專利名稱：一種鐵礦石燒結點火的方法
技術領域：
本發(fā)明屬于煉鐵技術領域，涉及一種鐵礦石燒結點火的方法。
背景技術：
隨著鋼鐵工業(yè)迅猛發(fā)展，高爐煉鐵使用燒結礦的比例越來越大，因而 燒結礦生產得到大力發(fā)展。燒結礦生產過程中，點火效果的好壞直接影響 到燒結過程的正常進行，進而影響燒結礦的產質量。燒結點火需供給混合 料表面足夠的熱量，使其中的固體燃料著火燃燒，同時使表層混合料在點 火器內的高溫煙氣作用下進行燒結，并借助于抽風使燒結過程自上而下進 行。
近年來，國內外關于燒結點火技術的研究發(fā)展很快，但基本上局限于 對點火爐、點火燒嘴等設備的改進。采用改進的點火設備后，點火能耗有 一定程度的降低。然而，目前世界上各大鋼鐵廠生產中燒結點火一般均采
用高爐煤氣、噴煤、燃油等燃料進行點火，由于點火溫度要求較高(1100C左右)，因而需要消耗大量熱值較高的煤氣等燃料。而且，點火過程中 燃料燃燒產生的NxO等有害氣體仍不可避免，對環(huán)境污染較大。同時，由 于燃料的不充分燃燒，煙氣中氧濃度偏低，導致點火能量利用率較低，影 響燒結機表層燒結礦的強度及成品率，從而降低了燒結機利用系數(shù)。
此外，由于點火溫度高，點火設備在高溫下的損耗大，需要定期更換 或維修，導致勞動強度大，同時增加了生產成本。在目前鋼鐵工業(yè)要求節(jié) 能降耗、清潔生產的形勢下，加之高熱值的煤氣等燃料的供應日趨緊張， 因而開發(fā)一種無污染、低能耗的點火新技術便顯得尤為重要。

發(fā)明內容
本發(fā)明的目的在于提供一種鐵礦石燒結點火的方法，解決常規(guī)點火過 程中存在的點火燃料能耗高，熱利用率低，對環(huán)境污染大，以及點火設備 損耗與檢修帶來的生產成本高，表層燒結礦強度和成品率低等問題，實現(xiàn)
高產低能耗生產。
本發(fā)明的鐵礦石燒結點火的方法，其包括如下步驟
1) 將內配占含鐵混合料總量2.0-4.5%固體燃料的含鐵混合料按常規(guī)燒 結工藝進行一次、二次混合處理，然后在燒結機上進行布料，按質 量百分比計；
2) 采用微波高溫熱風對燒結機表層的混合料直接進行加熱，
微波加熱多孔吸波換熱陶瓷材料，陶瓷材料與氣體換熱，形成 高活性熱離子氣流，混合料中固體燃料在高活性熱離子氣流作用下
快速燃燒，其點火溫度800-900°C，點火時間90-120s;點火過程中 通入輔助氣流，風量為10 30m3/h;
3) 燒結過程完成后，燒結餅經破碎，冷卻，整粒，得成品燒結礦。 其中，所述的固體燃料為焦粉或無煙煤粉。 所述的輔助氣流為冷空氣、熱空氣、熱廢氣或富氧空氣。 所述的輔助氣流的含氧13% 45%。
所述的燒結混合料一般指粒度為0 8mm鐵礦原料(赤鐵礦或磁鐵礦 均可)與0 3mm熔劑、燃料等混合、制粒而成。
本發(fā)明可獲得燒結指標為成品率65-78% ，利用系數(shù)1.2 1.8t.m—2.11—1， 燒結礦轉鼓強度57 65%，混合料垂直燒結速度19 25 mm/min。
利用微波高溫熱風進行鐵礦石燒結點火，其原理在于利用微波加熱 多孔吸波換熱陶瓷材料，陶瓷材料與氣體換熱，提升了周圍氣體溫度，產 生高活性熱離子氣流直接作用于燒結機表層混合料，使其中的固體碳質燃 料加熱到著火點以上溫度而燃燒，達到燒結點火的目的。
具體地講，使用微波發(fā)生器在等離子管內形成駐波，在駐波最強處將 產生等離子體；將高壓空氣鼓入事先安裝在等離子發(fā)生管內的換熱陶瓷 管，使高壓空氣受熱通過高溫噴嘴噴向管外形成火焰。
本發(fā)明的有益效果
采用微波熱風技術進行鐵礦石燒結點火，具有以下特點 1)點火溫度大幅度降低
采用本發(fā)明，由于高活性熱離子氣流直接作用于表層的燒結混合料， 其點火溫度只需800 900°C，比傳統(tǒng)的點火溫度降低250 350°C;
2) 安全無污染
采用本發(fā)明，避免了傳統(tǒng)點火過程中由于燃料燃燒產生的NxO等有害 氣體，使得燒結過程中的廢氣和余熱的排放量顯著減少。
3) 提高點火熱利用效率，顯著降低燒結能耗
采用本發(fā)明，加熱效率高，換熱效率達90%以上，其點火能耗只有常 規(guī)點火工序的30 50%左右，顯著降低燒結點火過程中的能耗，從而降低 總能耗。
4) 明顯提高表層燒結礦的強度和成品率以及燒結機的利用系數(shù) 采用本發(fā)明，可直接產生高溫助燃(富氧)氣體，不存在由于燃料不
充分燃燒帶來的煙氣含氧量不足的問題，表層混合料中的固體燃料在較短 時間內可得到充分燃燒，因而表層燒結礦強度提高。在整個抽風燒結過程 中，提高了料層氧位，固體燃料的利用率提高，使垂直燒結速度加快，提 高了燒結機的利用系數(shù)。在相同條件下，混合料內配固體燃料可以相應減 少，從而減少固體燃耗。
5) 換熱陶瓷材料使用壽命長，維修維護方便
采用本發(fā)明，不設常規(guī)點火燒嘴等設備，解決了傳統(tǒng)點火過程中點火 器成本高、檢修勞動強度大及易損耗等問題。同時，換熱陶瓷材料具有使 用壽命長，換熱速度快，維修維護方便等優(yōu)點。


圖1為本發(fā)明的燒結工藝流程圖。
圖2為本發(fā)明微波等離子產生火焰的原理圖。
具體實施例方式
參見圖l，其所示為本發(fā)明的燒結工藝流程。
如圖所示，將固體燃料、含鐵混合料以及熔劑或返礦配料(步驟101)， 按常規(guī)燒結工藝進行一次、二次混合處理，期間加水混均(步驟102); 然后制成顆粒(步驟103)，接著，在燒結機上進行布料(步驟104);
采用微波高溫熱風對燒結機表層的混合料直接進行加熱，點火過程中通入輔助氣流，風量為10 30mVh，其點火溫度800-900°C，點火時間90-120s;
(步驟105);混合料中固體燃料在高活性熱離子氣流作用下快速燃燒、 燒結(步驟106);燒結過程完成后，燒結餅經破碎、篩分、冷卻、整粒，
得到成品燒結礦(步驟107)，其間，篩分過程中將如-5mm大小的返回以 做配料使用；最后，進行強度測定(步驟108)。
參見圖2，其為本發(fā)明微波等離子產生火焰的原理圖。使用微波發(fā)生 器1在等離子管2內形成駐波3，在駐波3最強處將產生等離子體4;將 高壓空氣5鼓入事先安裝在等離子發(fā)生管2內的換熱陶瓷管6，使高壓空 氣5受熱通過高溫噴嘴7噴向管外形成火焰8。等離子發(fā)生管2采用不銹 鋼、帶陶瓷換熱管。
實施例1
燒結混合料配入2.5%焦粉，采用圓筒混合機制粒，在燒結杯中布料， 點火，燒結。采用微波高溫熱風進行點火，點火能耗92.56MJ/m2，點火時 間90s，點火溫度83(TC，點火負壓5.0kPa，點火過程中鼓入28(TC熱廢氣 (含氧12%)，風量20M3/h。燒結負壓為10kPa，料層高度500mm?？?獲得燒結礦的成品率為67.54 %,轉鼓強度為58.69 %，利用系數(shù) 1.33t.nf2.h"，垂直燒結速度21.81mm/min。
實施例2
燒結混合料配入3.8%焦粉，采用圓筒混合機制粒，在燒結杯中布料， 點火，燒結。采用微波高溫熱風進行點火，微波源輸出功率87.85MJ/m2， 點火時間75s，點火溫度880°C，點火負壓5.0kPa，點火過程中鼓入300 。C熱空氣(含氧21 % )，風量20M3/h。燒結負壓為10kPa，料層高度400mm。 可獲得燒結礦的成品率為68.48%，轉鼓強度為59.14。％，利用系數(shù) 1.38t.nf2.h",垂直燒結速度22.43mm/min。
實施例3
燒結混合料配入3.2%焦粉，采用圓筒混合機制粒，在燒結杯中布料， 點火，燒結。采用微波高溫熱風進行點火，微波源輸出功率74.56MJ/m2， 點火時間60s，點火溫度750°C，點火負壓5.0kPa，點火過程中鼓入330
。C富氧空氣(含氧25X)，風量25MVh。燒結負壓為8kPa，料層高度600mm。 可獲得燒結礦的成品率為69.52%,轉鼓強度為60.24%，利用系數(shù) 1.42t.nf2.h—1，垂直燒結速度23.12mm/min。
實施例4
燒結混合料配入4.4%焦粉，采用圓筒混合機制粒，在燒結杯中布料， 點火，燒結。采用微波高溫熱風進行點火，微波源輸出功率67.18MJ/m2， 點火時間60s，點火溫度750°C，點火負壓5.0kPa，點火過程中鼓入300 匸富氧空氣(含氧40%),風量15MVh。燒結負壓為8kPa，料層高度600mm。 可獲得燒結礦的成品率為70.34%，轉鼓強度為61.38。％，利用系數(shù)1.47 t.nf2.h"，垂直燒結速度23.46mm/min。
采用常規(guī)煤氣點火進行了燒結對比實驗，結果如下 比較例1
燒結混合料配入4.2%焦粉，采用圓筒混合機制粒，在燒結杯中布料， 點火，燒結。采用常規(guī)的煤氣進行點火，點火能耗128.41 MJ/m2，點火溫 度110(TC，點火時間卯s，點火負壓5.0kPa，點火過程中通入二次冷空氣。 燒結負壓為10kPa，料層高度500mm。可獲得燒結礦的成品率為65.32% ， 轉鼓強度為56.44%，利用系數(shù)1.23 t.m—2.h"，垂直燒結速度20.12mm/min。
比較例2
燒結混合料配入3.8%焦粉，采用圓筒混合機制粒，在燒結杯中布料， 點火，燒結。采用常規(guī)的煤氣進行點火，點火能耗160.51 MJ/m2，點火溫 度1150。C，點火時間卯s，點火負壓5.0kPa。燒結負壓為10kPa，料層高 度400mm?？色@得燒結礦的成品率為64.22% ，轉鼓強度為55.36%，利用 系數(shù)1.16 t.m—2.h—1，垂直燒結速度19.84mm/min。
從上述比較可以看出，采用微波點火，由于加熱效率高，換熱效率達 90%以上，可以有效燃料配比，降低點火溫度與能耗，與常規(guī)試驗相比， 燃料配比下降0.4 0.8%，點火溫度可以下降300 400°C，點火能耗下降 60 100MJ/m2;采用微波點火，由于不存在燃料不充分燃燒帶來的煙氣含
氧量不足的問題，可以在配加富氧的基礎上，提高料層厚度，提高轉鼓強 度，利用系數(shù)也有大幅增加，與常規(guī)試驗相比，料層厚度可提高100
200mm，轉鼓強度提高5%，利用系數(shù)提高0.2 0.3 t.m—2.h—'。
權利要求
1. 一種鐵礦石燒結點火的方法，其包括如下步驟1)將內配占含鐵混合料總量2.0-4.5％固體燃料的含鐵混合料按常規(guī)燒結工藝進行一次、二次混合處理，然后在燒結機上進行布料，按質量百分比計；2)采用微波高溫熱風對燒結機表層的混合料直接進行加熱，微波加熱多孔吸波換熱陶瓷材料，陶瓷材料與氣體換熱，形成高活性熱離子氣流，混合料中固體燃料在高活性熱離子氣流作用下快速燃燒，其點火溫度800-900℃，點火時間90-120s；點火過程中通入輔助氣流，風量為10～30m3/h；3)燒結過程完成后，燒結餅經破碎，冷卻，整粒，得到成品燒結礦。
2. 如權利要求1所述的鐵礦石燒結點火的方法，其特征是，所述的固體 燃料為焦粉或無煙煤粉。
3. 如權利要求1所述的鐵礦石燒結點火的方法，其特征是，所述的點火 溫度為800-900°C，點火時間為90-120s。
4. 如權利要求1所述的鐵礦石燒結點火的方法，其特征是，所述的輔助 氣流為冷空氣、熱空氣、熱廢氣或富氧空氣。
5. 如權利要求1所述的鐵礦石燒結點火的方法，其特征是，所述的輔助 氣流的含氧13% 45%。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種鐵礦石燒結點火的方法，其包括如下步驟1)將內配占含鐵混合料總量2.0-4.5％固體燃料的含鐵混合料按常規(guī)燒結工藝進行一次、二次混合處理，然后在燒結機上進行布料；2)采用微波高溫熱風對燒結機表層的混合料直接進行加熱，混合料中固體燃料在高活性熱離子氣流作用下快速燃燒，其點火溫度為800-900℃，點火時間90-120s；點火過程中通入輔助氣流，風量為10～30m³/h；3)燒結過程完成后，燒結餅經破碎，冷卻，整粒，得成品燒結礦。采用本發(fā)明可以使點火溫度大幅度降低；安全無污染；提高點火熱利用效率，顯著降低燒結能耗；明顯提高表層燒結礦的強度和成品率以及燒結機的利用系數(shù)。
文檔編號C22B1/16GK101205570SQ20061014777
公開日2008年6月25日 申請日期2006年12月22日 優(yōu)先權日2006年12月22日
發(fā)明者華鳳青, 濤 姜, 張元波, 張曉東, 虎 彭, 朱仁良, 俊 李, 李光輝, 李加福, 毛曉明, 王躍飛, 熔 陸, 健 魯, 黃柱成 申請人:寶山鋼鐵股份有限公司;中南大學;長沙隆泰微波熱工有限公司