[發(fā)明專利]一種高效控制鐵礦石磁化的焙燒方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201410041581.3
• 申請(qǐng)日: 2014-01-28
• 公開（公告）號(hào): CN103849759A
• 公開（公告）日: 2014-06-11
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 王明華;張志剛;展仁禮;權(quán)芳民;馬勝軍;李慧春;郭憶;張科
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 酒泉鋼鐵（集團(tuán)）有限責(zé)任公司
• 主分類號(hào): C22B1/02
• 分類號(hào): C22B1/02
• 代理公司: 甘肅省知識(shí)產(chǎn)權(quán)事務(wù)中心 62100
• 代理人: 孫惠娜

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于鐵礦物焙燒技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種高效控制鐵礦石磁化的焙燒方法。

背景技術(shù)

豎爐主要是處理塊礦的一種爐型，利用豎爐進(jìn)行大規(guī)模工業(yè)磁化焙燒生產(chǎn)是1926年始建于我國(guó)鞍山，故稱為“鞍山式豎爐”。磁化焙燒豎爐是將礦石在豎爐中，通過(guò)預(yù)熱段、加熱段被加熱到一定溫度后，在還原段的還原性氣氛中進(jìn)行物理化學(xué)反應(yīng)，使弱磁性的赤鐵礦等氧化鐵礦物轉(zhuǎn)變?yōu)閺?qiáng)磁性的磁鐵礦，經(jīng)過(guò)冷卻后可用弱磁場(chǎng)磁選法處理的一種裝置。

酒鋼選燒廠已建成44座100m³鞍山式豎爐,形成了目前焙燒50～100mm大塊鐵礦石、15～50mm小塊鐵礦石的分級(jí)焙燒工藝，已達(dá)到年處理原礦500萬(wàn)噸的規(guī)模。生產(chǎn)實(shí)踐證明鐵礦石這種焙燒方法還原時(shí)間長(zhǎng)達(dá)4小時(shí)左右，還原段鐵礦石溫度只有550～600℃，還原煤氣消耗量達(dá)1800～2000m³/h，還原煤氣單耗高達(dá)1.3GJ/t礦石，尾氣中有害氣體含量較高，該方法鐵礦石還原時(shí)間比較長(zhǎng)，礦石磁化焙燒的均勻性差，以上一系列問題已成為制約酒鋼豎爐生產(chǎn)的瓶頸問題。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)中鐵礦石焙燒過(guò)程中還原時(shí)間長(zhǎng)、礦石磁化焙燒的均勻性差、尾氣中有害氣體含量較高的缺點(diǎn)而提供一種高效控制鐵礦石磁化的焙燒方法。

為解決本發(fā)明的技術(shù)問題采用如下技術(shù)方案：

一種高效控制鐵礦石磁化的焙燒方法，第一步鐵礦石由豎爐的布料器從豎爐頂部加入；第二步，鐵礦石經(jīng)過(guò)豎爐的預(yù)熱段進(jìn)行干燥、預(yù)熱；第三步，鐵礦石經(jīng)過(guò)豎爐的加熱段在豎爐的燒嘴進(jìn)行加熱、升溫；第四步，鐵礦石經(jīng)過(guò)豎爐的還原段用豎爐的還原煤氣噴出塔噴出的還原煤氣進(jìn)行還原；第五步，鐵礦石經(jīng)過(guò)冷卻段由豎爐的排礦輥排入冷卻水池中進(jìn)行冷卻、降溫，所述第四步中還還原溫度為680～720℃，還原時(shí)間為1～1.5h，還原煤氣為CO和H₂的混合氣體，其中還原煤氣中的H₂體積分?jǐn)?shù)為15%±3%，還原煤氣噴出塔噴出的還原煤氣的流量為1000～1200m³/h，噴出的還原煤氣的壓力為5000Pa±200Pa。

所述鐵礦石粒度為15～100mm。

所述鐵礦石為褐鐵礦mFe₂O₃.nH₂O和赤鐵礦Fe₂O₃。

所述豎爐的加熱段的加熱煤氣系統(tǒng)和豎爐的還原段的還原煤氣系統(tǒng)獨(dú)立設(shè)置，所述還原煤氣系統(tǒng)設(shè)置還原煤氣加壓混合站，所述加熱煤氣系統(tǒng)設(shè)置加熱煤氣加壓混合站。

所述第四步中所使用的還原煤氣噴出塔的噴出嘴的通徑為22mm×85mm。

理論依據(jù)：本發(fā)明針對(duì)背景技術(shù)中所述的鐵礦石焙燒方法中存在的問題，為改善塊礦豎爐磁化焙燒過(guò)程，我們系統(tǒng)的研究了磁化焙燒溫度、塊礦粒度、還原氣體成分和磁化焙燒時(shí)間等工藝參數(shù)，總結(jié)出對(duì)塊礦豎爐磁化焙燒過(guò)程的影響因素。

1、還原氣體中CO和H₂含量對(duì)塊礦磁化焙燒過(guò)程的影響

在磁化焙燒溫度和磁化焙燒時(shí)間分別控制為700℃和90min的前提條件下進(jìn)行塊礦粒度為55～65mm的磁化焙燒試驗(yàn)，由H₂和N₂組成的還原氣體中H₂含量對(duì)塊礦豎爐磁化焙燒過(guò)程的影響見圖1和圖2所示。由CO、CO₂和N₂組成的還原氣體中CO含量對(duì)塊礦豎爐磁化焙燒過(guò)程的影響見圖3至圖4所示。

由于氫的原子半徑非常小，在塊狀鐵礦石焙燒過(guò)程中的擴(kuò)散能力非常強(qiáng)，理論上H₂的擴(kuò)散速度是CO擴(kuò)散速度的3.74倍，大大改善塊狀鐵礦石焙燒過(guò)程中的動(dòng)力學(xué)條件；同時(shí)，H₂的導(dǎo)熱性能也非常好，理論上H₂的導(dǎo)熱能力是CO導(dǎo)熱能力的7至10倍，在塊狀鐵礦石焙燒過(guò)程中快速提高塊狀鐵礦石中心的溫度，促使塊狀鐵礦石中菱鐵礦的分解，從而改善塊狀鐵礦石化焙燒過(guò)程。因此，在塊狀鐵礦石焙燒過(guò)程中可以適當(dāng)提高還原氣體中H₂含量，降低CO含量，并且將H₂含量提高到15%±3%，獲得了最佳的塊狀鐵礦石焙燒效果。

2、磁化焙燒時(shí)間對(duì)塊礦豎爐磁化焙燒過(guò)程的影響