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    鐵精礦強化燒結劑
    唐山煉鐵廠關于鐵精礦強化燒結劑使用情況報告

      為解決環繞機燒結礦FeO高,燃料消耗高,粒度碎、強度差等問題,我廠在兩臺環式燒結機上使用了藍星化工有限公司研制開發的鐵精礦強化燒結助燃劑,達到了預期效果。
      1、燒結試用原料化學成份及燒結生產原料配比:
     。1)、原料化學成份(%)

    原料名稱

    TFe

    FeO

    SiO2

    Ca0

    MgO

    AL2O3

    S

    鐵精礦

    66.46

    26.76

    5.75

    0.39

    0.44

    3.06

    1.017

    澳礦粉

    68.00

    1.60

    1.30

    0.28

    0.056

    2.80

    0.014

    印礦粉

    64.09

    0.38

    3.94

    0.17

    0.051

    5.35

    0.017

    雜返礦

    56.55

    9.36

    5.80

    7.75

    1.62

    3.31

    0.046

    白云石粉

     

     

    2.05

    30.48

    20.97

     

     

    生石灰

     

     

    5.10

    76.53

    5.88

     

     

    (2)燒結生產原料配比

    原料名稱

    精粉

    澳礦粉

    印度粉

    雜返礦

    白云石粉

    生石灰

    干基配比(%)

    40.70

    10.19

    10.19

    21.74

    10.46

    7.35

      2、生產試驗工藝流程:
      選取上述各種原料按濕料比通過人工跑盤、調整、控制下料量,在燃料(焦粉)配料園盤后方配料皮帶上方安裝下料裝置。HL-01配加量為燒結濕混合料的0.3‰,按比例配料的原料經皮帶運輸機送到一次混合機加水濕潤混勻,然后再經二次混合機造球制粒后均勻布在燒結機爐床上,經點火燒結形成燒結礦,經破碎、篩分、冷卻、成品礦送往高爐。

      3、本次試驗分為兩個階段:
      4月1日—4月6日主要是摸索試驗提高轉鼓指數,降低返礦率;4月7日—4月8日主要是降燃料配比實驗。

    試驗結果:

    階段

    濕焦粉配比%

    轉鼓指數%

    高爐返礦率%

    一、4月1日-6日
    5.8
    74.60
    9.02

    二、4月7日-8日

    5.0

    73.34

    9.0

    燒結配加HL-01前后幾個指標對比

    時間

    單位

    基期

    試驗期(一)

    試驗期(二)

    試驗期(一)

    比基期

    試驗期(一)

    比基期

    指標

    項目

    FeO

    %

    12.19

    12.0

    11.43

    -0.19

    -0.76

    轉鼓指數

    %

    71.60

    74.60

    73.34

    +3.0

    +1.74

    濕焦粉配比

    %

    5.8

    5.8

    5.0

    0

    -0.8

    焦粉單耗(干)

    Kg/t

    67.5

    67.23

    61.10

    -0.27

    -6.40

    高爐槽下返礦率

    %

    11.10

    9.02

    9.0

    -2.08

    -2.1

      

      試驗期HL-01的統計配比為0.316‰,固體燃料(焦粉)消耗在試驗期(二),下降了6.4Kg/t,降低比例為9.5%;兩個試驗期平均轉鼓指數為74.15% ,比基期71.6%提高了2.55%,燒結礦FeO平均為11.72%比基期降低了0.475%。高爐槽下返礦率兩個試驗期平均為9.01%,比基期的11.10%下降了2.09%。冷篩自循環返礦率比過去比較下降1%左右。

      4、經濟效益淺析:

      〈1〉直接效益

      A、配加HL-01噸礦焦粉降低6.4Kg,每噸焦粉價格按內部價220元/ T,年可節約焦粉60萬噸×6.4÷1000=3840噸×220=84.48萬元,B、結塊率提高,返礦率下降,冷篩約1%,高爐槽下2.09%,兩項合計返礦減少3.09%,年降低成本:0.0309×60萬噸×(292-150)=263.27萬元
      〈2〉間接效益
      高爐產量試驗期比基期提高1.2%。兩座179m3高爐年產44萬噸,可增產:44萬噸×1.2%=5280噸,計52萬元。
      〈3〉配加HL-01燒結助燃劑增加的成本為
      A、噸燒結礦增加的成本:噸礦耗HL-04量×單價=0.45Kg/t×7600/1000=3.42元/噸B、節約焦粉噸礦降低成本:6.4×0.22=1.41元/噸因配加HL-04增加的總成本=(3.42-1.41)×60萬噸=120.6萬元
      〈4〉、年經濟效益合計:
    節焦效益+降低返礦增產效益+高爐增產效益—配加HL-01=84.48+263.27+52.0-120.6=279.15萬元。

    鐵精礦強化燒結開發節能、環保產品的意義

      在能源日漸緊張的今天,節能降耗已經成為世界性的大課題,據1996年10月討論世界地質資源開發問題倫敦國際會議估計:石油按已探明的儲量還可開采28年左右;天然氣還可開采50年;鐵精礦還可開采60年;原煤可開采近200年。我國雖是能源大國,但人均占有量僅為世界人均占有量的五分之一,而能源利用率僅為發達國家的0%。面對資源,能源的匱乏,我國指定了“開發與節約”的能源方針,倡導開發新能源技術和節能環保產品。因此,開發節能環抱產品具有劃時代意義。

    鐵精礦強化燒結劑開發節能、環保產品的狀況

      世界上發達國家早在十多年前就對鐵精礦燒結的節能降耗進行了大量的研究,花費了巨額資金和人力、物力,并生產出鐵礦燒結添加劑。它提高燒結機利用系數3%-4%。提高燒結礦轉鼓指數4%-5%以上,降低亞鐵含量1%-1.5%左右,這些節能產品在世界許多國家得到了廣泛應用。我公司在對市場調研后與中科院合作,聯合開發了HL-01鐵精礦燒結助燃劑,其性能已達到并超過國際水平(這種添加劑可節煤15%-30%,使燒結機利用系數提高4%-6%,燒結礦轉鼓指數提高4%-7%,亞鐵含量降低1.5%-2.5%),為我國的鋼鐵工業發展做出了巨大貢獻。

    鐵精礦強化燒結形狀特征及意義

      HL-01鐵精礦強化燒結助燃劑,其特征為淺粉紅色沫末狀結晶體,有滑膩手感,無臭味。它是以低溫燒結和燃氣化助燃理論為基礎,在鋼鐵燒結中可以縮短時間,提高結塊率。該產品不僅解決了鐵精礦燒結工藝的傳統強化措施(低溫燒結、小球燒結、燃料分加等)存在的弊端,同時也攻克了傳統添加劑應用方面生產綜合負值的問題。HL-01鐵礦燒結劑是根據配方按比例加以助燃劑、增強劑、增氧劑、燃氣化劑、阻凝劑等經混合、烘干后制成,在燒結混合料中添加少量的強化劑后, 對燃料的氣化燃燒反應起到一定的催化作用,可降低燃料消耗,加快燒結燃燒速度, 提高燒結機的利用系數,增加燒結礦產量和強度,提高結塊率,降低返礦率,同時可降低燒結尾汽中SO2含量,為企業創造良好的經濟效益和社會效益。

    強化燒結劑的主要功能

      1、助燃:可對固體燃料的氣化燃燒起催化助燃作用,特別是對固體燃料中非碳物質的催化作用更強,增加固體燃料的反應活性,使燒結過程燃燒帶溫度提高,有利于礦化反應的進行,能生產極多的液相。
      2、提高效率:可改善燒結過程氣一固一液相間的傳熱質條件,使燒結速度加快,燒結時間縮短,提高生產效率。
      3、提高成品效率:可使混合料的熔融溫度降低,點火條件得以改善,降低返礦量,提高成品率。
      4、抑制粉化:本燒結助燃劑中的鹵化物和稀土元素可使燒結礦的自然粉花現象得以抑制,有利于燒結強度的提高。
      5、環保:由于反應的放熱節能作用,在燒結生產中降低了固體燃料的加入,減少燒結廢氣中SO2的含量,降低環境污染。
      6、節能:在助燃劑的強化、催化作用下,大部分液相反應可在低于1300℃以下完成,致使燒結終點的提前,燒結機利用系數提高,固體燃耗可降低15%以上,生產過程的其它固定費用亦同步下降。
      7、綜合利用:HL-01鐵精礦強化燒結助燃劑可提高燒結機利用系數5%以上,提高燒結礦轉鼓指數6%以上,降低亞鐵含量2%左右,提高成品率,降低返礦率,經濟和社會效益顯著。

    鐵精礦強化燒結劑的物理特征

    外觀

    淺粉紅色粉末

    粒度(通過80目)
    100%
    比重(g/cm3)
    0.98
    水分
    0.2%
    酸堿性
    PH值8.1無毒
    鐵精礦強化燒結劑的工作機理

      HL-01強化燒結助燃劑。是由多種非能源性無機化工原料按比例復配而成的一種化學添加劑,其主要作用是在燒結生產不變的情況下,提高燒結速度和燒結礦強度,降低粉花率,改善和提高成礦質量,達到增產、降耗、環保等個方面的經濟效益和社會效益;瘜W添加劑作為一種化學工業品,已廣泛地應用于各行各業,成為工業生產中不可缺少的一種化工產品,近年來,由于國家對環保及節能方面的要求和標準逐步提高、創新,用于燃料方面的化學添加劑不斷的被研制和開發出來,并且從技術水平、性能特點、效果也逐步提高,特別是在鐵精礦燒結中使用化學添加劑,居國內首創,是燒結冶煉方面的前端技術,對于改善燒結礦質量提高,產量提高,節能效果。環保改善等各個方面均有較高的實用價值。

    強化燒結劑對煤燃燒過程的影響

      1、在對煤的工業分析中,常把煤的組成分為七大部分幾。即:碳、氫、氧、硫、灰、水在工業使用中,對煤的組成分為:固定碳、揮發份、灰份及水,以上說法是從煤的化學成分組成去劃分定義的,而從煤的結構組成方面討論則是以上元素,以多芳香環為結構單元組成的,在在芳香環周圍有側鏈、管能團等。這些官能團中有羚基(含酚羚基、醇羚基)甲氧基、醛基、羰基,還有少量含氮、硫的官能團。因此形成不同的煤,也就是說燃料中的化學元素是由有機結構單元和無機結構單元交錯復合存在著。所以煤的燃燒也就是不能單純地看成是一種簡單的單個化學元素的氧化反應。
      2、煤的燃燒就是由煤中各種有機單元和無機單元結構在加溫過程中裂解后與氧發生強烈的氧化反應,形成CO2、H2O、SO2等過程,從宏觀角度看,煤的燃燒是碳、氫、硫與氧在高溫下的氧化反應。煤與非燃燒物混合燃燒,如爐窯、燒結、煉制等在不同的燃燒方式下,煤在燃燒過程中的結構裂解及氧化均有不同的變化。不同的燃燒方式加入不同的燒結劑,就可以控制和改善在燃燒中的結構裂解構成,從而達到提高燃燒效率?刂迫紵龤夥,改善燃燒環境,適應生產需要。

      3、在煤燃燒過程中,如果加入各種不同的燒結劑,煤的燃燒就會發生不同的變化,燒結劑對燃燒的影響分為以下幾種:
    a:降低煤的燃點
    b:提高燃燒溫度
    c:改變燃燒時間
    d:改變燃燒后產生的氣氛和燃燒性質,調整燒結的成分,這種方法只是挖掘了煤燃燒過程中可發揮而沒有正常發揮的能量,不是創造能量。

    強化燒結劑對燒結固體燃料的影響

      鐵精礦燒結過程中,為使燒結過程能達到所需要的溫度,在燒結料中加入一定量的煤,煤和燒結料均勻的混合在一起,因此燒結料層中的層狀燃燒即不同于一般鍋爐、爐灶中層狀燃燒,也不同于單顆粒碳的燃燒。因此燒結料層中煤的數量相對較少(約3%-5%)且被周圍的其它不可燃的礦物包圍著。其燃燒規律介于二者之間,有以下特點:
      1、需要較大的空氣過剩系數(約1.4-1.5)以保證煤能夠與空氣有較大的接觸機會,促使煤較完全燃燒。
      2、燃燒生成CO2、CO,在燃燒溫度下CO2占優勢,雖然CO2可參加二級反應形成CO,但由于燃燒層很薄,高溫停留時間很短,反應受到很大限制,不可能有明顯的改觀。在燃燒層和預熱層的氧化物還參加了還原和氧化反應,燃燒的空氣過剩系數較大,在高碳粒較遠處存在著自由氧。這些特定條件都決定了氣相中的CO2、自由氧也不能被消耗完。
      3、在燃燒料層中,既存在有氧化區,也存在有還原區,二區域呈離散型分布。在一般情況下,總的氣氛性質為氧化性。

      4、燒結料層中,煤的燃燒基本處于擴散速度范圍內,但在燃燒前的預熱干燥層中,煤中可燃揮發物由于濃度不夠而不易燃燒。因此降低了煤的整體可燃性,影響擴散速度,從而影響燒結帶的移動速度。在這種特點下,添加適量的化學燒結劑,有效控制燃燒整體的氧化氣氛,裂解煤中低溫不可燃結構單元,降低燃點,增加可燃單元,這樣就可以充分利用燒結料移動速度和燃燒層厚度、降低返礦率,提高燒結機利用系數。

    使用強化燒結劑對燒結生產的影響

      1、在一定條件下,提高垂直燒結速度,燒結產量提高。而垂直燒結速度的快慢取決于兩個因素,即料層中燃料的燃燒速度和傳熱速度。在正常配碳量的情況下,使用燒結劑改變燃燒特性,提高燃燒效率,加快燃燒反應速度,由于燃燒效率的提高,燃燒尾氣中可燃氣體減少,CO2>和H2O的含量增高,因此氣體熱容量增大,氣體傳熱速度加快,所以垂直燒結速度提高。

      2、從提高燒結礦強度和成品率出發,要求高溫區溫度較高,厚度較大,以保證各種高溫反應能充分進行,產生較多的液相。溫度過高,厚度過大,易產生過熔,也會產生負影響。在正常取碳量的燒結料中,加入化學燒結劑可使煤在正常燃燒時一些可燃燒而又不具備燃燒條件沒有燃燒的部分充分燃燒,使高溫區內部熱源增加,提高了高溫區溫度;燃料煤中的低溫揮發物在化學燒結劑的作用下,提高揮發溫度,參加燃燒,使燃燒厚度增大。

    強化燒結劑對燒結礦強度和粉花率的影響
      燒結料中配碳量決定著燒結的溫度,氣氛性質的燒結速度,因而對燒結礦的礦物組成和結構都有影響。在低配碳量的燒結礦中,赤鐵礦和鐵酸鈣較多,浮士體較少或沒正硅酸鈣和其它硅酸鹽礦物較少,燒結礦不粉花,但由于硅酸鹽粘結相較少,故燒結礦強度較差。配碳量高,燒結礦中浮士體明顯增加,硅酸鹽粘結相礦物也增加,赤鐵礦鐵酸鈣則顯著減少,燒結礦的轉鼓指數提高,但燒結礦的粉花率也升高,這是由于配碳量增加后原氣氛加強,容易形成浮士體而不利于赤鐵礦和鐵酸鹽的生成,并促進了CaO和SiO2作用生成硅酸鈣Ca0.SiO2。如果在正常配碳量的燒結料中,加入化學燒結劑后就可以獲得適當的燒結溫度和燒結氣氛,這樣減少正硅酸鈣的形成,提高燒結礦的強度。綜上所述:HL-01強化燒結助燃劑用于燒結后,可加快燒結過程,提高成品率和改善燒結礦的顯微結構和還原性,降低固體燃料消耗,降低成礦FeO含量,降低亞鐵焦化,降低燒結廢氣中SO2排放量,減少環境污染。該產品經過在唐鋼、泰鋼、包鋼等多家鋼鐵公司實際應用,充分證明了HL-01鐵精礦強化燒結助燃劑產品具有增產、節能、降耗、降污染等特點,是一種高科技新產品。它擁有廣闊的市場前景,能創造巨大的社會效益和經濟效益,深受用戶的歡迎和信賴。
    強化燒結劑的使用方法及用量

      該產品使用可分為干法和濕法兩種。在不改變燒結生產工藝的情況下,通過下料機直接加到焦粉上即可。在燒結混合料中配加萬分之三,該產品可以降低固體燃料消耗15%以上,同時提高生產率5%以上。

     

    datu
     
    裝備精良的試驗室
     
    配加燒結劑后
    礦質量明顯改善
     
    使用燒結劑后大型帶燒機實現了厚料低溫低碳燒結
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