[发明专利]铁矿石低炭烧结方法

说明书

技术领域

本发明属于钢铁冶炼领域，具体涉及一种铁矿石低炭烧结方法。

背景技术

烧结是铁矿粉造块最重要的工艺方法。烧结的结果是粉末颗粒之间发生粘结，烧结体的强度增加，把粉末颗粒的聚集体变成为晶粒的聚结体，从而获得所需的物理、机械、冶金性能的造块产品，供高炉炼铁使用。

钢铁企业作为煤炭消耗大户，烧结工序能耗约占总能耗的10％～15％，仅次于炼铁，位居第二。其中烧结固体燃料消耗约占工序能耗的75％～80％，降低烧结工序能耗首先要从降低固体燃料消耗上着手。

烧结过程的热量收入有：煤气的化学热及物理热，点火助燃风的物理热，固体燃料燃烧的化学热，返回料的化学热，混合料、铺底料及烧结空气的物理热和烧结过程的化学反应热。烧结过程的热支出：混合料物理水蒸发耗热，化合水、石灰石及矿石分解耗热，烧结矿物理热及其它热损失。

根据热平衡的计算与测试可知，典型的烧结机热平衡中，热收入项固体燃料热量占烧结过程总热量的70～85％，点火热耗与其它热收入仅占15～30％；热支出项中，烧结矿物理热占50％左右，烟气带走热量占25％左右，碳酸盐、水分等分解热占20％左右。由此可见，固体燃耗燃烧化学热占热量收入的绝对比重与地位，在满足烧结工艺要求热量的条件下，固体燃料燃烧热量降低1％其节约的燃料与成本的也是可观的。

低炭烧结就是要降低烧结混合料的配炭量，减少矿物炭燃烧CO₂排放量，但还不能影响烧结成矿的热量所需。实现低炭烧结的两条路线：一是增加非炭热量收入，二是减少热支出项比重。

国外烧结早在80年代就开始注重节能减排，日本由于资源短缺，在低炭烧结方面走在了世界前列，固体燃耗一般为25～40千克标准煤/吨，即kgce/t，比我国一般低10～20kgce/t，我国烧结固体燃耗先进水平也达到35kgce/t左右。

攀钢烧结固体燃耗在国内处于落后水平，达到50kgce/t，从内部纵向比较，也处于上升态势。近几年虽然经过是烧结技术升级改造，但固体燃耗不但未降，反而升高，作为降低能源成本提高经济效益的重要途径，降低固体燃耗实现低炭烧结具有重要的现实意义。

发明内容

针对我国铁矿石烧结固体燃耗高，烧结机有效热利用率低的技术问题，本发明提供一种烧结能耗低的铁矿石低炭烧结方法。

为解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案为：

铁矿石低炭烧结方法，包括将铁矿石、燃料、熔剂先经过配料、混合得混合料后再进行烧结，其中：所述铁矿石以质量比计，包括磁铁矿≥50％、非磁铁矿≤40％、冶金废料≤10％；

其中，所述非磁铁矿为赤铁矿、褐铁矿、菱铁矿中至少一种；

所述冶金废料的主要化学成分为Fe、FeO中的至少一种。

本发明烧结方法中由于磁铁矿、返矿、冶金废料中均含有FeO、Fe中的至少一种，磁铁矿中FeO含量达20％～30％，而FeO、Fe氧化反应属于放热反应。理论计算1kg FeO氧化放热相当于0.068kg焦粉或0.09kg无烟煤；1kg Fe氧化放热相当于0.264kg焦粉或0.335kg无烟煤。因此，加入磁铁矿、返矿、冶金废料可以增加非碳热量收入，降低了配碳量，使烧结能耗得以降低。

冶金废料具体可选用铁基粉、轧钢皮、铁渣、炼钢粉尘、炼钢污泥、钢渣、脱硫渣、渣铁、轧钢碎屑、沉淀污泥、瓦斯灰、瓦斯泥、均渣、尾渣、高炉灰、动力瓦斯、除尘灰中的至少一种。

上述技术方案中，配料、混合步骤中，按重量百分比计，燃料1％～7％、熔剂1％～15％，其余为铁矿石。

为回收返矿余热，改善物料结构，提高资源利用率，可在混合铁矿石、燃料、熔剂后，加入返矿得混合料，返矿的加入量为混合料质量的0～50％；返矿加入量为混合料质量30％时，效果最佳。

上述技术方案中，为降低烧结能耗，宜控制混合料固定炭含量≤2.6％。

上述技术方案中，为降低烧结熔点，节约能耗，宜控制混合料Al₂O₃/SiO₂质量比为0.3～0.5。

上述技术方案中，所述熔剂选择熟料熔剂可节约分解热。优选生石灰、活性石灰或高镁灰中的至少一种。所述高镁灰为含MgO 20％～50％的生石灰。