一种提高烧结燃料燃烧效率的方法及装置与流程

本发明属于炼铁烧结料技术领域，尤其涉及一种提高烧结燃料燃烧效率的装置。

背景技术：

烧结矿在成矿过程中，主要是靠燃料燃烧来提供热量，燃料中的C在风机抽风的作用下从上到下依次燃烧并传递热量，熔化周围的矿粉和熔剂，从而使烧结料粘结成矿。烧结过程中燃料比例一般仅在3-5％，经过配料、混合和制粒后，大多燃料被矿粉和熔剂所覆盖，造成燃料在烧结过程中燃烧的燃烧率并不佳。

现有技术中，一般是将部分燃料在二次混合物料的后期加入，使得部分燃料在烧结过程中与氧气有更好的接触。然而，在实际烧结生产中，这种方法将燃料分加后难以与其他物料颗粒粘在一起，导致燃料脱落，使得分加后的燃料在烧结抽风作用下常被吸到料层下部，甚至未燃烧就被抽入烧结风箱中造成燃料损失。

基于此，本发明提供一种烧结燃料分加的方法及装置，以解决现有技术中的上述问题。

技术实现要素：

针对现有技术存在的问题，本发明实施例提供了一种烧结燃料分加的方法及装置，以解决现有技术中，在烧结过程中，烧结燃料分加后，难以与其他物料颗粒粘合在一起，导致烧结燃料燃烧利用率低的技术问题。

本发明提供一种提高烧结燃料燃烧效率的方法，所述方法包括：

在配料室配备烧结所用的物料；

对所述物料进行一次混合；

对所述物料进行二次混合，二次混合后所述物料的配水量的质量百分比为6.0-8.0％；

将二次混合后的所述物料布设在烧结机上形成烧结料面；

控制所述烧结机的点火温度为1000～1200℃，对所述烧结料面进行烧结；其中，所述物料中的消石灰为粉末状；在配备所述物料时，将燃料总质量的40-80％在配料室添加至所述物料中，将所述燃料总质量的20-60％在二次混合的最后1min内加入至所述物料中。

上述方案中，所述物料的组分包括：

铁矿粉，其质量百分比为50～80％；

返矿，其质量百分比为10～30％；

消石灰，其质量百分比为0～10％；

白云石，其质量百分比为0～10％；

石灰石，其质量百分比为0～10％；

燃料，其质量百分比为3～8％。

上述方案中，控制所述烧结机的点火温度为1000～1200℃后，所述方法还包括：

控制烧结负压为7000～20000Pa；

控制点火负压为3000～15000Pa。

上述方案中，对所述烧结料面进行烧结时，所述方法还包括：在预设的烧结区域内，利用加湿装置将剩余的水量以蒸汽形式喷洒在所述烧结机上的烧结料面上。

上述方案中，所述蒸汽的温度不小于130℃。

本发明还提供一种提高烧结燃料燃烧效率的装置，所述装置包括：

配备单元，所述配备单元用于在配料室配备烧结所用的物料；

第一混合单元，所述第一混合单元用于对所述物料进行一次混合；

第二混合单元，所述第二混合单元用于对所述物料进行二次混合，二次混合后所述物料的配水量的质量百分比为6.0-8.0％；

布设单元，所述布设单元用于将二次混合后的所述物料布设在烧结机上形成烧结料面；

第一控制单元，所述第一控制单元用于控制所述烧结机的点火温度为1000～1200℃，对所述烧结料面进行烧结；其中，所述物料中的消石灰为粉末状；

在配备所述物料时，所述配备单元还用于将燃料总质量的40-80％在配料室添加至所述物料中，所述第二混合单元还用于将所述燃料总质量的20-60％在二次混合的最后1min内加入至所述物料中。

上述方案中，所述物料的组分包括：

铁矿粉，其质量百分比为50～80％；

返矿，其质量百分比为10～30％；

消石灰，其质量百分比为0～10％；

白云石，其质量百分比为0～10％；

石灰石，其质量百分比为0～10％；

燃料，其质量百分比为3～8％。

上述方案中，所述装置还包括：第二控制单元，其中，

对所述烧结料面进行烧结时，所述第二控制单元还用于在预设的烧结区域内，控制加湿装置将剩余的水量以蒸汽形式喷洒在所述烧结机上的烧结料面上。

上述方案中，所述第一控制单元还用于：

控制烧结负压为7000～20000Pa；

控制点火负压为3000～15000Pa。

上述方案中，所述蒸汽的温度不小于130℃。

本发明提供了一种提高烧结燃料燃烧效率的方法及装置，所述方法包括：在配料室配备烧结所用的物料；对所述物料进行一次混合；对所述物料进行二次混合，二次混合后所述物料的配水量的质量百分比为6.0-8.0％；将二次混合后的所述物料布设在烧结机上形成烧结料面；控制所述烧结机的点火温度为1000～1200℃，对所述烧结料面进行烧结；其中，所述物料中的消石灰为粉末状；在配备所述物料时，将燃料总质量的40-80％在配料室添加至所述物料中，将所述燃料总质量的20-60％在二次混合的最后1min内加入至所述物料中。如此，利用消化器将白灰加工成粉末状的消石灰，在二次混合的制粒过程中，消石灰不会遇水膨胀，避免破坏在二次混合中加入的燃料的附着效果，进而避免燃料与其他颗粒分离，被抽风下移、带走；最终在保证了燃料的使用效果，提高了燃烧率。

附图说明

图1为本发明实施例一提供的提高烧结燃料燃烧效率的方法流程示意图；

图2为本发明实施例一提供的加湿装置的整体结构示意图；

图3为本发明实施例二提供的提高烧结燃料燃烧效率的装置结构示意图。

具体实施方式

为了在烧结过程中，提高燃料分加的使用效果，进而提高燃料燃烧效率，本发明提供了一种提高烧结燃料燃烧效率的方法及装置，所述方法包括：在配料室配备烧结所用的物料；对所述物料进行一次混合；对所述物料进行二次混合，二次混合后所述物料的配水量的质量百分比为6.0-8.0％；将二次混合后的所述物料布设在烧结机上形成烧结料面；控制所述烧结机的点火温度为1000～1200℃，对所述烧结料面进行烧结；其中，所述物料中的消石灰为粉末状；在配备所述物料时，将燃料总质量的40-80％在配料室添加至所述物料中，将所述燃料总质量的20-60％在二次混合的最后1min内加入至所述物料中。

下面通过附图及具体实施例对本发明的技术方案做进一步的详细说明。

实施例一

本实施例提供一种提高烧结燃料燃烧效率的方法，如图1所示，所述方法包括以下步骤：

步骤110，在配料室配备烧结所用的物料。

本步骤中，在烧结前，需要配备烧结所需的物料；在配备物料之前，利用消化器将白灰与水配制成消石灰，所述消石灰为成分稳定的粉末状。配备物料时，将燃料总质量的40-80％在配料室添加至所述物料中。

所述物料的组分包括：铁矿粉，其质量百分比为50～80％；优选地为60～70％；返矿，其质量百分比为10～30％，优选地为15～25％；生石灰，其质量百分比为0～10％，优选地，为4～8％；白云石，其质量百分比为0～10％，优选为5～9％；石灰石，其质量百分比为0～10％，优选为4～7％；燃料，其质量百分比为3～8％；其中，所述燃料一般为焦粉。

步骤111，对所述物料进行一次混合。

本步骤中，当物料配备好之后，需要对所述物料进行一次混合，且一次混合的时间为2～4min，优选地为2.5～3.5min。

步骤112，对所述物料进行二次混合。

本步骤中，对物料进行一次混合后，还需对所述物料进行二次混合以将物料制粒，二次混合时间为2～4min；并且二次混合后所述物料的配水量为总配水量的6.0-8.0％。其中，将所述燃料总质量的20-60％在二次混合的最后1min内加入至所述物料中。

步骤113，将二次混合后的所述物料布设在烧结机上形成烧结料面。

本步骤中，当物料混合好之后，将二次混合后的所述物料均匀布设在烧结机上，布设厚度为400～1000mm，优选地，为600～900mm。

步骤114，控制所述烧结机的点火温度为1000～1200℃，对所述烧结料面进行烧结。

本步骤中，当所述物料均匀布设在烧结机上后，控制所述烧结机的点火温度为1000～1200℃；控制点火负压为3000～15000Pa；控制烧结负压为7000～20000Pa。

当烧结机的点火温度、点火负压和烧结负压都设置好之后，在预设的烧结区域内，利用加湿装置将剩余的水量以蒸汽形式喷洒在所述烧结机上的烧结料面上。其中，预设的烧结区域可以包括：距离烧结机点火位置处的20～40m，或者距离烧结机点火位置处的30～70m。

具体地，参见图2，加湿装置包括：主管道1，支管2、喷射器件3；其中，

所述主管道1设置在烧结机的一侧，用于向支管2提供水源或蒸气源。其中，所述支管2与所述烧结机点火处4之间有一预设的距离；所述距离不能过小，以防止刚形成的烧结高温带被水或蒸汽所熄灭；也不能过大，否则起不到喷洒效果，因此可以将距离所述烧结机点火处最近的支管2与所述烧结机点火处4之间的距离设为10～15m。优选地为12m。

各支管2的一端分别与所述主管道1相连，所述支管2包括多个，具体可以为：8～40根；且所述各支管2之间的距离为1～8m。

所述各喷射器件3分别与所述各支管2的另一端相连，所述喷射器件3位于所述烧结料面的上方，用于向烧结料面喷洒水或蒸汽；其中，在每根支管2上分别布设有4～10个喷射器件3；所述喷射器件3具体可以为喷头或喷嘴。这里，为了保证喷洒效果，相邻支管2上的喷射器件3为交叉式布置。

进一步地，在烧结机运行过程中，烧结面料会收缩，其在烧结机上的高度会逐渐减小，为了保证喷洒效果，所述喷射器件3与所述烧结面料之间的距离始终保持在5～30cm；优选地，为20cm。并且，在喷洒过程中，所述喷洒蒸汽的温度不小于130℃。

在烧结过程中，所述喷洒水或蒸汽总量可以为1-6t/h，且相应降低点火之前烧结混合料中的配水量，以保证总水量一定。

实际生产中，在烧结机点火5分钟左右后，控制各支管2上的阀门打开，各喷射器件3开始对烧结面料进行均匀喷洒，并在烧结废弃温度升高前停止喷洒。

当烧结完成后，利用环冷机将烧结矿的温度降至不大于200℃。采用筛孔为5.0mm的振动筛对冷却处理后的烧结矿颗粒进行筛分，筛下物为烧结返矿，筛上物为成品烧结矿。并利用检测仪器对烧结矿的常规指标进行检测，利用烟气分析仪对烧结废气进行检测。其中，所述常规指标包括：转鼓指数、成品率、固体燃耗和燃料利用系数。

本实施例提供的提高烧结燃料燃烧效率的方法，利用消化器将白灰加工成粉末状的消石灰，不会污染现场环境，且在二次混合的制粒过程中，消石灰不会遇水膨胀，避免破坏在二次混合中加入的燃料的附着效果，进而避免燃料与其他颗粒分离，被抽风下移、带走；最终在保证了燃料的使用效果，提高了燃烧率。并且，在烧结机点火后，利用喷射器件对烧结面料喷洒蒸汽，由于H₂O的出现，使得烧结燃料燃烧的效果更好，提高料层透气性，促进了燃料的完全燃烧。

实施例二

相应于实施例一，本实施例还提供一种提高烧结燃料燃烧效率的装置，如图3所示，所述装置包括：配备单元31、第一混合单元32、第二混合单元33、布设单元34、第一控制单元35及第二控制单元36；其中，

所述配备单元31用于在配料室配备烧结所用的物料；具体地，在烧结前，所述配备单元31需要配备烧结所需的物料；在配备物料之前，所述配备单元31利用消化器将白灰与水配制成消石灰，所述消石灰为成分稳定的粉末状。配备物料时，所述配备单元31将燃料总质量的40-80％在配料室添加至所述物料中。

所述物料的组分包括：铁矿粉，其质量百分比为50～80％；优选地为60～70％；返矿，其质量百分比为10～30％，优选地为15～25％；生石灰，其质量百分比为0～10％，优选地，为4～8％；白云石，其质量百分比为0～10％，优选为5～9％；石灰石，其质量百分比为0～10％，优选为4～7％；燃料，其质量百分比为3～8％；其中，所述燃料一般为焦粉。

当物料配备结束后，所述第一混合单元32用于对所述物料进行一次混合，一次混合时间为2～4min；优选地为2.5～3.5min。

当所述第一混合单元32对物料进行一次混合后，所述第二混合单元33用于对所述物料进行二次混合，二次混合时间为2～4min，二次混合后所述物料的配水量的质量百分比为6.0-8.0％；其中，在二次混合的最后1min内，所述第二混合单元33还用于将所述燃料总质量的20-60％加入至所述物料中。

当物料混合好之后，所述布设单元34用于将二次混合后的所述物料布设在烧结机上形成烧结料面；布设厚度为400～1000mm；优选地，为600～900mm。

当物料布设好之后，所述第一控制单元35用于控制所述烧结机的点火温度为1000～1200℃，控制点火负压为3000～15000Pa；控制烧结负压为7000～20000Pa，对所述烧结料面进行烧结。

当烧结机的点火温度、点火负压和烧结负压都设置好之后，第二控制单元36用于控制加湿装置将剩余的水量以蒸汽形式喷洒在所述烧结机上的烧结料面上的预设的烧结区域内，其中，预设的烧结区域可以包括：距离烧结机点火位置处的20～40m，或者距离烧结机点火位置处的30～70m。

具体地，参见图2，加湿装置包括：主管道1，支管2、喷射器件3；其中，

所述主管道1设置在烧结机的一侧，用于向支管2提供水源或蒸气源。其中，所述支管2与所述烧结机点火处4之间有一预设的距离；所述距离不能过小，以防止刚形成的烧结高温带被水或蒸汽所熄灭；也不能过大，否则起不到喷洒效果，因此可以将距离所述烧结机点火处最近的支管2与所述烧结机点火处4之间的距离设为10～15m。优选地为12m。

各支管2的一端分别与所述主管道1相连，所述支管2包括多个，具体可以为：8～40根；且所述各支管2之间的距离为1～8m。

所述各喷射器件3分别与所述各支管2的另一端相连，所述喷射器件3位于所述烧结料面的上方，用于向烧结料面喷洒蒸汽；其中，在每根支管2上分别布设有4～10个喷射器件3；所述喷射器件3具体可以为喷头或喷嘴。这里，为了保证喷洒效果，相邻支管2上的喷射器件3为交叉式布置。

进一步地，在烧结机运行过程中，烧结面料会收缩，其在烧结机上的高度会逐渐减小，为了保证喷洒效果，所述喷射器件3与所述烧结面料之间的距离始终保持在5～30cm；优选地，为20cm。并且，在喷洒过程中，所述喷洒蒸汽的温度不小于130℃。

在烧结过程中，所述喷洒水或蒸汽总量可以为1-6t/h，且相应降低点火之前烧结混合料中的配水量，以保证总水量一定。

实际生产中，在烧结机点火5分钟左右后，所述第二控制单元控制预设烧结区域内的各支管2上的阀门打开，各喷射器件3开始对烧结面料进行均匀喷洒，并在烧结废弃温度升高前停止喷洒。

当烧结完成后，利用环冷机将烧结矿的温度降至不大于200℃。采用筛孔为5.0mm的振动筛对冷却处理后的烧结矿颗粒进行筛分，筛下物为烧结返矿，筛上物为成品烧结矿。并利用检测仪器对烧结矿的常规指标进行检测，利用烟气分析仪对烧结废气进行检测。

实际应用中，所述配备单元31、第一混合单元32、第二混合单元33、布设单元34、第一控制单元35及第二控制单元36可以由该装置中的中央处理器(CPU，Central Processing Unit)、数字信号处理器(DSP，Digtal Signal Processor)、可编程逻辑阵列(FPGA，Field Programmable Gate Array)、微控制单元(MCU，Micro Controller Unit)实现。

本实施例提供的提高烧结燃料燃烧效率的装置，利用消化器将白灰加工成粉末状的消石灰，在二次混合的制粒过程中，消石灰不会遇水膨胀，避免破坏在二次混合中加入的燃料的附着效果，进而避免燃料与其他颗粒分离，被抽风下移、带走；最终在保证了燃料的使用效果，提高了燃烧率。并且，在烧结机点火后，利用喷射器件对烧结面料喷洒蒸汽，由于H₂O的出现，使得烧结燃料燃烧的效果更好，提高料层透气性，促进了燃料的完全燃烧。

实施例三

实际应用中，当利用实施例一提供的提高烧结燃料燃烧效率的方法及实施例二提供的提高烧结燃料燃烧效率的装置生产烧结矿时，具体如下：

在烧结前，需要配备烧结所需的物料；在配备物料之前，利用消化器将白灰与水配制成消石灰，所述消石灰为成分稳定的粉末状。为了更好地对比出本方案的效果，本实施例以实施例一提供的方法与常规烧结方法对比，其中，本实施例和常规方法所用的配料组分如表1所示：

表1

在表1中，常规方法中所用白灰的质量百分比为3.3％，因本实施例中需要用同等质量的白灰加水制成消石灰，消石灰的质量百分比为4.36％，总重量因此也会超过100。并且在配料室中，只加入质量百分比为2.24％的燃料，所述燃料为焦粉。

当物料配备好之后，需要对所述物料进行一次混合，且一次混合的时间为3min。

对物料进行一次混合后，还需对所述物料进行二次混合以将物料制粒，二次混合时间为2～4min；并且二次混合后所述物料的配水量为总配水量的6.0-8.0％。其中，将质量百分比为0.96％的燃料在二次混合的最后1min内加入至所述物料中。

本步骤中，当物料混合好之后，将二次混合后的所述物料均匀布设在烧结机上，布设厚度为880mm。

当所述物料均匀布设在烧结机上后，控制所述烧结机的点火温度为1000～1200℃；控制点火负压为3000～15000Pa；控制烧结负压为7000～20000Pa。

当烧结机的点火温度、点火负压和烧结负压都设置好之后，在预设的烧结区域内，利用加湿装置将剩余的水量以蒸汽形式喷洒在所述烧结机上的烧结料面上。其中，预设的烧结区域可以包括：距离烧结机点火位置处的20～40m，或者距离烧结机点火位置处的30～70m。

具体地，参见图2，加湿装置包括：主管道1，支管2、喷射器件3；其中，

所述主管道1设置在烧结机的一侧，用于向支管2提供水源或蒸气源。其中，所述支管2与所述烧结机点火处4之间有一预设的距离；所述距离不能过小，以防止刚形成的烧结高温带被水或蒸汽所熄灭；也不能过大，否则起不到喷洒效果，因此可以将距离所述烧结机点火处最近的支管2与所述烧结机点火处4之间的距离设为10～15m。优选地为12m。

各支管2的一端分别与所述主管道1相连，所述支管2包括多个，具体可以为：8～40根；且所述各支管2之间的距离为1～8m。

所述各喷射器件3分别与所述各支管2的另一端相连，所述喷射器件3位于所述烧结料面的上方，用于向烧结料面喷洒水或蒸汽；其中，在每根支管2上分别布设有4～10个喷射器件3；所述喷射器件3具体可以为喷头或喷嘴。这里，为了保证喷洒效果，相邻支管2上的喷射器件3为交叉式布置。

进一步地，在烧结机运行过程中，烧结面料会收缩，其在烧结机上的高度会逐渐减小，为了保证喷洒效果，所述喷射器件3与所述烧结面料之间的距离始终保持在250cm。并且，在喷洒过程中，所述喷洒蒸汽的温度为140℃。

在烧结过程中，所述喷洒水或蒸汽总量可以为2t/h，且相应降低点火之前烧结混合料中的配水量，以保证总水量一定。

实际生产中，在烧结机点火5分钟左右后，控制各支管2上的阀门打开，各喷射器件3开始对烧结面料进行均匀喷洒，并在烧结废弃温度升高前停止喷洒。

当烧结完成后，利用环冷机将烧结矿的温度降至不大于200℃。采用筛孔为5.0mm的振动筛对冷却处理后的烧结矿颗粒进行筛分，筛下物为烧结返矿，筛上物为成品烧结矿。并利用检测仪器对烧结矿的常规指标进行检测，利用烟气分析仪对烧结废气进行检测。其中，所述常规指标包括：垂烧速度、转鼓指数、返矿率、成品率(粒径为5-10mm的矿球成品率越低越好)、固体燃耗和燃料利用系数。

其中，本实施例和常规方法烧结矿质量指标如表2所示：

表2

由表2可以看出，本实施例中的燃料利用系数为1.06，常规方法中的利用系数为1.00，因此，本实施例中提高了燃料的利用效率。

以上所述，仅为本发明的较佳实施例而已，并非用于限定本发明的保护范围，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。