本发明专利技术涉及钢铁烧结工艺技术领域，尤其涉及一种高氢低碳烧结料层结构、烧结系统及方法。该高氢低碳烧结料层结构包括形成于烧结开始前的第一料层结构，第一料层结构包括燃气颗粒以及混有固体燃料的原料，原料填充于台车内，燃气颗粒混合于原料内；燃气颗粒包括囊壁和压缩燃气，囊壁内密封构造有内腔，压缩燃气填充于内腔中。本发明专利技术的料层结构在原料中混有燃气颗粒，从而使具有该料层结构的烧结混合料在烧结过程中能合理分配烧结混合料的上部、中部以及下部的热量，从而满足烧结混合料各位置的烧结热量需求，以实现高效高质的高氢低碳烧结过程。结过程。结过程。
【技术实现步骤摘要】
高氢低碳烧结料层结构、烧结系统及方法
[0001]本专利技术涉及钢铁烧结工艺
，尤其涉及一种高氢低碳烧结料层结构、烧结系统及方法。
技术介绍
[0002]作为钢铁行业炼铁流程中的关键环节，烧结工艺主要作用为将各种粉状含铁原料，配入适量的燃料和熔剂，加入适量的水，经混合和造球后在烧结设备上使物料发生一系列物理化学变化，烧结成块，送往高炉进行下一步工序。进入高炉的烧结矿强度和还原性越高，高炉冶炼中焦炭的消耗越小，从而可以降低CO2排放。因此烧结工序生产的烧结矿一般要求具有较高的强度、高成品率、较低的返矿率、以及较低的燃料消耗。
[0003]现有的烧结工序中，图1中的实心箭头示出了料层6的燃烧方向，料层6上部的燃料点燃后，通过抽风作用，烧结会从上向下进行。由于烧结料层的蓄热作用，上部料层的热量会随烟气传递至下部料层，理想状态下料层6从上往下需要燃料提供的热量逐渐减少。在实际中还存在一些大颗粒燃料在烧结系统布料的过程中会滚落至料层6的底部，这样反而会造成料层6的燃料分布为下部固体燃料量高、而中上部固体燃料量低的结构，导致烧结生产时烧结料层中出现料层6的上部热量不足，而料层6的中、下部热量过剩的问题，使得烧结产质量下降，同时还会增加烟气中的污染物。
[0004]针对上述烧结过程中出现的问题，现有技术可在烧结系统中增设如图1所示的喷吹装置，喷吹装置由喷吹总管1、喷吹支管2、喷吹管8和喷吹孔7组成，并且在现有台车5的外部加装了顶部密封件3与侧面密封件4，生产时可燃气体从厂区燃气管道进入喷吹总管1后再进入喷吹支管2，最后进入喷吹管8，并通过设置在喷吹管8端部的喷吹孔7喷出，并在由顶部密封件3与侧面密封件4构成的喷吹罩内部与空气混合稀释，从而形成满足浓度要求的混合性气体，且该混合性气体能进入料层6的内部辅助烧结。通过对烧结料层的料面进行气体燃料喷吹实现对烧结料层的内部燃烧供热，即：在烧结工艺中，整体降低烧结原料的固体燃料配比后，通过喷吹装置在位于点火炉后一段距离的烧结料面上方喷吹稀释到爆炸极限下限以下的燃气燃料，使其在烧结料层内燃烧，以补充料层6上中部完成烧结所需的热量。喷吹装置的设置实际上是在烧结过程中为料层6二次添加燃料以替代料层中部分固体碳燃料，吸入料层的燃气量越大，固体碳燃料减少越多。但是，由于燃气喷吹浓度受到爆炸极限及燃气扩散等安全因素限制，对料层6的燃气喷吹浓度存在最大阈值，并且料层6的透气性也会限值了料面对燃气的吸入，因而喷吹装置的减碳量受限。另外进入料层的燃气燃烧位置位于燃烧带后方，难以对烧结过程的燃烧带前锋及燃烧带内部的最高温度提高产生较大贡献，进而削弱了燃气替代固体燃料的效果。
技术实现思路
[0005]本专利技术旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本专利技术提出一种高氢低碳烧结料层结构，以解决现有的烧结系统燃料分布不理想的问题，以及增加燃气喷吹
装置后燃气吸入量受限、燃烧位置靠后导致的减碳量不足的问题。
[0006]本专利技术还提出一种高氢低碳烧结系统。
[0007]本专利技术还提出一种高氢低碳烧结方法。
[0008]根据本专利技术第一方面实施例的一种高氢低碳烧结料层结构，所述料层结构包括形成于烧结开始前的第一料层结构，所述第一料层结构包括燃气颗粒以及混有固体燃料的原料，所述原料填充于台车内，所述燃气颗粒混合于所述原料内；所述燃气颗粒包括囊壁和压缩燃气，所述囊壁内密封构造有内腔，所述压缩燃气填充于所述内腔中。
[0009]根据本专利技术的一个实施例，所述第一料层结构包括若干个所述燃气颗粒，各个所述燃气颗粒在所述原料内成分散设置，并且各个所述燃气颗粒的体积彼此相等。
[0010]根据本专利技术的一个实施例，所述第一料层结构中的各个所述燃气颗粒的体积自下向上逐渐减小。
[0011]根据本专利技术的一个实施例，所述囊壁采用可燃有机材料制成。
[0012]根据本专利技术的一个实施例，所述压缩燃气为氢气或天然气或焦炉煤气。
[0013]根据本专利技术的一个实施例，所述料层结构还包括形成于烧结过程中的第二料层结构，所述第二料层结构形成的截面结构包括自下向上排列于所述台车内的原始料带、过湿带、干燥预热带、燃烧带以及烧结矿带，所述原始料带、所述过湿带和所述干燥预热带内填充的原料中混合有所述燃气颗粒。
[0014]根据本专利技术第二方面实施例的一种高氢低碳烧结系统，包括混料装置、布料仓、台车、点火炉和抽风装置，所述混料装置与所述布料仓连接，所述布料仓和所述点火炉沿所述台车的行进方向排列在所述台车上方，所述台车内设有如上所述的高氢低碳烧结料层结构；所述抽风装置安装于所述台车的底部。
[0015]根据本专利技术的一个实施例，所述布料仓内设有混料槽，所述混料槽与所述台车之间安装有烧结燃料偏析布料装置，所述烧结燃料偏析布料装置包括：
[0016]原料布料机构，连接于所述混料槽与所述台车之间，用于引导混有固体燃料的原料在所述混料槽与所述台车之间形成原料带；
[0017]燃气颗粒布料机构，连接于所述台车的上方，所述燃气颗粒布料机构设有若干个用于向所述台车上投放燃气颗粒的布料口，以所述台车的行进方向为前方，各个所述布料口依序排列于所述原料带的后方。
[0018]根据本专利技术的一个实施例，所述原料布料机构包括：
[0019]布料器，安装于所述混料槽与所述台车之间，所述布料器能通过旋转驱动所述原料自所述混料槽向前移动；
[0020]导料板，位于所述布料器的前方以使所述原料落在所述导料板上，所述导料板倾斜的设置于所述台车的上方，并且所述导料板的倾斜方向与所述原料的流出方向反向设置；
[0021]平料板，倾斜的设置在所述台车的上方并位于所述导料板的前方，所述平料板的一端与所述台车的上表面平齐。
[0022]根据本专利技术的一个实施例，所述燃气颗粒布料机构包括：
[0023]燃气颗粒存储仓，内部储存有燃气颗粒，所述燃气颗粒内填充有压缩燃气；
[0024]输料通道，一端与所述燃气颗粒存储仓连通，另一端构造有若干个所述布料口，各
个所述布料口依序排列在所述台车的上方。
[0025]根据本专利技术的一个实施例，若干个所述布料口包括自后向前依序排列在所述原料带后方的第一布料口、第二布料口和第三布料口，所述第一布料口、所述第二布料口和所述第三布料口的口径分别为L1、L2和L3，有L1＞L2＞L3；所述燃气颗粒分别通过所述第一布料口、所述第二布料口和所述第三布料口的数量分别为Q1、Q2和Q3，有Q1＞Q2＞Q3。
[0026]根据本专利技术的一个实施例，所述输料通道平置于所述台车的上方，并且所述输料通道的底板与水平面成预设角度设置，所述预设角度的范围为5度至15度；所述第一布料口和所述第二布料口分别设置在所述输料通道的底部并分别朝向所述台车设置，所述第三布料口设置于所述输料通道的端面上。
[0027]根据本专利技术的一个实施例，所述混料装置包括原料仓和至少一个混合室、原料仓与各个所述混合室依序连接于所述布料仓的进料口。
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【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种高氢低碳烧结料层结构，其特征在于，所述料层结构包括形成于烧结开始前的第一料层结构，所述第一料层结构包括燃气颗粒以及混有固体燃料的原料，所述原料填充于台车内，所述燃气颗粒混合于所述原料内；所述燃气颗粒包括囊壁和压缩燃气，所述囊壁内密封构造有内腔，所述压缩燃气填充于所述内腔中。2.根据权利要求1所述的高氢低碳烧结料层结构，其特征在于，所述第一料层结构包括若干个所述燃气颗粒，各个所述燃气颗粒在所述原料内成分散设置，并且各个所述燃气颗粒的体积彼此相等。3.根据权利要求2所述的高氢低碳烧结料层结构，其特征在于，所述第一料层结构中的各个所述燃气颗粒的体积自下向上逐渐减小。4.根据权利要求1所述的高氢低碳烧结料层结构，其特征在于，所述囊壁采用可燃有机材料制成。5.根据权利要求1所述的高氢低碳烧结料层结构，其特征在于，所述压缩燃气为氢气或天然气或焦炉煤气。6.根据权利要求1至5任一项所述的高氢低碳烧结料层结构，其特征在于，所述料层结构还包括形成于烧结过程中的第二料层结构，所述第二料层结构形成的截面结构包括自下向上排列于所述台车内的原始料带、过湿带、干燥预热带、燃烧带以及烧结矿带，所述原始料带、所述过湿带和所述干燥预热带内填充的原料中混合有所述燃气颗粒。7.一种高氢低碳烧结系统，其特征在于，包括混料装置、布料仓、台车、点火炉和抽风装置，所述混料装置与所述布料仓连接，所述布料仓和所述点火炉沿所述台车的行进方向排列在所述台车上方，所述台车内设有如权利要求1至6任一项所述的高氢低碳烧结料层结构；所述抽风装置安装于所述台车的底部。8.根据权利要求7所述的高氢低碳烧结系统，其特征在于，所述布料仓内设有混料槽，所述混料槽与所述台车之间安装有烧结燃料偏析布料装置，所述烧结燃料偏析布料装置包括：原料布料机构，连接于所述混料槽与所述台车之间，用于引导混有固体燃料的原料在所述混料槽与所述台车之间形成原料带；燃气颗粒布料机构，连接于所述台车的上方，所述燃气颗粒布料机构设有若干个用于向所述台车上投放燃气颗粒的布料口，以所述台车的行进方向为前方，各个所述布料口依序排列于所述原料带的后方。9.根据权利要求8所述的高氢低碳烧结系统，其特征在于，所述原料布料机构包括：布料器，安装于所述混料槽与所述台车之间，所述布料器能通过旋转驱动所述原料自所述混料槽向前移动；导料板，位于所述布料器的前方以使所述原料落在所述导料板上，所述导料板倾斜的设置于所述台车的上方，并且所述导料板的倾斜方向与所述原料的流出方向反向设置；平料板，倾斜的设置在所述台车的上方并位于所述导料板的前方，所述平料板的一端与所述台车的上表面平齐。1...
【专利技术属性】
技术研发人员：王业峰，周浩宇，李谦，刘前，陈思墨，
申请(专利权)人：中冶长天国际工程有限责任公司，
类型：发明
国别省市：
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