一种烧结配料结构优化方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种烧结配料结构优化方法，属于烧结配料技术领域。
【背景技术】
[0002] 烧结矿是高炉生产中的主要含铁原料，它是将铁矿粉、熔剂及燃料按照一定的比 例组成混合料，配以适量水分，经混合制粒后在烧结机上烧结形成块状料的过程；由于用于 烧结的每种铁矿粉在化学成分、矿物组成、矿种、粒度结构等方面的性能不同，因此需要在 烧结之前对原料结构进行调整，按照要求的碱度、化学成分及资源量，确定不同铁矿粉的适 宜配比、燃料、熔剂的加入量，以满足高炉炉料结构的要求；影响烧结成矿的因素很多，国内 外在控制烧结生产及烧结矿质量方面开展了大量的研宄工作。根据工艺环节的物理化学本 质，烧结特性的研宄主要从混合制粒过程和抽风烧结过程两个层面展开，前一个过程研宄 角度侧重于物料在常温状态下的物理过程；后一个过程主要涉及物质和能量在料层中的迀 移规律、高温化学反应、冶金熔体和固相的界面接触行为等；制粒工艺是混合料烧结前的环 节，决定了混合料的透气性和粒度分布，进而对烧结生产及烧结矿的质量起着至关重要的 作用，国内外在该领域已经进行了大量的研宄，其中一部分注重混匀料粒度分布和透气性 的预测，而另外一部分研宄主要集中在制粒工艺的参数选择和优化，有的研宄结果运用于 实际生产比较困难，有的通用性不强；目前，在矿种变化频繁的情况下，生产中所关注的问 题更侧重于矿种对混匀料粒度分布的影响，因为这关系到是否容易烧结的问题。
[0003] 近年来，随着铁矿粉高温烧结特性概念的推广，对铁矿粉烧结特性的研宄从常温 转向了高温，从而使烧结过程中涉及物质和能量在料层中的高温化学反应、冶金熔体和固 相的接触行为以指标的形式表现出来；然而，关于铁矿石高温特性及其与烧结过程内在联 系等方面的研宄工作还处于较低层次，而这正是实际生产中急于解决的问题；液相流动性 是铁矿石高温烧结特性的主要指标，反映烧结过程中产生的液相量和固结范围，流动范围 不足成品率下降，流动范围过大强度下降；由于烧结矿固结机理是液相固结，因此该指标直 接影响烧结矿的质量和成品率。
[0004] 由此可见，烧结原料结构的常温性能和高温性能是影响烧结工艺过程及产品质量 的两个主要方面，而两者之间又是紧密相关的，仅从一个方面进行原料结构的合理搭配都 是片面的，如何将烧结原料结构的常温性能和高温性能有机结合起来，既能兼顾烧结工艺 过程，又能注重烧结矿质量，形成适宜于生产应用的优化配料模式，成为目前急需解决的问 题。
【发明内容】
[0005] 本发明所要解决的技术问题是提供一种烧结配料结构优化方法，通过对常温核粉 比和高温粘附粉综合液相流动性两个参数条件的限制，达到以适宜量且具有最佳性能的液 相粘附颗粒料的目的，实现烧结原料结构的优化。
[0006] 本发明通过对烧结混匀料制粒前后的粒度组成变化情况进行试验研宄，对大量 数据进行统计分析后发现：制粒过程中，铁矿粉颗粒总是以三种状态存在，即形核粒子、 中间粒子和粘附粉，用粒径来界定，形核粒子为粒径在0. 63mm~10mm范围的颗粒，称其为 核矿石，其在制粒后的烧结混匀料中起骨架和成球核心的作用，粒径小于〇. 2mm的矿粉称 为粘附粉，制粒后粘附于核矿石上，不再单独存在，而粒径在〇. 2mm~0. 63mm范围的粒子 称为中间粒子，即不易成核，又不易被粘附，在烧结中对料层透气性有不利影响；因此，混 匀料中核粉粒子数量及比例是烧结工艺中进行制粒优化的主要方面，由于在研宄中发现， 粒径大于1〇_的颗粒在混匀料制粒前后变化不大，在生产中也严格控制，因此，把粒径在 0. 63mm~10mm范围的核矿石重量与小于0. 2mm粘附粉重量的比值定义为烧结混勾料中的核 粉比；研宄中还发现，铁矿粉液相流动性指数在2. 47时，烧结矿强度指标及成品率最佳，可 以作为烧结原料结构优化的条件之一。
[0007]本发明所称技术问题是由以下技术方案解决的： 一种烧结配料结构优化方法，根据混合料中每种铁矿粉的含水量及高炉碱度平衡要求 确定烧结混合料中每种铁矿粉、熔剂及燃料的配加量，并在此条件下进行烧结成矿，其改进 之处在于：在确定烧结混合料中每种铁矿粉、熔剂及燃料的配加量之前进行如下步骤： 第一步、原料准备：取第一种烧结用铁矿粉，干燥后制成干基铁矿粉，并测定其含水量 的重量百分数； 第二步、单种干基铁矿粉核粉比测定：将单种干基铁矿粉混匀缩分，然后按照l〇mm、 0. 63mm、0. 2mm的粒级进行筛分，其中粒径在0. 63mm~10mm范围的颗粒定义为核矿石，粒径 小于0. 2mm的矿粉称为粘附粉；分别测定干基铁矿粉的核比Ptt和粉比Pe，其中核比Ptt为 干基铁矿粉中粒径为〇. 63_~10_核矿石重量百分数，粉比Ps为干基铁矿粉中粒径小于 〇. 2mm粘附粉重量百分数；把核比Ptt和粉比~的比值定义为干基铁矿粉的核粉比； 第三步、单种干基铁矿粉液相流动性指数测定：取步骤二中粒径小于0. 2mm的粘附粉， 测定其液相流动性指数Le ; 第四步、重复第一步~第三步过程，分别测定第二种、第三种……第i种干基铁矿粉的 核比、粉比及液相流动性指数； 第五步、混匀料配比结构优化：按照约束条件确定混匀料中每种干基铁矿粉的配比，其 中约束条件中混匀料核粉比P控制水平为2. 5±0. 05 ;综合液相流动性指数L控制水平为 2. 47±0. 05。
[0008] 上述的烧结配料结构优化方法，所述第一步中将铁矿粉置于干燥箱中进行干燥， 干燥温度为l〇〇±5°C，干燥时间1. 5-3h。
[0009] 上述的烧结配料结构优化方法，所述第一步中铁矿粉取料方式为选择料堆的3~ 5个取料点进行取料并缩分混匀。
[0010] 上述的烧结配料结构优化方法，所述第二步中，单种干基铁矿粉的核粉比表示方 法如下：P核=Q核/QX 100% ;P粉=Q粉/QX 100%; 其中：Qtt 单种干基铁矿粉中粒径为0. 63mm~10mm铁矿粉的重量(单位：克）； Q? 单种干基铁矿粉中粒径小于〇. 2mm粘附粉的重量(单位：克）； Q--单种干基铁矿粉试样的总重(单位：克）； P核-----单种干基铁矿粉的核比(单位：％); P?-----单种干基铁矿粉的粉比(单位：％)。
[0011] 上述的烧结配料结构优化方法，所述第三步中，用于液相流动性指数测定的铁矿 粉为每种干基铁矿粉中粒径小于〇. 2mm的粘附粉，测定仪器选择WSXT - 01型铁矿粉基础 特性试验装置，每种干基铁矿粉测定三次，以三次的平均值作为该干基铁矿粉液相流动性 指数Le。
[0012] 上述的烧结配料结构优化方法，所述第五步中，混匀料核粉比P的约束条件应满 足如下条件：P=p御？ /p?m =2. 5±〇. 〇5 ; 其中：P核混=E P核i XByP粉混=E P?丨XBi; P核混 混勾料核比(单位：％); 混勾料粉比(单位：％); P核i 混勾料中第i种干基铁矿粉的核比(单位：％); P? i 混勾料中第i种干基铁矿粉的粉比(单位：％); Bi------混匀料中第i种铁干基矿粉配比(单位：％)，E Bel ; 混匀料综合液相流动性指数L的约束条件应满足如下条件：L =2. 47±0. 05 ; 其中：L=ELeiXBi; L? i 混勾料中单种干基铁矿粉粒径小于〇. 2mm的粘附粉液相流动性指数； Bi------混匀料中第i种干基铁矿粉配比(单位：％)，E Bel。
[0013] 本发明的有益之处在于： 本发明方法一方面依据每种铁矿粉的粒度分布，优化混匀料核粉比控制参数，实现混 匀料在粒度组成上的合理分布，从而改善烧结料层透气性；另一方面，通过将混匀料