本發(fā)明屬于煉鐵燒結(jié)礦生產(chǎn)技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種改善燒結(jié)礦均質(zhì)性的方法。
背景技術(shù)：
在鋼鐵企業(yè)中，燒結(jié)生產(chǎn)具有舉足輕重的地位。一方面是因?yàn)闊Y(jié)礦的質(zhì)量直接影響高爐生產(chǎn)的質(zhì)量；另一方面，燒結(jié)廠不僅是能耗大戶，而且它所生產(chǎn)的燒結(jié)礦質(zhì)量將直接影響高爐煉鐵的焦比。鐵礦粉燒結(jié)是一種鐵礦粉造塊方法，其是將細(xì)粒含鐵原料與燃料、熔劑按一定比例配合，加水潤濕、混勻而制成燒結(jié)料，然后布于燒結(jié)機(jī)上，通過點(diǎn)火、抽風(fēng)，并借助燒結(jié)料中燃料燃燒產(chǎn)生高溫，進(jìn)而發(fā)生一系列的物理化學(xué)變化，生成部分低熔點(diǎn)物質(zhì)，并軟化熔融產(chǎn)生一定數(shù)量的液相，將鐵礦物顆粒潤濕粘結(jié)起來，冷卻后形成具有一定強(qiáng)度的多孔塊狀產(chǎn)品—燒結(jié)礦。燒結(jié)生產(chǎn)的意義在于：
(1)充分合理地利用鐵礦石資源，滿足鋼鐵工業(yè)發(fā)展的需要。由于很多礦石入爐之前都需要進(jìn)行選礦處理，選礦所獲精粉及天然富礦在開采、準(zhǔn)備處理過程中會產(chǎn)生粉末，這些粉末不能直接入爐，必須通過造塊處理才能供高爐使用；
(2)通過燒結(jié)，可進(jìn)一步改善鐵礦石的冶金性能，為強(qiáng)化高爐冶煉提供更好的原料條件。鐵礦粉在燒結(jié)前經(jīng)過仔細(xì)的混合，成分更均勻；燒結(jié)中因固體燃料消失，熔劑分解，液相冷凝收縮，形成大量的孔隙，石灰石、白云石提供的CaO、MgO與礦粉中的其它組分反應(yīng)，生成有利于還原、造渣的礦物成分；硫、氟、砷等有害雜質(zhì)能部分去除，使之含量減少，從而使燒結(jié)礦具有比天然礦石更好的冶金性能。這樣，高爐可以少加或不加生熔劑，使?fàn)t內(nèi)還原、造渣過程得以改善，同時(shí)，也有助于操作制度的穩(wěn)定，為優(yōu)質(zhì)、高產(chǎn)、低耗創(chuàng)造條件；
(3)通過燒結(jié)造塊，可有效地回收利用冶金、化工等生產(chǎn)部門產(chǎn)生的含鐵料，如礦塵、軋鋼皮、鋼渣、硫酸渣等，既充分利用了資源，又消除了環(huán)境污染，還可以降低成本，增加經(jīng)濟(jì)效益和社會效益。
燒結(jié)礦的生產(chǎn)過程中，每噸燒結(jié)礦所耗熱能中，80％來自混合料中的固體燃料，節(jié)約能耗，必須提高固體燃料的利用率，改善燃料在混合料中的分布狀況，采用適宜的燃料粒度組成。燒結(jié)常用的固體燃料為碎焦粉和無煙煤粉，燃料的粒度對于燒結(jié)的生產(chǎn)率及燒結(jié)礦的品 質(zhì)有著重大的影響。當(dāng)粒度過大時(shí)，將發(fā)生下列不利影響：(1)燃燒帶變寬，從而使燒結(jié)料層透氣性變壞；(2)燃料在料層中分布不均。在大顆粒燃料附近，礦熔化得厲害，而離燃料較遠(yuǎn)的地方物料不能很好地?zé)Y(jié)；(3)在無燃料處，空氣得不到利用，使燒結(jié)速度降低；(4)在向燒結(jié)機(jī)臺車布料時(shí)，容易發(fā)生燃料偏析現(xiàn)象，大顆粒燃料集中在料層下部。但下部通常要求燃料量要比上部少，這使燒結(jié)料層的溫度差異變大，使燒結(jié)礦上下部的品質(zhì)不一樣，即上層燒結(jié)礦強(qiáng)度差，下部燒結(jié)礦產(chǎn)生過熔并使FeO含量高。
同樣，燃料粒度過小也是不適宜的：(1)燃料粒度過小，燃燒速度快，在燒結(jié)料傳熱性能不好時(shí)，燃料所產(chǎn)生的熱量難于使燒結(jié)料達(dá)到熔化溫度，燒結(jié)料粘結(jié)不好，從而使燒結(jié)礦強(qiáng)度下降；(2)小粒度燃料在料層中阻礙氣流運(yùn)動，降低燒結(jié)料層的的透氣性，并有可能被氣流帶走。
為了滿足高爐對燒結(jié)礦產(chǎn)量和質(zhì)量的要求、順應(yīng)節(jié)能減排的發(fā)展趨勢，燒結(jié)機(jī)逐漸大型化，鋼鐵企業(yè)逐步提高燒結(jié)料層厚度來滿足高爐需求。厚料層燒結(jié)作為20世紀(jì)80年代發(fā)展起來的燒結(jié)技術(shù)，近20多年來得到廣泛應(yīng)用和快速發(fā)展。目前，國內(nèi)燒結(jié)生產(chǎn)長普遍采用厚料層燒結(jié)，燒結(jié)料層高度都已在700mm以上。厚料層燒結(jié)能夠強(qiáng)化“自動蓄熱”、減少燃料的配比，提高料層內(nèi)部氧位，促進(jìn)固體燃料的燃燒和燃燼，降低FeO的生成，總之，厚料層能從各方面降低燃料消耗，進(jìn)而降低燒結(jié)生產(chǎn)成本。但是厚料層燒結(jié)技術(shù)的應(yīng)用也面臨一些難題，其中最突出的問題是由于燒結(jié)料層存在“自動蓄熱”現(xiàn)象，使得燒結(jié)料層上部熱量相對不足，料層溫度較低，導(dǎo)致料層上部的燒結(jié)混合料未充分燒結(jié)，可能會出現(xiàn)部分生料，同時(shí)，料層下部熱量過剩出現(xiàn)“過熔”，降低垂直燒結(jié)速度，導(dǎo)致燒結(jié)利用系數(shù)和燒結(jié)成品率下降。目前隨著厚料層結(jié)技術(shù)的發(fā)展，料層厚度變高，燒結(jié)礦高度方向上均質(zhì)效果變差。
CN 102899482 A公開了一種鐵礦粉均熱燒結(jié)工藝，在燒結(jié)機(jī)布料工序中使用霧化噴淋裝置為燒結(jié)混合料配加水分。燒結(jié)機(jī)臺車上混合料料層的中、上部布料采用小配水量，水分為6％～6.5％，料層下部水分含量提高1.0％～2.0％，使水分含量達(dá)到7％～8.5％。僅從混合料含水量方面出發(fā)，考慮了由于水分含量不同所帶來的熱交換效率不同的影響，未考慮由于燃料粒度不同對燒結(jié)上下部燒結(jié)礦質(zhì)量的影響。
CN 103215442 A公布了厚料層燒結(jié)料面噴灑覆蓋劑及噴灑方法，通過噴灑覆蓋劑使燒結(jié)料層表層溫度提高，使上層燃料可在燃燒帶下移后持續(xù)燃燒，進(jìn)而補(bǔ)充上部燒結(jié)料層熱量不足的缺陷。但是外來覆蓋劑的噴灑給燒結(jié)礦帶進(jìn)了雜志，對燒結(jié)礦化學(xué)成分造成了一定的影響。
在厚料層及超厚料層燒結(jié)過程中燒結(jié)料層存在“自動蓄熱”現(xiàn)象，使得燒結(jié)料層上部熱 量相對不足，料層溫度較低，導(dǎo)致料層上部的燒結(jié)混合料未充分燒結(jié)，可能會出現(xiàn)部分生料，同時(shí)，料層下部熱量過剩出現(xiàn)“過熔”，降低垂直燒結(jié)速度，導(dǎo)致燒結(jié)利用系數(shù)和燒結(jié)成品率下降。目前隨著超厚料層結(jié)技術(shù)的發(fā)展與應(yīng)用，燒結(jié)礦高度方向上均質(zhì)效果更加不盡人意。
技術(shù)方案
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是提供一種一種改善燒結(jié)礦均質(zhì)性的方法，改善厚料層及超厚料層燒結(jié)礦的質(zhì)量，旨在解決厚料層及超厚料層燒結(jié)過程中因上下部熱量分布不均導(dǎo)致的燒結(jié)礦均質(zhì)性變差的問題。
為解決上述問題，本發(fā)明的技術(shù)方案為：
一種改善燒結(jié)礦均質(zhì)性的方法，在厚料層以及超厚料層燒結(jié)生產(chǎn)過程中，將燒結(jié)生產(chǎn)所使用固體燃料焦炭進(jìn)行破碎處理，按照粒度分別為<0.5mm，0.5mm～3mm，>3mm三個(gè)粒級進(jìn)行篩分；在燒結(jié)生產(chǎn)中混料過程分兩批次進(jìn)行，其中第一批次燒結(jié)混合料混合制粒過程使用的固體燃料為粒度是0.5mm～3mm的焦炭，第二批次燒結(jié)混合料混合制粒過程使用的固體燃料為粒度是<0.5mm與>3mm以任意比例混合的焦炭；在燒結(jié)生產(chǎn)中布料過程，下部混合料使用以粒度是<0.5mm與>3mm以任意比例混合的焦炭作為固體燃料所制得的混合料，混合料布料高度占燒結(jié)設(shè)備料層高度的40％～60％，上部混合料使用以粒度是0.5mm～3mm的焦炭為固體燃料所制得的混合料；經(jīng)過燒結(jié)混合料在燒結(jié)設(shè)備上布料、燒結(jié)，得到成品燒結(jié)礦。
所述的厚料層以及超厚料層燒結(jié)為料層高度在650mm及以上的燒結(jié)生產(chǎn)。
本發(fā)明的有益效果：
1、本發(fā)明提供一種改善燒結(jié)礦均質(zhì)性的方法，可以解決厚料層及超厚料層燒結(jié)過程中因上下部熱量分布不均導(dǎo)致的燒結(jié)礦均質(zhì)性變差的問題，改善了厚料層及超厚料層燒結(jié)生產(chǎn)的燒結(jié)礦產(chǎn)質(zhì)量。燒結(jié)利用系數(shù)可提高0.224～0.426t/(m2·h)，燒結(jié)礦成品率提高2.9～5.8個(gè)百分點(diǎn)，轉(zhuǎn)鼓強(qiáng)度提高3.7～6.3個(gè)百分點(diǎn)，固體燃耗降低0.97～2.32kg/t。
2、本發(fā)明可以使<0.5mm的粉末狀焦炭得到充分利用，在改善厚料層以及超厚料層燒結(jié)礦均質(zhì)性的同時(shí)降低固體燃耗。
具體實(shí)施方式
實(shí)施例1：
將燒結(jié)生產(chǎn)所使用的固體燃料—焦炭進(jìn)行破碎處理，按照粒度分別為<0.5mm，0.5mm～3mm，>3mm三個(gè)粒級進(jìn)行篩分。以粒度是<0.5mm與>3mm以任意比例混合的焦炭作為固 體燃料所制得的混合料A，以粒度是0.5mm～3mm的焦炭作為固體燃料所制得的混合料B，下部使用混合料A，混合料A的布料高度為燒結(jié)設(shè)備料層高度的60％，上部使用混合料B，將燒結(jié)混合料在料層高度為700mm的厚料層燒結(jié)設(shè)備上布料、燒結(jié)，得成品燒結(jié)礦。
同樣，將未經(jīng)任何處理的燒結(jié)生產(chǎn)所使用的固體燃料—焦炭作為燃料，經(jīng)過混料得到燒結(jié)混合料，將燒結(jié)混合料在料層高度為700mm的厚料層燒結(jié)設(shè)備上布料、燒結(jié)，得成品燒結(jié)礦。各項(xiàng)燒結(jié)技術(shù)指標(biāo)如下：利用系數(shù)為1.468t/(m2·h)，燒結(jié)礦成品率為69.69％，轉(zhuǎn)鼓強(qiáng)度為64.28％，固體燃耗為51.42kg/t.。分別取上下部燒結(jié)礦進(jìn)行化學(xué)成分以及質(zhì)量指標(biāo)檢測對比，燒結(jié)礦質(zhì)量差別較大。
試驗(yàn)結(jié)果表明：與沒有采用本發(fā)明的原生產(chǎn)工藝相比，燒結(jié)利用系數(shù)提高0.224t/(m2·h)，燒結(jié)礦成品率提高2.9個(gè)百分點(diǎn)，轉(zhuǎn)鼓強(qiáng)度提高3.7個(gè)百分點(diǎn)，固體燃耗降低0.97kg/t，分別取上下部燒結(jié)礦進(jìn)行化學(xué)成分以及質(zhì)量指標(biāo)檢測對比，燒結(jié)礦均質(zhì)性明顯改善。
實(shí)施例2：
將燒結(jié)生產(chǎn)所使用的固體燃料—焦炭進(jìn)行破碎處理，按照粒度分別為<0.5mm，0.5mm～3mm，>3mm三個(gè)粒級進(jìn)行篩分。以粒度是<0.5mm與>3mm以任意比例混合的焦炭作為固體燃料所制得的混合料A，以粒度是0.5mm～3mm的焦炭作為固體燃料所制得的混合料B，下部使用混合料A，混合料A的布料高度為燒結(jié)設(shè)備料層高度的55％，上部使用混合料B，將燒結(jié)混合料在料層高度為700mm的厚料層燒結(jié)設(shè)備上布料、燒結(jié)，得成品燒結(jié)礦。
同樣，將未經(jīng)任何處理的燒結(jié)生產(chǎn)所使用的固體燃料—焦炭作為燃料，經(jīng)過混料得到燒結(jié)混合料，將燒結(jié)混合料在料層高度為700mm的厚料層燒結(jié)設(shè)備上布料、燒結(jié)，得成品燒結(jié)礦。各項(xiàng)燒結(jié)技術(shù)指標(biāo)如下：利用系數(shù)為1.468t/(m2·h)，燒結(jié)礦成品率為69.69％，轉(zhuǎn)鼓強(qiáng)度為64.28％，固體燃耗為51.42kg/t.。分別取上下部燒結(jié)礦進(jìn)行化學(xué)成分以及質(zhì)量指標(biāo)檢測對比，燒結(jié)礦質(zhì)量差別較大。
試驗(yàn)結(jié)果表明：與沒有采用本發(fā)明的原生產(chǎn)工藝相比，燒結(jié)利用系數(shù)提高0.261t/(m2·h)，燒結(jié)礦成品率提高3.4個(gè)百分點(diǎn)，轉(zhuǎn)鼓強(qiáng)度提高4.6個(gè)百分點(diǎn)，固體燃耗降低1.42kg/t，分別取上下部燒結(jié)礦進(jìn)行化學(xué)成分以及質(zhì)量指標(biāo)檢測對比，燒結(jié)礦均質(zhì)性明顯改善。
實(shí)施例3：
將燒結(jié)生產(chǎn)所使用的固體燃料—焦炭進(jìn)行破碎處理，按照粒度分別為<0.5mm，0.5mm～3mm，>3mm三個(gè)粒級進(jìn)行篩分。以粒度是<0.5mm與>3mm以任意比例混合的焦炭作為固體燃料所制得的混合料A，以粒度是0.5mm～3mm的焦炭作為固體燃料所制得的混合料B，下部使用混合料A，混合料A布料高度為燒結(jié)設(shè)備料層高度的40％，上部使用混合料B， 將燒結(jié)混合料在料層高度為1100mm的超厚料層燒結(jié)設(shè)備上布料、燒結(jié)，得成品燒結(jié)礦。
同樣，將未經(jīng)任何處理的燒結(jié)生產(chǎn)所使用的固體燃料—焦炭作為燃料，經(jīng)過混料得到燒結(jié)混合料，將燒結(jié)混合料在料層高度為1100mm的超厚料層燒結(jié)設(shè)備上布料、燒結(jié)，得成品燒結(jié)礦。各項(xiàng)燒結(jié)技術(shù)指標(biāo)如下：利用系數(shù)為1.584t/(m2·h)，燒結(jié)礦成品率為75.68％，轉(zhuǎn)鼓強(qiáng)度為79.36％，固體燃耗為45.42kg/t.。分別取上下部燒結(jié)礦進(jìn)行化學(xué)成分以及質(zhì)量指標(biāo)檢測對比，燒結(jié)礦質(zhì)量差別較大。
試驗(yàn)結(jié)果表明：與沒有采用本發(fā)明的原生產(chǎn)工藝相比，燒結(jié)利用系數(shù)提高0.364t/(m2·h)，燒結(jié)礦成品率提高4.6個(gè)百分點(diǎn)，轉(zhuǎn)鼓強(qiáng)度提高5.2個(gè)百分點(diǎn)，固體燃耗降低1.67kg/t，分別取上下部燒結(jié)礦進(jìn)行化學(xué)成分以及質(zhì)量指標(biāo)檢測對比，燒結(jié)礦均質(zhì)性明顯改善。
實(shí)施例4：
將燒結(jié)生產(chǎn)所使用的固體燃料—焦炭進(jìn)行破碎處理，按照粒度分別為<0.5mm，0.5mm～3mm，>3mm三個(gè)粒級進(jìn)行篩分。以粒度是<0.5mm與>3mm以任意比例混合的焦炭作為固體燃料所制得的混合料A，以粒度是0.5mm～3mm的焦炭作為固體燃料所制得的混合料B，下部使用混合料A，混合料A布料高度為燒結(jié)設(shè)備料層高度的55％，上部使用混合料B，將燒結(jié)混合料在料層高度為1100mm的超厚料層燒結(jié)設(shè)備上布料、燒結(jié)，得成品燒結(jié)礦。
同樣，將未經(jīng)任何處理的燒結(jié)生產(chǎn)所使用的固體燃料—焦炭作為燃料，經(jīng)過混料得到燒結(jié)混合料，將燒結(jié)混合料在料層高度為1100mm的超厚料層燒結(jié)設(shè)備上布料、燒結(jié)，得成品燒結(jié)礦。各項(xiàng)燒結(jié)技術(shù)指標(biāo)如下：利用系數(shù)為1.584t/(m2·h)，燒結(jié)礦成品率為75.68％，轉(zhuǎn)鼓強(qiáng)度為79.36％，固體燃耗為45.42kg/t.。分別取上下部燒結(jié)礦進(jìn)行化學(xué)成分以及質(zhì)量指標(biāo)檢測對比，燒結(jié)礦質(zhì)量差別較大。
試驗(yàn)結(jié)果表明：與沒有采用本發(fā)明的原生產(chǎn)工藝相比，燒結(jié)利用系數(shù)提高0.426t/(m2·h)，燒結(jié)礦成品率提高5.8個(gè)百分點(diǎn)，轉(zhuǎn)鼓強(qiáng)度提高6.3個(gè)百分點(diǎn)，固體燃耗降低2.32kg/t，分別取上下部燒結(jié)礦進(jìn)行化學(xué)成分以及質(zhì)量指標(biāo)檢測對比，燒結(jié)礦均質(zhì)性明顯改善。