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1、烧结富氧的工艺研究谢增（重庆科技学院，重庆中国401331）摘要:通过改变天然气流量和氧气过剩系数以及氧气和空气的配比,在实验室进行了一系列点火烧结试验研究,重点考查富氧对烧结点火的影响。研究表明,富氧烧结点火能够降低烧结点火能耗和减少CO2的排放量,同时点火温度上升,烧结料层表面固体燃料的利用率提高,并可获得良好的烧结矿产量、质量指标。当天然气流量为2m3.h-1,点火时间为1.5min,助燃风为50%氧气+50%空气(体积分数),氧气过剩系数为1.9的情况下,烧结点火能耗为30.32MJ.m-2,点火烟气中氧的体积分数为14.28%,所获得的烧结矿成品率和转鼓强度分别为72.32%和6
2、5.30%。与助燃风为空气,其它条件不变的情况比较,烟气中氧的体积分数提高了5.17%,烧结矿成品率和转鼓强度分别提高了10.59%和1.97%。关键词:烧结富氧工艺烧结工艺法是在烧结生产过程中,将含有一定浓度的空气吹入烧结机上方,通过增加空气中的氧含量,进行富氧烧结的连续性生产,达到提高烧结矿产质量,降低固体燃耗的目的。一种新型的烧结工艺生产方法,能够提高料层厚度,改善烧结矿粒度组成,降低固体燃耗,促使硫的顺利脱除。富氧烧结工艺法是有效提高烧结矿产质量的新工艺、新方法。富氧能改善烧结矿强度和粒度组成,降低返矿率且有利于烧结过程脱硫。富氧浓度为21%~23%时,烧结矿的物理化学性能及产量指
3、标最好。烧结是一种氧化和还原的物理化学反应过程，烧结过程中的气氛是影响烧结指标和烧结矿质量的重要因素之一。为了获得高质量的烧结矿，并提高烧结矿的产量，降低烧结过程的消耗，进行了铁矿石富氧烧结的试验研究。众所周知，铁酸钙是烧结矿中理想的粘结相，具有良好的强度和还原性。而要形成以铁酸钙为粘结相的烧结矿需要一定的客观条件，生成针状铁酸钙的最佳条件为：①比较高的碱度(CaO／SiO2一1．8～2．2)，只有在高碱度条件下，CaO与Fe2O3的结合力才能比CaO与SiO2的结合力强；②比较低的烧结温度(磁铁矿原料1230～1250℃，赤铁矿1250～1270℃)；③较高的高温保持时间，约2—3min
4、；④适宜的Al2O3含量，可以促进SFCA的生成；⑤良好的氧化气氛，促进氧化，有利于SFCA形成。综合以上形成针状铁酸钙的条件，在烧结原料条件满足的条件下，低温和高氧化气氛是发展针状铁酸钙的必要工艺条件。为了强化烧结过程中的氧化气氛，可以采取厚料层、降低配碳和富氧烧结工艺措施。氧浓度的提高有利加快垂直烧结速度，提高烧结矿产量。传统烧结上部料层在烧结生产中由于无法产生有效的蓄热作用，燃烧前沿下移后被快速冷却，烧结过程所需的各项反应得不到充分进行，从而得不到足够的液相，因此烧结表层的质量最低，大量的返矿均来源于表层。如采用烧结富氧，由于碳的燃烧更加充分，产生的热量增多，表层就可能产生较多的液相
5、。增加氧化气氛，促进铁酸钙粘结相的形成，表层烧结矿的质量得到改善，而改善表层烧结矿的质量对于整个烧结作业是十分关键的。因此进行富氧烧结试验时，对烧结矿进行分层检验，以观察富氧烧结对各层烧结矿质量的影响。1试验原料及方法1.1试验原料由原料的化学成分可以看出，所用的原料中CVRD铁品位最高，SiO2含量较低。杨迪和梅精铁品位相对较低，SiO2含量较高。梅精中FeO、CaO、MgO和P含量均较高。杨迪和梅精烧损较高。哈默斯利和麦克矿中A12O3含量较高。1.2试验设备与试验方法1.2.1试验设备烧结富氧采用氧气钢瓶供氧，在烧结杯上增加一个富氧罩，富氧罩上方通过管道与流量计和氧气钢瓶连接，富氧罩
6、上方周围带有通气孔。在富氧罩下方，靠近烧结料面上方，有一抽气管，可连接仪表，测量富氧率。烧结点火停止2分钟后，打开氧气瓶，按照设定的流量和时间，利用烧结抽风将空气和氧气抽入富氧罩内，在富氧罩内自动混匀后抽入烧结料层，进行富氧烧结。达到设定的富氧时间后，关掉氧气瓶，进行正常的抽风烧结。1.2.2试验方法烧结配料根据梅钢生产配料要求，烧结混合料配比见表2。按照配料要求将各种原料称出后，先人工混匀，再加水混匀，装入圆筒混合机内进行制粒。圆筒混合机尺寸为ф600×1000mm，长度可调，转速17rpm，充填率12％。制粒时间为6min。装料前先装入铺底料3Kg，然后将混合料装入烧结杯中，压下5—1
7、0mm，烧结料层640mm，烧结参数为：点火温度1050℃，点火时间1．5min，点火抽风负压8Kpa，烧结抽风负压16KPa，冷却抽风负压8Kpa。点火完毕，将富氧罩罩在烧结杯上，烧结2分钟后，开始富氧，根据计算与预备试验，富氧量定为11m3／T烧结矿，富氧时间为6分钟，富氧结束取下富氧罩，继续进行烧结。烧结废气温度达到最高温度为烧结终点，烧结时间为从点火开始到烧结终点的时间。烧结达到终点后，继续抽风冷却，直至废气温度
