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1、降低燒結工序的主要技術措施是什么?
加強原燃料管理:實際厚料層燒結;在混合料中加生石灰;增加混合造球時間;預熱混合料;改進點火器,提高料面點火質量;減少燒結機漏風;燒結工藝過程的自動化及人性化等,所有這些都是降低燒結工序能耗的可行措施。
2、赤鐵礦燒結燃料消耗為什么升高?
赤鐵礦礦石燒結主要是還原一再氧化反應過程,生成Fe3O4為主的礦物組成。燒結過程中燃料生成的CO,首先與赤鐵礦(Fe2O3)起還原反應:Fe2O3+CO——Fe3O4+CO2
這樣就消耗了一部分燃料,Fe2O3礦物含量愈高,消耗的燃料就愈多。
還有,燒結料層溫度升高到1383℃以上時,Fe2O3就開始分解,當溫度超過1452℃時,反應加劇,需要熱量也增加,目前各燒結廠普遍推行低碳厚料層燒結,使料層的溫度水平不致過高;有利于減少這一反應。
采用不同FeO含量的鐵礦石燒結,但最后燒結礦的FeO 含量基本接近。其原因是在熔融帶中大量的Fe2O3轉變成FeO。原始赤鐵礦中FeO含量只有3%左右,經過熔融帶后升至30%—35%,與磁鐵礦燒結時差不多。所以,赤鐵礦燒結,消耗燃料量大。在凝結和冷卻過程中,與吸入的O2反應,進行再氧化,放出一部分熱量。燒結礦中FeO含量一般在7%—10%。
3、褐鐵礦燒結能耗為什么高?
褐鐵礦結構松散,堆比重小,孔隙率大,表面粗糙,含有吸附水和結晶水,燒損10%以上,含鐵量37%—55%。燒結過程中,首先脫掉結晶水,發生下列反應:
mFe2O3·nH2O—mFe2O3+nH2O+5016kJ/kg
結晶水的分解熱為物理水汽化熱的兩倍,為5016kJ/kg結晶水。每噸褐鐵礦結晶水耗熱能折合標煤17kg。因此,褐鐵礦燒結燃料消耗較高。以褐鐵礦為原料生產燒結礦,熱耗量為275.88kJ/t。
褐鐵礦燒結,由于混合料水分升高和大量結晶水分解,相應的增加燃料量。所得燒結礦氣孔率升高、強度差,轉鼓指數下降。因此,褐鐵礦燒結比磁鐵礦燒結固體燃料消耗多,生產率下降。
4、為什么使用鐵屑軋鋼皮可以節省燃料?
軋鋼的氧化鐵皮含鐵60%—75%,FeO含量為60%左右,在燒結生產中被氧化放熱,理論計算,燒結生產每用1kg軋鋼氧化鐵皮可以節省0.20kg無煙煤。
5、為什么燒結生產使用轉爐鋼渣也可節能?
轉爐鋼渣中堿性氧化物含量高達36%—56%,主要礦物有硅酸三鈣、硅酸二鈣、鐵酸鈣、游離的CaO等低熔點礦物。還有金屬鐵氧化后放出的熱,可為燒結過程所利用。另外用轉爐鋼渣代替部分燒結溶劑,燒結礦燒損減少,成品率升高,所以使用轉爐鋼渣既改善燒結礦產質量,又節省燃料。燒結使用轉爐鋼渣作熔劑,用量4%—9%,除燒結礦品味降低外,其他質量指標均有改善,FeO降低0.7%—1.05%,轉鼓指數升高0.4%—0.92%,粉末降低1.6%—5.7%,燃料消耗降低。
6、加入生石灰對燒結能耗有什么影響?
當每噸燒結礦用生石灰50kg左右時,可減少石灰石分解熱,相當于4.5—5.0kg燃料,生石灰遇水消化放出熱量,相當于0.3—0.5kg燃料,它可以提高混合料溫度,有利于成球,并改善球的質量和混合料的透氣性,為提高料層創造條件,提高燒結過程熱利用率,從而節省燃料。同時CaO對碳的燃燒有催化作用,改善碳粒的燃燒性,促進燒結生產率的提高。
我國有一些燒結廠用生石灰活性度較低,為170ml左右,燒損量高,殘留一部分碳酸鹽。同時由于焙燒溫度過高(1100—1200℃),生成孔隙度小、密度大的結晶完整體,且與SiO2反應生成2CaO·SiO2和3CaO·SiO2化合物,這種過燒現象使活性度下降。
近幾年國內外燒結廠研究采用熱水消化生石灰,消除薄膜包圍生石灰顆粒,使消化連續進行,提高了消化程度。使用熱水消化生石灰,水溫由20℃增加到100℃,活性度由210mL增加到380Ml。
目前,一些燒結廠采取措施生產高活性生石灰,活性度超過300mL。生石灰活性度由150mL增加到304mL時,混合料溫度升高,透氣性改善,燃料反應性增強。垂直燒結速度升高19%,相應的增加料層到400mm,生產率增加14.76%—16.1%。燃料配比相應的降低4%—10%。若保證燒結指標不變,則生石灰配比可相應的降低。
7、固體燃料的揮發分對燒結燃料有何影響?
燒結生產過程中,各種礦物質進行物理化學反應,不僅需要熱量,而且還要與碳及其產生的CO發生反應。碳量的多少直接影響燒結過程,燃料中部分揮發分在燒結的預熱帶揮發,而進入燒結廢氣中,不能參加化學反應,這部分熱量不能被利用。燃料中揮發分愈高,碳含量相對降低,不利于燒結生產。
8、燒結生產使用什么燃料節能效果好?
燒結生產:使用的固體燃料有無煙煤、焦粉等。在燒結過程中燃料經過點火與氧作用,發生化學變化,其產生的熱量經過點火與氧作用,發生化學變化,其產生的熱量為燒結過程提供熱量。衡量燃料的質量是含碳量的多少和灰分的高低。
焦粉是燒結生產較理想的燃料,粒度均勻碳含量高。揮發分和灰分均低,反應性適中。燒結過程中燃燒速度和預熱速度基本同步,所以燒結料層中高溫帶較寬,燒結礦熔融結晶好,成品率就高。燒結生產使用焦粉,燒結礦強度好,轉鼓指數升高0.88%,由于垂直燒結速度較慢,生產率稍低,燃料耗量下降3—5kg/t。
焦粉含有部分石墨碳,在燒結過程中燃燒放熱量相應的降低,發生下列反應:
C石墨化+O2=CO2+392376.6kJ
C游離+ O2=CO2+392376.6kJ
因此,石墨化程度較高的燃料,消耗量相應的升高。
使用含碳較高的煤時,由于其比重輕,燒結布料時,上層混合料含碳量升高,熱利用率增加;而且由于其灰分低,熔劑用量減少,碳酸鹽分解熱減少了,所以使用含碳較高的煤有利于節能。
9、熱風及煤氣無焰燒結為什么能節省固體燃料?
熱風燒結是將200—400℃熱風抽入燒結料層進行燒結??朔胀Y表層熱量不足,燒結強度差,粉末多,下層熱過剩的缺點。
熱風燒結采用氣體燃料,基本完全燃燒,熱效率高,總熱值降低;上層冷卻速度慢,有利于液相生成礦物結晶,供熱合理,提高廠層燒結礦強度,增加了成品率,從而提高燒結生產率。
熱風燒結使固體燃料減少,灰分降低了,燒結礦品位升高0.3%左右。熔劑加入量減少,碳酸鹽分解也減少了,從而節省固體燃料。
煤氣無焰燒結以煤氣和空氣的混合物吸入料層中,吸收燒結礦的物理熱至著火點,即開始無焰燒結,熱廢氣經過高溫層及冷卻層達到燃料燃燒層,與料層的固體燃料碳繼續燃燒,使燒結過程的熱利用率提高,節省固體燃料。
10、如何確定有利于燒結節能的適宜燃料粒度?
適宜的燃料粒度組成有助于生產出強度高的小氣孔燒結礦,并可降低燃料用量。我國燒結用固體燃料,采用四輥破碎機開路破碎,燃料的粒度<3mm只能達到80%左右。
降低燃料的粒度(上限),可以提高碳燃燒反應速度。但為了保證碳粒燃燒有充足的氧量,需要改善料層透氣性,這就要求燃料粒度稍粗一些為好。但粒度過大會增加燃燒帶厚度及促使燃料偏析造成局部過熔。但若過粉碎,<0.5mm粒級燃料增多,導致透氣性差,燃燒速度減慢,燃燒不完全。燒結過程要考慮到燃燒速度與傳熱速度相配合。因此對于某種礦石燒結要有一個適合的粒度要求。燃料粒度組成改善,是影響燒結過程燃料耗量的重要因素,不同力度燃料其燃燒速度不同,理想的粒度組成能保證燒結混合料料層內燃燒速度、放熱以及燒結過程的均勻性。燃燒的粒度應與混合料中的含鐵物料粒度相適應,這樣燒結生產才能高產、優質、節能。
(1)焦粉粒度。燒結使用焦粉作燃料,最適宜的粒度為0.5—3mm,然而大多數工廠都采用0—3mm粒級的燃料,所以在排除0—0.5mm粒級燃料方面的潛力很大。燒結磁鐵精礦時,采用0.5—3mm粒級焦粉,在改善產品質量的情況下,燃料消耗量降低15%。
(2)無煙煤粒度。燒結時,無煙煤粉的粒級中<0.5mm愈少愈好,<3mm為80%,各項指標均好。
(3)改善燃料粒度措施。采用四輥破碎機,兩段破碎焦粉,可以改善焦粉的粒度組成,使0.15—0.5mm的含量由43.5%增加到54.4%,即增加10%左右,燒結礦的燃料消耗由45kg/t減少到43.5kg/t。
為改善燃料粒度,增設燃料預篩分間,將進廠無煙煤中48.29%的0—3mm粒級部分篩出38.53%,減少了破碎過程中產生的過粉碎,使0.15—0.5mm粒級含量由28.25%降至19%,燒結生產采用后改善了燒結礦質量,降低消耗2kg/t。
11、燒結配入菱鎂石粉固體燃料消耗為什么升高?
為提高高爐爐渣流動性,改善燒結礦質量和冶金性能,在燒結生產中配入一部分菱鎂石粉,促使MgO·Fe2O3生成,使游離Fe2O3含量減少。增加MgO還可抑制燒結礦粉化,提高燒結礦軟熔性能。研究結果指出MgO平均提高1%,熔點和軟化溫度提高18%左右。同時MgO可促進磁鐵礦的生成,并形成固熔體,降低赤鐵礦的轉變溫度,使磁鐵礦穩定下來,減少燒結礦還原粉化率。加白云石生產含MgO燒結礦,返礦率有所升高,燃料消耗量升高2—3kg/t。當燒結礦MgO為3.3%時,焦粉配比由5.5%增至6.7%。
12、為什么加熟白云石粉作含鎂熔劑可以節省燃料?
在燒結料中配入熟白云石,減少燒結過程的碳酸鹽分解熱,每生成1kgCaO耗熱為3176.8kJ,而1kgMgO為2267kJ。
燒結中加熟白云石粉,濕容量大、黏結性好、強化造球、改善料層透氣性、燒結生產率提高、燃料降低。燒結每用10kg熟白云石粉,可以節省碳酸鹽分解熱20344kJ,折算標煤0.69kg。每噸燒結礦用熟白云石粉37kg,節約燃料折合標煤2.57kg。
13、為什么用蛇紋石代替白云石作含鎂熔劑可以節省固體燃料?
燒結生產采用蛇紋石代替白云石作熔劑,燒結礦質量改善,成品率升高,生產率增加,焦粉用量大幅度降低。因為蛇紋石沒有碳酸鹽分解耗熱,同時含SiO2有所增加。燒結配加蛇紋石2.2%和2.6%,燒結礦強度上升,質量改善,每噸燒結礦焦粉用量減少19.8kg。
燒結用蛇紋石取代鑠石沙和白云石,減少了費用,增加1.5%蛇紋石,燒結礦質量改善,ISO轉鼓指數(+6.3mm)增加1.03%,粉末含量降低2.25%,焦粉耗量降低1.29kg/t。
14、加入含硼礦粉對節省燃料有何影響?
燒結料加入硼,經燒結可以抑制燒結礦粉化,提高成品率,增加燒結礦強度。在燒結料中配入1%—3%硼鎂鐵精礦,燒結礦中含硼量為0.022%—0.01%,抑制燒結礦粉化,粉末含量減少1%—2%,每噸燒結礦節省燃料6—10.2kg。高爐冶煉效果顯著,生產率升高3.3%—6.7%,焦比降低4.3%—5.0%。
硼能抑制燒結礦中正硅酸鈣的相變及降低液相的熔點,因而抑制燒結礦的還原粉化及提高成品率,從而節省燃料。
15、使用高爐爐塵可以節省固體燃料嗎?
高爐爐塵含碳量14%左右,7—8kg高爐爐塵相當于1kg焦粉的含碳量。每噸燒結礦使用高爐爐塵36kg,每噸燒結礦節省固體燃料折合標準煤4.78kg。
16、預熱燒結混合料有何節能效果,有哪些預熱方法?
燒結混合料溫度較低時,水汽在料層中冷凝,出現過濕層,料層透氣性變壞。采用預熱混合料,可提高混合料溫度,減少或消除水汽冷凝量,進而達到提高生產率和節能的目的。預熱方法有:
(1)蒸汽預熱。采用蒸汽預熱混合料,料溫達70℃,提高16.6℃,消除過濕層,燒結生產率提高10.0%,如維持燒結礦FeO不變,節省固體燃料2.5—3.8kg/t(蒸汽耗量6.05kg/t,利用率26.18%)。沒有熱返礦,采用蒸汽預熱混合料,混合料溫度達到70℃以上,基本上消除了過濕層的影響。
在二次混合機內采用蒸汽預熱混合料,使混合料溫度提高到51—76℃,燒結機利用系數增加0.21t/(m2.h)。生產經驗表明,混合料溫度每提高10℃,降低燃料用量2%—3%。
(2)采用燃燒廢氣預熱。采用焦爐煤氣燃燒的廢氣預熱混合料,每小時耗煤氣35m3,使混合料溫度提高到61—66℃,平均升高18℃(熱利用率58.33%)燒結生產率提高10%左右,每噸燒結礦節省燃料1.37kg。
(3)采用熱空氣預熱混合料。用冷卻機排的熱空氣預熱混合料,用280℃來自冷卻機熱空氣,在點火器前加熱混合料,燃料消耗減少,透氣性改善,點火焦爐煤氣耗量降低,混合料溫度由47.1℃提高到57.5℃,增加溫度,燒結生產率提高4.7%。
17、合理布料對節省燃料有什么影響?
燒結混合料往臺車上布料時,上層與中層的粒度組成差不多,但下層大顆粒將會增加,這樣下層含碳量也會增高,造成不必要的熱能損失,導致燃料消耗升高。國外燒結廠非常重視混合料布料設備的研究,力求布料工藝合理,使碳量分布均勻提高燃料利用率,節省固體燃料用量。
(1)采用能穩定料流的筒式給料機布料,使料層透氣性得到改善,生產率增加2.46%,固體燃料下降4%。
(2)采用磁力筒式給料機往臺車上布料,使料層上下的熔劑和燃料合理分布,上層堿度1.5—1.8;下層堿度0.7—1.0,平均1.35。當使用磁鐵礦60%時,燃料降低3%—5%。
(3)在布料時吹風,增大混合料層氣孔度和透氣性,使細粒級重新布置于料層的上層,粗粒級集中于蓖條處。當料層400mm,吹風30—20秒鐘,促使燃料最佳分布。上層碳含量增加0.4%,下層減少0.3%,上層平均粒度直徑從2.04mm減少至1.75mm,下部從6.8mm增加至7.68mm。結果燒結生產增加1%—2%。
改善布料,在臺車兩側安裝有蓖條,改善燒結過程的均勻性,使成品率提高1.9%—2.4%,節能36MJ/t。
18、生產高堿度燒結礦對能耗有何影響?
我國燒結廠我改善燒結礦的礦物組成,生產以鐵酸鈣為主要黏結相的高堿度燒結礦,燒結礦質量和冶金性能得到改善,有利于煉鐵增產節焦。
(1)高品位鐵精礦(含鐵量﹥65%)生產高堿度燒結礦,堿度值為1.6(CaO/SiO2)以上,礦物以鐵酸鈣為主,燒結礦質量和冶金性能大幅度獲得改善。雖然熔劑用量稍有增加,但由于熔融溫度降低,在提高燒結礦強度的同時,其燃料用量減少了。SiO2含量愈低,節約燃料的幅度越大。
(2)低品味鐵礦粉生產高堿度燒結礦,其堿度值達到3.0(CaO/SiO2)以上時,各項指標才能改善。隨著堿度的提高,燒結礦品味顯著下降。
19、適宜返礦量可以節省固體燃料嗎?
返礦是燒結礦的篩下產物,其粒度為0—5mm,其中含有一部分小顆粒的燒結礦和一部分未燒透的生料,具有疏松的結構,可以改善混合料的粒度組成,提高混合料透氣性,加速燒結過程。同時,低熔點的礦物,促進液相礦物生成,改善燒結礦機械強度。返礦加入量直接影響到燒結礦產質量和燃料消耗。因此,適宜的返礦量既可以改善燒結礦產質量,有可以節省燃料。
20、為什么適宜負壓燒結可節省固體燃料?
增加風機負壓以適當地增加料層厚度,當燒結負壓與料層厚度相適應時,可以達到高產、優質低耗的目的。近幾年國內外燒結廠以改造風機、增加負壓求節能。
燒結點火擔負著把臺車上的表層混合料燃的任務。一般點火器向混合料提供的熱量是整個燒結過程所需熱量的3%—7%,高者可達10%以上,因此點火過程的節能問題也大有文章可做。降低點火工藝能耗的措施主要是靠技術進步和科學管理,設計高效率的燃燒器,降低單位面積的供熱量,減少爐體的熱損失以及開展余熱利用等。