[发明专利]一种烧结矿配料方法

说明书

技术领域

本发明属于钢铁冶金领域，尤其涉及一种烧结矿配料方法。

背景技术

钢铁冶金领域中，将铁矿粉、焦炭、熔剂等配水混合，通过圆筒混料机混合制粒，获得具有一定粒度分布的混合料小球，然后在台车上通过抽风烧结最终获得高炉炼铁所需的烧结矿。烧结时，燃料燃烧产生高温区，高温区内发生一系列物理化学反应，混合料中部分易熔物质发生软化、熔化，产生一定数量的液相，液相物质润湿其它未熔化的矿石颗粒；高温区在抽风作用下不断向负压方向运动，经历高温过后，随着温度的降低，液相物质将矿粉颗粒粘结成块。最终的得到了成品烧结矿。由此可见，在该过程中，原料中的铁矿粉的化学成分对烧结矿的质量影响非常大。因为在烧结燃料确定的前提下，混合料的化学成分对烧结矿产生的液相量起决定作用。而烧结过程中产生的液相量又直接决定着烧结矿的强度。

国内钢铁企业对铁矿原料的选择非常灵活，时常会利用到低品位矿和含有害元素多的铁矿石，一些含铁的工业物料和废料也被广泛的利用。铁矿原料成分的不稳定性给制粒和烧结带来很大困难。混合料中如TFe、Al₂O₃、MgO、FeO、S、P等的化学成分的含量因铁矿原料的不同而波动频繁，烧结工艺参数的选择难于准确控制。现有技术中，很多时候需要靠有经验的工人通过不断的改变过程参数来实现烧结矿质量的稳定，而这种改变往往都是被动和滞后的，即生产出现了问题才考虑改变调控参数，主动的、有预见性的调控很少。对于不同成分的混合料其适宜碱度也不同，目前在碱度的选择上，也主要依靠经验积累，有些企业烧结矿的碱度控制甚至是长期一成不变。

针对现有技术中存在的上述问题，吴胜利等人提出了包括同化性、液相流动性、粘结相强度和铁酸钙生成性能等在内的烧结基础特性的概念。同化性指铁矿石在烧结过程中与CaO的反应能力，它表征的是铁矿石在烧结过程中生成液相的难易程度；液相流动性指烧结过程中铁矿石与CaO反应生成液相的流动能力，它表征的是粘接相的有效粘接范围；粘接相自身强度特性是指铁矿石在烧结过程中形成的液相对其周围的核矿石进行固接的能力；铁酸钙生成性能是指在烧结过程中复合铁酸钙的生成能力。这四个烧结基础特性概念能够较好的从烧结矿的冶金性能出发表征铁矿粉的烧结行为。但是，对于同化性的判断，上述概念中的所有实验工作都是先基于铁矿粉微型烧结装置得出实验结果，然后再进行相关分析测试，方法复杂，不直观，并且实验量大。同时，其采用的分析测量方法实质上是一种静态测量方法，实际烧结过程中，混合料温度是连续变化的，因此，动态测量出物料的熔化区间才更具有实际应用意义。此外，上述概念还过分强调了流动性对烧结的影响，而实际上对于铁矿粉烧结而言，产生的液相和固体颗粒的接触行为是比液体流动性更为重要的参数。因此，在实际应用中，这一技术依然难以合理、准确地控制烧结工艺。

发明内容

针对上述问题，本发明的目的在于提供一种烧结矿配料方法，该方法通过热力学软件计算和实验验证，选择出合理优化的烧结配料方案，按照合理化方案中的化学成分及配比数据配制烧结矿料，确保烧结矿获得较好的烧结效果。

本发明目的是这样实现的：一种烧结矿配料方法，包括以下步骤：

1)对待烧结的各种铁矿原料进行化学分析，获得其各自的化学成分及配比数据；

2)预设定碱度，并按该碱度分别调整步骤1)中各铁矿原料的化学成分及配比数据，得到对应的各组烧结配料方案；

3)将上述各组烧结配料方案的化学成分及配比数据输入计算机，由热力学计算软件Factsage分别计算各组烧结配料方案在温度为1000～1350℃之间的液相量-温度关系曲线；

4)将同时满足以下两项条件的烧结配料方案作为待定方案：

i.初始液相产生温度不大于1100℃；

ii温度为1250℃时液相量不小于30％；

若存在同时满足上述条件的待定方案，执行步骤6)，否则执行步骤5)；

5)重新调整预设定的碱度，按调整后的碱度相应地调整各组烧结配料方案的化学成分及配比数据，形成多组新的烧结配料方案，然后重复步骤3)～4)

6)依照每一组待定方案分别配制配料样本，并分别对各组配料样本进行熔化特性测试实验，得到各组待定方案的熔化收缩率-温度关系曲线；