汽的混合料仓中，料温为72℃，最终得到烧结混合料；其中，两处低压蒸汽均通过实施例2中的低压蒸汽系统加入；

第三步：将混合料仓中的烧结混合料通过实施例1中的布料设备均匀布设在450m²的烧结机的台面上形成烧结料层，烧结机的炉条间隙为8mm,混合料下泥辊时的水分为6.3±0.2%，保持烧结机的总上料量为980吨/h，随后将烧结机专用燃料槽中的分加焦粉通过20Hz的卸灰阀以2.5吨/h送到电子皮带秤上，电子皮带秤将分加焦粉以16Hz输送到布料槽内，采用40Hz的螺旋加200r/min的布料辊结合的方式将分加焦粉均匀的分布在烧结料面上，最后进行烧结，得到烧结矿。

实施例5

第一步：将水分为5%的分加焦粉加入供料车间内，经过破碎、预筛分后，分加焦粉粒度大于5mm的量为10%，将分加焦粉储存在供料车间专用燃料槽中，再通过皮带运输至烧结配料室专用焦粉仓内，然后采用焦粉气力输灰系统以0.6MPa的压力将分加焦粉输送至烧结机的专用燃料槽中，分加焦粉的用量为混合料中焦粉用量的5%；

第二步：将质量比为85%的铁料、3.6%的焦粉（实施例3中的焦粉）、5.8%的生石灰、3%的轻烧白云石、1.2%的白云石以及1.4%的除尘灰加入一混筒体中加65℃热水混合均匀，料温为39℃，混合料的碱度为2.00；一混后转移至二混筒体中加65℃热水与280KPa低压蒸汽混合制粒，料温为50℃；二混后转移至通入有240KPa低压蒸汽的混合料仓中，料温为75℃，最终得到烧结混合料；其中，两处低压蒸汽均通过实施例2中的低压蒸汽系统加入。

第三步：将混合料仓中的烧结混合料通过实施例1中的布料设备均匀布设在360m²的烧结机的台面上形成烧结料层，烧结机的炉条间隙为8mm,混合料下泥辊时的水分为6.4±0.2%，保持烧结机的总上料量为680吨/h，随后将烧结机专用燃料槽中的分加焦粉通过12Hz的卸灰阀以1.09吨/h送到电子皮带秤上，电子皮带秤将分加焦粉以15Hz输送到布料槽内，采用37Hz的螺旋加160r/min的布料辊结合的方式将分加焦粉均匀的分布在烧结料面上，最后进行烧结，得到烧结矿。

对比例1

第一步：将质量比为85%的铁料、3.6%的焦粉（实施例3中的焦粉）、5.8%的生石灰、3%的轻烧白云石、1.2%的白云石以及1.4%的除尘灰加入一混筒体中混合均匀，料温为39℃，混合料的碱度为2.00；一混后转移至二混筒体中加热水与低压蒸汽混合制粒，料温为50℃；二混后转移至通入有低压蒸汽的混合料仓中，料温为75℃，最终得到烧结混合料；其中，两处低压蒸汽均通过实施例2中的低压蒸汽系统加入；

第二步：将混合料仓中的烧结混合料通过实施例1中的布料设备均匀布设在360m²的烧结机的台面上形成烧结料层，烧结机的炉条间隙为8mm,混合料下泥辊时的水分为6.5±0.2%，保持烧结机的总上料量为680吨/h，最后进行烧结，得到烧结矿。

对比例2

第一步：将水分为5%的分加焦粉加入供料车间内，经过破碎、预筛分后，分加焦粉粒度大于5mm的量为10%，将分加焦粉储存在供料车间专用燃料槽中，再通过皮带运输至烧结配料室专用焦粉仓内，然后采用焦粉气力输灰系统以0.6MPa的压力将分加焦粉输送至烧结机的专用燃料槽中，分加焦粉的用量为混合料中焦粉用量的5%；

第二步：将质量比为85%的铁料、3.6%的焦粉（实施例3中的焦粉）、5.8%的生石灰、3%的轻烧白云石、1.2%的白云石以及1.4%的除尘灰加入一混筒体中混合均匀，一混后转移至二混筒体中混合制粒，二混后转移至混合料仓混合最终得到烧结混合料；

第三步：将混合料仓中的烧结混合料通过实施例1中的布料设备均匀布设在360m²的烧结机的台面上形成烧结料层，烧结机的炉条间隙为8mm,混合料下泥辊时的水分为6.5±0.2%，保持烧结机的总上料量为680吨/h，随后将烧结机专用燃料槽中的分加焦粉通过12Hz的卸灰阀以1.09吨/h送到电子皮带秤上，电子皮带秤将分加焦粉以15Hz输送到布料槽内，采用37Hz的螺旋加160r/min的布料辊结合的方式将分加焦粉均匀的分布在烧结料面上，最后进行烧结，得到烧结矿。

对比例3

第一步：将质量比为85%的铁料、3.6%的焦粉（实施例3中的焦粉）、5.8%的生石灰、3%的轻烧白云石、1.2%的白云石以及1.4%的除尘灰加入一混筒体中混合均匀，一混后转移至二混筒体中混合制粒，二混后转移至混合料仓混合最终得到烧结混合料；

将混合料仓中的烧结混合料通过实施例1中的布料设备均匀布设在360m²的烧结机的台面上形成烧结料层，混合料下泥辊时的水分为6.5±0.2%，保持烧结机的总上料量为680吨/h，最后进行烧结，得到烧结矿。

对以上实施例4-5以及对比例1-3的烧结矿利用系数、转鼓强度、煤气消耗以及固体燃耗进行测试，其中，煤气消耗和固体燃耗是按照烧结矿入炉量均进行的统计，将所有结果记录于表1中，表1如下：

对表1中的数据进行分析，可以得知：与对比例1-3相比，通过实施4-5结合燃料分加的低水烧结新方法进行烧结生产，烧结矿利用系数最高可达1.65t/m².h，烧结矿转鼓强度最高可达80.54%，煤气消耗最低为0.046GJ/t，固体燃耗为53.19Kg/吨，烧结矿质量指标满足高炉需求；这种新方法有效的解决了烧结生产长期以来混合料水分降不下来和燃料分布不均匀的难点问题，通过在烧结料面表层二次添加燃料，解决了烧结过程中表层烧结矿因热量不足、高温保持时间短、没有充分结晶、质量差的问题；同时通过混合料混合过程中的三次预热提温，成功的将混合料水分降到了6.5%以内，更好的促进了烧结生产的进步，提高了烧结矿产质量，降低了烧结固体燃耗。

与此同时，采用本发明的方法进行低水烧结，其烧结点火温度由原来的1100±100℃降到了750±50℃，煤气消耗降低了35-40%左右，可达0.046GJ/吨，降低了生产成本的同时延长了点火炉的寿命，点火炉比原设使用寿命计可以延长5年以上，进而降低了设备成本。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“左”、“右”等指示方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以及特定的方位构造和操作，因此，不能理解为对本发明的限制。此外，“第一”、“第二”仅由于描述目的，且不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。因此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者多个该特征。本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”“相连”“连接”等应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接连接，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

以上对本发明的一个实施例进行了详细说明，但所述内容仅为本发明的较佳实施例，不能被认为用于限定本发明的实施范围。凡依本发明申请范围所作的均等变化与改进等，均应仍归属于本发明的专利涵盖范围之内。

Claims (10)

1.一种结合燃料分加的低水烧结方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1：将烧结矿的混合料通过布料设备分布到烧结机台面上；

S2：在烧结机台面上的混合料上表面均匀铺设分加燃料，随后进行烧结，烧结结束后得到烧结矿；

其中，分加燃料的水分小于6%且粒度大于5mm的质量低于10%；所述分加燃料的用量为混合料中的燃料用量的5-10%。

2.根据权利要求1所述的结合燃料分加的低水烧结方法，其特征在于，所述混合料的制备方法为：将铁料、燃料、生石灰、轻烧白云石、石灰石、白云石以及除尘灰加入一混筒体中混合均匀、再转移至二混筒体中混合制粒，最终转移至混合料仓中混合，即得到混合料；

其中，铁料的质量比为84-86%，燃料的质量比为3.6-4.5%，生石灰的质量比为5.8-6%，石灰石的质量比为0-0.85%。

3.根据权利要求2所述的结合燃料分加的低水烧结方法，其特征在于，所述混合料在进行一混时通入热水、二混时通入热水与低压蒸汽、进入混合料仓后通入低压蒸汽。

4.根据权利要求3所述的结合燃料分加的低水烧结方法，其特征在于，一混时通入的热水温度为55-65℃，二混时通入的热水温度为55-65℃、低压蒸汽的压力为280-380KPa；进入混合料仓后通入的低压蒸汽的压力为240-370KPa。

5.根据权利要求3所述的结合燃料分加的低水烧结方法，其特征在于，所述低压蒸汽通过低压蒸汽系统提供。

6.根据权利要求1所述的结合燃料分加的低水烧结方法，其特征在于，所述分加燃料由供料车间准备专用的燃料槽进行储存。

7.根据权利要求6所述的结合燃料分加的低水烧结方法，其特征在于，在步骤S2中，所述分加燃料先由燃料气力输灰系统从供料车间的专用燃料槽输送至烧结机的专用燃料槽中，再通过卸灰阀送到电子皮带秤上，电子皮带秤将分加燃料输送到布料槽内，最终采用螺旋加布料辊的方式将分加燃料均匀的分布在混合料上表面。

8.根据权利要求1所述的结合燃料分加的低水烧结方法，其特征在于，所述混合料中的燃料需要进行预筛分工艺，用以降低粒径小于0.5mm的量，提高燃料粒径大于1mm的量。

9.根据权利要求1所述的结合燃料分加的低水烧结方法，其特征在于，所述烧结机的炉条间隙为8-9mm。

10.根据权利要求1所述的结合燃料分加的低水烧结方法，其特征在于，在步骤S1中，所述布料设备中设有布料调节机构，用以调节混合料的布料均匀性。