铁矿石的阶段性富氧烧结制造技术

本发明专利技术涉及铁矿石的阶段性富氧烧结。通过在铁矿石移动床点燃之后在所述床的前十分之一到三分之一中抽吸富氧空气气氛通过所述床，并且通过抽吸空气气氛或者富含烟道气的空气气氛通过所述床的剩余部分，来烧结铁矿石。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及铁矿石的烧结。
技术介绍
在由铁矿石生产铁和钢中，有利的做法是在将铁矿石进料到高炉(blast furnace)中之前对铁矿石进行烧结。烧结通过改变铁矿石的物理状况，也即从松散的、细的或者甚至粉状颗粒态转变成当破碎成可以操作的块时可以更容易操作和进料的相对固结态(solidified state)，而使铁矿石团聚(agglomerate)。烧结也使得能够将试剂比如助熔剂引入到和铁矿石的混合物中。烧结的产物称作“烧结体(sinter)”。 烧结体强度和可还原性(reducibility)对于高炉的性能而言非常重要。强度差的烧结体在操作和装料时可能破裂，降低了材料在高炉中的可渗透性(permeability)。烧结体的渗透性下降和可还原性差将导致在高炉中矿石还原效率下降，运行成本(焦炭消耗)高以及生产率下降。 在通过常规方法烧结铁矿石的过程中，焦炭屑(或者无烟煤)和铁矿石以及其它添加剂掺混，随后将混合物进料到移动床(也称作托盘(pallet))上。所述床通过点火炉，在此燃料在床上方燃烧并在床中引发焦炭燃烧过程。随后，随着焦炭和通过位于托盘下方的风箱抽吸穿过混合物的空气燃烧以建立和保持烧结温度，燃烧面(combustion front)通过床。随着焦炭的燃烧，在正烧结的混合物中和周围的气氛主要是还原性的，通常导致形成过多的FeO。烧结体中高含量的FeO导致可还原性和可渗透性差。通过常规方法烧结过程中的另一主要问题是烧结体表面层的质量差，这是由于焦炭燃烧不完全以及后来的快速冷却。
技术实现思路
本专利技术的一个方法是烧结方法，包括 (A)将包含铁矿石和固体碳质燃料的混合物进料以在移动输送机(moving conveyor)上形成混合物的床， (B)利用通过在点火炉中燃烧燃料所提供的热量点燃所述混合物，并一旦点火就使所述混合物通过第一区域，(所述第一区域构成所述床的总长度的十分之一到三分之一，空气或富氧空气沿着其抽吸进入所述已点燃的床)，同时提供富氧空气的气氛到所述第一区域中的所述混合物的上表面，并且抽吸所述气氛进入所述混合物和从所述床的底表面抽吸含有所述富氧空气和所述燃料的反应产物的气体，其中向提供到所述第一区域中的混合物上表面的空气中添加的氧气量对应于5-20立方米氧气每吨所述混合物， 其中在所述混合物的未烧结材料的顶部形成烧结过的材料层， (C)传递所述混合物直接从所述第一区域通过构成所述床长度剩余部分的第二区域，同时提供空气气氛(atmosphere of air)到所述第二区域中混合物的上表面并抽吸所述气氛进入所述混合物，和从所述床的底表面抽吸含有所述气氛和所述燃料的反应产物的气体，其中在所述混合物中的未烧结材料变成烧结过的，和 (D)从所述传输机回收烧结过的材料。 提供给第一区域中的混合物的气氛中的增加的氧含量导致CaO.Fe2O3量增加，从而增加烧结体的强度和可还原性。在烧结过程中也实现了燃烧的改善，这有助于降低燃料消耗速率、增加生产率(烧结时间减少)、在整个床深度上烧结体性质更加均匀，并且在烧结过程结束时必需重新处理的细粉减少。 由于氧气仅仅在移动床的部分长度处供应，所以氧气成本可以下降，同时氧富集的益处可以得以保持。所以，在大多数情况下，氧气成本通过烧结体质量改善、生产率增加和成本减少方面的益处而大大抵消。 作为替换性实施方案，氧气也可以引入到送入点火炉的空气中。当燃料气体和富氧空气在点火炉中燃烧时，点火温度和点火效率改善，燃料气体成本下降。进而，当采用富氧空气燃烧时，可以采用热值较低的廉价燃料气体，这些廉价气体在其它情况下不会有用。 在一些优选实施方案中，从所述床在所述第一区域中的底表面抽吸的所述气体的一部分被循环到提供给所述第二区域中所述混合物上表面的空气气氛中。相反或者另外，可以将从所述床在所述第一区域中的底表面抽吸的所述气体的一部分循环到提供给所述第一区域中所述混合物上表面的气氛中。在这些实施方案中，从所述床在所述第一区域中的底表面抽吸的所述气体的被循环到提供给所述第一区域中的所述混合物上表面的气氛的那部分，优选是提供给所述混合物上表面的全部气氛的二十分之一到二分之一。 作为另一替换性实施方案，在所述第一区域中提供的氧气总量的至少50％，优选至多70％，在第一区域的第一半中提供，氧气余量在第一区域的第二半中提供。 附图说明 图1是根据本专利技术实施方案的烧结装置的流程图。 图2是通过本专利技术烧结的材料床的剖面图。 图3是根据本专利技术替换性实施方案的烧结装置的流程图。 具体实施例方式 参见图1，原料包括铁矿石、燃料比如焦炭屑、助熔剂比如石灰、和任选的(但是优选的)从烧结过程循环的细粉(fines)，从各个进料斗1进料到传输带(conveyer belt)2上，并在转移到料仓3之前或同时混合，所述混合物从料仓3进料到移动传输机5上，所述移动传输机5优选已经被来自料仓4的粗烧结矿石层覆盖。 和铁矿石混合的燃料可以是任何固体颗粒碳质燃料。优选的实例包括焦炭、焦炭屑、石油焦和煤(优选无烟煤)。 助熔剂也可以存在。如果存在，助熔剂可以是在铁矿石烧结中惯常使用的任何助熔剂。优选的实例包括石灰、石灰石和白云石。 传输机5通常是由耐久性的多孔材料比如金属链(metal link)制备的传输带，以承受烧结的温度和苛刻物理条件，并允许空气和富氧空气抽吸通过该传输机。 传输机5位于风箱12(一个或多个)上方，所述风箱抽吸位于床6上表面处的气氛通过传输机5并通过床6。所述气氛通过一个或多个常规构造的风扇比如风扇14的运转而抽吸。 所述混合物形成床6，床6以足以允许在混合物从传输机5上移开之前发生所需烧结的速度从装料端向前移动到出料端。 气态燃料比如焦炉气、高炉气或者其它可燃性含烃气体，在燃料管道7中进料到点火炉9，空气在管道8中进料到点火炉9，在此它和燃料燃烧以点燃床6的表面层。一旦点燃，由于如本文所述通过位于传输机5下方的风箱12对空气和富氧空气的抽吸，所以材料中的焦炭保持和氧气燃烧以形成从顶部到底部的燃料面，直到床6中的整个材料深度被烧结。烧结后的材料随后被排料到筛子16上，在此所述排料被筛分，粗的烧结体可用于进料到高炉，而细的烧结体进行循环用于烧结。烟道气包含燃烧(即，氧气和燃料在床中的反应)的气态产物和灰尘，被抽吸到除灰尘工段13，在此从所述烟道气中除去夹带的颗粒，然后所述烟道气可以在烟囱15处通过风扇14排出。 氧气通过管线10进料到通风柜11，所述通风柜是在底部开口的结构(朝向床6的上表面)并且优选延伸横跨床6的宽度。管线10在图1中所示的一个或多个出口中终止，或者在分布器中终止，氧气从所述出口或分布器中送出。氧气和通风柜中以及床6上表面处存在的空气组合，以使床6上表面处的气氛的氧含量高于21体积％氧。应该理解的是，在通风柜11中和床6上表面处总是存在着空气，这是因为在床表面和通风柜11的下边缘之间存在着开放空间，并且因为风扇14(和风扇17，如果存在)的运转往往将空气从周围气氛中向内抽吸通过这些空间。在管线10中进料的氧气优选是至少50体积％氧气，更优选至少90体积％氧气，还更优选至少95体积％氧气。 优选地，通过将空气和足量的含氧进料物流组合将本文档来自技高网...

【技术保护点】
烧结铁矿石的方法，包括：　（Ａ）进料包含铁矿石和固体碳质燃料的混合物，以在移动传输机上形成所述混合物的床，　（Ｂ）利用通过在点火炉中燃烧燃料所提供的热量点燃所述混合物，并一旦点火就使所述混合物通过构成所述床的总长度的十分之一到三 分之一的第一区域，空气或富氧空气沿着其抽吸进入所述已点燃的床，同时提供富氧空气的气氛到所述第一区域中的所述混合物的上表面，并且从所述床的底表面抽吸所述气氛进入所述混合物和抽吸含有所述富氧空气和所述燃料的反应产物的气体，其中向提供到所述第一区域中的混合物上表面的空气中添加的氧气量对应于５－２０立方米氧气每吨所述混合物，　其中在所述混合物的未烧结材料的顶部形成烧结过的材料层，　（Ｃ）使所述混合物直接从所述第一区域通过构成所述床长度剩余部分的第二区域，同时提供空气气氛到 所述第二区域中混合物的上表面并抽吸所述气氛进入所述混合物，和从所述床的底表面抽吸含有所述气氛和所述燃料的反应产物的气体，其中在所述混合物中的未烧结材料变成烧结过的，和　（Ｄ）从所述移动传输机回收烧结过的材料。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：王涛，JF比林汉，
申请(专利权)人：普莱克斯技术有限公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]