一種實現燒結礦分3級或4級入爐的高爐上料工藝的製作方法
2023-11-11 16:23:17
專利名稱：一種實現燒結礦分3級或4級入爐的高爐上料工藝的製作方法
一種實現燒結礦分3級或4級入爐的高爐上料工藝技術領域
本發明屬於高爐煉鐵技術領域，特別是提供了一種實現燒結礦分3級或4級入爐 的高爐上料工藝，採用分段分級方式實現燒結礦分3級或4級入爐的高爐上料。
背景技術：
燒結礦分級入爐技術是實現高爐順行與「減量化」生產、促進第三次氣流合理分布 和提高煤氣利用率的重要手段。
隨著煉鐵技術的不斷發展，高爐煉鐵設計推行循環經濟的基本途徑和對策之一就 是「減量化」生產。所謂「減量化」是指在生產能力不變的條件下，通過採取技術措施，使輸 入的資源和能源量儘可能減少，從而達到節能和減少排放量的目的。而「精料」是「減量化」 生產的基礎。對高爐精料的要求可用「熟」、「淨」、「勻」、「小」、「穩」、「少」、「好」七個方面來 表達。而其中「淨」、「勻」、「小」三個方面都是對原燃料粒度方面的要求。
入爐原燃料粒度是影響高爐煤氣流分布的重要因素之一。高爐煤氣流有三種分 布送風入爐的一次氣流分布；軟熔帶的二次氣流分布；散料柱的三次氣流分布。第三次氣 流分布主要取決於合理布料與整粒，包括合理的裝料制度、爐料整粒、篩除粉末和分級入 爐。只有合理布料與整粒才能達到第三次氣流的合理分布、提高煤氣利用率。
未採用分級入爐技術時，燒結礦粒度大小不一，級配過於緊密，加之粉末過多，散 料柱透氣性不佳，不利於第三次氣流的合理分布。為了改善透氣性，應當對燒結礦進行篩分 和粒度分級。經槽下篩分後，粒度< 5mm的礦粉返回燒結廠，返礦量約為10% (部分生產廠 甚至達到15%以上)。採用燒結礦分級技術時，不但可按不同粒度等級分級入爐，而且還提 高了篩分效率，使裝入高爐礦槽的礦粉量減少，經槽下篩分後，粒度< 5mm的礦粉返回燒結 廠，返礦粉量減少到8%以下。這樣做既實現了燒結礦分級入爐，通過調整布料、控制不同粒 度燒結礦的分布，保持中心並適當發展邊緣氣流，使第三次氣流的分布更為合理，有利於高 爐順行和邊緣溫度控制，減少熱損失，達到降低焦比和高爐長壽目的；又減少了返礦量，從 而達到節能減排、資源充分利用的目的。
目前，各廠使用的燒結礦分級主要是將燒結礦分為大、小粒度燒結礦2個粒級，根 據各廠使用現狀，大部分生產廠入爐小粒級燒結礦僅佔燒結礦總量的10%以下，其主要目 的是為了回收礦丁，並不是真正意義上的燒結礦分級入爐。傳統的燒結礦分級入爐工藝流 程主要有以下兩種
1、採用在燒結廠增加成品分級篩，燒結礦成品在燒結廠經分級篩篩分，篩下物為 粒度< 5mm的礦粉，篩上物成品為大、小粒度燒結礦，分別運送並裝入高爐燒結礦槽。經槽 下振動篩篩分後實現燒結礦分2級入爐。由於受到篩分設備、原料運輸和高爐槽上運輸設 備的限制，目前應用的燒結廠分級僅限於將燒結礦分為大、小粒度燒結礦2種粒度，分為3 級(或4極)則比較困難。
2、採用高爐槽下分級工藝。燒結廠沒有分級工序，燒結廠工藝流程相對簡單。高 爐所需要的全部燒結礦被運輸到高爐燒結礦槽的槽上，並裝入燒結礦槽內。在高爐槽下經大粒級燒結礦篩進行篩分(一次篩分)，篩上物為大粒度燒結礦成品，裝入大粒度燒結礦稱 量罐，經稱量後入爐；大量篩下物燒結礦需經二次處理工序，在燒結礦槽槽下經小粒級燒結 礦篩進行篩分(二次篩分)，篩上物為小粒度燒結礦成品，裝入小粒度燒結礦稱量罐，經稱 量後入爐；篩下物為粒度< 5mm的礦粉，返回燒結廠。高爐槽下分級的工藝流程較長，二次 處理量較大，二次破碎造成返礦量增加。目前應用的高爐槽下分級也僅限於將燒結礦分為 大、小粒度燒結礦2個粒級。
3、隨著高爐大型化，燒結礦分2級入爐已經不能滿足生產的需求，設計一種實現 燒結礦分3級(或4級)入爐的高爐上料系統，這是擺在我們面前的新問題。發明內容
本專利的目的在於提供一種實現燒結礦分3級或4級入爐的高爐上料工藝，採用 分段分級方式實現燒結礦分3級或4級入爐的高爐上料，該工藝的核心是採用分段分級方 式將燒結礦分級分成兩個階段進行，第一階段是燒結廠來料預分級；第二階段是高爐槽下 細化分級，實現燒結礦分3級或4級入爐。
設入爐級數分別為分2級入爐時，I級、II級和II級，I級、II級粒度分界線為X， 15彡X彡30 ；II級和III級分界粒度為Y，5彡Y彡15 ；III級最小分界粒度為Ζ，0彡Z彡5 ； 即I級粒度為> Xmm，II級粒度為X_Y，III級粒度為Ζ-Υ。分4級入爐時，I級、II級粒度 分界線為X，15 < X < 30 ；II級和III級分界粒度為Y，5 < Y Xmm，II級粒度為 X-Y, III級粒度為Y-W，IV級粒度為W-Z。
1、第一階段燒結廠來料預分級
(1)燒結廠來料預分級就是在燒結廠將燒結礦成品預分為2種(或1種，3種)粒 度的燒結礦；燒結礦經過振動篩篩分後的篩上物成品，分別裝入相應的燒結礦槽內；而篩 下物是礦粉，返回燒結廠礦粉倉；
以分3級入爐的一種實施方式為例，燒結廠來料預分級就是在燒結廠將燒結礦成 品預分為兩種粒度的燒結礦。設Xmm是這兩種粒度燒結礦的分級界線，則燒結礦經過振動 篩篩分後的篩上物成品是除去礦粉後的粒度> Xmm和粒度< Xmm兩種粒度的燒結礦，分別 裝入相應的燒結礦槽內；而篩下物是礦粉，返回燒結廠礦粉倉。
(2)確定燒結廠來料預分級粒度的分級界限Xmm的依據。一是遵循以燒結廠來料 預分級為主，高爐槽下細化分級為輔的原則。比如以某公司特大型高爐為例，高爐生產的 預期是燒結礦分3級入爐，I級粒度為> 20 (X = 20)mm,II級粒度為20-10 (X = 20，Y = 10)mm, III級粒度為10_3(Y = 10，Z = 3)mm。根據對該公司燒結廠所生產的燒結礦的粒 度檢測結果，入爐燒結礦的粒度組成為1級粒度> 20mm的約佔40%，II級粒度20_10mm 的約佔40%，III級粒度10-3mm的約佔20%，可見I級和II級佔燒結礦總量百分比較大， 近80%，因此將I級和II級兩個粒級的分級界限20 (X)mm作為預分級的粒度分級界線。經 槽下燒結礦篩篩分(一次篩分)後，篩上物即為佔入爐燒結礦總量80%的I級和II級兩個 粒級的燒結礦成品，而篩下物經轉運後經槽下細化分級燒結礦篩篩分(二次篩分)後裝入 相應的燒結礦槽，二次處理量僅為20%左右。二是燒結廠來料預分級的粒度分級界線還應 兼顧燒結車間鋪底料的粒度範圍。由於燒結廠鋪底料的粒度範圍是10-20 (mm)，鋪底料的粒度上限是20mm與預分級的粒度分級界線相同，這樣可以優化燒結廠和原料運輸工序。
(3)燒結廠來料預分級不局限於將燒結礦分為兩種粒度，燒結礦預分級的粒度等 級取決於分級篩的篩網層數，每增加一層篩網即可增加一個粒級，因此來料預分級分為兩 種以上粒度也是可行的，目前來看分為兩種粒度比較簡單實用。
2、第二階段高爐槽下細化分級
(1)高爐槽下細化分級的第一步是完成預分級後的2個(或1個，3個)粒級的燒 結礦入爐。
以分3級入爐的一種實施方式為例，高爐槽下細化分級的第一步是完成以Xmm為 分級界限的預分級後的兩個粒級的燒結礦入爐即1級和II級兩個粒級燒結礦入爐。來 料預分級後已裝入相應燒結礦槽內的兩種粒度的燒結礦經槽下燒結礦篩篩分(一次篩分) 後，篩上物成品是I級和II級兩個粒級的燒結礦，I級粒度為> Xrnm(含極少量在槽下二 次破碎的X-Ymm的燒結礦)，II級粒度為X-Ymm，I級和II級粒度的燒結礦直接進入稱量 罐，按上料程序完成I級和II級(第1、2粒級)兩個粒級燒結礦入爐工序。
(2)高爐槽下細化分級的第二步是完成第一步篩下的燒結礦分級入爐。
上述第一步中槽下燒結礦篩一次篩分後，篩下物是粒度< Ymm(或< X，^ Z)的燒 結礦，經過再次轉運以及槽下細化分級燒結礦篩二次篩分後，篩上物成品再分為1個或2個 粒度的燒結礦，返回相應的燒結礦槽內，這1個或2個粒度的燒結礦按上料程序進入稱量罐 並完成入爐工序；篩下物是粒度< Zmm的礦粉，^ Zmm的礦粉通過高爐返礦設施返回燒結
3、兩個階段的關係
以燒結廠來料預分級為主，高爐槽下細化分級為輔。通過來料預分級將燒結礦預 分為大粒度和小粒度兩種粒度，再經過高爐槽下細化分級實現燒結礦分3級(或者4級) 入爐。這樣可以減少高爐槽下細化分級後返回礦燒結礦槽的二次處理量、減少槽下細化分 級工序的轉運次數和二次破碎量，有利於縮短工藝流程、節能減排。
4、兩個階段的連接關係
連接兩個階段的中間環節是高爐燒結礦槽。第一階段燒結廠來料預分級必須在燒 結礦進入高爐燒結礦槽之前完成。經來料預分級後兩種粒度的燒結礦由原料運輸系統運輸 到高爐燒結礦槽槽上並分別裝入相應的燒結礦槽內；第二階段高爐槽下細化分級是在高爐 燒結礦槽槽下完成。已裝入兩種粒度的燒結礦槽內的燒結礦經槽下設備篩分後，燒結礦成 品被分成3個(或4個)粒級，各個粒級的燒結礦再分別裝入相應的稱量罐，經稱量後，按 高爐上料系統程序實現燒結礦分3級(或4級)入爐。
5、上述來料預分為兩級粒度，槽下再細化分出一級粒度的方法是關於採用分段分 級方式實現燒結礦分3級入爐的闡述，本發明不局限於此，本發明有多種多樣的拓展和衍生。
(1)採用分段分級方式，第一階段燒結廠來料預分級不局限於兩種粒度，可以實 現3種粒度；第二階段高爐槽下細化分級不局限於完成I級、II級、III級3個粒級燒結 礦入爐，還可以實現I級、II級、III級和IV級4個粒級燒結礦入爐。通過兩個階段的優化 組合(見表1)可以實現燒結礦分3級(或4級)入爐。上述第1、2、3、4條僅闡述了採用 B3組合方式實現燒結礦分3級入爐，採用更多的組合形式A3、C3也能夠實現燒結礦分3級入爐，而B4、C4能夠實現燒結礦4級入爐。
表一 權利要求
1.一種實現燒結礦分3級或4級入爐的高爐上料工藝，其特徵在於採用分段分級方 式將燒結礦分級分成兩個階段進行，第一階段是燒結廠來料預分級；第二階段是高爐槽下 細化分級，實現燒結礦分3級或4級入爐；設入爐級數分別為分2級入爐時，I級、II級和II級，I級、II級粒度分界線為X， 15彡X彡30 ；II級和III級分界粒度為Y，5彡Y彡15 ；III級最小分界粒度為Ζ，0彡Z彡5 ； 即I級粒度為> Xmm，II級粒度為X_Y，III級粒度為Ζ-Υ。分4級入爐時，I級、II級粒度 分界線為X，15 < X < 30 ；II級和III級分界粒度為Y，5 < Y Xmm，II級粒度為 X-Y, III級粒度為Y-W，IV級粒度為W-Z ；第一階段燒結廠來料預分級燒結廠來料預分級就是在燒結廠將燒結礦成品預分為2種或1種或3種粒度的燒結 礦；燒結礦經過振動篩篩分後的篩上物成品，分別裝入相應的燒結礦槽內；而篩下物是礦 粉，返回燒結廠礦粉倉；第二階段高爐槽下細化分級(1)高爐槽下細化分級的第一步是完成預分級後的2個或1個或3個粒級的燒結礦入爐；來料預分級後已裝入相應燒結礦槽內的兩種粒度的燒結礦經槽下燒結礦篩一次篩分 後，篩上物成品是2個或1個或3個粒級的燒結礦，直接進入稱量罐，按上料程序完成這2 個或1個或3個粒級燒結礦入爐工序；(2)高爐槽下細化分級的第二步是完成第一步篩下的燒結礦分級入爐；上述第一步中槽下燒結礦篩一次篩分後，篩下物是粒度< Ymm或< X或< Z的燒結礦， 經過再次轉運以及槽下細化分級燒結礦篩二次篩分後，篩上物成品再分為1個或2個粒度 的燒結礦，返回相應的燒結礦槽內，這1個或2個粒度的燒結礦按上料程序進入稱量罐並完 成入爐工序；篩下物是粒度< Zmm的礦粉，^ Zmm的礦粉通過高爐返礦設施返回燒結廠。
2.根據權利要求1所述的工藝，其特徵在於，兩個階段的連接關係為連接兩個階段的中間環節是高爐燒結礦槽，第一階段燒結廠 來料預分級必須在燒結礦進入高爐燒結礦槽之前完成；經來料預分級後兩種粒度的燒結礦 由原料運輸系統運輸到高爐燒結礦槽槽上並分別裝入相應的燒結礦槽內；第二階段高爐槽 下細化分級是在高爐燒結礦槽槽下完成，已裝入兩種粒度的燒結礦槽內的燒結礦經槽下設 備篩分後，燒結礦成品被分成3個或4個粒級，各個粒級的燒結礦再分別裝入相應的稱量 罐，經稱量後，按高爐上料系統程序實現燒結礦分3級或4級入爐。
全文摘要
一種實現燒結礦分3級或4級入爐的高爐上料工藝，屬於高爐煉鐵技術領域。採用分段分級方式將燒結礦分級分成兩個階段進行，第一階段是燒結廠來料預分級；第二階段是高爐槽下細化分級，實現燒結礦分3級或4級入爐；工藝為設入爐級數分別為I級、II級、III級或IV級，I級、II級粒度分界線為X，15≤X≤30；II級和III級分界粒度為Y，5≤Y≤15；III級最小分界粒度為Z，0≤Z≤5或I級、II級粒度分界線為X，15≤X≤30；II級和III級分界粒度為Y，5≤Y≤15；III級和IV級分界粒度為W，0≤W≤8，IV級最小分界粒度為Z，0≤Z≤5；第一階段燒結廠來料預分級，第二階段高爐槽下細化分級。
文檔編號C21B5/00GK102041333SQ201110006759
公開日2011年5月4日 申請日期2011年1月13日 優先權日2011年1月13日
發明者劉輝, 唐安萍, 張衛東, 張建, 張福明, 柏凌, 毛慶武, 王婷, 王濤, 金亞健, 錢世崇 申請人:北京首鋼國際工程技術有限公司