新型小球烧结技术简介

新型小球烧结技术简介1前言近年来，我国许多烧结厂高碱度烧结矿铁品位达到或接近60%的国际先进水平，烧结矿中SiO2含量只有3.5—5%左右。可见，我国烧结技术已达到或接近国际先进水平。但也必须指出，这种高碱度高铁低硅烧结矿的强度还有待于进一步提高，烧结燃耗还需要进一步降低等。分析认为，解决这些问题的最好的办法是采用新型小球烧结技术。因为新型小球烧结法可以显著改善烧结料层的透气性，实现厚料层、高氧位、低温烧结操作制度，促进烧结矿中针状或柱状铁酸钙胶结相的生成。因此，该技术所制得的烧结矿具有强度高、燃耗低、冶金性能好的特点，是深受高炉欢迎的优质烧结矿。新型小球烧结法是在原小球烧结法基础上开发的一项新技术，其主要技术措施概括为：采用强力圆筒混合造球机，解决造小球的问题；在强力圆筒混合造球机内采用雾化水喷头，提高造球效果，将烧结混合料造成3mm以上的小球大于75%；同时采用石灰分加、燃料分加、偏析布料和在烧结机头部混合料矿仓内蒸汽预热混合料等新技术，使得布到烧结机上的混合料温度高、粒度均匀、分布合理、透气性好，从而实现厚料层、高氧位、低温烧结操作制度。现将主要技术措施和效果介绍如下。2采用强力圆筒混合造球机和雾化喷水器造球技术及效果新型小球烧结法关键技术就是要将烧结混合料制成直径为3mm以上的小球，烧结料层高度大于600mm。为了将混合料制成小球，北京钢铁研究总院成功地开发了强力圆筒混合造球机专利技术。该技术已推广应用到上海梅山、鞍钢、马钢、莱钢、杭钢、南钢、成钢、合钢、北台、泰钢等许多单位。生产实践证明，采用该技术制造或将现有的圆筒混合机改造为强力圆筒混合造球机后，并在圆筒内采用雾化喷水器，混合料中大于3mm的小球可提高20%—50%。具体改造内容如下。(1)调整圆筒混合机的倾角和转速，使其达到最佳状态，其目的是为了延长造球时间，增加混合料造球速度，提高造球效果。(2)在圆筒混合机的进料端安装导料装置，防止混合料出现倒料和漏料现象。(3)在圆筒混合机内安装强化造球挡料装置。该装置可以避免混合料出现抛料现象，使混合料的运动处于强迫滚动状态。(4)在圆筒混合机出料端安装分级装置，该装置具有强化制粒和对造好的小球有过筛作用。(5)在圆筒混合机内合理安装含油尼龙衬板，根据不同原料条件和混合料的性质，确定最佳安装方法，使圆筒混合机内形成一定比例的混合料动态粘结衬板现象。这样，就形成了动态料磨料内衬，这种动态料磨料内衬可以加快造球速度，延长混合机内衬的寿命。(6)在圆筒混合机内采用雾化水喷头。应当指出的是，国内烧结厂基本上都是采用北京钢铁研究总院制造的SW-Ⅱ型不锈钢雾化水喷头，使用该喷头的技术关键是合理的安装位置及喷头的最佳分布。改造后的一混由单一的混匀作用变为混匀和造球双重作用。改造后的二混可专门用于混合料造小球。3烧结机布料泥辊上部矿槽内蒸汽预热混合料技术新型小球烧结法要求烧结料层高度600mm以上。我国烧结厂烧结料层高度大部分也都在450mm以上。因此，提高烧结混合料温度，减少烧结料层中过湿带对料层透气性的不利影响是相当重要的。研究和烧结生产表明，烧结混合料温度每提高10℃，烧结固体燃料消耗减少2kg/t左右，烧结机利用系数提高约3%—6%。一般烧结厂都是采用在二次混合机内通入蒸汽将混合料预热，这种方法蒸汽热利用率低，一般约为20%—30%，混合料预热温度也不高，在使用热返矿的条件下，一般约为40—60℃。从二混出料端到烧结机台车上，混合料温度还要降低，布到台车上的混合料温度仅约为35—55℃，而废气中水蒸汽露点温度一般在70℃左右。混合料温度若低于露点温度，在烧结过程中，烧结料层上部水分蒸发并不能随废气排出料层，而是在烧结料层下部冷凝成水，形成过湿带，由于过湿带阻力大，造成烧结料层透气性下降，尤其在料层较高的情况下(一般料高在450mm以上)，过湿带往往呈稀泥状，阻力特别大，严重影响了烧结料层透气性，使得烧结矿产量下降、质量变差。因此，混合料温度要大于70℃，才能完全避免过湿带对烧结的不利影响。为了解决这个问题，北京钢铁研究总院开发成功了蒸汽预热混合料专利技术，即将蒸汽采用强力蒸汽喷头喷入烧结机布料泥辊上部矿仓内。该技术具有以下特点。(1)加蒸汽地点离烧结机最近，热损失最小。(2)该技术可使蒸汽能够最大限度和混合料接触，蒸汽热利用率最高，可达95%以上。(3)采用该技术后，小球表面湿度增加，可以降低气体通过料层的阻力，提高烧结料层透气性。(4)在蒸汽量不变的情况下，该技术可使混合料温度提高20—30℃，即布到烧结机上的混合料温度可达75—90℃。(5)由于矿仓壁处阻力较小，蒸汽较容易通过，可以缓解混合料粘矿仓壁和堵矿仓的现象。该技术已在武钢1台435㎡烧结机和1台360㎡烧结机，马钢1台300㎡烧结机，重钢2台105㎡烧结机，上海梅山1台135㎡烧结机，涟钢2台40㎡烧结机和1台130㎡烧结机，湘钢2台90㎡烧结机，凌钢1台52㎡烧结机，莱钢105㎡烧结机等10多台大中小烧结机上应用。采用该技术后，混合料温度可提高到70℃以上，一般烧结料层高度可提高50—100mm，可提高烧结矿产量5%—15%，烧结固体燃耗可减少2—5kg/t，烧结矿FeO可减少0.5%—1%，烧结矿质量得到显著的改善。烧结机头部矿仓内蒸汽预热混合料新技术工艺流程如下：蒸汽→汽液分离→蒸汽量调节与计量→强力蒸汽喷头→混合料矿仓蒸汽先经过汽液分离器除去其中的水份后，经计量装置，调节阀和强力蒸汽喷头，将蒸汽射入矿仓内，所采用的强力蒸汽喷头具有防堵防锈的特点。该技术要求蒸汽压力不小于0.2MPa。4石灰分加和燃料分加技术石灰分加和燃料分加是新型小球烧结法关键技术之一。该技术工艺过程是将铁矿物、返矿、添加剂、部分石灰和固体燃料加水混合造球，制成直径大于3mm的小球，并且在小球表层外裹一定比例的石灰和固体燃料，然后进行烧结。该技术具有以下特点。(1)该技术使外滚燃料更好地粘结在小球表面。(2)氧化钙对焦粉燃烧有催化作用，在石灰分加和燃料分加后，可加快小球表面的焦粉燃烧速度，使垂直烧结速度增加，烧结矿质量改善，产量提高。(3)石灰分加后，小球表层碱度比内部碱度高0.3—0.6，因此，在生产自熔性或高碱度烧结矿时，石灰分加有利于小球表层生成更多的铁酸钙，烧结矿质量得到显著改善。在生产酸性烧结矿时，可增加小球表面的粘结相量，使小球之间粘结更加牢固，有利于改善酸性烧结矿的质量和产量。(4)该技术可获得产量高，质量好、燃耗低的优质烧结矿。该技术早在1999年就应用于泰钢的一台20㎡烧结机。泰钢在原来的燃料分加小球烧结法基础上，又上了石灰分加技术。在原料条件保持不变的情况下，烧结料层高度提高了50mm；烧结机利用系数由2.04t/(㎡·h)提高到2.03t/(㎡·h)，利用系数提高了9.31%；烧结焦粉消耗由57kg/t降至50kg/t；烧结矿中FeO减少了2.6个百分点。高炉使用石灰分加小球烧结矿后，高炉利用系数提高了12.30%；焦比减少42kg/t铁，经济效益相当显著。研究和生产实践表明，采用石灰分加和燃料分加技术后，烧结固体燃耗降低6—10kg/t，烧结矿产量提高7%—15%，烧结矿中FeO含量减少1.0%—3.0%，烧结矿强度提高，质量得到显著改善。石灰分加和燃料分加法的技术关键主要有以下3点。(1)二次配加的焦粉和石灰的量要适当。(2)要求一次混合料中大于3mm的小球越多越好，最好不要低于小球烧结要求的最低数。(3)二次加入的生石灰消化越充分越好在以上3点技术关键中，最主要的是要求生石灰充分消化。但直到目前为止，还没有一个理想的烧结用生石灰消化器。国内烧结厂采用的生石灰消化器，基本上都是采用在单螺旋输送机内加水的方法，也有在单螺旋轴上焊一些搅拌棒等方法。研究和生产实践表明，这种生石灰消化器还存在一些问题，其中最主要的问题有2点，一是下料断续，一会儿水一会儿料；二是生石灰消化不充分。我们在单螺旋生石灰消化器出料端进行连续取样，发现生石灰消化情况和在皮带上打水消化生石灰的方法差不多，表层的生石灰消化还可以，内部生石灰几乎没消化。为了解决烧结用生石灰消化问题，北京钢铁研究总院开发成功了NSH-Ⅱ型烧结专用生石灰消化器，该消化器采用双螺旋的原理，特别加强了搅拌功能，并在生石灰消化器内适宜的位置安装雾化水或雾化泥浆的专用喷头，确保喷出的雾化水或雾化泥浆均匀喷在螺旋叶片上和生石灰粉上，螺旋叶片上的粘料可被雾化水或雾化泥浆冲掉，避免螺旋叶片上粘料和堵螺旋现象，生石灰消化速度快、消化充分且均匀、效果好。生石灰在消化过程中所产生的扬尘被雾化水或雾化泥浆封住，环保效果好。该消化器的主要特点如下。(1)具有很强的搅拌功能，强化生石灰消化。(2)所用雾化水喷头或雾化泥浆喷头具有防堵防锈的特点。(3)采用电磁阀连锁控制。(4)采用流量计按工艺要求供水