一种降低铁矿粉复合造块固体燃耗的方法.pdf

本发明公开了一种降低铁矿粉复合造块固体燃耗的方法，铁矿粉复合造块料包括不含燃料的球团料以及含有固体燃料的基体料，调控球团料沿料层高度的分布与料层不同高度可利用蓄热量的分布规律相匹配，并控制基体料中固体燃料的含量，使基体料有充足的热量进行液相固结，球团料则充分利用料层的蓄热进行固相固结。该方法能够充分利用复合造块料层的蓄热，降低固体燃料消耗，并提高复合造块的成品率和产品质量。与普通复合造块工艺相比，采用本发明复合造块固体燃耗降低6.2~12.6%，产率提高2~5%以上，产品转鼓强度提高3~5%。本发明进一步采用高料层、低负压的操作制度生产高炉炉料，复合造块产量提高10~20%，抽风风机电耗降低10%以上。

权利要求书
1.  一种降低铁矿粉复合造块固体燃耗的方法，其特征在于，铁矿粉复合造块料包括不含燃料的球团料以及含有固体燃料的基体料，调控所述球团料沿料层高度的分布与料层不同高度可利用蓄热量的分布规律相匹配，并控制所述基体料中固体燃料的含量，使基体料具有充足的热量进行液相固结，而球团料则充分利用料层的蓄热进行固相固结；所述料层高度800~1000 mm，烧结抽风负压7~9 kPa。

2.  根据权利要求1所述的降低铁矿粉复合造块固体燃耗的方法，其特征在于，所述铁矿粉复合造块中球团料用量为30~40%，复合造块料层分为6层，从上至下的每一层中球团料质量占该层混合料质量的百分比为：第1层 10~25%，第2层 20~36%，第3层 30~48%，第4层 36~50%，第5层 40~55%，第6层 36~50%。

3.  根据权利要求1或2所述的降低铁矿粉复合造块固体燃耗的方法，其特征在于，所述基体料中的固体燃料含量为5.1~6.7%。

4.  根据权利要求3所述的降低铁矿粉复合造块固体燃耗的方法，其特征在于，所述球团料由铁精矿和粘结剂制备而成；所述基体料由铁矿粉、固体燃料、熔剂及返矿制备而成。

说明书一种降低铁矿粉复合造块固体燃耗的方法
技术领域
本发明涉及钢铁冶金技术领域，特别涉及一种可以降低铁矿粉复合造块固体燃耗的方法。
背景技术
铁矿粉复合造块工艺是近十年来铁矿造块技术发展的优秀成果之一。该工艺具有合理利用各类含铁资源、克服细粒铁精矿烧结过程中料层透气性差和高炉同时使用烧结矿和球团矿偏析严重、显著提高复合造块质量的特点。在复合造块过程中，为保证复合造块产品具有良好的固结强度，通常需要提高基体料燃料用量，并在球团料制备过程中添加少量燃料，使复合造块混合料的平均燃料用量为3.5~5.0%。然而，随着炼铁技术的进一步发展，淘汰产能小、技术落后高炉的进程加速。日益大型化的高炉对炉料的产质量提出了更高的要求。同时，随着优质铁矿石资源的不断消耗，铁矿石资源呈现出来源广、种类多，粒度细、性能日趋复杂的特点，给炉料制备工序（主要是烧结和球团）的发展带来困难。另外，以环境污染换取快速工业化的发展模式对人类赖以生存的地球造成了严重的伤害。对环境污染的控制和治理刻不容缓，与之对应的环保标准对钢铁工业提出了日益严苛的要求。因此，能量消耗密集、污染严重的钢铁行业面临着降低能耗，减少污染的严峻形势，成为了冶金工作者面临的严峻挑战。因此，在合理利用当前纷繁复杂的铁矿石资源的基础上，进一步提高造块产质量，降低燃料消耗，减少污染物的排放，是钢铁工业发展的方向之一。
发明内容
本发明要解决的技术问题是克服现有技术的不足，提供一种可显著提高铁矿粉造块产质量指标、降低能耗、减少污染物排放的降低铁矿粉复合造块固体燃耗的方法。
为解决上述技术问题，本发明提出的技术方案为：
一种降低铁矿粉复合造块固体燃耗的方法，铁矿粉复合造块料包括不含燃料的球团料以及含有固体燃料的基体料，调控所述球团料沿料层高度的分布与料层不同高度可利用蓄热量的分布规律相匹配，并控制基体料中固体燃料的含量，使基体料具有充足的热量进行液相固结，而球团料则充分利用料层的蓄热进行固相固结；所述料层高度800~1000mm，烧结抽风负压7~9 kPa。
作为对上述技术方案的进一步改进：
优选的，所述铁矿粉复合造块球团料用量为30~40%，复合造块料层分为6层，所述6层中（从上至下）每一层中球团料质量占该层混合料质量的百分比为：第1层 10~25%，第2层 20~36%，第3层 30~48%，第4层 36~50%，第5层 40~55%，第6层 36~50%。
优选的，所述基体料中的固体燃料含量为5.1~6.7%。
优选的，所述球团料由铁精矿和粘结剂制备而成；所述基体料由铁矿粉、燃料、熔剂及返矿制备而成。
本发明的原理是：
通过调控不含燃料的球团料在复合造块料层中的分布，合理利用料层蓄热，达到降低固体燃料消耗的目的。在普通烧结过程中，烧结混合料中的固体燃料分布是均匀的，这通常容易导致烧结料层表面因燃料不足而成品率较低，而烧结料层下部因上部料层蓄热导致热量过剩，进而导致烧结矿质量下降的问题，虽然生产实践中可通过偏析布料的方法提高料层上部的燃料含量，但烧结料层热量分布不均的问题仍然存在。且随着烧结料层高度的不断增加，料层蓄热带来的不利影响日益严重。如图1的右侧所示，烧结料层蓄热计算研究表明，烧结料层和常规复合造块料层各层的可利用蓄热呈现出从上至下先逐层增大的趋势，料层下部由于烧结饼带进入环冷机带走的显热增加，可利用蓄热逐层减少。针对这一规律，本发明设计了如图1的左侧所示的料层球团料分布率，通过适当提高基体料燃料含量，使基体料具有充足的热量进行烧结固结，而球团料则充分利用料层蓄热进行焙烧，合理利用料层蓄热。虽然复合造块基体料的固体燃料含量提高至5.1~6.7%，但当不含燃料的球团料用量为30~40%时，复合造块总的燃料消耗减低至3.06~4.69%，与常规复合造块燃料用量3.5~5.0%相比，可降低燃料用量6.2~12.6%。同时，球团料加入复合造块料层，可以提高烧结料层透气性，为避免烧结速度过快，应适当降低烧结抽风负压，这一方面保证了烧结产品的质量，另一方面可以降低烧结抽风机的负荷，从而降低风机电耗。并且，复合造块产品产率提高2~5%，产品转鼓强度提高3~5%，这一方法既能降低烧结混合料的总燃料用量，实现了料层均热烧结，也降低了风机电耗，且提高烧结产质量，是一项能显著降低工序能耗的技术。
与现有技术相比，本发明的优势在于：
1）本发明的方法通过调控球团料沿料层高度的分布与料层不同高度可利用蓄热量的分布规律相匹配，并控制基体料中固体燃料的含量，可以合理利用料层蓄热，降低复合造块燃料用量6.2~12.6%，并相应减少污染物排放。同时复合造块产品产率提高2~5%，产品转鼓强度提高3~5%，显著提高铁矿粉造块产质量指标。
2）本发明方法采用高料层、低负压的操作制度生产高炉炉料，可以降低抽风负压1~2kPa，料层提高100~200mm，使抽风风机电耗降低10%以上，复合造块产量提高10~20%。
附图说明
图1为本发明中球团料在料层中的分布以及普通烧结中料层可利用蓄热分布率的对比示意图。
具体实施方式
为了便于理解本发明，下文将结合附图和较佳的实施例对本发明作更全面、细致地描述，但本发明的保护范围并不限于以下具体的实施例。
如图1所示，为本发明中球团料在料层中的分布以及普通烧结中料层可利用蓄热分布率的对比示意图。
对照例1
将占烧结原料40%的细粒铁精矿添加2%的粘结剂（膨润土或其他）制备成直径为10~12mm的球团料，其余原料混合制备成基体料。球团料和基体料均匀混合成烧结混合料。其中基体料中固体燃料含量为6.7%（烧结混合料平均燃料含量为4.0%）。将烧结混合料均匀布料于烧结杯中，料层高度700 mm，烧结抽风负压10 kPa进行烧结，获得利用系数1.68 t·m-2·h-1、成品率75.47%、转鼓指数64.81%、固体燃耗54.23 kg·t-1的指标。
实施例1
将占烧结原料40%的细粒铁精矿添加2%的粘结剂（膨润土或其他）制备成10~12mm球团料，其余原料（铁矿粉、固体燃料、熔剂及返矿）混合制备成基体料。其中基体料中固体燃料含量为6.7%（烧结混合料平均燃料含量为4.0%）。将烧结混合料分为6层并布料于烧结杯中，从上至下各层中球团料的质量占该层混合料质量的百分比分别为：12%、25.2%、40.8%、48%、52.8%和48%，料层高度800 mm，烧结抽风负压9kPa进行烧结，获得利用系数1.67 t·m-2·h-1、成品率79.55%、转鼓指数66.23%、固体燃耗53.09 kg·t-1的指标。
实施例2
将占烧结原料30%的细粒铁精矿添加2%的粘结剂（膨润土或其他）制备成10~12mm球团料，其余原料（铁矿粉、固体燃料、熔剂及返矿）混合制备成基体料。其中基体料中固体燃料含量为5.71%（烧结混合料平均燃料含量为4.0%）。将烧结混合料分为6层并布料于烧结杯中，从上至下各层中球团料的质量占该层混合料质量的百分比分别为：12%、25.2%、40.8%、48%、52.8%和48%，料层高度800 mm，烧结抽风负压9kPa进行烧结，获得利用系数1.56 t·m-2·h-1、成品率77.89%、转鼓指数65.38%、固体燃耗53.88 kg·t-1的指标。
实施例3
将占烧结原料40%的细粒铁精矿添加2%的粘结剂（膨润土或其他）制备成10~12mm球团料，其余原料（铁矿粉、固体燃料、熔剂及返矿）混合制备成基体料。其中基体料中固体燃料含量为6.7%（烧结混合料平均燃料含量为4.0%）。将烧结混合料分为6层并布料于烧结杯中，从上至下各层中球团料的质量占该层混合料质量的百分比分别为：24%，36%，36%，48%，52.8%和43.2%，料层高度800 mm，烧结抽风负压9kPa进行烧结，获得利用系数1.61 t·m-2·h-1、成品率78.57%、转鼓指数65.71%、固体燃耗53.25 kg·t-1的指标。
实施例4
将占烧结原料40%的细粒铁精矿添加2%的粘结剂（膨润土或其他）制备成10~12mm球团料，其余原料（铁矿粉、固体燃料、熔剂及返矿）混合制备成基体料。其中基体料中固体燃料含量为5.83%（烧结混合料平均燃料含量为3.5%）。将烧结混合料分为6层并布料于烧结杯中，从上至下各层中球团料的质量占该层混合料质量的百分比分别为19.2%、31.2%、40.8%、48%、50.8%和48%，料层高度800 mm，烧结抽风负压8kPa进行烧结，获得利用系数1.60 t·m-2·h-1、成品率82.57%、转鼓指数67.71%、固体燃耗48.79 kg·t-1的指标。
实施例5
将占烧结原料40%的细粒铁精矿添加2%的粘结剂（膨润土或其他）制备成10~12mm球团料，其余原料（铁矿粉、固体燃料、熔剂及返矿）混合制备成基体料。其中基体料中固体燃料含量为5.83%（烧结混合料平均燃料含量为3.5%）。将烧结混合料分为6层并布料于烧结杯中，从上至下各层中球团料的质量占该层混合料质量的百分比分别为12%、24%、38.4%、50%、55%和50%，料层高度900 mm，烧结抽风负压9 kPa进行烧结，获得利用系数1.52 t·m-2·h-1、成品率80.28%、转鼓指数66.85%、固体燃耗45.21 kg·t-1的指标。
实施例6
将占烧结原料40%的细粒铁精矿添加2%的粘结剂（膨润土或其他）制备成10~12mm球团料，其余原料（铁矿粉、固体燃料、熔剂及返矿）混合制备成基体料。其中基体料中固体燃料含量为5.1%（烧结混合料平均燃料含量为3.06%）。将烧结混合料分为6层并布料于烧结杯中，从上至下各层中球团料的质量占该层混合料质量的百分比分别为16.8%、36%、48%、48%、48%和43.2%，料层高度900mm，烧结抽风负压9kPa进行烧结，获得利用系数1.42 t·m-2·h-1、成品率78.63%、转鼓指数66.11%、固体燃耗43.57 kg·t-1的指标。