一种采用高风温提供热量的无碳烧结方法

摘要

本发明公开了一种采用高风温提供热量的无碳烧结方法，属于高炉炼铁技术领域。该无碳烧结方法是在烧结台车上进行的，烧结台车的上方对应设有多个热风罩，该热风罩通过管道与烟气炉相连通，烧结台车上布料完成后，开启烧结台车，通过烟气炉向热风罩提供热风，再利用烧结台车下方的抽风机使热风罩内的热风穿过烧结台车，通过烟气炉的高热风提供烧结热量，进行烧结。采用本发明的技术方案能够有效解决生产烧结矿时的环境污染问题，在满足正常生产产量要求的同时，大大降低了烧结过程中污染物的排放，且其热风风温可控，便于控制烧结过程，实用性较好。

说明书

技术领域

本发明属于高炉炼铁技术领域，更具体地说，涉及一种采用高风温提供热量的无碳烧结方法。

背景技术

钢铁工业是能源消耗的大户，同时也是工业粉尘、固体废弃物、CO

烧结矿作为高炉炼铁最主要的原料，其生产工艺是将含铁物料与燃料、熔剂混合制粒后，铺于烧结台车上，通过点火、抽风，借助燃料燃烧产生高温使其发生物理化学变化生成低熔点物质，并软化熔融产生一定数量的液相，将铁矿物颗粒黏结起来，其实质是先发生固相反应，生成新的低熔点化合物或共熔体，加热到一定温度时进行化学反应的同时发生软化熔融，形成液相黏结。其形成的液相中铁-氧体系、硅酸铁体系、铁酸钙体系、钙铁橄榄石体系多数化合物熔点在1150-1300℃，是液相的主要来源。硅酸钙体系和钙镁橄榄石体系化合物熔点较高，基本在1450℃以上，不能成为主要黏结相。

目前，传统的烧结生产工艺通常采用焦粉和煤粉作为燃料，焦粉固定碳含量在85％以上，其余主要成分是以SiO

经检索，关于烧结矿的制备工艺已有相关专利公开。如，中国专利申请号为200820058392.7的申请案公开了一种烧结机循环烧结抽风系统配置，它包括抽风系统、烧结机、点火炉、烧结大烟道、以及按次序布置的风箱；它还包括循环烧结风罩、风机、除尘器、及废气隔以离装置；风罩配置在位于点火炉侧旁的烧结机料面上方；大烟道的尾部连接有联通至风罩的管道；风机安装在通向风罩的管道上；除尘器安装在通向风机和风罩的管道上；第一废气隔离装置安装在大烟道尾部与除尘器之间配置的管道内，第二废气隔离装置安装在位于烧结机尾部风箱的大烟道内。该申请案虽然能够在一定程度上节能减排，但该申请案的点火炉中燃料燃烧时仍会产生大量的气体污染物，污染环境，其整体设计有待进一步改进。

又如，中国专利申请号为201910861614.1的申请案公开了一种基于电磁感应的磁铁矿无碳烧结方法，该方法提供了将钒钛磁铁矿和添加料压块后，置于电磁感应炉内加热焙烧，得到烧结矿的方法。该申请案虽然未添加碳，采用电能作为热源，减小了污染，但其电磁感应炉的容积有限，无法实现大规模连续生产，且采用电能作为替代热源，生产成本巨大。

发明内容

1.要解决的问题

本发明的目的在于解决目前烧结矿的生产工艺中，采用焦粉、煤粉作为燃料提供热量，从而产生大量的CO

2.技术方案

为了解决上述问题，本发明所采用的技术方案如下：

本发明的一种采用高风温提供热量的无碳烧结方法，烧结台车的上方对应设有多个热风罩，该热风罩通过管道与烟气炉相连通，烧结台车上布料完成后，开启烧结台车，通过烟气炉向热风罩提供热风，再利用烧结台车下方的抽风机使热风罩内的热风穿过烧结台车，通过烟气炉的高热风提供烧结热量，进行烧结。

更进一步的，所述热风罩包括沿烧结台车行进方向依次设置的低温热风罩和高温热风罩，该低温热风罩和高温热风罩分别通过管道与烟气炉相连通，且靠近烧结台车上料端的低温热风罩还通过管道与抽风机的出风口相连，利用抽风机使热风罩内的热风穿过烧结台车，并经管道冷却后循环送至低温热风罩。

更进一步的，所述烧结台车的上料端对应设有上料单元，该上料单元包括依次传送相连的烧结原料仓、圆筒混料机和混合料仓，且混合料仓对应位于烧结台车上料端上方；所述烧结台车的下料端对应设有破碎及冷却单元。

更进一步的，该无碳烧结方法具体包括如下步骤：

步骤一、原料配料

将各个烧结原料仓按设定的用量将原料称量后，排至上料皮带上；

步骤二、混匀制粒

利用上料皮带将各个烧结原料仓中的原料传送至圆筒混料机中，加水润湿并混匀形成混合料，再通过上料皮带装入混合料仓中；

步骤三、铺底料与布料

在烧结台车上进行铺设底料组成过滤层，然后按规定的料层厚度，沿台车高度方向均匀布料；

步骤四、烟气炉燃烧

向烟气炉中通入可燃气体，使其在烟气炉的炉内燃烧形成高温气体，并通过管道进入高温热风罩和低温热风罩中，用于提供烧结过程的热量；

步骤五、抽风烧结

开启烧结台车下方的抽风机，利用抽风机形成负压，使得上方热风罩中的热风从上向下穿过烧结台车，并利用抽风机将穿过烧结台车的废气冷却后再送入低温热风罩中，通过冷热风混合控制低温热风罩的风温，用于预热烧结矿；

步骤六、烧结矿冷却

烧结过程完成后，烧结台车上的烧结矿会进入破碎和冷却系统，破碎冷却后由皮带送至成品仓即可。

更进一步的，所述高温热风罩与烟气炉之间的连接管道上设有流量调节阀，所述低温热风罩与烟气炉以及抽风机之间的连接管道上也分别设有流量调节阀，且高温热风罩和低温热风罩上还分别设有温度检测装置。

更进一步的，所述烧结台车的下方对应设有多个间隔排布的废气管，该废气管下方设有一个主气管，所述废气管与主气管相连通，通过主气管与抽风机的进风口相连。

更进一步的，所述高温热风罩内的热风温度设定为1300-1350℃，所述低温热风罩内的热风温度设定为800-850℃。

更进一步的，所述原料包括混匀矿粉、返矿、石灰石、白云石、生石灰以及含铁废料；所述步骤二中混合料的粒度为5-10mm。

更进一步的，所述步骤三中底料为不含燃料的烧结矿，其厚度为20-40mm，粒度为10-20mm；所述步骤三中料层的厚度设定为700-800mm。

3.有益效果

相比于现有技术，本发明的有益效果为：

(1)本发明的一种采用高风温提供热量的无碳烧结方法，通过在烧结台车的上方对应设置多个热风罩，并将热风罩与烟气炉相连通，利用烟气炉内燃烧产生的高温气体代替焦粉、煤粉提供烧结所需热量，从而实现了无碳烧结，有效避免了焦粉和煤粉中灰分、挥发分、硫分等燃烧产生的SO

(2)本发明的一种采用高风温提供热量的无碳烧结方法，通过在烧结台车的上方沿烧结台车行进方向依次设置低温热风罩和高温热风罩，将低温热风罩和高温热风罩分别与烟气炉相连通，并将低温热风罩与抽风机的出风口相连通，从而能够根据生产需求调节热风风温，通过冷热风混合调节低温热风罩内的热风风温，并利用低温热风罩和高温热风罩的配合作用实现对混合料的烧结，便于提高烧结矿的烧结效果，实现了烧结过程的控制以及与高炉生产计划匹配的产量调节，且抽风机回收的废气也用于烧结料预热，从而实现了资源循环利用。

(3)本发明的一种采用高风温提供热量的无碳烧结方法，所述高温热风罩与烟气炉之间的连接管道上设有流量调节阀，所述低温热风罩与烟气炉以及抽风机之间的连接管道上也分别设有流量调节阀，通过设置流量调节阀，从而能够根据生产产量需求以及布料的料层厚度来控制流量调节阀的开度，一方面利用流量调节阀的开度来控制烟气炉流量以及废气流量，从而控制低温热风罩内的热风温度，另一方面可用于调节风速，通过按比例加减流量，可保持风温稳定的同时改变风速大小，当料层较厚时，流量调节阀开度相应较大，当产量需求增大时，可通过增大流量调节阀开度，提高热风大小以及提高风温的方式，同步提高烧结台车机速，加速烧结过程，实现产量的增加，满足生产需求。所述两个热风罩上还分别设有温度检测装置，用于显示温度，为调节阀调节风温提供方向。

(4)本发明的一种采用高风温提供热量的无碳烧结方法，通过采用烟气炉内产生的高热风作为热源，同时对高温热风罩以及低温热风罩内的热风温度进行严格控制，并对混合料的粒度以及铺设底料的粒度和厚度进行优选，同时控制布料时的料层厚度，从而能够有效控制其烧结温度，提高烧结矿的烧结效果，满足生产需求；且其采用焦炉炼焦过程产生的焦炉煤气作为燃料，充分利用了企业内部的煤气资源，且由于高热风不参与烧结过程化学反应，仅提供烧结过程所需热量，从而有效避免了采用焦粉和煤粉燃烧产生污染物，降低了烧结过程中污染物的排放，实现无碳烧结，节能环保，经济效益好。

附图说明

图1为本发明的无碳烧结系统的整体结构示意图。

图中：1、烧结原料仓；2、上料皮带；3、圆筒混料机；4、混合料仓；5、烧结台车；6、低温热风罩；7、高温热风罩；8、烟气炉；9、抽风机；10、破碎及冷却系统；11、主气管；12、废气管。

具体实施方式

目前，传统的烧结矿生产工艺通常采用焦粉和煤粉作为燃料提供烧结热量，燃料燃烧在产生大量热量的同时，也产生了大量的SO

针对以上问题，如图1所示，本发明的一种采用高风温提供热量的无碳烧结方法，其实际采用了一种无碳烧结系统，该系统包括烧结台车5、烟气炉8和抽风机9，所述烧结台车5的上方对应设有多个热风罩，且该热风罩通过管道与烟气炉8相连通，用于提供烧结热量。烧结台车5上布料完成后，开启烧结台车5，通过烟气炉8向热风罩提供热风，再利用烧结台车5下方的使热风罩内的热风穿过烧结台车5，通过烟气炉8的高热风提供烧结热量，进行烧结。所述烧结台车5的下方对应设有多个间隔排布的废气管12，该废气管12与抽风机9的进风口相连。本发明通过在烧结台车5的上方对应设置多个热风罩，并将热风罩与烟气炉8相连通，由于烟气炉8内燃料燃烧产生的高温气体温度能达到1300℃，从而能够利用烟气炉8内燃烧产生的高温气体代替焦粉、煤粉提供烧结所需热量，通过烟气炉8产生的高温热风就能满足烧结过程需要，进而实现了无碳烧结，烧结过程中不需要添加焦粉、煤粉等燃料，避免了焦粉和煤粉中灰分、挥发分、硫分等燃烧产生的SO

所述热风罩包括低温热风罩6和高温热风罩7，低温热风罩6和高温热风罩7沿烧结台车5的行进方向依次设于烧结台车5上方，且其风口均与烧结台车5上方的物料相对应；所述低温热风罩6和高温热风罩7分别通过管道与烟气炉8顶部相连通，利用烟气炉8向高温热风罩7和低温热风罩6提供热风；所述靠近烧结台车5上料端的低温热风罩6还通过管道与抽风机9的出风口相连，利用抽风机9使低温热风罩6和高温热风罩7内的热风穿过烧结台车5，并经管道冷却后循环送至低温热风罩6，通过冷热风混合控制低温热风罩6的风温，使混合料依次经过低温热风罩6和高温热风罩7，进行烧结。本发明通过设置低温热风罩6和高温热风罩7，将低温热风罩6和高温热风罩7分别与烟气炉8相连通，并将低温热风罩6与抽风机的出风口相连通，从而能够根据生产需要调节作为热源的热风风温，根据产量需求控制风温，通过冷热风混合调节低温热风罩6内的热风风温，利用低温热风罩6和高温热风罩7的配合作用实现对混合料的烧结，便于提高烧结矿的烧结效果，实现了烧结过程的控制以及与高炉生产计划匹配的产量调节，且抽风机9回收的废气也用于烧结料预热，从而节约了资源，有效避免了资源浪费。

所述高温热风罩7与烟气炉8之间的连接管道上设有流量调节阀，所述低温热风罩6与烟气炉8以及抽风机9之间的连接管道上也分别设有流量调节阀(图1中未画出流量调节阀的具体位置)，通过设置流量调节阀，从而能够根据生产产量需求以及布料的料层厚度来控制流量调节阀的开度，一方面利用流量调节阀的开度来控制烟气炉8流量以及废气流量，从而控制低温热风罩6内的热风温度，另一方面可用于调节风速，通过按比例加减流量，可保持风温稳定的同时改变风速大小。通过利用流量调节阀的开度来控制高、低温热风罩内的热风温度以及风速大小，当料层较厚时，流量调节阀开度相应较大，当产量需求增大时，可通过增大流量调节阀开度，提高热风大小以及提高风温的方式，同步提高烧结台车5机速，加速烧结过程，实现产量的增加，满足生产需求。所述高温热风罩7和低温热风罩6上还分别设有温度检测装置(图1中未画出温度检测装置的具体位置)，该温度检测装置可采用现有的温度检测装置，例如温度计等，所述温度检测装置对应设置于高温热风罩7和低温热风罩6的热风出口处，用于检测并显示高温热风罩7和低温热风罩6内的风温大小，从而为调节阀调节风温提供方向。所述废气管12下方对应设有一个主气管11，该废气管12与主气管11相连通，通过主气管11与抽风机9的进风口相连。抽风机9将穿过烧结台车5的废气通过废气管12收集后，经主气管11、抽风机9以及连接管道循环送入低温热风罩6，用于控制低温热风罩6内的风温，实现了循环利用。所述烧结台车5的上料端对应设有上料单元，该上料单元包括依次传送相连的烧结原料仓1、圆筒混料机3和混合料仓4，且混合料仓4对应位于烧结台车5上料端上方，各烧结原料仓1将原料通过上料皮带2送入圆筒混料机3混匀成混合料，再利用上料皮带2送入混合料仓4中，通过混合料仓4运输至烧结台车5上。所述烧结台车5的下料端对应设有破碎及冷却单元10，用于破碎以及冷却烧结矿，然后再由皮带送至成品仓，完成整个烧结工序。

本发明的采用高风温提供热量的无碳烧结方法，其实施时具体包括以下步骤：

步骤一、原料配料

将各个烧结原料仓1按设定的用量将原料称量后，排至上料皮带2上。所述原料包括铁矿粉、返矿、石灰石、白云石、生石灰以及混合均匀的含铁废料，其中，铁矿粉以及含铁废料(含铁废料包括高炉炉尘、氧化铁皮等)为含铁原料，所述石灰石、白云石以及生石灰为溶剂；且上述的预定比例可为混匀矿粉(铁矿粉)60％、返矿25％、石灰石4％、白云石5％、生石灰3％、含铁废料3％。

步骤二、混匀制粒

利用上料皮带2将各个烧结原料仓1中的原料传送至圆筒混料机3中，加水润湿并混匀，使混合料的水分、粒度、组分均匀分布；在滚动的过程中，细粒物料聚集成团，不断压实长大，最终形成粒度为5-10mm的混合料，然后再通过上料皮带2装入混合料仓4中。

步骤三、铺底料与布料

为防止粉料从炉箅缝中抽走，减小废气含尘量，在烧结台车5上进行铺设底料，组成过滤层，所述底料为不含燃料的烧结矿，其粒度为10-20mm，厚度为20-40mm，优选其厚度为30mm；然后在底料的基础上，按规定的料层厚度，沿台车高度方向均匀布料，其料层的厚度设定为700-800mm，一般设定为700mm，后续可根据生产要求和底部烧结矿完成情况进行调整。

步骤四、烟气炉8燃烧

向烟气炉中通入可燃气体，所述的可燃气体可采用炼焦过程中产生的焦炉煤气，即向烟气炉中通入焦炉煤气以及空气，比例控制在安全范围，其中焦炉煤气的成分主要为H

步骤五、抽风烧结

开启烧结台车5下方的抽风机9，利用抽风机9形成负压为-15kpa，使得上方高温热风罩7和低温热风罩6中的热风源源不断地从上向下穿过烧结台车5，并利用抽风机9将穿过烧结台车5的废气从废气管12中抽出，由于各废气管12均与主气管11相连通，主气管11与抽风机9的进风口相连通，抽风机9的出风口通过管道与低温热风罩6相连通，从而使该废气经主气管11、抽风机9以及连接管道送入低温热风罩6中，此时该废气已经冷却至温度较低，而低温热风罩6同时也与烟气炉8相连通，通过两者混合送风，使冷热风混合控制低温热风罩6内的风温为800-850℃左右，优选为850℃，用于预热烧结矿。烧结台车5的面积为380m

烧结过程中，可根据生产产量以及料层厚度来控制流量调节阀的开度。当适当增大低温热风罩6与烟气炉8之间流量调节阀的开度，减小低温热风罩6与抽气机9之间流量调节阀的开度，可有效减低低温热风罩6内的热风温度；反之，则增大低温热风罩6内的热风温度。若料层厚度较厚，可适当增大高温热风罩7上对应的流量调节阀开度，并增大低温热风罩6与烟气炉8之间流量调节阀的开度，减小低温热风罩6与抽气机9之间流量调节阀的开度，从而增大热风风温和风速大小，使其能够满足其烧结要求；若料层厚度较薄，可适当减小高温热风罩7上对应的流量调节阀开度，并增大低温热风罩6与抽气机9之间流量调节阀的开度，减小低温热风罩6与烟气炉8之间流量调节阀的开度，从而减小热风风速大小和风温，使其能够满足其烧结要求。当产量需求增大时，可通过增大或减小对应流量调节阀的开度，提高热风风温以及风速大小的方式，同步提高烧结台车5机速，加速烧结过程，实现产量的增加，满足生产需求。

步骤六、烧结矿冷却

烧结矿逐步行进通过热风区域，完成烧结过程。烧结过程完成后，烧结台车5上的烧结矿会进入破碎和冷却系统10，通过破碎机破碎成块状，再进入带式冷却机进行冷却，冷却后由皮带送至成品仓，完成整个烧结工序。

本发明通过采用烟气炉8内燃料燃烧产生的高热风作为热源，同时对高温热风罩7以及低温热风罩6内的热风温度进行严格控制，并对混合料的粒度以及铺设底料的粒度和厚度进行优选，同时控制布料时的料层厚度，从而能够有效控制其烧结温度，提高烧结矿的烧结效果，满足生产需求；且其采用焦炉炼焦过程产生的焦炉煤气作为燃料，充分利用了企业内部的煤气资源，将通入的CO

下面结合具体实施例对本发明进一步进行描述。

实施例1

本实施例的一种采用高风温提供热量的无碳烧结方法，其具体步骤为：将各个烧结原料仓1按设定的用量将原料称量后，排至上料皮带2上，再将各个烧结原料仓1中的原料传送至圆筒混料机3中形成粒度为10mm的混合料，然后装入混合料仓4中；接着在烧结台车5上进行铺设底料，该底料采用粒度为10mm、厚度为20mm且不含燃料的烧结矿，然后沿台车高度方向均匀布料，其料层的厚度为800mm；接着向烟气炉8中通入可燃气体，使其在烟气炉8内燃烧形成高温气体，并通过管道进入高温热风罩7和低温热风罩6中，控制烟气炉8内高温气体的温度，使通入高温热风罩7内的高温热风温度为1350℃；然后利用烧结台车5下方的抽风机9形成负压，使得高温热风罩7和低温热风罩6中的热风从上向下穿过烧结台车5，并将穿过烧结台车5的废气经主气管11、抽风机9以及连接管道冷却后送入低温热风罩6中，通过冷热风混合控制低温热风罩6内的风温为850℃，使得布入台车上的混合料先经过低温热风罩6进行预热，发生固相反应，再经过高温热风罩7进入高温热风区域，最终形成烧结矿；烧结过程完成后，烧结台车5上的烧结矿会进入破碎和冷却系统10，破碎冷却后由皮带送至成品仓即可。

实施例2

本实施例的一种采用高风温提供热量的无碳烧结方法，其具体步骤与实施例1相同，其区别在于：所述混合料的粒度为5mm；所述铺设底料时采用的底料粒度为20mm，厚度为40mm；所述布料时的料层厚度为700mm；所述高温热风罩7内的热风温度为1300℃；所述低温热风罩6内的热风风温为800℃。

实施例3

本实施例的一种采用高风温提供热量的无碳烧结方法，其具体步骤与实施例1相同，其区别在于：所述混合料的粒度为8mm；所述铺设底料时采用的底料粒度为15mm，厚度为30mm；所述布料时的料层厚度为750mm；所述高温热风罩7内的热风温度为1330℃；所述低温热风罩6内的热风风温为820℃。

以上示意性的对本发明及其实施方式进行了描述，该描述没有限制性，附图中所示的也只是本发明的实施方式之一，实际的结构并不局限于此。所以，如果本领域的普通技术人员受其启示，在不脱离本发明创造宗旨的情况下，不经创造性的设计出与该技术方案相似的结构方式及实施例，均应属于本发明的保护范围。