CN1023411C - 带式焙烧机焙烧铁精矿球团工艺 - Google Patents

Abstract

本发明是对现有带式焙烧机焙烧磁铁精矿、内配固体燃料的磁铁精矿、磁铁精矿与赤铁精矿混合矿以及内配固体燃料的赤铁精矿球团矿焙烧工艺的改进，采用先低温后高温焙烧。本发明在保证球团矿质量的前提下，对于焙烧磁铁精矿、磁铁精矿与赤铁磁铁矿混合矿球团节省焙烧能耗8～12%，对于焙烧内配固体燃料的磁铁精矿球团矿，节省燃耗10～20%，对于焙烧内配固体燃料赤铁精矿球团矿节省能耗30～40%，同时使球团矿整体产品质量均匀化，加快焙烧速度、提高生产率。

Description

本发明属于铁矿石球团矿焙烧工艺，特别涉及带式焙烧机焙烧球团矿工艺。

球团矿是以铁精矿为主体原料，配加一些辅助性添加剂、加水、造球焙烧而成。根据生产球团矿使用的原料及是否内配固体燃料，铁精矿球团矿分为五种：

1.普通磁铁精矿球团;

2.普通赤铁精矿球团;

3.内配固体燃料磁铁精矿球团;

4.内配固体燃料赤铁精矿球团;

5.磁铁精矿与赤铁精矿混合矿球团。

根据焙烧用设备的不同，从焙烧方法上又可分为三类：

1.竖炉球团矿;

2.带式焙烧机球团矿;

3.链篦机-回转窑球团矿。

普通磁铁精矿球团，磁铁精矿与赤铁精矿混合矿球团，内配固体燃料的赤铁精矿球团矿和内配固体燃料磁铁精矿球团都将因球团矿内部的Fe₃O₄氧化或C的燃烧或两者同时反应而放热，构成球团矿中的“内热源”。

对于焙烧普通磁铁精矿球团，或磁铁精矿与赤铁精矿混合矿球团矿，传统的带式焙烧机焙烧工艺是将球团矿在200-400℃下干燥8-12分钟，干燥后进入预热带在800-1000℃下预热2-4分钟，预热后，进入焙烧带，在1250-1350℃下焙烧10-15分钟，然后在800-1000℃下均热2-4分钟，最后冷却。

对于焙烧内配固体燃料的赤铁精矿球团矿，目前的带式焙烧机焙烧工艺是将球团矿在200-400℃下干燥8-12分钟，干燥后进入预热带，经800-1000℃预热1-3分钟，然后进入焙烧带在1200-1300℃下焙烧6-10分钟，焙烧后经800-1000℃均热4-8分钟，最后进行冷却。

在焙烧过程中，由于球团矿中“内热源”反应放热与料层蓄热的作用，料中下部温度将高于料层上部与加热气流的温度，而且越靠料层下部，其温度越高，用传统的带式焙烧机焙烧工艺下，焙烧磁铁精矿与磁铁、赤铁混合精矿球团时，料层中的温度分布如图1所示。由于磁铁矿的氧化速度与温度关系曲线之间有一最高值，而对于Fe₃O₄的氧化速度，存在一最佳温度范围，使得Fe₃O₄氧化速度达到最大值，同时料层中的温度升高程度是随磁铁矿氧化速度的加快而升高的。在传统的工艺下，由于料层中、下部温度过高，这样非但不利于料层温度的升高，此外也不利于Fe₃O₄的氧化过程，因此Fe₃O₄的氧化放热得不到充分利用，同时，料层上、中、下部温度水平也不均匀，故而球团质量必然也不均一。

用目前焙烧内配固体燃料的赤铁精矿球团矿，其料层中的温度分布如图2所示。由碳的燃烧放热与料层蓄热作用，同时碳的燃烧速度随温度的升高而单调加快。因此料层下部温度区高于上部温度，在这种焙烧工艺下，若要保证上部球团得到充分焙烧，料层下部必然“过烧”，反之，如要使下部球团不过烧，上部球团则必然焙烧不足。此外，在这种焙烧工艺下，料层中、下部温度难以控制，因此无法充分利用内配的固体燃料的燃烧放热，同时难保证料层上、中、下的球团质量均匀，使成品率下降。

总之，以上传统工艺的特点是，通过预热时间适量控制球团矿的升温速度，然后使球团进入高温焙烧段，直接焙烧料层中上部球团，最后使用料层的蓄热作用焙烧料层下部球团。这种方法不能最大限度地发挥球团矿中“内热源”的应有作用，焙烧过程能耗大，同时由于料层蓄热的作用，料层中下部温度难以控制，产品质量均匀性差，成品率较低。

本发明的目的在于改进现有的焙烧工艺，焙烧分为先低温后高温两个阶段，使球团矿中的“内热源”得到最大限度地利用，有效地控制料层中下部温度，提高产品的质量。

根据球团矿中“内热源”在焙烧过程中放热作用的特点，本发明则要根据生产球团矿的原料条件不 同，将球团在200-400℃下干燥8-12分钟，干燥后，直接在1000-1150℃之间低温焙烧6-10分钟，然后在1250-1350℃下高温焙烧5-9分钟，再经800-1000℃之间均热2-4分钟后进行冷却。

本发明的焙烧分为先低温后高温，两个阶段，低温焙烧带的时间与高温焙烧带的时间之比为2/3-2.0。两焙烧带的焙烧时间总和为13-17分钟。球团矿首先在较低的温度下焙烧，低温焙烧的温度是以料层中下部温度达到1250-1350℃为准，根据原料条件，低温焙烧带的温度为1000-1150℃。

本发明的特点之一是采用低温焙烧后，能够最大限度地利用球团矿中的“内热源”。

本发明特点之二利用球团矿中“内热源”的放热与料层的蓄热作用，首先使料层中、下部进入较高的温度焙烧固结，然后再提高温度焙烧料层上部球团。

本发明特点之三是容易控制料层上中下部温度，料层上、中、下温度水平均一（使用本发明后球团矿料层中的温度分布情况见图3），从而使球团矿质量均匀，能提高成品率。

使用本发明的焙烧新工艺可以使磁铁精矿球团、磁铁、赤铁混合精矿球团的焙烧能耗下降10-15%，抗压强度大于200kg/个，焙烧内配固体燃料的磁铁精矿球团，总能耗下降10-20%，强度大于180kg/个，焙烧内配固体燃料的赤铁精矿球团，总能耗下降20-30%，抗压强度大于180kg/个。

实施例：

原料条件

（表1-3见文后）

产品质量与节能效果：

抗压强度（kg/个）

上部    中部    下部    平均

175    204    206    195

节能情况

煤粉带入热量    节省燃气热量    节能量

224.8×10⁶J/t 318.6×10⁶J/t 93.8×10⁶J/t

按混合煤气热值12.6×10⁶J/m³计可代替25.37NM³/t，节省煤气7.5NM³/t，若提高料层可进一步减少配煤量与降低加热气流温度。

表1    各原料的化学成分（%wt）

试样/成分% SiO₂CaO Al₂O₃TFe MgO FeO

大磁    7.246    0.75    65.27    0.68    26.67

大浮    8.680    1.06    63.57    0.68    26.97

炉尘    0.280    3.25    0.36    68.62    0.81    0.45

菱镁矿    1.200    3.25    0.30    0.84    42.68    0.40

皂土    69.64    1.57    13.97    1.53    2.65    0.45

煤粉    6.36    0.94    5.36    0.13    0.96

表2    各原料物理性能参数

性能/试样    大磁    大浮    煤粉    菱镁矿    炉尘

平均粒度（μm）    41.76    47.62    33.49    33.53    3.96

比表面积    0.317    0.339    0.738    0.725    2.146

（m²/cm³）

成球性指数    0.481    0.611    0.611    0.500    0.909

表3    生球中各原料配比

原料 水分 皂土 炉尘 MgO/SiO₂大磁/大浮 煤粉

配比    7.8±0.4%wt    1.5%wt    6%wt    0.5    65/35    0.8%wt

表中重量百分比是对总原料为百分之百而言。

焙烧制度（料层高300mm）

低温焙烧    高温焙烧

时间min 温度℃ 流速^＊O^＊＊ ₂%V 时间min 温度℃ 流速^＊O^＊＊ ₂%V

NM/S    NM/S

8    1050    1.8    15    7    1250    1.5    10

＊流速为加热气流的空管流速。

＊＊氧气的体积百分含量是以总加热气体为100%。

Claims (1)

1、一种铁矿石球团矿焙烧工艺，采用带式焙烧机，进行干燥、焙烧、均热、冷却，其特征在于干燥后的球团直接在1000～1150℃之间低温焙烧6～10分钟，然后在1250～1350℃下高温焙烧5～9分钟，低温焙烧带的时间与高温焙烧带的时间之比为2/3～2.0，两焙烧带的焙烧时间总和为13～17分钟。

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