小球烧结法是将铁精矿、富矿粉、溶剂(石灰石或白云石)、返矿、石灰和少部分固体燃料加水混合制成小球团,然后将小球团和固体燃料混合,混合后用偏析布料法将小球料布在烧结机上,然后点火烧结,制造出小球烧结矿,其工艺流程见图下面按工艺顺序介绍。
(一)备料配料
对铁精矿的粒度要求小于0.08mm者含量占40%~90%,溶剂(石灰石或白云石)粒度小于3.15mm者含量占80%以上,石灰(生石灰或消石灰)粒度小于3.15mm者含量占58%以上,固体燃料粒度小于3mm者含量应占80%以上。
固体燃料粒度问题是一个关键问题。日本福山球团烧结要求焦粉粒度要细磨到小于1mm,而我国烧结厂焦粉粒度粗,一般粒度小于3mm的焦粉占80%左右。我国的细精矿烧结实践证明,焦粉粒度太细,对烧结矿质量和能耗都不利。细磨焦粉不仅投资高,增加成本,而且影响作业率。因此,首先对燃料粒度对小球烧结的影响进行了研究,结果表明,还是普通烧结法的燃料粒度效果更好。
配料时根据高炉所要求的碱度来调整溶剂的配入量,配料室配入少量焦粉,其余为含铁原料。
(二)混合造球
根据小球传热分析及烧结工艺的热工特点,小球粒径不宜过大,一般3~12mm占75%左右。为了满足这个要求,采用了以下两项新技术:
(1)将烧结厂原来的圆筒混合机改造为强力圆筒混合造球机,从而解决了造球问题。具体技术措施为;
1)调整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,使混合料处于强迫滚动运动状态。
4)在混合机出料端安装多层强化挡圈,该装置具有强化制粒和对造好的球有过筛作用。[next]
(2)在圆筒混合机内采用雾化喷水造球技术。我国在混合机内加水一般都采用在管道上打眼的方法,使给水呈注流状,这种加水方式不利于烧结混合料成球,烧结混合料成球机理与球团不同,球团需要先造母球,加水呈滴状,即滴水成核(母球)。而烧结混合料中仅返矿量就占约!(",再加上部分富矿粉及其他粗颗粒原料,造球的核是足够用的。烧结混合料成球主要是尽快促进核(母球)长大,雾状水分布均匀,显然有利于核(母球)快速长大。另外,混合机混合造球时间很短,一般为1~3min,注流状加水方式使水加在局部,等到水散开后发挥造球作用时,混合料差不多已从混合机出料端卸掉了。因此,注流状加水方式不利于混合料成球。
(三)二次配加焦粉及小球和焦粉混合
二次配加焦粉可根据现场设备情况,采用以下两种方法:
(1)将二次配入的焦粉加在一、二次混合机之间的送料皮带上。
(2)将二次配入的焦粉用皮带机从二混的出料端加入到二混内的最佳位置。
生产上普遍采用的是第一种方法,大部分的焦粉是第二次配入混合料,二次配加的焦粉和从一次混合造球机出来的小球料全部进入二次混合造球机,进一步混合和造球。因为一次混合料中有一定量的小球,因此,绝大部分焦粉处于外层和球粒之间% 焦粉燃烧充分、速度快、效果好。
(四)偏析布料
偏析布料就是使混合料沿料层高度偏析分布,即烧结料层上部混合料粒度偏小,下部混合料粒度偏大。这种布料方法可以提高烧结料层透气性,使碳在料层中分布更加合理。为了实现偏析布料,对烧结厂现有的泥辊加反射板布料器进行改造,使布料泥辊处于最佳高度。通过对反射板的倾角和长度进行必要的调整,利用球状物曲线运动更快的原理,适当改变反射板的形状,增加小球在水平方向上的运动速度。由于小球直径越大,运动速度越快,因此,有利于实现偏析布料。
(五)点火烧结
小球料布到烧结机上后,进行点火烧结。由于采用燃料分加新技术,使绝大部分焦粉处于小球外层和球粒之间,这样小球料容易点火,点火温度比普通烧结法低50~100℃,有利于提高烧结料层的透气性。另外,在烧结机上不设置小球干燥段,可以减少投资,提高烧结机产量。
(六)破碎、热筛、冷却、冷筛和成品小球烧结矿
采用剪切式单辊破碎机将小球烧结矿破碎到130mm以下,再用热筛对小球烧结矿进行筛分。热筛后,小球烧结矿冷却到150℃以下再进行筛分整粒处理,最终得到成品小球烧结矿,该产品直接送至高炉原料仓作为高炉的炼铁原料。
综上所述,新工艺主要技术措施及特点如下:
(1)对烧结原料无特殊要求。日本福山球团烧结法要求焦粉细磨到1mm,新工艺保持普通烧结法的固体燃料粒度,可望提高作业率,降低成本。
(2)将烧结厂原来的圆筒混合机改造为强力圆筒混合造球机,便于老厂设备改造。
(3)采用雾化喷水造球技术,提高了造球效果。
(4)采用固体燃料分加技术,大部分燃料处于小球表层或球粒之间,可获得较好的燃烧结果。
(5)采用偏析布料技术,提高了烧结料层透气性。