鐵礦石低炭燒結(jié)方法
【專利摘要】本發(fā)明屬于鋼鐵冶煉領(lǐng)域，具體涉及一種鐵礦石低炭燒結(jié)方法。本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是提供一種燒結(jié)能耗低的鐵礦石低炭燒結(jié)方法。本發(fā)明所采用的技術(shù)方案為：鐵礦石低炭燒結(jié)方法，包括將鐵礦石、燃料、熔劑先經(jīng)過配料、混合得混合料后再進行燒結(jié)，以質(zhì)量分?jǐn)?shù)計，所述鐵礦石中磁鐵礦含量≥50％，非磁鐵礦含量m1：0＜m1≤40％；冶金廢料含量m2：0≤m2≤10％；所述非磁鐵礦為赤鐵礦、褐鐵礦、菱鐵礦中至少一種；所述冶金廢料為主要組成為Fe與FeO的含鐵廢料。本發(fā)明方法通過調(diào)整混合料中的原料組成與工藝參數(shù)，增加了非碳熱量收入，降低了配碳量，使燒結(jié)能耗得以降低。
【專利說明】鐵礦石低炭燒結(jié)方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明屬于鋼鐵冶煉領(lǐng)域，具體涉及一種鐵礦石低炭燒結(jié)方法。

【背景技術(shù)】
[0002] 燒結(jié)是鐵礦粉造塊最重要的工藝方法。燒結(jié)的結(jié)果是粉末顆粒之間發(fā)生粘結(jié)，燒 結(jié)體的強度增加，把粉末顆粒的聚集體變成為晶粒的聚結(jié)體，從而獲得所需的物理、機械、 冶金性能的造塊產(chǎn)品，供高爐煉鐵使用。
[0003] 鋼鐵企業(yè)作為煤炭消耗大戶，燒結(jié)工序能耗約占總能耗的10 %?15%，僅次于煉 鐵，位居第二。其中燒結(jié)固體燃料消耗約占工序能耗的75%?80%，降低燒結(jié)工序能耗首 先要從降低固體燃料消耗上著手。
[0004] 燒結(jié)過程的熱量收入有：煤氣的化學(xué)熱及物理熱，點火助燃風(fēng)的物理熱，固體燃料 燃燒的化學(xué)熱，返回料的化學(xué)熱，混合料、鋪底料及燒結(jié)空氣的物理熱和燒結(jié)過程的化學(xué)反 應(yīng)熱。燒結(jié)過程的熱支出：混合料物理水蒸發(fā)耗熱，化合水、石灰石及礦石分解耗熱，燒結(jié)礦 物理熱及其它熱損失。
[0005] 根據(jù)熱平衡的計算與測試可知，典型的燒結(jié)機熱平衡中，熱收入項固體燃料熱量 占燒結(jié)過程總熱量的70?85%，點火熱耗與其它熱收入僅占15?30%;熱支出項中，燒結(jié) 礦物理熱占50%左右，煙氣帶走熱量占25%左右，碳酸鹽、水分等分解熱占20%左右。由此 可見，固體燃耗燃燒化學(xué)熱占熱量收入的絕對比重與地位，在滿足燒結(jié)工藝要求熱量的條 件下，固體燃料燃燒熱量降低1%其節(jié)約的燃料與成本的也是可觀的。
[0006] 低炭燒結(jié)就是要降低燒結(jié)混合料的配炭量，減少礦物炭燃燒CO2排放量，但還不能 影響燒結(jié)成礦的熱量所需。實現(xiàn)低炭燒結(jié)的兩條路線：一是增加非炭熱量收入，二是減少熱 支出項比重。
[0007] 國外燒結(jié)早在80年代就開始注重節(jié)能減排，日本由于資源短缺，在低炭燒結(jié)方面 走在了世界前列，固體燃耗一般為25?40千克標(biāo)準(zhǔn)煤/噸，即kgce/t，比我國一般低10? 20kgce/t，我國燒結(jié)固體燃耗先進水平也達到35kgce/t左右。
[0008] 攀鋼燒結(jié)固體燃耗在國內(nèi)處于落后水平，達到50kgce/t，從內(nèi)部縱向比較，也處于 上升態(tài)勢。近幾年雖然經(jīng)過是燒結(jié)技術(shù)升級改造，但固體燃耗不但未降，反而升高，作為降 低能源成本提高經(jīng)濟效益的重要途徑，降低固體燃耗實現(xiàn)低炭燒結(jié)具有重要的現(xiàn)實意義。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0009] 針對我國鐵礦石燒結(jié)固體燃耗高，燒結(jié)機有效熱利用率低的技術(shù)問題，本發(fā)明提 供一種燒結(jié)能耗低的鐵礦石低炭燒結(jié)方法。
[0010] 為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明所采用的技術(shù)方案為：
[0011] 鐵礦石低炭燒結(jié)方法，包括將鐵礦石、燃料、熔劑先經(jīng)過配料、混合得混合料后再 進行燒結(jié)，其中：所述鐵礦石以質(zhì)量比計，包括磁鐵礦> 50%、非磁鐵礦< 40%、冶金廢料 10 % ;
[0012] 其中，所述非磁鐵礦為赤鐵礦、褐鐵礦、菱鐵礦中至少一種；
[0013] 所述冶金廢料的主要化學(xué)成分為Fe、FeO中的至少一種。
[0014] 本發(fā)明燒結(jié)方法中由于磁鐵礦、返礦、冶金廢料中均含有FeO、Fe中的至少一種， 磁鐵礦中FeO含量達20%?30%，而FeO、Fe氧化反應(yīng)屬于放熱反應(yīng)。理論計算Ikg FeO 氧化放熱相當(dāng)于〇. 〇68kg焦粉或0. 09kg無煙煤；Ikg Fe氧化放熱相當(dāng)于0. 264kg焦粉或 0.335kg無煙煤。因此，加入磁鐵礦、返礦、冶金廢料可以增加非碳熱量收入，降低了配碳量， 使燒結(jié)能耗得以降低。
[0015] 冶金廢料具體可選用鐵基粉、乳鋼皮、鐵渣、煉鋼粉塵、煉鋼污泥、鋼渣、脫硫渣、渣 鐵、乳鋼碎屑、沉淀污泥、瓦斯灰、瓦斯泥、均渣、尾渣、高爐灰、動力瓦斯、除塵灰中的至少一 種。
[0016] 上述技術(shù)方案中，配料、混合步驟中，按重量百分比計，燃料1%?7%、熔劑1%? 15%，其余為鐵礦石。
[0017] 為回收返礦余熱，改善物料結(jié)構(gòu)，提高資源利用率，可在混合鐵礦石、燃料、熔劑 后,加入返礦得混合料,返礦的加入量為混合料質(zhì)量的0?50% ;返礦加入量為混合料質(zhì)量 30 %時，效果最佳。
[0018] 上述技術(shù)方案中，為降低燒結(jié)能耗，宜控制混合料固定炭含量彡2. 6%。
[0019] 上述技術(shù)方案中，為降低燒結(jié)熔點，節(jié)約能耗，宜控制混合料八1203/5102質(zhì)量比為 0. 3 ?0. 5。
[0020] 上述技術(shù)方案中，所述熔劑選擇熟料熔劑可節(jié)約分解熱。優(yōu)選生石灰、活性石灰或 高鎂灰中的至少一種。所述高鎂灰為含MgO 20%?50%的生石灰。
[0021] 瓦斯灰、瓦斯泥中固定碳含量為15%?20%。上述技術(shù)方案中以質(zhì)量比計，冶金 廢料中20%?50%為瓦斯灰、瓦斯泥中的至少一種，可節(jié)約礦物燃料。瓦斯灰為在高爐煉 鐵過程中，夾雜于高爐煤氣中的微細(xì)粉塵，經(jīng)干式除塵所得干式細(xì)粒粉塵，經(jīng)濕式除塵所得 的產(chǎn)物經(jīng)沉淀即為瓦斯泥。
[0022] 上述技術(shù)方案中，宜控制混合料水分為6. 0%?7. 5%，可減少水分蒸發(fā)物理熱。
[0023] 上述技術(shù)方案中，為提高燃料的燃燒效率與熱利用率，宜控制燃料中10%以下粒 度>3臟，燃料中15%以下粒度〈0.5·!。
[0024] 為利用料層自動蓄熱作用，提高熱量利用率，本發(fā)明燒結(jié)宜采用厚料層燒結(jié)，料層 厚度彡600mm，為確保燒結(jié)效率，料層厚度優(yōu)選800mm?1000mm。
[0025] 上述技術(shù)方案中，燒結(jié)前將混合料溫度升至60°C以上，可增加混合料的物理熱，同 時消除燒結(jié)過濕層危害，出于節(jié)約能耗目的，優(yōu)選將混合料升溫至80°C。
[0026] 上述技術(shù)方案中，為提高燒結(jié)礦強度與冶金性能，宜控制燒結(jié)溫度為1250°C? 1280。。。
[0027] 上述技術(shù)方案中，為減少熱損失，宜控制煙氣溫度為90°C?150°C。
[0028] 上述技術(shù)方案中，為減少配炭，降低燒結(jié)燃耗成本，宜控制燒結(jié)所得燒結(jié)礦FeO為 5%?8%。
[0029] 燒結(jié)后將粒度< 5mm的燒結(jié)礦作為返料參與下一批燒結(jié)配料，可以回收返礦余 熱，改善物料結(jié)構(gòu)，并提高資源利用率。
[0030] 本發(fā)明所述動力瓦斯為動力廠清洗煤氣得到的瓦斯灰。
[0031] 本發(fā)明所述除塵灰為燒結(jié)環(huán)境除塵器收集的粉塵，化學(xué)成分與燒結(jié)礦相近。
[0032] 除另有說明的以外，本發(fā)明中比例、含量、成分等均為質(zhì)量百分比。
[0033] 本發(fā)明的有益效果如下：
[0034] 1、本發(fā)明方法通過調(diào)整混合料中的原料組成，增加了非碳熱量收入，降低了配碳 量，使燒結(jié)能耗得以降低。
[0035] 2、通過調(diào)整控制混合料Al203/Si02質(zhì)量比，使混合料熔點得以降低，實現(xiàn)了低溫?zé)?結(jié)。
[0036] 3、本發(fā)明方法可采用冶金含鐵廢料、瓦斯灰等工業(yè)廢物，達到了廢物回收利用的 目的，節(jié)約了成本、減輕了環(huán)境壓力。

【具體實施方式】
[0037] 下面結(jié)合【具體實施方式】對本發(fā)明進行進一步說明。
[0038] 1、采用合理的礦石品種與搭配結(jié)構(gòu)。目前自然界有磁鐵礦、赤鐵礦、褐鐵礦、菱鐵 礦四大類，除磁鐵礦含有較高的FeO,燒結(jié)反應(yīng)為放熱反應(yīng)外，其它礦石中FeO很低或不含 FeO,燒結(jié)反應(yīng)為吸熱反應(yīng)。但，視礦石形成條件而定，自然界也有上述礦石的混合礦。
[0039] 磁鐵礦含有FeO 20 %?30%，經(jīng)過燒結(jié)后氧化度極高，磁鐵礦中FeO在燒結(jié)過程 在氧化反應(yīng)中放出大量的熱量，可減少燒結(jié)配炭量。磁鐵礦FeO氧化放熱如下：
[0040] Fe0+l/402 = l/2Fe203+284. 57829/2 (KJ/mol)
[0041] 理論計算可知，Ikg FeO氧化放熱相當(dāng)于0· 068kg焦粉或0· 09kg無煙煤。發(fā)明人 實驗發(fā)現(xiàn)，將磁鐵礦配比為> 50 %，非磁鐵礦配比為< 40 %，冶金廢料< 10%，可提高氧化 反應(yīng)放熱效果。
[0042] 2、加入含鐵冶金廢料。任何鋼鐵企業(yè)不可避免會產(chǎn)生鐵皮、鐵渣、煉鋼污泥、鋼渣、 脫硫渣、渣鐵、乳鋼碎屑、沉淀污泥等冶金廢料，這些含鐵冶金廢料主要特點一是含有金屬 鐵或FeO,部分冶金廢料的主要組成詳見表1，在燒結(jié)過程中氧化反應(yīng)，放出大量熱量；二是 含有熟性CaO,燒結(jié)時可節(jié)約石灰石分解耗熱，減少配炭量。
[0043] 金屬鐵氧化放熱：
[0044] Fe+3/402 = l/2Fe203+823. 45792/2 (KJ/mol)
[0045] 理論計算Ikg Fe氧化放熱相當(dāng)于(λ 264kg焦粉或(λ 335kg無煙煤，每200kg金屬 鐵氧化放熱可滿足1噸燒結(jié)礦燒結(jié)所需熱量，不需配加燃料。
[0046] 表1主要冶金廢料化學(xué)成分（％ )
[0047]

【權(quán)利要求】
1. 鐵礦石低炭燒結(jié)方法，包括將鐵礦石、燃料、熔劑先經(jīng)過配料、混合得混合料后再進 行燒結(jié)，其特征在于：以質(zhì)量分?jǐn)?shù)計，所述鐵礦石中磁鐵礦含量> 50%，非磁鐵礦含量Hi1 :0 < Hi1彡40% ;冶金廢料含量m2 :0彡m2彡10% ; 其中，所述非磁鐵礦為赤鐵礦、褐鐵礦、菱鐵礦中至少一種； 所述冶金廢料的主要化學(xué)成分為Fe、FeO中的至少一種； 優(yōu)選的，冶金廢料為鐵基粉、乳鋼皮、鐵渣、煉鋼粉塵、煉鋼污泥、鋼渣、脫硫渣、渣鐵、乳 鋼碎屑、沉淀污泥、瓦斯灰、瓦斯泥、均渣、尾渣、高爐灰、動力瓦斯、除塵灰中的至少一種。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的鐵礦石低炭燒結(jié)方法，其特征在于，滿足下述至少一項： 控制混合料固定炭含量< 2. 6% ; 控制混合料Al203/Si02質(zhì)量比為0. 3?0. 5 ; 控制燒結(jié)溫度1250°C?1280°C ; 控制燒結(jié)所得燒結(jié)礦FeO含量為5 %?8 % ; 控制煙氣溫度為90°C?150°C。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的鐵礦石低炭燒結(jié)方法，其特征在于：所述燒結(jié)步驟中燒結(jié)為 厚料層燒結(jié)，料層厚度彡600mm ;優(yōu)選的，料層厚度為800mm?1000mm。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的鐵礦石低炭燒結(jié)方法，其特征在于：所述配料、混合步驟中， 按重量百分比計，燃料1 %?7%、熔劑1 %?15%，其余為鐵礦石。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的鐵礦石低炭燒結(jié)方法，其特征在于：以質(zhì)量比計，冶金廢料中 20%?50%為瓦斯灰、瓦斯泥中的至少一種。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的鐵礦石低炭燒結(jié)方法，其特征在于：所述熔劑為熟料熔劑；優(yōu) 選生石灰、高鎂灰、活性石灰中的至少一種。
7. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的鐵礦石低炭燒結(jié)方法，其特征在于：所述燃料中10%以下粒 度>3mm，所述燃料中15 %以下粒度〈0. 5mm。
8. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的鐵礦石低炭燒結(jié)方法，其特征在于：控制混合料水含量為 6. 0%?7. 5%。
9. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的鐵礦石低炭燒結(jié)方法，其特征在于：燒結(jié)前將混合料溫度升 至60°C以上；優(yōu)選將混合料升溫至80°C。
10. 根據(jù)權(quán)利要求1?9任一項所述的鐵礦石低炭燒結(jié)方法，其特征在于：燒結(jié)完成后 將粒度< 5_的燒結(jié)礦作為返礦使用；返礦的加入量為混合料質(zhì)量的0?50% ;優(yōu)選返礦 的加入量為混合料質(zhì)量的30%。
【文檔編號】C22B1/16GK104313308SQ201410674368
【公開日】2015年1月28日 申請日期:2014年11月21日 優(yōu)先權(quán)日:2014年11月21日
【發(fā)明者】蔣大均, 宋劍, 何木光, 杜斯宏, 何斌 申請人:攀鋼集團攀枝花鋼釩有限公司