本发明属于炼铁生产技术领域，涉及到炼铁原料的生产技术，特别涉及一种提高表层烧结矿质量的方法。
背景技术：
烧结生产过程中，烧结混合料布到台车上，通过点火抽风从表层向内部自上而下烧结，足够的空气是维持燃烧的必要条件。厚料层烧结是一项重要的被广泛采用的烧结技术，具有改善烧结矿强度、提高成品率、降低燃耗等优点。我国新建烧结机料层厚度基本达到了750mm，但是厚料层烧结技术的应用也面临着一些难题。
烧结料层存在“自动蓄热”现象，燃料在一次混匀时全部加入，使得烧结料层上部热量相对不足，造成烧结料层上部结块强度不够，导致烧结返矿80％来自于上部烧结料层，这是因为燃烧带逐渐下移，上部的烧结矿层不断的被冷风冷却，台车表面的料层热量很快流失。另一方面，下部由于热量的传输和自动蓄热的作用，料层下部热量过剩出现过熔，如果减少配碳又将导致上部烧结矿层产生更多的生料和烧结返矿，这将对烧结矿的产、质量都产生不利影响。
在混合料装填到烧结台车的过程中，由于上下层之间的烧结混合料发生偏析,导致烧结料表层附近的透气性差，这不仅增加了风机的动力消耗，加大了烧结机前段和中、后段的压降差，导致在烧结机的前段供风不足，如果采用调节阀来平衡风压或流量，必将显著增加风机的无效功耗。另一方面烧结混合料经过高温点火后，料面迅速熔融结壳变硬，影响了自上而下抽入的空气量，空气量减少使垂直烧结速度变慢直接影响烧结过程进行；烧结表面点火快速熔融结壳，导致应力过于集中，极易产生表面碎裂使表面返矿增多，因此，必须在不破坏表面烧结矿质量的情况下，对表面的结壳进行处理。
CN103215442A公开了一种厚料层烧结料面喷洒的覆盖剂及喷洒方法，该覆盖剂由碳精矿、膨珠和烧结返矿加水6.5wt％～7.5wt％搅拌混合而成；其中碳精矿的质量百分数为55％～70％，粒度≥100目；膨珠的质量百分数为8％～15％，粒度1～2mm；烧结返矿的质量百分数为22％～30％，粒度1～3mm。该覆盖剂在喷射压力的作用下射入烧结料表面以下20～30mm处。使用该发明后，烧结料上层温度提高，表层烧结矿强度明显的改善，烧结矿成品率提高，但是该发明所述覆盖剂碱度与烧结混合料碱度不同，且其成分中含有膨珠，使用后不仅影响 烧结矿的品位，还导致烧结矿碱度波动；另一方面该覆盖剂由碳精矿、膨珠和返矿简单混合而成，其强度较低不能被射入烧结料层较深部位，也不能在烧结料层表面形成孔洞，因此该方法处理烧结料表层深度太浅，不能有效提高表层烧结料的透气性，也不能解决料面的皲裂问题。
CN 202511625U和CN201463551U分别公开了一种辊筒式松料器和钉床式松料装置，两种装置都可以在烧结料表层经点火形成的硬壳表面上打下深度约12mm～15mm的小洞，破坏烧结料面的结壳，改善烧结料层的透气性；同时均匀分布的小洞可以减小料层表面的内应力，解决料面皲裂问题，但是该装置不能解决烧结料层上部热量相对不足的问题，还破坏上层料壳，加剧了烧结料上层热量流失。CN201210162845.1公布了一种改变烧结混合料上部状态的方法和实现该方法的方法，该专利所述方法能够改善上层烧结混合料的透气状况，局部增大了点火面积，但依然没有解决烧结料层上部热量相对不足的问题。
技术方案
本发明所要解决的技术问题是提供一种提高表层烧结矿质量的方法，可以解决上部烧结料层热量供应不足的问题，增加上部烧结料的矿化时间，提高上层烧结矿的强度，减少烧结返矿量，本方法降低料层表面的内应力，解决上部烧结料层透气性差和料面皲裂的问题，增加通过烧结料层的空气量，提高表层烧结矿质量。
一种提高表层烧结矿质量的方法，其特征在于包括如下步骤：
1)将铁精矿、粘结剂、含碳原料组成混合料A，其质量百分含量为：铁精矿50％-60％，粘接剂2％-4％，含碳材料40％-55％；混合料A与生石灰组成混合料B，调整生石灰添加量，使混合料B的二元碱度(CaO/SiO2)为1.8～2.4；
所述含碳原料为石油焦粉与焦粉、无烟煤、半焦、生物质碳中的一种或几种搭配，其中石油焦粉占含碳原料的质量百分数为40％～60％；
将混合料B加水在混合机中充分搅拌混匀，其中加水量为混合料B质量百分含量的7％～9％；
2)将混匀后的混合料B经压球机进行冷固成型，其中成型压力为15MPa～25MPa，所得的冷固结球团直径为6mm～12mm；将冷固结球团在100℃～200℃烘干后存放；其抗压强度大于500N；
3)将上述冷固结球团在烧结布料器后点火器前通过旋转布球器射入烧结台车上的烧结混合料，其射入料层深度为40mm～60mm，射入量为每平方米25个～100个冷固结球团。
所述粘接剂为膨润土、水玻璃、腐殖酸钠、羧甲基显微素钠和聚丙烯酰胺中的一种或几种。
所述铁精矿，其粒度小于200目的大于80％。
所述含碳原料，其粒度小于120目的大于90％。
所述冷固结球团，其二元碱度与烧结混合料碱度相同。
冷固球团射入烧结混合料后，经过点火烧结，在烧结料面留下均匀分布的直径为6mm～12mm的小洞。
本发明的有益效果：
1、本发明通过向烧结上部料层射入特制的高碳冷固结球团，该冷固球可以在烧结燃烧带下移后持续向上部料层供热，增加上部烧结料的矿化时间，提高上层烧结矿的强度，减少烧结返矿量。
2、本发明方法可以在烧结料层上部形成均匀分布的小洞，该小洞可以降低料层表面的内应力，减轻烧结料面皲裂，增加通过烧结料层的空气量，提高烧结矿质量。
具体实施方式
下面通过一些实施例对本发明进一步说明。
实施例1
铁精矿、粘结剂、含碳原料组成混合料A，其中铁精矿质量百分数为58％，粘接剂的质量百分数为1.8％，含碳材料的质量百分数为40.2％；混合料A与生石灰组成混合料B，调整生石灰添加量，使混合料B的二元碱度(CaO/SiO2)为2.1，与烧结混合料的碱度相同；所用铁精矿粒度小于200目的大于80％；所用粘结剂为水玻璃；所用含碳原料为石油焦粉和半焦，其中石油焦粉占含碳原料的质量百分数为50％，半焦占含碳原料的质量百分数为50％；将混合料B加水在混合机中充分搅拌混匀，其中加水质量百分数为8.2％。
将混匀后的混合料B经压球机进行冷固成型，其中成型压力为22MPa，所得冷固结球团的直径为6mm～12mm；将冷固结球团在150℃烘干后存放。所得冷固结球团的抗压强度均在500N以上。将上述冷固结球团在九辊布料器后点火器通过旋转布球器前射入烧结料面，其射入料层深度为40mm～60mm，射入量为每平方米平均50个冷固结球团。冷固结球团射入烧结混合料后，经过点火烧结，烧结料面可以在烧结料面留下均匀分布的6mm～12mm的小洞。
经过本发明方法实施，烧结料层表层温度提高120℃～150℃，烧结利用系数由1.328t/(m2.h)提高到1.397t/(m2.h)，烧结矿成品率由83.2％提高到87.5％。
实施例2
铁精矿、粘结剂、含碳原料组成混合料A，其中铁精矿质量百分数为55％，粘接剂的质量百分数为2.5％，含碳材料的质量百分数为44.5％；混合料A与生石灰组成混合料B，调整生石灰添加量，使混合料B的二元碱度(CaO/SiO2)为2.0，与烧结混合料的碱度相同；所用铁精矿粒度小于200目的大于85％；所用粘结剂为水玻璃和羧甲基显微素钠的组合物， 其中水玻璃占粘结剂的质量百分数为60％，羧甲基显微素钠占粘结剂的质量分数为40％；所用含碳原料为石油焦粉、无烟煤和生物质炭粉，其中石油焦粉占含碳原料的质量百分数为45％，无烟煤占含碳原料的质量百分数为40％，生物质炭粉占含碳原料的质量百分数15％；将混合料B加水在混合机中充分搅拌混匀，其中加水质量百分数为7.5％。
将混匀后的混合料B经压球机进行冷固成型，其中成型压力为20MPa，所得冷固结球团的直径为6mm～12mm；将冷固结球团在150℃烘干后存放。所得冷固结球团的抗压强度均在600N以上。将上述冷固结球团在九辊布料器后点火器前通过旋转布球器射入烧结料面，其射入料层深度为40mm～60mm，射入量为每平方米平均75个冷固结球团。冷固结球团射入烧结混合料后，经过点火烧结，烧结料面可以在烧结料面留下均匀分布的6mm～12mm的小洞。
经过本发明方法实施，烧结料层表层温度提高160℃～180℃，烧结利用系数由1.342t/(m2.h)提高到1.418t/(m2.h)，烧结矿成品率由82.4％提高到88.2％。
实施例3
铁精矿、粘结剂、含碳原料组成混合料A，其中铁精矿质量百分数为52％，粘接剂的质量百分数为3％，含碳材料的质量百分数为45％；混合料A与生石灰组成混合料B，调整生石灰添加量，使混合料B的二元碱度(CaO/SiO2)为1.9，与烧结混合料的碱度相同；所用铁精矿粒度小于200目的大于90％；所用粘结剂为膨润土、水玻璃和聚丙烯酰胺的组合物，其中膨润土占粘结剂的质量百分数为60％，腐殖酸钠占粘结剂的质量分数为20％，羧甲基显微素钠占粘结剂的质量分数为20％；所用含碳原料为石油焦粉和焦粉，其中石油焦粉占含碳原料的质量百分数为58％，无烟煤占含碳原料的质量百分数为42％；将混合料B加水在混合机中充分搅拌混匀，其中加水质量百分数为8％。
将混匀后的混合料B经压球机进行冷固成型，其中成型压力为18MPa，所得冷固结球团的直径为6mm～12mm；将冷固结球团在120℃烘干后存放。所得冷固结球团的抗压强度均在600N以上。将上述冷固结球团在九辊布料器后点火器前通过旋转布球器射入烧结料面，其射入料层深度为40mm～60mm，射入量为每平方米平均100个冷固结球团。冷固结球团射入烧结混合料后，经过点火烧结，烧结料面可以在烧结料面留下均匀分布的6mm～12mm的小洞。
经过本发明方法实施，烧结料层表层温度提高180℃～230℃，烧结利用系数由1.312t/(m2.h)提高到1.446t/(m2.h)，烧结矿成品率由84.5％提高到90.3％。