一种改善烧结矿低温还原粉化率的方法与流程

文档序号:12346893阅读:1528来源:国知局

本发明属于炼铁原料生产技术领域,涉及到烧结矿的生产技术,特别是涉及到一种改善烧结矿还原粉化率的方法。



背景技术:

烧结矿的低温还原粉化指标是考核烧结矿质量好坏的重要指标,直接影响高炉的产质量,根据大量的研究表明,烧结矿发生低温还原粉化的最根本原因是烧结矿中的再生Fe203在低温(450-500℃)时由α-Fe2O3还原成γ-Fe2O3的结果。α-Fe2O3为三方晶系立方晶格,而γ-Fe2O3为等轴晶系立方晶格,在还原气体的作用下,晶格的改变造成其结构的扭曲,产生了极大的内应力,导致在机械力的作用下发生严重的碎裂。

从具体的生产工艺分析,在烧结生产时,由于上层料层温度低,高温带窄,黏结相量不足,冷却速度快,玻璃质的含量相应变高,导致烧结矿的强度差,粉末多,粉化指标差。而在料层的下部,由于自动蓄热的作用,料层温度高,高温带宽,烧结矿过分熔化,导致氧化亚铁变高,气孔度降低,微气孔减少,并有可能大量生产正硅酸钙,在冷却过程中晶型转变,体积膨胀,从而使烧结矿的低温还原粉化指标变差。

目前,在降低烧结矿的低温还原粉化率的方法中,钢铁企业普遍 采用的是喷洒卤化物溶液,但喷洒溶液后会腐蚀管道,同时卤化物在高炉中富集,还会给高炉的长寿和安全带来巨大的危害。

《山东化工》论文“焦化除尘灰及污泥在烧结生产中的应用”,介绍了焦化除尘灰在烧结中的使用方法,即压制成型煤,再将型煤应用到烧结中。《莱钢科技》论文“烧结工序循环经济技术研究的实践”,认为由于焦化除尘灰的特性,其无法像焦粉一样单独的配加,否则会出现“蓬仓、悬仓”现象,其解决的方法为与氧化铁皮混合使用。所以,虽然焦化除尘灰可以在烧结中使用,但由于粒度细、比重轻等特性使焦化除尘灰难以在烧结中大规模的使用,即使使用也必须与其它原料进行预先的混合。

在其它原料的粒度研究方面,《钢铁》论文“焦粉粒度对铁矿石烧结过程的影响”认为铁矿石烧结中焦粉的燃烧过程取决于焦粉的粒度,并通过试验,指明通过降低细焦粉粒级的百分比来增加焦粉平均粒度,从而可以明显提高烧结速度、成品率和生产率,而需要的焦粉量会更少。同时也会使烧结矿的RDI改善。《烧结球团》论文“煤粉粒度组成对武钢烧结矿铁酸钙生产的影响”认为煤粉的粒度上限应该扩大,而且煤粉当中>3mm的粒级含量是不可或缺的,合适的粒度组成可以提高铁酸钙的含量。而铁酸钙含量的提高,烧结矿的还原粉化指标必然改善。中国专利200910012228.1公布了一种降低烧结固体燃耗、提高强度的烧结矿生产方法,其特征是将烧结用燃料预先筛分,将筛分后的焦粉按粒度进行优化,再重新进行配矿,从而改善烧结矿的粉化指标。以上技术只是单纯从燃料粒度一个方面进行优化从而改 善烧结矿的粉化指标,故其改善的程度有限,而且不能从根本上解决烧结时上层和下层烧结矿强度低,粉化差的问题。

所以从已经发表的资料分析,如果要提高烧结矿粉低温粉化指标就应该优化烧结的燃料配加方式,改进布料的方式,才能有效的提高烧结矿的质量,改善烧结矿的低温还原粉化率。



技术实现要素:

本发明提供一种改善烧结矿低温还原粉化率的方法,首先根据烧结混合料一般对粒度级别的要求进行了筛分,再利用炼焦除尘灰粒度细,比重轻,固定碳含量高(超过80%),燃烧快的特性按质量百分比分别配加到不同粒度级别中,最后将混合料按自上而下变粗的粒度级别进行布料。提高了料层的透气性,从而降低了料层下部烧结矿在冷却时发生晶型转变的几率,减少了玻璃相的生成,提高了烧结矿的产质量,从而改善了烧结矿的低温还原粉化率,解决过熔或硬壳,透气性下降等问题,同时还可以节约了焦粉资源,降低了生产成本。

为解决上述问题,本发明的技术方案为:

选择烧结原料为含铁矿物,熔剂和固体燃料,其中所述的含铁矿物为:磁铁矿,赤铁矿,褐铁矿,铁磷,铁皮中的一种或几种;所述的熔剂为石灰石,生石灰,镁石;所述的固体燃料为焦粉和炼焦除尘灰,其中,含铁矿物的质量百分比为76%-85%,熔剂的质量百分比为10%-19%,成品烧结矿碱度控制在1.80-2.20,氧化镁含量控制在1.5%-1.8%,固体燃料的质量百分比为2.5%-6.5%;

固体燃料由焦粉和炼焦除尘灰组成,其中焦粉的质量占总固体燃料质量的百分比为62%-80%,炼焦除尘灰的质量占总固体燃料质量的百分比为20%-38%。其中<3mm的炼焦除尘灰质量占总炼焦除尘灰质 量的百分比为53%-63%,3mm~5mm的混合料中配加的炼焦除尘灰质量占总炼焦除尘灰质量的百分比为37%-47%。

本发明方法是首先将含铁矿物,熔剂和焦粉进行混合,然后将混合料按<3mm,3mm~5mm,>5mm三个粒度级别进行筛分,再将筛分后<3mm和3mm~5mm的混合料分别与炼焦除尘灰进行混合,且炼焦除尘灰以气体输送形态喷洒在滚动的混合料表面;烧结混合料喷洒炼焦除尘灰时,在炼焦除尘灰的喷洒孔上方同时喷洒部分雾化水,炼焦除尘灰气体的输送速率控制在2.5m3/h-8.5m3/h;混合料喷洒炼焦除尘灰和雾化水后,水分的质量百分含量控制在7.8%以下;

本发明布料时,将粒度级别为>5mm的混合料布置在烧结台车上料层的最底端,将原粒度为3mm~5mm的并配加过炼焦除尘灰后的混合料布置在台车上料层的中间,将原粒度为<3mm的并配加过炼焦除尘灰后的混合料布置在台车上料层的最上部。

本发明与现有技术相比具备的优点及效果在于,根据烧结的实际,将混合料和燃料分级混合,分级布料。在烧结上层布细颗粒原料,并相应的多加燃料,从而延长烧结时间,提高烧结温度,提高烧结矿产量和质量,并且不会出现过熔和硬壳,从而大大改善了料层上部烧结矿粉化率严重的现象;在烧结下层,布粗颗粒原料,少加燃料,从而降低烧结温度,提高料层的透气性,降低烧结矿的过熔现象,强化了低温烧结,使烧结矿的低温还原粉化率等冶金性能指标得到改善。同时,将粒度细、含碳量高的炼焦除尘灰通过气体与<3mm和3mm~5mm的原料混合时,克服了炼焦除尘灰不易形成球核,不易吸附的难题,使焦化厂副产物得到大量使用,从而节约了焦粉资源,降低了生产成本。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明的技术方案进行详细说明。

实施例1:

将质量百分比为78%的磁铁矿与19%的熔剂(8%的生石灰,1.9%的石灰石,2%的镁石)与1.86%的焦粉(固体燃料为3%,其中炼焦除尘灰占固体燃料的38%,焦粉占固体燃料的62%)进行混合,然后将混合料按<3mm,3mm~5mm,>5mm三个粒度级别进行筛分。将筛分后<3mm的混合料与占炼焦除尘灰质量百分比为63%的炼焦除尘灰混合,将筛分后3mm~5mm的混合料与占炼焦除尘灰质量百分比为37%的炼焦除尘灰混合。在混合时,炼焦除尘灰以气体输送形态喷洒在滚动的混合料表面,气体的输送速率控制在7m3/h;混合料喷洒炼焦除尘灰和雾化水后,水分的质量百分含量控制在7.2%。布料时,将粒度级别为>5mm的烧结混合料布置料层的最底端,将原粒度为3mm~5mm的并配加过炼焦除尘灰后的混合料布置在料层的中间,将原粒度为<3mm的并配加过炼焦除尘灰后的混合料布置在料层的最上部,最终烧结得到成品烧结矿。

将成品烧结矿进行冶金性能试验,烧结矿的冶金性能指标与普通烧结的烧结矿区别为:

使用本方法后,烧结矿的低温还原粉化指标明显得到改善

实施例2、

将质量百分比为80%的赤铁矿与15.5%的熔剂(6%的生石灰,8%的石灰石,1.5%的镁石)与3.285%的焦粉(固体燃料为4.5%,其中炼焦除尘灰占固体燃料的27%,焦粉占固体燃料的73%)进行混合,然后将混合料按<3mm,3mm~5mm,>5mm三个粒度级别进行筛分。将筛分后<3mm的混合料与占炼焦除尘灰质量百分比为59%的炼焦除尘灰混合,将筛分后3mm~5mm的混合料与占炼焦除尘灰质量百分比为41%的炼焦除尘灰混合。在混合时,炼焦除尘灰以气体输送形态喷洒在滚动的混合料表面,气体的输送速率控制在7.5m3/h;混合料喷洒炼焦除尘灰和雾化水后,水分的质量百分含量控制在7.7%。布料时,将粒度级别为>5mm的烧结混合料布置料层的最底端,将原粒度为3mm~5mm的并配加过炼焦除尘灰后的混合料布置在料层的中间,将原粒度为<3mm的并配加过炼焦除尘灰后的混合料布置在料层的最上部,最终烧结得到成品烧结矿。

将成品烧结矿进行冶金性能试验,烧结矿的冶金性能指标与普通烧结的烧结矿区别为:

使用本方法后,烧结矿的低温还原粉化指标明显得到改善

实施例3

将质量百分比为84%的褐铁矿与10.6%的熔剂(3%的生石灰,5.5%的石灰石,1.0%的镁石)与5.2%的焦粉(固体燃料为6.5%,其中炼焦除尘灰占固体燃料的20%,焦粉占固体燃料的80%)进行混 合,然后将混合料按<3mm,3mm~5mm,>5mm三个粒度级别进行筛分。将筛分后<3mm的混合料与占炼焦除尘灰质量百分比为54%的炼焦除尘灰混合,将筛分后3mm~5mm的混合料与占炼焦除尘灰质量百分比为46%的炼焦除尘灰混合。在混合时,炼焦除尘灰以气体输送形态喷洒在滚动的混合料表面,气体的输送速率控制在4.5m3/h;混合料喷洒炼焦除尘灰和雾化水后,水分的质量百分含量控制在7.5%。布料时,将粒度级别为>5mm的烧结混合料布置料层的最底端,将原粒度为3mm~5mm的并配加过炼焦除尘灰后的混合料布置在料层的中间,将原粒度为<3mm的并配加过炼焦除尘灰后的混合料布置在料层的最上部,最终烧结得到成品烧结矿。

将成品烧结矿进行冶金性能试验,烧结矿的冶金性能指标与普通烧结的烧结矿区别为:

使用本方法后,烧结矿的低温还原粉化指标明显得到改善。

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