一种提高铁矿石烧结混合料透气性的方法及系统与流程

本发明涉及一种提高铁矿石烧结混合料透气性的方法及系统，属于铁矿石烧结技术领域。

背景技术：

厚料层低温烧结技术是近年来被普遍采用的先进烧结技术。基于铁酸钙固结理论及烧结过程的自动蓄热作用，厚料层烧结可以达到减少固体燃料消耗，减少碳氧化物排放，降低燃烧带厚度，减少烧结矿亚铁含量，促进铁酸钙的生成，改善烧结矿矿物结构，提高烧结矿强度，提高烧结矿成品率等优点。但是当烧结料层达到一定厚度后，将带来料层透气性变差，烧结速度降低，下层烧结矿过熔导致理化性能变差等问题。因此，如何能够进一步提高料层高度，又能够改善烧结矿产质量指标，对烧结发展意义重大。而料层透气性改善则是料层高度能否进一步提高的关键，

所谓烧结料层透气性，是指烧结混合料层对气体通过的阻力的大小，是烧结过程中重要的工艺参数。气体在烧结料层内的流动状况和变化规律影响烧结过程的传质、传热以及物理化学反应，直接决定垂直烧结速度。烧结料层透气性好，通入烧结料层中的空气量充分，有益于烧结料层各个物理化学反应的进行。

因此，如何能够提高料层透气性成为本领域亟待解决的技术问题。

技术实现要素：

为解决上述技术问题，本发明的目的在于提供一种提高铁矿石烧结混合料透气性的方法及系统。本发明提供的技术方案能够明显改变混合料的粒度组成与平均粒径，提高其孔隙率，从而提高了烧结混合料的透气性。

为达到上述目的，本发明提供了一种提高铁矿石烧结混合料透气性的方法，该方法包括以下步骤：

配制铁矿石烧结原料，所述铁矿石烧结原料包括铁矿粉、熔剂、燃料和冷返矿；

将铁矿石烧结原料进行混合处理后，从中分出10-50wt％的物料进行压块处理，以将其压制成团块，其余物料进行制粒处理；

将压块处理后的物料和制粒处理后的物料一同进行烧结，直至烧结过程结束。

烧结料层的透气性在一定程度上受料层结构的影响，它的改善对降低料层气体阻力，提高料层透气性具有很大的作用，本发明研究发现：决定料层结构的主要参数为制粒混合料的粒度组成与混合料的平均粒径，其平均粒径越大，粒度分布的范围越窄，则颗粒之间的空隙越多(孔隙率高)，气流容易通过，料层的透气性越好。采用本发明提供的技术方案从铁矿石烧结原料中分出10-50wt％的物料进行压块处理，压制成团块，其余物料进行制粒处理，然后一同进行烧结能够有效提高物料的平均粒径，缩小粒度分布的范围。

在上述方法中，优选地，将铁矿石烧结原料进行混合处理后，从中分出20-30wt％的物料进行压块处理，以将其压制成团块。

在上述方法中，优选地，所述团块的粒度为6-12mm，抗压强度为5-10n/个，落下强度>3次/个；更优选地，所述团块的形状为球形或立方体形，但不限于此。

在上述方法中，优选地，在进行压块处理时，该方法还包括向物料中加入助剂的步骤；更优选地，所述助剂包括粘结剂和/或熔剂，但不限于此。

在上述方法中，所述铁矿石烧结原料中，铁矿粉、熔剂、燃料和冷返矿的配比没有特别限定；优选为，以干基计，在所述铁矿石烧结原料中，所述铁矿粉的质量百分比含量为68％，所述熔剂的质量百分比含量为11.5％，所述燃料的质量百分比含量为3.8％，所述冷返矿的质量百分比含量为16.7％。

在上述方法中，优选地，将铁矿石烧结原料进行混合处理时，该方法还包括向物料中加水的步骤。

在上述方法中，优选地，将其余物料进行制粒处理时，该方法还包括向物料中注入蒸汽的步骤。

在本发明提供的技术方案中，将压块处理后的物料和制粒处理后的物料一同进行烧结时，压块处理后的物料和制粒处理后的物料混合物料一同进入烧结机头的混合料缓冲仓，而后经布料、点火、完成烧结生产。

本发明还提供了一种提高铁矿石烧结混合料透气性的系统，该系统包括配料单元、混合单元、制粒单元、压块单元和烧结单元；其中，所述混合单元的入口与所述配料单元的出口相连，所述混合单元的出口分别与所述制粒单元的入口和所述压块单元的入口相连；所述制粒单元的出口和所述压块单元的出口分别与所述烧结单元的入口相连。

在上述系统中，优选的，所述烧结单元包括点火装置和气体注入装置；所述点火装置与所述气体注入装置相连。

在上述系统中，优选的，所述烧结单元还包括布料装置，所述布料装置可以用于铺置物料。

在上述系统中，优选的，所述烧结单元还包括缓冲仓。待烧结物料先进入缓冲仓，而后经布料、点火，完成烧结过程。

在上述系统中，优选的，该系统还包括蒸汽注入单元，所述蒸汽注入单元的出口分别与所述制粒单元和所述烧结单元相连。在一个具体实施方式中，所述蒸汽注入单元的出口分别与所述制粒单元的入口和所述烧结单元内缓冲仓的入口相连。

在上述系统中，优选的，所述系统还包括注水单元，所述注水单元的一端与所述混合单元的入口相连，另一端与所述制粒单元的出口相连。当需要注水时，所述注水单元可以向所述混合单元和所述制粒单元内注水。

在上述系统中，优选的，所述混合单元的出口处设有分料装置；所述分料装置包括三通分料器、分料箱或犁式卸料器。

在上述系统中，优选的，所述配料单元设有称量装置，所述称量装置包括皮带秤或螺旋称。

在上述系统中，优选的，所述系统还包括助剂添加单元，所述助剂添加单元的与所述压块单元相连。

在上述系统中，优选的，所述混合单元包括圆筒混合机或立式混合机；所述制粒单元包括圆筒制粒机或圆盘造球机；所述压块单元包括高压压块机或水压压块机。

本发明的有益效果：

本发明提供的技术方案采用压块工艺处理烧结混合料，有效改变了烧结混合料的粒度组成与平均粒径，提高了烧结混合料的孔隙率，从而提高了烧结混合料的透气性；最终提高了烧结料层的厚度，提高了烧结生产效率。

附图说明

图1为实施例1提供的一种提高铁矿石烧结混合料透气性的系统的结构示意图；

图2为实施例2提供的一种提高铁矿石烧结混合料透气性的系统的结构示意图；

图3为实施例3提供提高铁矿石烧结混合料透气性的方法的工艺流程图；

主要附图标号说明：

1：配料单元；2：混合单元；3：制粒单元；4：压块单元；5：烧结单元；6：空气注入装置；7：煤气注入装置；8：点火装置；9：蒸汽注入单元；10：注水单元；11：助剂添加单元。

具体实施方式

为了对本发明的技术特征、目的和有益效果有更加清楚的理解，现对本发明的技术方案进行以下详细说明，但不能理解为对本发明的可实施范围的限定。

实施例1

实施例提供了一种提高铁矿石烧结混合料透气性的系统(如图1所示)。

该系统包括配料单元1、混合单元2、制粒单元3、压块单元4和烧结单元5；其中，混合单元2的入口与配料单元1的出口相连，混合单元2的出口分别与制粒单元3的入口和压块单元4的入口相连；制粒单元3出口和压块单元4的出口分别与烧结单元5的入口相连；

混合单元2分别与制粒单元3和压块单元4相连通的出口处设有分料装置；分料装置可以是三通分料器、分料箱或犁式卸料器。

配料单元1设有皮带秤或螺旋称，用于称取铁矿石烧结原料；

混合单元2可以是圆筒混合机或立式混合机；

制粒单元3可以是圆筒制粒机或圆盘造球机；

压块单元4可以是高压压块机或水压压块机；

本实施例提供的系统各单元的入口和出口可以通过带式输送机相连，构成烧结生产线。

实施例2

实施例提供了一种提高铁矿石烧结混合料透气性的系统(如图2所示)，该系统是在实施例1提供的系统的基础上进一步改进得到的。

在实施例1提供的系统的基础上，该系统还可以包括注水单元10，注水单元10分别与混合单元2的入口和制粒单元3的入口相连；

该系统还可以包括助剂添加单元11；助剂添加单元11的出口与压块单元4的入口相连；

该系统还可以包括蒸汽注入单元9，蒸汽注入单元9的出口分别与制粒单元3和烧结单元5相连；

烧结单元5可以包括缓冲仓、点火装置8、空气注入装置6、煤气注入装置7和布料装置；其中，蒸汽注入单元9的出口与缓冲仓的入口相连，空气注入装置6和煤气注入装置7分别与点火装置8相连。

实施例3

本实施例提供了一种提高铁矿石烧结混合料透气性的方法(流程如图3所示)，该方法采用了实施例2提供的系统，主要包括以下步骤：

利用配料单元1称取并配制铁矿石烧结原料，该铁矿石烧结原料包括铁矿粉、熔剂、燃料和冷返矿；然后由胶带机输送至混合单元2进行混合，混合过程中可以通过注水单元10向物料中加水；

混合好后，通过分料装置分出50wt％的物料进入压块单元4中压制成8cm直径的团块；其余的物料进入制粒单元3中进行制粒，制粒过程中可以通过注水单元10向物料中加水；

将压块处理后的物料和制粒处理后的物料一同输送至烧结单元5中进行烧结，获得成品，烧结时，烧结负压为10kpa，点火温度为1150℃，烧结料层的厚度为1000mm。

烧结成品率达到84.5％，转鼓强度为67.53％，利用系数为1.567t/(m²·h)，垂直烧结速度为20.22mm·min^-1。

采用传统工艺(传统工艺流程为：配料——混合——制粒——烧结)对相同的铁矿石烧结原料进行处理，最后在烧结负压为10kpa，点火温度为1150℃的条件下进行试验，其烧结料层的厚度只能为700mm。烧结成品率只达到78.5％，转鼓强度为64.24％，利用系数为1.324t/(m²·h)，垂直烧结速度为21.72mm·min^-1。

由结果可知，与传统工艺相比，本实施例中烧结料层的厚度提高了300mm，利用系数提高了约18％。

实施例4

本实施例提供了一种提高铁矿石烧结混合料透气性的方法，该方法可以采用实施例1或2提供的系统，主要包括以下步骤：

利用配料单元1称取并配制铁矿石烧结原料，该铁矿石烧结原料包括铁矿粉、熔剂、燃料和冷返矿；然后由胶带机输送至混合单元2进行混合，混合过程中可以通过注水单元10向物料中加水；

混合好后，通过分料装置分出30wt％的物料进入压块单元4中压制成8cm直径的团块；其余的物料进入制粒单元3中进行制粒，制粒过程中可以通过注水单元10向物料中加水；

将压块处理后的物料和制粒处理后的物料一同输送至烧结单元5中进行烧结，获得成品，烧结时，制烧结负压为10kpa，点火温度为1150℃，烧结料层的厚度为800mm。

烧结成品率达到80.78％，转鼓强度为66.77％，利用系数为1.448t/(m²·h)，垂直烧结速度为21.66mm·min^-1。

采用传统工艺对相同的铁矿石烧结原料进行处理，最后在烧结负压为10kpa，点火温度为1150℃的条件下进行试验，其烧结料层的厚度只能为700mm。烧结成品率只达到78.5％，转鼓强度为64.24％，利用系数为1.324t/(m²·h)，垂直烧结速度为21.72mm·min^-1。

由结果可知，与传统工艺相比，本实施例中烧结料层的厚度提高了100mm，利用系数提高了约9％。