本发明属于冶金技术领域，涉及一种超厚料层烧结矿的低水低负压烧结方法。
技术背景
烧结是现代钢铁生产流程中主要的炉料加工工序之一，也是钢铁生产的第一道高温工序，其能耗高、污染负荷重，严重制约了钢铁工业的绿色发展。对于920～950mm超厚料层实行低水低负压烧结方法，可显著降低烧结固体燃耗，提升烧结矿转鼓强度与烧结矿产量，降低烧结矿成本与高炉炼铁成本。同时，固体燃料的降低，减少了烧结原烟气中nox、co等污染物的浓度，显著降低烟气净化系统处理量，减少一次投资和运行成本；温室气体co2排放量也大幅降低。
为提高烧结经济技术指标，技术人员做过很多关于料层高超过800mm的超厚料层的烧结方法的探索，试图进一步挖掘厚料层烧结的潜力，并采用增加点火强度，高负压大风量直流式抽风作业，试图用这种方式来提高料层厚度。但是增加点火强度往往使厚料层表面熔化，料层颗粒之间的空隙堵塞，整个料层阻力增大，必须提高风机的负压和风量，造成风流的局部短路，料层达不到均匀烧结，导致能耗的大幅度增加，即在超厚料层烧结方面没有取得突破。
如何在实现超厚料层的前提下同时实现低水与低负压烧结是亟待解决的问题。
技术实现要素：
本发明的目的是提供一种超厚料层烧结矿的烧结方法，料层厚度920～950mm，以提升烧结矿质量、产量，降低烧结矿加工成本。
本发明的技术方案：
超厚料层烧结矿的烧结方法，烧结料层厚为920～950mm，烧结水分为6.2～6.4%；烧结负压为14.5～15.5kpa。具体步骤如下：
（1）配料：各原料以质量百分数计并按下列下料顺序依次为含铁原料=80～90，焦粉=3.5～5.0，生石灰=5.5～6.5，石灰石=0.5～1.0，白云石=0.5～1.0，返矿=11.8～14.1，除尘灰=1.3～1.9；各物料经配料秤下料到混1皮带，在混1皮带上设有分料器用白云石下料点，在物料中间形成沟槽，将脱硫废水用蒸汽预热后加到物料的沟槽中，对生石灰进行提前消化。
（2）混合制粒：含铁原料、燃料、生石灰、石灰石、白云石、返矿和除尘灰经混合机混合制粒得到烧结混合料；通过在二混安装雾化水喷头分段加水，加水量3～5t/h；二混制粒后混合料粒级中+3mm的占比较制粒前提升7%～15%。
（3）预热混合料：在二混、混合料仓采用低压蒸汽对混合料进行预热，将混合料料温提升到70～90℃。
（4）微负压点火：通过烧结风箱风门开度控制风箱负为4～7kpa，炉膛负压调至-10～5pa，实现微负压点火以改善烧结原始料层透气性。
（5）松料：设3排松料器，保证烧结过程有良好的透气性。
步骤（1）配料中，返矿、除尘灰系作为烧结循环料，配用量按“返矿/粉尘÷（含铁原料+燃料+生石灰+白云石+石灰石）”进行计算。
本发明所采用的技术特征及其原理：
（1）将二混加水采用压缩空气进行雾化，强化制粒；混合料制粒水分由6.7%～6.9%下降到6.1%～6.3%。
（2）提升生石灰的使用效果。活性石灰是碳酸钙中二氧化碳分解后氧化钙结晶不充分，晶格上有许多缺陷的石灰，当氧化钙结晶充分了，生石灰就过烧了，活性度变差。正是由于活性石灰的晶格缺陷多，烧结原料配加活性石灰，就能极大地促进固相反应的发生。研究表明，生石灰消化后呈粒度极细的消石灰胶体颗粒，具有强亲水性，并产生较大的分子粘结力和毛细力，这不仅有利于改善混合料成球，而且能提高生球的强度。同时生石灰持水能力强，受热时小球不易炸裂，改善干燥带的透气性；另外，生石灰消化放热可提高混合料温度。但是生石灰未完全消化不仅起不到粘结剂的作用，反而在烧结过程中体积膨胀，恶化透气性。为提升生石灰的使用效果，采取以下措施：
a.将生石灰的配比从4%左右提高到5.5%～6.5%，混合料料温提高5～10℃。
b.对加水用的脱硫废水池进行通蒸汽预热改造，提升水温，用热水消化生石灰的时间较冷水加快一半以上，消化效果改善明显。
c.为消耗脱硫废水以及增加生石灰的消化时间，在生石灰下料点后的混1皮带上提前消化，生石灰与热水接触更充分，消化时间增加约30秒，为消石灰胶体颗粒的形成提供的足够的时间。
（3）低压蒸汽高效预热混合料技术提升料温。通过蒸汽预热管道的合理布置与喷嘴的优化设计，对混合料进行均匀加热，提高混合料温到70～90℃。
（4）微负压点火技术的研究与应用，通过烧结风箱风门开度控制风箱负为4～7kpa，炉膛负压调至-10～5pa，实现微负压点火以改善烧结原始料层透气性。
（5）三排松料器的改造应用。将松料器由2排增加至3排。第一排松料器距离炉条高度提高至200mm，长度以达到九辊布料器的第九辊为准，间距200mm。第二排松料器距第一排高度为200mm，长度比第一排短200mm为准，间距200mm，且与第一排错开排列。第三排松料器距第二排高度为180～200mm，长度比第二排短200mm为准，间距200mm，且与第二排错开排列。松料器本身结构由原始方形改造为锥形，有利于物料的分流和布料，解决物料堆积和拉沟现象，改善烧结透气性。
（6）降低有害漏风，合理优化风量分布。通过近“零”边缘效应新型烧结机栏板的研究与应用，降低烧结机台面两侧漏风，提升风量在烧结机横向方向的均匀性；采取安装焊接新型陶瓷衬板和喷涂高温耐磨料两种方式相结合的措施解决风箱处漏风，降低烧结系统的漏风率。
（7）设计配料下料顺序依次为铁矿石、焦粉、生石灰/轻烧白云石、石灰石/白云石、返矿、除尘灰。并在白云石下料后，在皮带上增加分料器，在物料中间形成沟槽，将原本加在一次混匀圆筒的水分，在皮带上加水，将水加到物料的沟槽中，对生石灰进行提前消化，使得消化的生石灰粘附焦粉的表面，实现燃料的预处理。消石灰预处理对制粒效果起到改善作用，混合料+5mm的含量有明显的增加，混匀料平均粒度增大，透气性得到改善；+3mm制粒小球中的碳含量增加，碳分布律从72.68%提高到76.63%，有更多的燃料长大成了粒级更大的小球。采用消石灰对焦粉进行预处理，燃料n的转化率降低，nox排放浓度下降，提升了烧结的清洁生产水平，降低了nox末端治理成本。
本发明方法的有益效果：
（1）通过低水制粒技术的开发与应用，低压蒸汽高效预热混合料提升料温，微负压点火技术的开发应用，三排松料器的改造应用，增加了料层厚度，降低了烧结机机速，促进了烧结结晶反应，降低了内返矿率，提高了烧结矿质量、产量。
（2）突破了超高料层烧结过程气流阻力大的瓶颈，构建了超高料层低负压烧结技术，料层厚度从730mm提高至930mm以上，烧结负压从16.0kpa～17.0kpa降低到14.5kpa～15.5kpa，实现了超高料层条件下的低电耗、低燃耗烧结，降低烧结成本。
（3）针对治理难度大、排放量大的烧结nox，提出了烧结过程低nox燃烧控制原理，首创了基于燃料选择性分布的nox抑制生成技术，烧结原烟气nox排放减少37%左右，实现了烧结烟气nox的高效过程减排。
具体实施方式
下面结合实施例说明：
实施例1
（1）配料：下料顺序依次为含铁原料、焦粉、生石灰、石灰石、白云石、返矿、除尘灰，其中各原料的质量百分数为：含铁原料=88，燃料=4.0，生石灰6.0，石灰石=1.0，白云石=1.0；返矿、除尘灰作为烧结循环料，配用量按“返矿/粉尘÷（含铁原料+燃料+生石灰+白云石+石灰石）”进行计算，返矿=14.1%，除尘灰=1.3。各物料经配料秤下料到混1皮带，在混1皮带上增加分料器（白云石下料点后），在物料中间形成沟槽，将脱硫废水（将废水用蒸汽预热提高料温）加到物料的沟槽中，对生石灰进行提前消化。
（2）混合制粒：含铁原料、燃料、生石灰、石灰石、白云石、返矿和除尘灰经混合机混合制粒得到烧结混合料；通过在二混安装雾化水喷头分段加水，加水量4t/h（混合料制粒水分6.2%），二混制粒后混合料粒级中+3mm的占比较制粒前提升8%。
（3）预热混合料：在二混、混合料仓采用低压蒸汽对混合料进行预热，将混合料料温提升到80℃。
（4）微负压点火：通过烧结风箱风门开度控制将1#风箱负压调至4kpa，2#风箱负压调至6kpa，3#风箱负压调至7kpa，炉膛负压调至-5pa，实现微负压点火；以改善烧结原始料层透气性。
（5）松料：设3排松料器，保证烧结过程有良好的透气性。
烧结机长度90m，在机头将85℃的混合料布加到烧结机台车，经三排松料器松料，布料厚度为930mm，经点火器点火抽风烧结，点火温度为1040℃，抽风负压为15100kpa，烧结机机速设定为（1.60～1.65）m/min。
采用本发明后，烧结台时产量提高3%，烧结矿转鼓强度由77%提高到79.5%，烧结固体燃耗降低1.8kg/t，烧结原烟气nox浓度由260mg/nm3降至163mg/nm3，排放减少37%左右。
实施例2
（1）配料：下料顺序依次为含铁原料、焦粉、生石灰、石灰石、白云石、返矿、除尘灰，其中各原料的质量百分数为：含铁原料=87.7，燃料=4.0，生石灰6.5，石灰石=0.8，白云石=1.0；返矿、除尘灰作为烧结循环料，配用量按“返矿/粉尘÷（含铁原料+燃料+生石灰+白云石+石灰石）”进行计算，返矿=15.1，除尘灰=1.5。各物料经配料秤下料到混1皮带，在混1皮带上增加分料器（白云石下料点后），在物料中间形成沟槽，将脱硫废水（将废水用蒸汽预热提高料温）加到物料的沟槽中，对生石灰进行提前消化。
（2）混合制粒：含铁原料、燃料、生石灰、石灰石、白云石、返矿和除尘灰经混合机混合制粒得到烧结混合料；通过在二混安装雾化水喷头分段加水，加水量4.5t/h（混合料制粒水分6.3%），二混制粒后混合料粒级中+3mm的占比较制粒前提升9%。
（3）预热混合料：在二混、混合料仓采用低压蒸汽对混合料进行预热，将混合料料温提升到78℃。
（4）微负压点火：通过烧结风箱风门开度控制将1#风箱负压调至4kpa，2#风箱负压调至6.5kpa，3#风箱负压调至7kpa，炉膛负压调至-6pa，实现微负压点火；以改善烧结原始料层透气性。
（5）松料：设3排松料器，保证烧结过程有良好的透气性。
烧结机长度110m，在机头将78℃的混合料布加到烧结机台车，经三排松料器松料，布料厚度为940mm，经点火器点火抽风烧结，点火温度为1050℃，抽风负压为15300kpa，烧结机机速设定为（1.65～1.75）m/min。
采用本发明的方法，烧结台时产量提高4%，烧结矿转鼓强度由77%提高到80%，烧结固体燃耗降低2kg/t，烧结原烟气nox浓度由270mg/nm3降至170mg/nm3，排放减少37%左右。