CN111663035A - 一种烧结用复合含碳块的使用方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种烧结用复合含碳块的使用方法，将复合含碳块破碎按粒度要求筛分后，单独或者与其它燃料一起，与含铁原料混匀后，投放于烧结机上，进行烧结矿生产。所述的复合含碳块是以二次含碳物质和粘结剂为原料，将二次含碳物质研磨，与粘结剂混合，在加热炉中加热焙烧，得到烧结用复合含碳块。优点是：通过采用社会上二次含碳资源，制作出烧结工艺用复合含碳块，替代传统燃料在烧结工艺发热剂的作用，做到社会二次含碳物质的合理应用的同时，大幅度的节约宝贵的煤炭资源，减少现有昂贵燃料使用数量。
Description
技术领域
本发明属于炼铁领域，尤其涉及一种利用含碳资源制造的烧结用复合含碳块的使用方法。
背景技术
随着时代的不断进步发展，使得不少新技术得到快速提升应用，冶炼工艺中的烧结***生产也不例外，比如高品位富矿、厚料层烧结等技术，大型、超大型烧结机的投入使用，以及不同附属工艺装备水平的改善，都使得烧结机的运行效率较过去有较大幅度提升，能源消耗数量显著减少。但这里也需要指出的是但这里也需要指出的是，随着国家对于环保要求的愈发严格，以及受制于自然资源的不可再生的特性，使得作为资源消耗类大户，不少钢铁企业都意识到，相比较过去粗放式的发展，更需要转型去实现绿色制造，也只有做到这些，才能够维持这个行业的长久发展。
而对于现有烧结工艺，由于其不同含铁原料、熔剂和燃料混合投放于烧结机后，会历经诸多复杂化学反应过程，从而才能够制得成品烧结矿，而在此过程中，除了需要含铁原料和熔剂以外，最为重要的就是需要有燃料去提供化学反应所必需的热量，以使得这个反应过程能够顺利完成。传统烧结工艺下，热量的来源，除了少部分是来自点火段的外部热量，其余大部分则是由于靠内部燃料燃烧所获得。而对于现有烧结***所用燃料来讲，主要是价格昂贵的无烟煤或者焦化工艺所产生的焦粉，而无烟煤或者焦粉的使用，虽然对于烧结生产来讲，效果良好，但由于国家把控严格，要求降低烧结***耗能，这就需要用到高热值、低有害元素的煤粉或者焦粉，而由于优质煤源的稀缺，这就会造成现有资源的紧张。这也就催生出一个问题，是否能够寻找到替代无烟煤或者焦粉的物质，即能实现其在烧结***中发热剂的作用，又能实现减少能源消耗，尤其是自然界中的原煤消耗，且降低炼铁生产成本。而对于当今社会而言，出于加工不同的社会产品需求，使得社会上，不少工艺会产生过及存有过往大量廉价的含碳物质，或者说是可以提供必要热量的资源，如兰炭、提质煤、除尘灰、秸秆、塑料垃圾、废弃轮胎等等。而这些物质本身的处理又有一定的难度，但其作为含碳、热量资源，堆放或者采用其他方式处理，又会污染环境。因此若能够寻找出将其作为一种资源的方法，合理用于烧结领域中，就会实现既能够减少这些资源的污染浪费，又可以节省宝贵的煤炭资源，从而可以完美实现国家所提倡的绿色制造。
对于常规烧结工艺来讲，除了常规的所用无烟煤和焦粉以外，还有就是一些如下方法制得的燃料，中国专利“一种用于烧结过程中减排NOx的改性燃料及其制备方法”，公开号：CN109251778A；“一种粉状兰炭作烧结燃料的使用方法”，公开号：CN105039684A；“一种生物质燃料用于强化难制粒铁矿烧结的方法”，公开号：CN102296177A；“一种烧结用固体燃料的配料方法”，公开号：CN103160686A等，此类发明创造，通过应用不同种类燃料，实现降低烧结燃料成本，并降低烧结矿成本，实现钢铁企业的降本增效，并将拓宽诸多种类燃料在炼铁领域的使用途径，也符合国家对于钢铁产业节能减排的要求，但现实来讲，此类方法措施，在实际生产中效果有限，且诸多均停留在实验室研究阶段，为能够大规模的工业实施应用。还有一些其它降低烧结***燃料消耗的手段，如中国专利“一种提高烧结燃料燃烧效率的方法及装置”，公开号：CN106521145A；“一种降低燃耗的烧结方法”，公开号：CN107641709A；“一种提高烧结矿还原性和降低燃料消耗的方”，公开号：CN109112294A；“烧结矿原料中固体燃料配比的调整方法”，公开号：CN109371230A等，这些技术措施，主要介绍了通过如计算分析对固体燃料配比进行调整，从而能促进烧结矿质量提升，减少能源浪费，或者，但也需要说明的是，此类发明创造虽一定程度上保证了燃料的使用效果，提高了燃烧率，但其本质上还是采用传统焦粉或者煤粉作为燃料，未能够实现新型式燃料的应用。再有就是一些添加剂类的专利，如中国专利“用于烧结的节能添加剂及其应用”，公开号：CN103866119A；“铁精矿烧结强化助燃剂”，公开号：CN1274012等，这些发明创造采用添加剂等形式配入烧结工艺，可以做到可以提高烧结利用系数，降低烧结固体燃耗，实现高效和节能的烧结生产。但此类发明创造，也是作为促进燃料燃烧的发明创造，而费时作为一类燃料专利而存在。此外文献资料：期刊《钢铁》“烧结原料对燃料燃烧的影响研究”2010年，45卷，11期，17；《钢铁》“兰炭作烧结燃料对烧结矿冶金性能的影响”2016年，51卷，9期，17；《烧结球团》“燃料粒度对烧结指标的影响研究”2018年，43卷，3期，38等，记载了各种烧结原料对燃料燃烧的催化机制，为烧结过程的燃料控制提供了理论依据，或则综合考虑燃料和碱度对烧结过程及烧结矿冶金性能的影，分析不同燃料作为烧结燃料在工艺上是可行的，但对如何结合社会上二次资源，进而加工制作出替代传统燃料，并没有具体说明或者论述有限。因此，就现有对社会二次资源，进而制作出可以传统烧结用燃料，进而实现循环经济的方法措施还几乎没有。
发明内容
为克服现有技术的不足，本发明的目的是提供一种烧结用复合含碳块的使用方法，通过采用社会上二次含碳资源，如兰炭、提质煤、秸秆、塑料垃圾、废弃轮胎等，利用其廉价易得的优势，制作出烧结工艺用的复合含碳块，实现替代传统燃料在烧结工艺发热剂的作用，大幅度的节约宝贵煤炭资源，减少现有昂贵燃料使用数量。
为实现上述目的，本发明通过以下技术方案实现：
一种烧结用复合含碳块的使用方法，将复合含碳块破碎按粒度要求筛分后，单独或者与其它燃料一起，与含铁原料混匀后，投放于烧结机上，进行烧结矿生产。
所述的复合含碳块是以二次含碳物质和粘结剂为原料，将二次含碳物质研磨，与粘结剂混合，在加热炉中加热焙烧，得到烧结用复合含碳块；
所述的二次含碳物质为兰炭、除尘灰、水熄焦粉、提质煤、秸秆、木屑中的一种或者几种；
所述的粘结剂为塑料垃圾、废弃轮胎、焦油的一种或者几种。
所述的除尘灰为炼焦干法除尘灰、高炉重力除尘灰、高炉干法除尘灰、高炉矿焦槽除尘灰中的一种或者几种。
所述的塑料垃圾为废弃的塑料袋、塑料医疗制品、塑料管材、塑料板材中的一种或者几种。
所述的二次含碳物质按重量百分比计配入比例为80％～95％，粒度小于3mm占所有二次含碳物质的重量百分比不低于50％。
二次含碳物质与粘结剂的混合时间为5min～30min；加热炉为焦炉或者干馏炉，焦炉的焙烧温度为1000℃～1200℃，干馏炉的焙烧温度为800℃～1100℃，焙烧时间为15h～40h。
所述的复合含碳块中粒径为0mm～3mm部分按重量百分比计不低于50％。
所述的其它燃料为无烟煤或者焦粉一种或者两种。
所述的烧结机的有效烧结面积为80m2～650m2，料层厚度不低于500mm。
所述的复合含碳块单独或者与其它燃料的混匀时间不低于10min，再与含铁原料混匀时间不低于15min。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
本发明通过采用社会上二次含碳资源，如兰炭、提质煤、秸秆、塑料垃圾、废弃轮胎等，制作出烧结工艺用复合含碳块，可以替代传统燃料在烧结工艺发热剂的作用，做到社会二次含碳物质的合理应用的同时，大幅度的节约宝贵的煤炭资源，减少现有昂贵燃料使用数量，进而实现烧结***的绿色制造。
具体实施方式
下面对本发明进行详细地描述，但是应该指出本发明的实施不限于以下的实施方式。
实施例1(某钢铁厂有效烧结265m2烧结机应用为例说明)
1.1烧结用复合含碳块配比方案及其制作工艺
二次含碳产物配比方案见表1。
表1二次含碳产物配比方案
| 原料名称 | 质量配入比例，％ |
| 兰炭 | 15 |
| 炼焦干法除尘灰 | 10 |
| 水熄焦粉 | 25 |
| 提质煤 | 35 |
| 秸秆 | 15 |
粘结剂配比方案见表2。
表2粘结剂配比方案
| 原料名称 | 质量配入比例，％ |
| 废弃轮胎 | 45 |
| 焦油 | 35 |
| 塑料医疗制品 | 10 |
烧结用复合含碳块配比方案见表3。
表3烧结用复合含碳块配比方案
| 项目 | 二次含碳产物 | 粘结剂 | 总量 |
| 质量配入比例，％ | 80 | 20 | 100 |
把这些含碳物质按照如上的比例混合，将其二次含碳产物研磨成粒度控制水平小于3mm所占质量比例部分50％，与粘结剂二次强力混合5分钟后，投放于焦炉内，焙烧温度控制在1150℃，焙烧15小时后，可制得烧结用复合含碳块。
1.2烧结***使用方法
将采用如上方法制得的烧结用复合碳块，破碎后，筛分出其中粒径为0mm～3mm部分所占质量比例部分不低于50％的复合含碳块，采用单独投放的方式单独，与含铁原料混合20分钟后，投放于烧结机上，料层厚度为550mm，从而进行烧结矿生产。
1.3烧结用复合含碳块的应用效果
依据本发明所制造的烧结用复合含碳块，在某钢铁厂有效烧结265m2烧结应用后的效果见表4。
表4烧结机应用效果
| 项目 | 吨烧结矿制造成本，元/吨 |
| 原采用的燃料 | 750 |
| 新方法烧结用复合含碳块 | 740 |
| 效果 | -10 |
按照此方法进行烧结用复合含碳块生产和使用，是通过采用社会上二次含碳资源，利用其廉价易得的优势，制作出烧结用复合含碳块，可以实现替代传统燃料在烧结工艺发热剂的作用，可以做到社会二次含碳物质的合理应用的同时，在某钢铁厂有效烧结265m2烧结机应用后，吨烧结矿制造成本下降10元/吨，能够大幅度的节约宝贵煤炭资源，减少现有昂贵燃料使用数量，进而实现烧结***的绿色制造。
实施例2(某钢铁厂有效烧结360m2烧结机应用为例说明)
3.1烧结用复合含碳块配比方案及其制作工艺
二次含碳产物配比方案见表5。
表5二次含碳产物配比方案
| 原料名称 | 质量配入比例，％ |
| 兰炭 | 25 |
| 高炉重力除尘灰 | 15 |
| 高炉干法除尘灰 | 15 |
| 提质煤 | 25 |
| 秸秆 | 20 |
粘结剂配比方案见表6。
表6粘结剂配比方案
| 原料名称 | 质量配入比例，％ |
| 废弃轮胎 | 30 |
| 焦油 | 15 |
| 塑料管材 | 25 |
| 塑料板材 | 30 |
烧结用复合含碳块配比方案见表7。
表7烧结用复合含碳块配比方案
| 项目 | 二次含碳产物 | 粘结剂 | 总量 |
| 质量配入比例，％ | 85 | 15 | 100 |
把这些含碳物质按照如上的比例混合，将其二次含碳产物研磨成粒度控制水平小于3mm所占质量比例部分70％，与粘结剂二次强力混合10分钟后，投放于干馏炉内，焙烧温度控制在850℃，焙烧15小时后，可制得烧结用复合含碳块。
2.2烧结使用方法
将采用如上方法制得的烧结用复合碳块，破碎后，筛分出其中粒径为0mm～3mm部分所占质量比例部分不低于75％的复合含碳块，采用单独投放的方式单独，与含铁原料混合25分钟后，投放于烧结机上，料层厚度为750mm，从而进行烧结矿生产。
2.3烧结用复合含碳块的应用效果
依据本发明所制造的烧结用复合含碳块，在某钢铁厂有效烧结360m2烧结应用后的效果见表8。
表8烧结机应用效果
| 项目 | 吨烧结矿制造成本，元/吨 |
| 原采用的燃料 | 730 |
| 新方法烧结用复合含碳块 | 724 |
| 效果 | -6 |
按照此方法进行烧结用复合含碳块生产和使用，是通过采用社会上二次含碳资源，利用其廉价易得的优势，制作出烧结用复合含碳块，可以实现替代传统燃料在烧结工艺发热剂的作用，可以做到社会二次含碳物质的合理应用的同时，在某钢铁厂有效烧结360m2烧结机应用后，吨烧结矿制造成本下降6元/吨，能够大幅度的节约宝贵煤炭资源，减少现有昂贵燃料使用数量，进而实现烧结***的绿色制造。
实施例3(某钢铁厂有效烧结500m2烧结机应用为例说明)
3.1烧结用复合含碳块配比方案及其制作工艺
二次含碳产物配比方案见表9。
表9二次含碳产物配比方案
| 原料名称 | 质量配入比例，％ |
| 兰炭 | 15 |
| 高炉干法除尘灰 | 15 |
| 高炉矿焦槽除尘灰 | 25 |
| 提质煤 | 30 |
| 秸秆 | 15 |
粘结剂配比方案见表10。
表10粘结剂配比方案
烧结用复合含碳块配比方案见表11。
表11烧结用复合含碳块配比方案
| 项目 | 二次含碳产物 | 粘结剂 | 总量 |
| 质量配入比例，％ | 88％ | 12％ | 100％ |
把这些含碳物质按照如上的比例混合，将其二次含碳产物研磨成粒度控制水平小于3mm所占质量比例部分80％，与粘结剂二次强力混合15分钟后，投放于焦炉内，焙烧温度控制在1200℃，焙烧20小时后，可制得高炉冶炼用复合含碳块。
3.2烧结使用方法
将采用如上方法制得的烧结用复合碳块，破碎后，筛分出其中粒径为0mm～3mm部分所占质量比例部分不低于80％的复合含碳块，采用与其它燃料一起投放的方式单独，与含铁原料混合30分钟后，投放于烧结机上，料层厚度为750mm，从而进行烧结矿生产。
3.3烧结用复合含碳块的应用效果
依据本发明所制造的烧结用复合含碳块，在某钢铁厂有效烧结360m2烧结应用后的效果见12。
表12烧结机应用效果
| 项目 | 吨烧结矿制造成本，元/吨 |
| 原采用的燃料 | 720 |
| 新方法烧结用复合含碳块 | 712 |
| 效果 | -8 |
按照此方法进行烧结用复合含碳块生产和使用，是通过采用社会上二次含碳资源，利用其廉价易得的优势，制作出烧结用复合含碳块，可以实现替代传统燃料在烧结工艺发热剂的作用，可以做到社会二次含碳物质的合理应用的同时，在某钢铁厂有效烧结500m2烧结机应用后，吨烧结矿制造成本下降8元/吨，能够大幅度的节约宝贵煤炭资源，减少现有昂贵燃料使用数量，进而实现烧结***的绿色制造。
Claims (10)
1.一种烧结用复合含碳块的使用方法，其特征在于，将复合含碳块破碎按粒度要求筛分后，单独或者与其它燃料一起，与含铁原料混匀后，投放于烧结机上，进行烧结矿生产。
2.根据权利要求1所述的一种烧结用复合含碳块的使用方法，其特征在于，所述的复合含碳块是以二次含碳物质和粘结剂为原料，将二次含碳物质研磨，与粘结剂混合，在加热炉中加热焙烧，得到烧结用复合含碳块；
所述的二次含碳物质为兰炭、除尘灰、水熄焦粉、提质煤、秸秆、木屑中的一种或者几种；
所述的粘结剂为塑料垃圾、废弃轮胎、焦油的一种或者几种。
3.根据权利要求2所述的一种烧结用复合含碳块的使用方法，其特征在于，所述的除尘灰为炼焦干法除尘灰、高炉重力除尘灰、高炉干法除尘灰、高炉矿焦槽除尘灰中的一种或者几种。
4.根据权利要求2所述的一种烧结用复合含碳块的使用方法，其特征在于，所述的塑料垃圾为废弃的塑料袋、塑料医疗制品、塑料管材、塑料板材中的一种或者几种。
5.根据权利要求2所述的一种烧结用复合含碳块的使用方法，其特征在于，所述的二次含碳物质按重量百分比计配入比例为80％～95％，粒度小于3mm占所有二次含碳物质的重量百分比不低于50％。
6.根据权利要求2所述的一种烧结用复合含碳块的使用方法，其特征在于，二次含碳物质与粘结剂的混合时间为5min～30min；加热炉为焦炉或者干馏炉，焦炉的焙烧温度为1000℃～1200℃，干馏炉的焙烧温度为800℃～1100℃，焙烧时间为15h～40h。
7.根据权利要求1所述的一种烧结用复合含碳块的使用方法，其特征在于，所述的复合含碳块中粒径为0mm～3mm部分按重量百分比计不低于50％。
8.根据权利要求1所述的一种烧结用复合含碳块的使用方法，其特征在于，所述的其它燃料为无烟煤或者焦粉一种或者两种。
9.根据权利要求1所述的一种烧结用复合含碳块的使用方法，其特征在于，所述的烧结机的有效烧结面积为80m2～650m2，料层厚度不低于500mm。
10.根据权利要求1所述的一种烧结用复合含碳块的使用方法，其特征在于，所述的复合含碳块单独或者与其它燃料的混匀时间不低于10min，再与含铁原料混匀时间不低于15min。
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