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铁精矿强化烧结剂
唐山炼铁厂关于铁精矿强化烧结剂使用情况报告

  为解决环绕机烧结矿FeO高,燃料消耗高,粒度碎、强度差等问题,我厂在两台环式烧结机上使用了蓝星化工有限公司研制开发的铁精矿强化烧结助燃剂,达到了预期效果。
  1、烧结试用原料化学成份及烧结生产原料配比:
  (1)、原料化学成份(%)

原料名称

TFe

FeO

SiO2

Ca0

MgO

AL2O3

S

铁精矿

66.46

26.76

5.75

0.39

0.44

3.06

1.017

澳矿粉

68.00

1.60

1.30

0.28

0.056

2.80

0.014

印矿粉

64.09

0.38

3.94

0.17

0.051

5.35

0.017

杂返矿

56.55

9.36

5.80

7.75

1.62

3.31

0.046

白云石粉

 

 

2.05

30.48

20.97

 

 

生石灰

 

 

5.10

76.53

5.88

 

 

(2)烧结生产原料配比

原料名称

精粉

澳矿粉

印度粉

杂返矿

白云石粉

生石灰

干基配比(%)

40.70

10.19

10.19

21.74

10.46

7.35

  2、生产试验工艺流程:
  选取上述各种原料按湿料比通过人工跑盘、调整、控制下料量,在燃料(焦粉)配料园盘后方配料皮带上方安装下料装置。HL-01配加量为烧结湿混合料的0.3‰,按比例配料的原料经皮带运输机送到一次混合机加水湿润混匀,然后再经二次混合机造球制粒后均匀布在烧结机炉床上,经点火烧结形成烧结矿,经破碎、筛分、冷却、成品矿送往高炉。

  3、本次试验分为两个阶段:
  4月1日—4月6日主要是摸索试验提高转鼓指数,降低返矿率;4月7日—4月8日主要是降燃料配比实验。

试验结果:

阶段

湿焦粉配比%

转鼓指数%

高炉返矿率%

一、4月1日-6日
5.8
74.60
9.02

二、4月7日-8日

5.0

73.34

9.0

烧结配加HL-01前后几个指标对比

时间

单位

基期

试验期(一)

试验期(二)

试验期(一)

比基期

试验期(一)

比基期

指标

项目

FeO

%

12.19

12.0

11.43

-0.19

-0.76

转鼓指数

%

71.60

74.60

73.34

+3.0

+1.74

湿焦粉配比

%

5.8

5.8

5.0

0

-0.8

焦粉单耗(干)

Kg/t

67.5

67.23

61.10

-0.27

-6.40

高炉槽下返矿率

%

11.10

9.02

9.0

-2.08

-2.1

  

  试验期HL-01的统计配比为0.316‰,固体燃料(焦粉)消耗在试验期(二),下降了6.4Kg/t,降低比例为9.5%;两个试验期平均转鼓指数为74.15% ,比基期71.6%提高了2.55%,烧结矿FeO平均为11.72%比基期降低了0.475%。高炉槽下返矿率两个试验期平均为9.01%,比基期的11.10%下降了2.09%。冷筛自循环返矿率比过去比较下降1%左右。

  4、经济效益浅析:

  〈1〉直接效益

  A、配加HL-01吨矿焦粉降低6.4Kg,每吨焦粉价格按内部价220元/ T,年可节约焦粉60万吨×6.4÷1000=3840吨×220=84.48万元,B、结块率提高,返矿率下降,冷筛约1%,高炉槽下2.09%,两项合计返矿减少3.09%,年降低成本:0.0309×60万吨×(292-150)=263.27万元
  〈2〉间接效益
  高炉产量试验期比基期提高1.2%。两座179m3高炉年产44万吨,可增产:44万吨×1.2%=5280吨,计52万元。
  〈3〉配加HL-01烧结助燃剂增加的成本为
  A、吨烧结矿增加的成本:吨矿耗HL-04量×单价=0.45Kg/t×7600/1000=3.42元/吨B、节约焦粉吨矿降低成本:6.4×0.22=1.41元/吨因配加HL-04增加的总成本=(3.42-1.41)×60万吨=120.6万元
  〈4〉、年经济效益合计:
节焦效益+降低返矿增产效益+高炉增产效益—配加HL-01=84.48+263.27+52.0-120.6=279.15万元。

铁精矿强化烧结开发节能、环保产品的意义

  在能源日渐紧张的今天,节能降耗已经成为世界性的大课题,据1996年10月讨论世界地质资源开发问题伦敦国际会议估计:石油按已探明的储量还可开采28年左右;天然气还可开采50年;铁精矿还可开采60年;原煤可开采近200年。我国虽是能源大国,但人均占有量仅为世界人均占有量的五分之一,而能源利用率仅为发达国家的0%。面对资源,能源的匮乏,我国指定了“开发与节约”的能源方针,倡导开发新能源技术和节能环保产品。因此,开发节能环抱产品具有划时代意义。

铁精矿强化烧结剂开发节能、环保产品的状况

  世界上发达国家早在十多年前就对铁精矿烧结的节能降耗进行了大量的研究,花费了巨额资金和人力、物力,并生产出铁矿烧结添加剂。它提高烧结机利用系数3%-4%。提高烧结矿转鼓指数4%-5%以上,降低亚铁含量1%-1.5%左右,这些节能产品在世界许多国家得到了广泛应用。我公司在对市场调研后与中科院合作,联合开发了HL-01铁精矿烧结助燃剂,其性能已达到并超过国际水平(这种添加剂可节煤15%-30%,使烧结机利用系数提高4%-6%,烧结矿转鼓指数提高4%-7%,亚铁含量降低1.5%-2.5%),为我国的钢铁工业发展做出了巨大贡献。

铁精矿强化烧结形状特征及意义

  HL-01铁精矿强化烧结助燃剂,其特征为浅粉红色沫末状结晶体,有滑腻手感,无臭味。它是以低温烧结和燃气化助燃理论为基础,在钢铁烧结中可以缩短时间,提高结块率。该产品不仅解决了铁精矿烧结工艺的传统强化措施(低温烧结、小球烧结、燃料分加等)存在的弊端,同时也攻克了传统添加剂应用方面生产综合负值的问题。HL-01铁矿烧结剂是根据配方按比例加以助燃剂、增强剂、增氧剂、燃气化剂、阻凝剂等经混合、烘干后制成,在烧结混合料中添加少量的强化剂后, 对燃料的气化燃烧反应起到一定的催化作用,可降低燃料消耗,加快烧结燃烧速度, 提高烧结机的利用系数,增加烧结矿产量和强度,提高结块率,降低返矿率,同时可降低烧结尾汽中SO2含量,为企业创造良好的经济效益和社会效益。

强化烧结剂的主要功能

  1、助燃:可对固体燃料的气化燃烧起催化助燃作用,特别是对固体燃料中非碳物质的催化作用更强,增加固体燃料的反应活性,使烧结过程燃烧带温度提高,有利于矿化反应的进行,能生产极多的液相。
  2、提高效率:可改善烧结过程气一固一液相间的传热质条件,使烧结速度加快,烧结时间缩短,提高生产效率。
  3、提高成品效率:可使混合料的熔融温度降低,点火条件得以改善,降低返矿量,提高成品率。
  4、抑制粉化:本烧结助燃剂中的卤化物和稀土元素可使烧结矿的自然粉花现象得以抑制,有利于烧结强度的提高。
  5、环保:由于反应的放热节能作用,在烧结生产中降低了固体燃料的加入,减少烧结废气中SO2的含量,降低环境污染。
  6、节能:在助燃剂的强化、催化作用下,大部分液相反应可在低于1300℃以下完成,致使烧结终点的提前,烧结机利用系数提高,固体燃耗可降低15%以上,生产过程的其它固定费用亦同步下降。
  7、综合利用:HL-01铁精矿强化烧结助燃剂可提高烧结机利用系数5%以上,提高烧结矿转鼓指数6%以上,降低亚铁含量2%左右,提高成品率,降低返矿率,经济和社会效益显著。

铁精矿强化烧结剂的物理特征

外观

浅粉红色粉末

粒度(通过80目)
100%
比重(g/cm3)
0.98
水分
0.2%
酸碱性
PH值8.1无毒
铁精矿强化烧结剂的工作机理

  HL-01强化烧结助燃剂。是由多种非能源性无机化工原料按比例复配而成的一种化学添加剂,其主要作用是在烧结生产不变的情况下,提高烧结速度和烧结矿强度,降低粉花率,改善和提高成矿质量,达到增产、降耗、环保等个方面的经济效益和社会效益。化学添加剂作为一种化学工业品,已广泛地应用于各行各业,成为工业生产中不可缺少的一种化工产品,近年来,由于国家对环保及节能方面的要求和标准逐步提高、创新,用于燃料方面的化学添加剂不断的被研制和开发出来,并且从技术水平、性能特点、效果也逐步提高,特别是在铁精矿烧结中使用化学添加剂,居国内首创,是烧结冶炼方面的前端技术,对于改善烧结矿质量提高,产量提高,节能效果。环保改善等各个方面均有较高的实用价值。

强化烧结剂对煤燃烧过程的影响

  1、在对煤的工业分析中,常把煤的组成分为七大部分几。即:碳、氢、氧、硫、灰、水在工业使用中,对煤的组成分为:固定碳、挥发份、灰份及水,以上说法是从煤的化学成分组成去划分定义的,而从煤的结构组成方面讨论则是以上元素,以多芳香环为结构单元组成的,在在芳香环周围有侧链、管能团等。这些官能团中有羚基(含酚羚基、醇羚基)甲氧基、醛基、羰基,还有少量含氮、硫的官能团。因此形成不同的煤,也就是说燃料中的化学元素是由有机结构单元和无机结构单元交错复合存在着。所以煤的燃烧也就是不能单纯地看成是一种简单的单个化学元素的氧化反应。
  2、煤的燃烧就是由煤中各种有机单元和无机单元结构在加温过程中裂解后与氧发生强烈的氧化反应,形成CO2、H2O、SO2等过程,从宏观角度看,煤的燃烧是碳、氢、硫与氧在高温下的氧化反应。煤与非燃烧物混合燃烧,如炉窑、烧结、炼制等在不同的燃烧方式下,煤在燃烧过程中的结构裂解及氧化均有不同的变化。不同的燃烧方式加入不同的烧结剂,就可以控制和改善在燃烧中的结构裂解构成,从而达到提高燃烧效率。控制燃烧气氛,改善燃烧环境,适应生产需要。

  3、在煤燃烧过程中,如果加入各种不同的烧结剂,煤的燃烧就会发生不同的变化,烧结剂对燃烧的影响分为以下几种:
a:降低煤的燃点
b:提高燃烧温度
c:改变燃烧时间
d:改变燃烧后产生的气氛和燃烧性质,调整烧结的成分,这种方法只是挖掘了煤燃烧过程中可发挥而没有正常发挥的能量,不是创造能量。

强化烧结剂对烧结固体燃料的影响

  铁精矿烧结过程中,为使烧结过程能达到所需要的温度,在烧结料中加入一定量的煤,煤和烧结料均匀的混合在一起,因此烧结料层中的层状燃烧即不同于一般锅炉、炉灶中层状燃烧,也不同于单颗粒碳的燃烧。因此烧结料层中煤的数量相对较少(约3%-5%)且被周围的其它不可燃的矿物包围着。其燃烧规律介于二者之间,有以下特点:
  1、需要较大的空气过剩系数(约1.4-1.5)以保证煤能够与空气有较大的接触机会,促使煤较完全燃烧。
  2、燃烧生成CO2、CO,在燃烧温度下CO2占优势,虽然CO2可参加二级反应形成CO,但由于燃烧层很薄,高温停留时间很短,反应受到很大限制,不可能有明显的改观。在燃烧层和预热层的氧化物还参加了还原和氧化反应,燃烧的空气过剩系数较大,在高碳粒较远处存在着自由氧。这些特定条件都决定了气相中的CO2、自由氧也不能被消耗完。
  3、在燃烧料层中,既存在有氧化区,也存在有还原区,二区域呈离散型分布。在一般情况下,总的气氛性质为氧化性。

  4、烧结料层中,煤的燃烧基本处于扩散速度范围内,但在燃烧前的预热干燥层中,煤中可燃挥发物由于浓度不够而不易燃烧。因此降低了煤的整体可燃性,影响扩散速度,从而影响烧结带的移动速度。在这种特点下,添加适量的化学烧结剂,有效控制燃烧整体的氧化气氛,裂解煤中低温不可燃结构单元,降低燃点,增加可燃单元,这样就可以充分利用烧结料移动速度和燃烧层厚度、降低返矿率,提高烧结机利用系数。

使用强化烧结剂对烧结生产的影响

  1、在一定条件下,提高垂直烧结速度,烧结产量提高。而垂直烧结速度的快慢取决于两个因素,即料层中燃料的燃烧速度和传热速度。在正常配碳量的情况下,使用烧结剂改变燃烧特性,提高燃烧效率,加快燃烧反应速度,由于燃烧效率的提高,燃烧尾气中可燃气体减少,CO2>和H2O的含量增高,因此气体热容量增大,气体传热速度加快,所以垂直烧结速度提高。

  2、从提高烧结矿强度和成品率出发,要求高温区温度较高,厚度较大,以保证各种高温反应能充分进行,产生较多的液相。温度过高,厚度过大,易产生过熔,也会产生负影响。在正常取碳量的烧结料中,加入化学烧结剂可使煤在正常燃烧时一些可燃烧而又不具备燃烧条件没有燃烧的部分充分燃烧,使高温区内部热源增加,提高了高温区温度;燃料煤中的低温挥发物在化学烧结剂的作用下,提高挥发温度,参加燃烧,使燃烧厚度增大。

强化烧结剂对烧结矿强度和粉花率的影响
  烧结料中配碳量决定着烧结的温度,气氛性质的烧结速度,因而对烧结矿的矿物组成和结构都有影响。在低配碳量的烧结矿中,赤铁矿和铁酸钙较多,浮士体较少或没正硅酸钙和其它硅酸盐矿物较少,烧结矿不粉花,但由于硅酸盐粘结相较少,故烧结矿强度较差。配碳量高,烧结矿中浮士体明显增加,硅酸盐粘结相矿物也增加,赤铁矿铁酸钙则显著减少,烧结矿的转鼓指数提高,但烧结矿的粉花率也升高,这是由于配碳量增加后原气氛加强,容易形成浮士体而不利于赤铁矿和铁酸盐的生成,并促进了CaO和SiO2作用生成硅酸钙Ca0.SiO2。如果在正常配碳量的烧结料中,加入化学烧结剂后就可以获得适当的烧结温度和烧结气氛,这样减少正硅酸钙的形成,提高烧结矿的强度。综上所述:HL-01强化烧结助燃剂用于烧结后,可加快烧结过程,提高成品率和改善烧结矿的显微结构和还原性,降低固体燃料消耗,降低成矿FeO含量,降低亚铁焦化,降低烧结废气中SO2排放量,减少环境污染。该产品经过在唐钢、泰钢、包钢等多家钢铁公司实际应用,充分证明了HL-01铁精矿强化烧结助燃剂产品具有增产、节能、降耗、降污染等特点,是一种高科技新产品。它拥有广阔的市场前景,能创造巨大的社会效益和经济效益,深受用户的欢迎和信赖。
强化烧结剂的使用方法及用量

  该产品使用可分为干法和湿法两种。在不改变烧结生产工艺的情况下,通过下料机直接加到焦粉上即可。在烧结混合料中配加万分之三,该产品可以降低固体燃料消耗15%以上,同时提高生产率5%以上。

 

datu
 
装备精良的试验室
 
配加烧结剂后
矿质量明显改善
 
使用烧结剂后大型带烧机实现了厚料低温低碳烧结
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