烧结新核心技术及其发展状况.docx

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烧结新核心技术及其发展状况

烧结新技术及其发展状况

1.前言

当前全球经济尚未显露出全面复苏迹象，特别是钢铁行业依然困难重重，提高获利能力、避免亏损成为摆在每家钢铁公司面前首要任务，尽管采用办法各有千秋，但降本增效普遍被以为是最直接、最有效手段。

钢铁联合公司生产构造中，炼铁所用铁矿石费用在生铁制导致本中所占比例最大，约为58%-65%。

由于各公司间资源条件差距较大，铁矿原料费用可压缩性较强，减少潜力大。

因而，从原料人手来减少能耗和炼铁成本，成为各钢铁公司当前重要发展方向。

本文重要简介几项烧结新技术及应用前景。

2.向烧结料面吹入LNG技术

在烧结机上向烧结料面吹入LNG（液化天然气）技术是近年来由日本JFE公司开发出可以大幅度减少燃料消耗一项新技术,与各家烧结厂当前正在普遍采用完全以焦粉作为烧结燃料全焦法相比,可以在减少焦粉用量同步提高烧结矿质量。

2.1技术要点

采用LNG吹入法可以将烧结温度提高到1200～1400℃,液相比随烧结温度升高而增大,加速孔径为1～5mm气孔融合,从而有助于改进烧结矿强度;同步,作为气道孔径不不大于5mm气孔数量迅速增多,使烧结料层透气性得到改进;此外,烧结料自致密化限度减少,未熔料中残留有大量孔径不大于1μm微孔,使烧结矿还原性得到改进。

2.2应用前景分析

此项新技术正趋于成熟,且喷吹装置简朴可靠,维修和更换非常以便,只要精确控制好LNG喷吹浓度和喷吹速度,就可以生产出高强度、高还原性烧结矿。

如果从经济性方面考虑,应用LNG吹入法的确需要投入一定费用,但可以换来减少焦粉用量和提高烧结矿质量好处,特别是还可以实现CO2大幅度减排,烧结矿产能越大,效果越明显。

综合多方面因素分析,LNG吹入法烧结具备辽阔应用前景,合用于采用厚料层烧结技术大型烧结机生产。

3.富氧烧结技术

富氧烧结技术是由韩国浦项开发出可以改进烧结料层中热量分布新技术。

既有烧结工艺只单纯依托焦粉燃烧为烧结料供热,其缺陷是容易导致料层中热量分布不均（这是影响烧结矿质量重要因素）,上部料层温度低、下部料层温度高,上部烧结饼质量较差。

为理解决烧结料层热量分布不均问题,浦项开发出了富氧烧结技术。

该技术通过选取适当位置向烧结料层喷吹适量氧气来提高上部料层温度,以进一步改进烧结矿质量。

3.1技术要点

富氧烧结技术核心在于选用适当氧浓度和吹氧位置,吹氧时间也随氧浓度和吹氧位置不同而发生变化。

3.2应用前景分析

富氧烧结技术当前尚处在实验室研究阶段,尚未在实际烧结机上进行过工业实验,不如LNG吹入法成熟。

下一步需依照吹氧效果对氧气浓度和实际吹氧位置作进一步优化,数值模仿模型也有待完善,在可以精确表述烧结料层燃烧带扩展速度、温度分布、火焰前锋速度和烧结时间基本上,再开展工业实验,以推动此项新技术工业化应用。

从应用前景来看,它与LNG吹入法相似,但氧气价格要比LNG低得多,并且厂内有制氧机,使用起来也比较以便,只要精确控制好氧气浓度、把握好吹氧位置,就可以较好地运用焦炭燃烧供热,而无需改动既有工艺装备。

4.焦粉分加涂层制粒技术

焦粉分加涂层制粒技术是韩国浦项新近开展一项烧结研究项目,目是通过改进焦粉在烧结混合料准颗粒内某些布,来大幅度减少固体燃料消耗,实现降本增效。

该技术综合了燃料涂层制粒技术与燃料分加技术长处,将上述两项技术共同应用于烧结制粒工艺。

4.1技术要点

焦粉分加涂层制粒技术是将铁矿粉、石灰石与一某些细粒级焦粉预先进行混合,待混合料在制粒机内经加水、制成粒核后,再将另一某些粗粒级焦粉喷涂于制粒料表面。

4.2应用前景分析

实验成果表白,该技术通过改进焦粉在烧结混合料内某些布状态,使料层中燃料燃烧得到明显改进,进而可以提高烧结矿质量和烧结机运用系数,并减少燃料消耗,且燃耗减少效果相称可观。

此项技术工艺简朴,无需对既有烧结制粒工艺进行大改动,没有新增设备投入,只要依照来料条件,精确控制好喷涂时间,就完全可以实现平稳操作,技术优势较为明显。

5.烧结机偏析布料技术

当前,钢铁公司纷纷把扩大便宜褐铁矿用量作为降本增效重要手段,但该矿中具有大量结晶水且粒度较粗,会对烧结生产率导致严重影响。

为理解决这些问题,日本JFE公司开发出了烧结机偏析布料技术,通过改进粗粒褐铁矿在烧结料层中分布来提高烧结料层透气性,从而提高烧结生产率、成品率和烧结矿质量。

5.1技术特点

老式布料装置是使用圆辊给料机把混合料经溜槽铺到位于布料装置下方台车上,这样做会导致混合料颗粒在料层中分布不均,导致料层上部透气性恶化,减少烧结生产率,返矿量增多。

改进后偏析布料装置采用滚筒溜槽代替老式溜槽,在布料过程中使用偏析光隙金属丝（SSW）,滚筒溜槽作用是缩小下料落差,而SSW作用则是控制粒度分布。

5.2应用前景分析

采用烧结机偏析布料技术具备如下长处:

烧结生产率提高约5%;焦粉单耗减少约2.8%。

烧结机偏析布料技术已在日本烧结厂广泛采用,韩国钢铁公司也引进了此项技术,但在中华人民共和国、台湾和印度等国还没有得到全面推广。

6.超低温烧结新技术

该技术是在不增长大量投资状况下,使原有烧结工艺得到升级,为老厂改造和新建烧结厂提供了一条经济、高效途径,已经在唐山国丰钢铁有限公司炼铁厂等近30余家烧结厂全面或某些实行,获得了烧结机运用系数提高、固体燃料消耗减少、生产烧结矿用电消耗减少、烧结矿FeO下降、运到高炉后粉末减少、高炉运用系数上升、炼铁焦比下降效果。

6.1技术特点

低温烧结和超低温烧结在粘结过程上机理,实质上都是在较低烧结条件下,通过颗粒之间固相反映,形成SFCA粘结相,或者铁氧化物之间在高温条件下发生晶形变和再结晶,形成联晶体。

只是由于条件不同,使超低温烧结可以在更低温度条件下,用可控工艺手段完毕所需固相反映和结块过程。

6.2应用前景分析

该技术可提高实际运用系数，提高幅度为4%左右，减少烧结燃耗10%，除直接经济效益外,由于添加剂有减少FeO指标作用,还可以给高炉炼铁创造可观间接经济效益，详细效益可以依照经验公计算：

FeO下降1%,高炉焦比下降2%,产量提高3%。

7.强化制粒工艺

细矿粉制粒性较差，单独由其制成制粒料不能用于烧结，因而只能将细矿粉按一定比例配入到粗矿粉中。

为了提高细矿粉配比，开发出相应强化制粒新工艺，以保证烧结矿产量和质量满足高炉需求。

7.1技术特点

为了使制粒料平均粒度达到4mm，要恰当提高混合料总水分。

混合料总水分控制原则为:

不配入细矿粉时，普通控制在11.4%;当细矿粉配比为10%时，水分调高至12.1%;当细矿粉配比为20%时，水分调高至12.7%;当细矿粉配比达到30%时，水分进一步调高至13.2%。

7.2应用前景分析

从运营一段时间来看，该技术比较成熟可靠。

国内国内新建或改造后烧结系统大某些都安装了制粒机，具备采用该技术条件。

从新增设备投入方面考虑，依照推算，如果低价细矿粉配比可以稳定在30%以上，从长远来看还是比较划算，减少原料成本足以抵消新增设备投入，采用强化制粒新技术无论是在工艺上、还是在经济上都是可行。

8.尚处在实验研究阶段低价矿烧结工艺

尚处在实验研究阶段低价劣质铁矿烧结工艺重要有脱磷工艺和嵌入式烧结工艺，采用这两项工艺可有效解决配用高磷铁矿和高结晶水铁矿烧结带来技术问题。

8.1技术特点

将高磷铁矿作为烧结原料前提是要解决脱磷问题。

一方面，对高磷铁矿进行固态碳热预还原，在此过程中高磷铁矿中大某些磷化物并未被还原，而是以氧化物形态残留于硅酸铝脉石相中，导致富含磷硅酸铝脉石相迅速长大并结块，平均粒度由预还原前5μm增大至预还原后20～30μm，从而为富磷脉石与预还原铁矿分离提供了先决条件。

然后，对预还原后高磷矿实行机械破碎，由于脉石相比还原铁相硬度低，通过控制机械破碎强度可使脉石相单独破碎，最后进行筛分，筛上物即是脱磷之后低磷矿。

经实验研究得出高磷铁矿脱磷解决最佳方案:

焦粉配比为23%，预还原温度为1100～1200℃，预还原时间为3h，筛孔尺寸为25μm。

8.2应用前景分析

脱磷工艺尚处在实验阶段，还没有应用于工业化生产，如果在后续研究中可以减少预还原温度，缩短预还原时间，量化机械破碎强度，那么该技术还是会有较好应用前景，有助于钢铁公司大幅度减少原料采购成本。

9.嵌入式烧结工艺

该工艺是日本新日铁公司针对高效运用高结晶水铁矿开发出一项技术。

高结晶水铁矿（Fe2O3·nH2O）较突出缺陷是疏松多孔、堆密度小、吸液性强、易过度同化，配入一定量高结晶水铁矿会对烧结生产产生一系列负面影响，导致烧结速度减慢、烧结机运用系数减少、烧结饼组织疏松、成品率下降、固体燃耗升高等。

9.1技术特点

嵌入式烧结工艺是将高结晶水铁矿制成小球，并散布在其他烧结料中，运用小球附近气流边沿效应以及低碱度小球自身不会过熔特点来提高料层透气性。

小球粒度不应过大，这样在烧结过程中就不会导致布料偏析过大，同步小球烧透率较高，强度也好。

9.2应用前景分析

嵌入式烧结工艺与国内中南大学开发铁矿复合造块工艺在原理上相类似，铁矿复合造块工艺已在包钢生产中成功应用，嵌入式烧结工艺也即将在日本步入工业实验阶段。

相信随着工业实验成功，该工艺将逐渐得到推广。

10.总结

高磷、高铝、高结晶水铁矿和细矿粉烧结技术都是近年国外开发出来新技术，其中细矿粉和高铝铁矿烧结技术已实现工业应用，此外两项技术尚处在实验研究阶段。

这足以证明，国际烧结技术发展主流已由追求烧结精料、烧结机大型化和提高运用系数，向使用更多低价劣质铁矿方向发生了主线性转变。