[發明專利]一種冶金球團的焙燒方法

有效

• 申請號: 201310655137.6
• 申請日: 2013-12-06
• 公開（公告）號: CN103667679A
• 公開（公告）日: 2014-03-26
• 發明（設計）人: 金俊;武軼;李小靜;王思維;夏征宇;熊德懷
• 申請（專利權）人: 馬鋼（集團）控股有限公司;馬鞍山鋼鐵股份有限公司
• 主分類號: C22B1/02
• 分類號: C22B1/02;C22B1/24
• 代理公司: 蕪湖安匯知識產權代理有限公司 34107
• 代理人: 張小虹

技術領域

本發明涉及冶金團礦領域，具體涉及一種冶金球團的焙燒方法。

背景技術

球團工業生產中，豎爐氧化球團焙燒的特點是連續升溫且升溫速度快，生球從干燥帶(400～500℃)到火口(1100～1200℃)僅需20min左右(見圖1)，其升溫速度達30～40℃/min；鏈篦機的焙燒特點是階段恒溫、跳躍升溫，各階段間切換時間短，其升溫曲線見圖2。

目前，國內外用來模擬豎爐和鏈篦機焙燒的實驗設備主要有馬弗爐、臥式管式爐和焙燒杯三種。其中，馬弗爐主要用于模擬豎爐和回轉窯中球團的高溫氧化焙燒，焙燒試樣量不大、溫度場較均勻，但焙燒氣氛不能控制、升溫速度較慢，總體試驗周期長；臥式管式爐用于模擬豎爐、鏈篦機-回轉窯球團的中、高溫焙燒，一般為二段式，溫度場較均勻，焙燒氣氛可控制，但焙燒試樣量少、升溫速度較慢，屬于間歇式跳躍升溫；焙燒杯(φ_內220×300mm)用于模擬鏈窯球團的低、中溫焙燒，主要使用燃燒的熱廢氣作為熱源，可模擬鏈篦機的多段、跳躍式升溫焙燒，但焙燒試樣量大，氧化焙燒氣氛控制的精度不高，不能模擬還原和中性氣氛焙燒，各焙燒段間溫度跳躍滯后時間長，對生產現場熱制度的模擬性差，實驗工作量大，勞動強度高。上述設備都有一個共同的缺點，即升溫速度較慢，不能模擬豎爐快速連續升溫或鏈篦機快速跳躍升溫，對現場實際生產工藝的模擬性較差，試驗周期長，功能擴展性差。

發明內容

本發明的目的在于提供一種冶金球團的焙燒方法，具體為一種基于梯形溫度場的多變量冶金球團焙燒方法，能夠實現快速升溫、焙燒時間和氣氛可控，以更好地模擬實際球團工藝，更好地指導工業生產。

針對現有實驗裝置(馬弗爐、臥式管式爐、焙燒杯和紅外線加熱爐等)所存在的升溫速度較慢、對球團實際生產工藝的模擬性差等問題，本發明提出通過在小梯度、均勻溫降的梯形溫度場中，采用主動尋找焙燒環境和提供對應氣氛的方法，模擬球團生產過程中連續、快速(或跳躍升降溫)焙燒制度的技術方案。

具體技術方案如下：

一種冶金球團的焙燒方法，包括如下步驟：

（1）球團焙燒氣氛的控制：

（1-1）控制每種氣體的質量流量；

（1-2）按照一定的質量百分比比率混合后通入梯形溫度場；

（1-3）控制試驗反應氣的流量、組分和切換；

（2）球團焙燒溫度的控制：

（2-1）確定對應焙燒區域；

（2-2）校正焙燒位置；

（2-3）以恒定速度或變速送到相應的焙燒溫度點進行焙燒。

進一步地，步驟（1-1）中由計算機通過質量流量計控制每種氣體的質量流量。

進一步地，步驟（2-1）中根據梯形溫度場側壁上等間距分布的熱電偶反饋溫度以及預先設定的實驗溫度變化曲線確定對應焙燒區域。

進一步地，步驟（2-2）中結合反應籃中移動熱電偶反饋溫度反復校正焙燒位置。

進一步地，步驟（2-3）中由計算機控制升降機構使試樣反應籃以恒定速度或變速送到相應的焙燒溫度點進行焙燒。

進一步地，步驟（2-3）中升溫時反應籃相應由低溫區以給定速度到達高溫區，恒溫時反應籃停留在設定的恒溫點處焙燒，降溫時反應籃相應由高溫區以給定速度返回低溫區，最終從低溫端脫離梯形溫度場，完成整個焙燒過程。

進一步地，升降溫度速度與位移的轉換公式為：其中：v_l為試樣升降溫速度，單位℃/min，正值表示溫度上升，負值表示溫度降低；v_T為反應籃位移速度，單位mm/min，正值表示由低溫區進入高溫區，負值表示由高溫區返回低溫區；l為

兩個相鄰熱電偶的間距，單位mm；T_high為焙燒區域的高溫端溫度，單位℃；T_low為焙燒區域的低溫端溫度，單位℃。

進一步地，球團焙燒過程中，試樣升溫時間即反應籃由低溫點到達高溫點的時間。

進一步地，球團焙燒過程中，恒溫時間為反應籃停留在恒溫點的時間。

進一步地，球團焙燒過程中，降溫時間為反應籃由高溫點返回低溫點的時間。

與目前現有技術相比，本發明實現了快速連續升溫和快速跳躍升溫、可控制焙燒時間和焙燒氣氛，對球團生產工藝的模擬性更強。使用該方法能夠完成焙燒溫度、焙燒氣氛、焙燒時間以及原料種類、配比等多個參數的研究，所獲得的試驗數據和相關研究結果也更具可靠性和精確性，可以更好指導工業生產，不僅為現有氧化性球團生產線提供技術支持，還能利用該平臺研究球團還原提供可能。

附圖說明