【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及球团生产，特别涉及一种基于焦炉煤气梯级分布提高固废金属化率和脱锌率的方法。
技术介绍
1、一般来说钢铁企业的粉尘产量约为钢产量的8％～10％，这些粉尘中包含大量的铁元素，并且还含有锌、钾、钠和碳等元素，冶金粉尘应该得到合理的回收利用，若处理不当，不仅造成资源浪费，而且还将对环境造成污染。通常条件下，钢铁企业收集冶金粉尘后作为烧结原料来生产烧结矿，但是这些粉尘会影响烧结生产的技术经济指标，还会造成锌和碱金属在高炉内部富集，增加高炉锌负荷，使高炉生产受阻。转底炉工艺是钢铁企业处理冶金粉尘的有效工艺之一，在固废回收利用和环境保护方面有着明显优势，转底炉对原燃料适应性强，在炉子底部平铺球团，对原料的机械强度没有太高的要求；且脱锌率高，产品用途广可以得到90％以上的脱锌率，还原后的金属化球团的含铁量50％以上、还原产品锌灰的含锌60％以上。金属化球团在电炉、转炉中可代替废钢使用，锌灰作为炼锌原料，其市场价格在6000元/t左右，因此转底炉工艺可产生客观的经济效益。
2、对于转底炉含碳球团而言，其主要的热量来源于炉墙和炉顶的辐射传热，其次为含碳球团内部及含碳球团之间的导热，而对流传热所占的比重则相对较小。因此，目前转底炉工艺存在着能量利用率低、产能低的问题，且含碳球团使用无烟煤和焦粉作为含碳来源，存在反应性较低且较硬，难于制粉。同时使用含碳的高炉布袋灰、焦化除尘灰等含碳物料在保证转底炉球团残锌符合要求下，但确因工序匹配，存在转底炉球团配碳不足，需额外寻找含碳资源。含锌含铁固废中主要发生铁、锌氧化物还原反应，当温度低
技术实现思路
1、本专利技术的目的是提供一种基于焦炉煤气梯级分布提高固废金属化率和脱锌率的方法，通过对转底炉设置不同还原分区功能和富氢气体的焦炉煤气流量梯级分布，实现铁氧化物、锌氧化物的分区高效还原，在保证含锌含铁固废脱锌率前提下，提高转底炉含碳球团的金属化率，可直接作为高炉或者转炉含铁原料。
2、本专利技术的上述技术目的是通过以下技术方案得以实现的：
3、一种基于焦炉煤气梯级分布提高固废金属化率和脱锌率的方法，其特征在于，包括如下步骤：
4、粘结剂与含铁含锌固废按照比例混合后，进入强力混合机形成混合物；
5、混合物进入压球机得到含锌含铁的生球，生球经预热干燥、筛分后进入转底炉；
6、生球依次经过转底炉内沿台车方向依次设置的加热区、第一还原区、第二还原区、第三还原区、第四还原区和第五还原区形成金属化球团，加热区、第一还原区、第二还原区、第三还原区、第四还原区和第五还原区均通入焦炉煤气与助燃空气，通过调节焦炉煤气与助燃空气比例，第一还原区内为弱富氢气氛，第二还原区内为强富氢气氛，第三还原区、第四还原区和第五还原区依次减少焦炉煤气比例形成梯级分布；
7、金属化球团经螺旋排料机排至圆筒冷却机，圆筒冷却机内通入氮气，得到最终产物。
8、优选的，所述含铁含锌固废包括除尘灰水洗滤饼、炼钢除尘灰、lt除尘细灰与含碳重力除尘灰，所述水洗滤饼的质量分数不低于25％，含碳重力除尘灰的质量分数不低于2％，所述含铁含锌固废中氧化锌含量不高于3.5％，固定碳含量不低于8.5％，所述粘结剂配比为含铁含锌固废质量的4％～6％，所述粘结剂选自膨润土或水玻璃中的一种。
9、优选的，所述生球控制尺寸为28mm×25mm×15mm，生球为椭圆型，椭圆直径分别为28mm与15mm，生球厚度25mm。
10、优选的，所述转底炉内加热区、第一还原区、第二还原区、第三还原区、第四还原区和第五还原区的烟气流动方向为相对转底炉运行方向逆流，所述加热区处设置烟气出口。
11、优选的，所述加热区内焦炉煤气流量与助燃空气流量的比例为0.3：1，助燃空气流量设定1000m3/h，焦炉煤气流量设定300m3/h，通过后区逆流高温烟气，气氛温度800-900℃。
12、优选的，所述第一还原区内焦炉煤气流量与助燃空气流量的比例为0.4：1，助燃空气流量2800-3000m3/h，焦炉煤气流量设定为1100-1200m3/h,烧嘴中心距料面高度30cm，火焰喷吹角度与垂直方向呈45°向下，通过后区逆流高温烟气，第一还原区气氛温度设定为1000-1200℃。
13、优选的，所述第二还原区内焦炉煤气流量与助燃空气流量的比例为0.8：1，助燃空气流量设定为4800-5000m3/h，焦炉煤气流量设定为3800-4000m3/h，烧嘴中心距料面高度20cm，火焰喷吹角度与垂直方向呈45°向下，通过后区逆流高温烟气，还原ⅱ区气氛温度设定为1100-1300℃，形成强富氢气氛，铁氧化物加快还原。
14、优选的，所述第三还原区内焦炉煤气流量与助燃空气流量的比例为0.30：1，助燃空气设定流量为6000m3/h，焦炉煤气流量设定为1800m3/h，烧嘴中心距料面高度30cm，火焰喷吹角度与垂直方向呈45°向下，通过后区逆流高温烟气，第三还原区气氛温度设定为1100-1350℃。
15、优选的，所述第四还原区内焦炉煤气流量与助燃空气流量的比例为0.25：1，助燃空气设定流量为4500-5000m3/h，焦炉煤气流量设定为1100-1250m3/h，烧嘴中心距料面高度30cm，火焰喷吹角度与垂直方向呈45°向下，通过后区逆流高温烟气，第四还原区气氛温度设定为1200-1250℃。
16、优选的，所述第五还原区内焦炉煤气流量与助燃空气流量的比例为0.15：1，助燃空气设定流量为800-1000m3/h，焦炉煤气流量设定为120-150m3/h，烧嘴中心距料面高度30cm，火焰喷吹角度与垂直方向呈90°，通过焦炉煤气燃烧，第五还原区气氛温度设定为900-1000℃。
17、综上所述，本专利技术的有益效果为：通过对转底炉设置不同还原分区功能和富氢气体的焦炉煤气流量梯级分布，实现铁氧化物、锌氧化物的分区高效还原，在保证含锌含铁固废脱锌率前提下，提高转底炉含碳球团的金属化率，使得含锌含铁固废脱锌率达到93％以上，金属化率达到68％以上，可直接作为高炉或者转炉含铁原料。
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1.一种基于焦炉煤气梯级分布提高固废金属化率和脱锌率的方法，其特征在于，包括如下步骤：
2.根据权利要求1所述的一种基于焦炉煤气梯级分布提高固废金属化率和脱锌率的方法，其特征在于：所述含铁含锌固废包括除尘灰水洗滤饼、炼钢除尘灰、LT除尘细灰与含碳重力除尘灰，所述水洗滤饼的质量分数不低于25%，含碳重力除尘灰的质量分数不低于2%，所述含铁含锌固废中氧化锌含量不高于3.5%，固定碳含量不低于8.5%，所述粘结剂配比为含铁含锌固废质量的4%~6%，所述粘结剂选自膨润土或水玻璃中的一种。
3.根据权利要求1所述的一种基于焦炉煤气梯级分布提高固废金属化率和脱锌率的方法，其特征在于：所述生球控制尺寸为28mm×25mm×15mm，生球为椭圆型，椭圆直径分别为28mm与15mm，生球厚度25mm。
4.根据权利要求1所述的一种基于焦炉煤气梯级分布提高固废金属化率和脱锌率的方法，其特征在于：所述转底炉内加热区、第一还原区、第二还原区、第三还原区、第四还原区和第五还原区的烟气流动方向为相对转底炉运行方向逆流，所述加热区处设置烟气出口。
5.根据权利要
6.根据权利要求1所述的一种基于焦炉煤气梯级分布提高固废金属化率和脱锌率的方法，其特征在于：所述第一还原区内焦炉煤气流量与助燃空气流量的比例为0.4：1，助燃空气流量2800-3000m3/h，焦炉煤气流量设定为1100-1200m3/h,烧嘴中心距料面高度30cm，火焰喷吹角度与垂直方向呈45°向下，通过后区逆流高温烟气，第一还原区气氛温度设定为1000-1200℃。
7.根据权利要求1所述的一种基于焦炉煤气梯级分布提高固废金属化率和脱锌率的方法，其特征在于：所述第二还原区内焦炉煤气流量与助燃空气流量的比例为0.8：1，助燃空气流量设定为4800-5000m3/h，焦炉煤气流量设定为3800-4000m3/h，烧嘴中心距料面高度20cm，火焰喷吹角度与垂直方向呈45°向下，通过后区逆流高温烟气，还原Ⅱ区气氛温度设定为1100-1300℃，形成强富氢气氛，铁氧化物加快还原。
8.根据权利要求1所述的一种基于焦炉煤气梯级分布提高固废金属化率和脱锌率的方法，其特征在于：所述第三还原区内焦炉煤气流量与助燃空气流量的比例为0.30：1，助燃空气设定流量为6000m3/h，焦炉煤气流量设定为1800m3/h，烧嘴中心距料面高度30cm，火焰喷吹角度与垂直方向呈45°向下，通过后区逆流高温烟气，第三还原区气氛温度设定为1100-1350℃。
9.根据权利要求1所述的一种基于焦炉煤气梯级分布提高固废金属化率和脱锌率的方法，其特征在于：所述第四还原区内焦炉煤气流量与助燃空气流量的比例为0.25：1，助燃空气设定流量为4500-5000m3/h，焦炉煤气流量设定为1100-1250m3/h，烧嘴中心距料面高度30cm，火焰喷吹角度与垂直方向呈45°向下，通过后区逆流高温烟气，第四还原区气氛温度设定为1200-1250℃。
10.根据权利要求1所述的一种基于焦炉煤气梯级分布提高固废金属化率和脱锌率的方法，其特征在于：所述第五还原区内焦炉煤气流量与助燃空气流量的比例为0.15：1，助燃空气设定流量为800-1000m3/h，焦炉煤气流量设定为120-150m3/h，烧嘴中心距料面高度30cm，火焰喷吹角度与垂直方向呈90°，通过焦炉煤气燃烧，第五还原区气氛温度设定为900-1000℃。
...【技术特征摘要】
1.一种基于焦炉煤气梯级分布提高固废金属化率和脱锌率的方法，其特征在于，包括如下步骤：
2.根据权利要求1所述的一种基于焦炉煤气梯级分布提高固废金属化率和脱锌率的方法，其特征在于：所述含铁含锌固废包括除尘灰水洗滤饼、炼钢除尘灰、lt除尘细灰与含碳重力除尘灰，所述水洗滤饼的质量分数不低于25%，含碳重力除尘灰的质量分数不低于2%，所述含铁含锌固废中氧化锌含量不高于3.5%，固定碳含量不低于8.5%，所述粘结剂配比为含铁含锌固废质量的4%~6%，所述粘结剂选自膨润土或水玻璃中的一种。
3.根据权利要求1所述的一种基于焦炉煤气梯级分布提高固废金属化率和脱锌率的方法，其特征在于：所述生球控制尺寸为28mm×25mm×15mm，生球为椭圆型，椭圆直径分别为28mm与15mm，生球厚度25mm。
4.根据权利要求1所述的一种基于焦炉煤气梯级分布提高固废金属化率和脱锌率的方法，其特征在于：所述转底炉内加热区、第一还原区、第二还原区、第三还原区、第四还原区和第五还原区的烟气流动方向为相对转底炉运行方向逆流，所述加热区处设置烟气出口。
5.根据权利要求1所述的一种基于焦炉煤气梯级分布提高固废金属化率和脱锌率的方法，其特征在于：所述加热区内焦炉煤气流量与助燃空气流量的比例为0.3：1，助燃空气流量设定1000m3/h，焦炉煤气流量设定300m3/h，通过后区逆流高温烟气，气氛温度800-900℃。
6.根据权利要求1所述的一种基于焦炉煤气梯级分布提高固废金属化率和脱锌率的方法，其特征在于：所述第一还原区内焦炉煤气流量与助燃空气流量的比例为0.4：1，助燃空气流量2800-3000m3/h，焦炉煤气流量设定为1100-1200m3/h,烧嘴中心距料面高度30cm，火焰喷吹角度与垂直方向呈45°向下，通过后区逆流高温烟气，第一还原区气氛温度...
【专利技术属性】
技术研发人员：刘桐，张俊杰，贾来辉，张啟龙，王博文，刘胜歌，王玉会，陈强，
申请(专利权)人：中天钢铁集团南通有限公司，
类型：发明
国别省市：
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