燒結球生產的全過程及其相互關系

改善混合料滲透性的途徑及錐形逆流分級造粒技術的應用研究

1.介紹

唐山國豐煉鐵廠燒結機1997 65438+2月投產。原設計產能為兩臺24m2燒結機，後改造為壹臺29.7 m2燒結機和壹臺35.6 m2燒結機。由於燒結產能嚴重不足，我廠壹直致力於混合料制粒工藝的改造，先後實施了向第壹混合料添加霧化水、從第二混合霧化水段抽水、預熱混合倉蒸汽等技術。為了進壹步提高混合機制球團的性能，在長期醞釀研究的基礎上，我廠與秦皇島新特科技有限公司* * *分析了改善混合料造球的因素，共同研發了可應用於燒結球團行業的逆流分級混合造球技術，並獲得了國家專利(029638+0)，取得了明顯的效果。

2.改善混合料造粒的途徑分析

透氣性是燒結混合料的壹項重要指標，是指空氣通過固體塊體層的難易程度，也是衡量混合料孔隙率的標誌。DW提出的公式。米切爾如下:

在層流情況下:

如果遇到湍流:

式中:g——重力加速度

ε-材料層的孔隙率

η——氣體粘度系數

s-材料顆粒比表面積

ρ-氣體密度

由公式可知，影響材料層滲透性的主要因素是材料顆粒的比表面積和材料層的孔隙率。也就是說，ε要提高，S要降低。燒結礦的透氣性包括兩個方面。壹個是點火前的透氣性，壹個是點火後的透氣性。燒結礦的透氣性決定了燒結生產的效率。兩者密不可分，前者影響後者。從實際燒結生產中發現，燒結帶之間的阻力損失差別很大。燒結初期，由於下部過濕，球團被破壞，相互粘結或堵塞，所以料層阻力大。預熱帶和幹燥帶的厚度雖然小，但阻力損失不小，因為幹燥預熱時濕球會破碎，料層的孔隙率會變小。燃燒區的氣體滲透率最小，因為這個區域溫度高，有液相，對氣體的阻力大。燒結礦帶由於孔隙多，阻力最小。但在劇烈熔化過程中，燒結礦結構致密，氣孔少，透氣性差。因此，在燒結生產中，有必要提高混合料的透氣性。

2.1改善原料的粒度和成分。

主要使用粗粒原料，因為粗粒材料孔隙率大，透氣性相對較好。添加部分富礦粉或適當增加返礦量，可以改善透氣性，提高燒結產量。在組織燒結生產中，提高原料粒度和在可能的條件下適當使用粗、細原料是有益的。但原料粒度提高的可能性有限，實際生產中8-0mm的礦粉不多，也不是所有工廠都有。

2.2添加添加劑以改善混合物的成球性能。

在燒結混合料中加入熟石灰、生石灰、膨潤土、水玻璃、亞硫酸鹽溶液、氯化鈉、氯化鈣、腐植酸等粘性物質，對改善燒結混合料的透氣性有很好的效果。這些顆粒添加劑往往是壹種表面活性物質，可以改善混合物的親水性，在很多場合還具有膠凝性，因此添加劑的作用可以大大改善混合物的成球性能。

在燒結生產中，生石灰和熟石灰被廣泛使用，尤其是生石灰用水消化後，熟石灰的膠體顆粒具有極細的粒徑。分布在混合物中的Ca(OH)2膠體顆粒具有明顯的膠體性質，其表面能形成壹定厚度的水化膜。膠粒具有雙電層結構的特征。因為這些廣泛分散在混合物中的親水性Ca(OH)2顆粒具有比鐵礦石和其他材料大得多的持水能力，它們會抓住礦石。

在實驗室條件下，研究了白灰比對混合料制粒效果的影響。在相同的原料條件下，分別測定了摻3%和5%白灰的混合料的透氣指數，結果如下:

這說明白灰比例增加後，混合料的透氣性大大提高。為了解決白灰的消化問題，我們對生石灰的消化過程進行了實驗。研究表明:

1，消化壹噸生石灰需要0.42噸水，最後熟石灰發粘；

2.生石灰消化時間為10-15分鐘。

但實際生產中，從配料間到二次攪拌壹般不到8分鐘，白灰消化不完全。燒結機上的混合料有白點，不僅不利於造球，而且由於白灰消化的膨脹效應，對制成的球團礦有破壞性，所以在燒結過程中必須解決白灰的及時消化問題，否則會適得其反。

2.3傳統的強力混合造粒工藝

高衛民、北京科技大學等。模擬鞍鋼新三燒的原料和設備條件，在實驗室進行了強化制粒的試驗研究。結果表明:

1.在原料條件和設備條件壹定的情況下，縮小現有二次混合機的出料口以增加其填充率，不僅增加了混合機內的混合物料量，而且增加了物料的停留時間，是提高造球效果的有效措施之壹。

2.適當調整圓筒混合機的轉速，提高Fr判據，使混合料的運行點處於最佳區域，也能明顯改善造球效果。

3.適當減小二次混合器的傾角，進壹步延長造粒時間，可以增大準顆粒的平均直徑。

4.加水量是保證制粒效果的最基本因素，包括最佳加水量、穩定加水量和使用霧化水。根據混合造粒的要求，沿長度方向優化供水和霧化水的使用。

5.圓筒混合機的襯裏結構對混合物的運動規律和造粒效果有很大影響。疏水性和摩擦系數高的材料可以使滑動到滾動的過渡區提前，有利於提高造粒效果。還發現混合物的滑動區很大，沒有襯裏造粒效果很差。另外，筒體中筋條的大小也是影響混合機造粒效果的關鍵結構。沒有筋，造粒效果差；如果筋板太高，出血嚴重，制粒效果不好。因此，轉鼓混合機內襯結構的改進也是強化造粒的重要手段。

以上措施經生產實踐證明，取得了明顯的效果。不同的燒結廠應根據自身條件選擇。

2.4錐形逆流分級圓筒混合造粒技術

多年來，世界各國的工程技術人員壹直在深入研究改善混合料制粒效果的優點，並取得了可喜的成果:開發了以造球盤和燃料添加為特征的球團燒結技術和以減小圓筒混合機角度、添加分布刮板或擋環、熔融燃燒添加為特征的新型球團燒結技術。近兩年來，後者因其不改變原有工藝配置、投資少等優點，在國內燒結廠得到了廣泛應用，並取得了壹定的成效，我國燒結技術實現了新的飛躍。然而，對混合造球機理的研究僅限於傳統的方法，如減小傾角、增大直徑、增大長度、改變轉速以及在機器中增加分配器等。缺乏通過改變混合料的受力狀態來提高圓筒混合機造球率的研究和應用，使得混合造球效果仍處於低效狀態，限制了生產效率，影響了產品質量和消耗。

造粒時間、填充率、混合物性質和合適的混合物水分是傳統圓筒混合技術的關鍵。錐形逆流分級筒混合造粒技術采用逆向思維，由北京艾瑞機械廠開發，已獲國家專利。目的是提供壹種錐形逆流分級圓筒混合造粒機。該技術的基本要點是:通過改變混合機內部結構，改變混合料的受力狀態，達到壓縮混合料運動過程的“節距”，延長有效造球時間，增加物料有效滾動距離，提高造球效果的目的；利用機內分段錐分級技術實現混合料粒度的自動分級，達到大顆粒物料先出，小顆粒物料返回造球的目的；采用新的布料襯裏技術，徹底解決了混料機根部的積料問題，實現了混合過程中死料的循環利用，提高了造球效果和混料機的有用功率。

3.我廠攪拌機造粒實施方案

我廠現有的壹級攪拌機是∮3×7m的，二級攪拌機是∮3×10m.的雖然進行了球團燒結改造，但造球效果仍不理想，嚴重影響了燒結礦的產量和質量，制約了煉鐵技術的發展。基於上述原則，結合我單位需要短時間停產的實際情況，重新制定了改造內容，並在24小時內全面實施。

3.1改善混合潤濕模式

混合料在配料間用霧化水提前自動潤濕，同時使用具有自動清理粘性物料功能的雙軸生石灰消化器，使加入的生石灰消化完全，燒結料提前潤濕。

3.2優化攪拌機的工藝參數。

主要包括混合機傾斜度、填充率、轉速和造粒時間的設計調整。混合器加水由傳統的管道鉆孔改為水流呈柱狀流向新研制的霧化噴嘴向混合器加水霧化。根據攪拌機內不同區域對加水強度的要求，將攪拌機加水方式改為三級加水。二級混合器是加水的階段。

3.3實施錐形逆流分級造粒技術。

在確定了原料的性質、攪拌機的轉速、直徑、傾角和長度後，這項技術就是混合機造粒的重要組成部分。該技術在混合機內設置錐形逆流螺旋，對大小顆粒進行分級，以延長混合料在混合機內的行程，滿足造球效果的需要。在這次改造中，我們用壹種具有錐形逆流特性的特殊復合襯裏完成了更換。施工簡單，重建周期僅用36小時。

3.4改造後的效果

改造後，采用錐形逆流導向襯管使物料反向運動。由於導向槽的高度是逐級變化的，只有粒度合適的物料才能逐級通過導向槽，滾出造粒機。

從而提高混合機的造球質量。改造前後對比效果見表1和表2。

改造前後效果對比表1