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改善混合料透气性的方法研究及锥形逆流分级造粒技术的应用。前言唐山国丰炼铁厂烧结机1997 65438+2月投产。原设计产能为两台24m2烧结机，后改造为一台29.7 m2烧结机和一台35.6 m2烧结机。由于烧结产能严重不足，我厂一直致力于混合料制粒工艺的改造，先后实施了一次混合料添加雾化水、二次混合料雾化水段打水、混合料仓蒸汽预热等技术，对改善混合料透气性起到了良好的作用。为了进一步提高混合机制球团的性能，在长期酝酿研究的基础上，我厂与秦皇岛新特科技有限公司* * *分析了改善混合料造球的因素，共同研发了可应用于烧结球团行业的逆流分级混合造球技术，并获得了国家专利(029638+0)，取得了明显的效果。2.改进混合料造粒方式透气性分析是烧结混合料的一项重要指标，它是指空气通过固体松散层的难易程度，也是衡量混合料孔隙率的标志。DW提出的公式。米切尔公式如下:在层流情况下:在湍流情况下:其中:g-重力加速度ε-材料层孔隙率η-气体粘度系数S-材料颗粒比表面积ρ-气体密度从公式中可以看出，影响材料层渗透性的主要因素是材料颗粒比表面积和材料层孔隙率。也就是说，ε要增大，S要减小。烧结矿的透气性包括两个方面。一个是点火前的透气性，一个是点火后的透气性。烧结矿的透气性决定了烧结生产的效率。两者密不可分，前者影响后者。从实际烧结生产中发现，烧结带之间的阻力损失差别很大。烧结初期，由于下部过湿，球团被破坏，相互粘结或堵塞，所以料层阻力大。预热带和干燥带的厚度虽然小，但阻力损失不小，因为干燥预热时湿球会破碎，料层的孔隙率会变小。燃烧区的气体渗透率最小，因为这个区域温度高，有液相，对气体的阻力大。烧结矿带由于孔隙多，阻力最小。但在剧烈熔化过程中，烧结矿结构致密，气孔少，透气性差。因此，在烧结生产中，有必要提高混合料的透气性。2.1改善原料的粒度和成分，主要采用粗粒物料，因为粗粒物料孔隙率大，透气性相对较好。添加部分富矿粉或适当增加返矿量，可以改善透气性，提高烧结产量。在组织烧结生产中，提高原料粒度和在可能的条件下适当使用粗、细原料是有益的。但原料粒度提高的可能性有限，实际生产中8-0mm的矿粉不多，也不是所有工厂都有。2.2添加添加剂改善混合料成球性能在烧结混合料中添加熟石灰、生石灰、膨润土、水玻璃、亚硫酸盐溶液、氯化钠、氯化钙、腐植酸等粘性物质，对改善烧结混合料的透气性有很好的效果。这些颗粒添加剂往往是一种表面活性物质，可以改善混合物的亲水性，在很多场合还具有胶凝性，因此添加剂的作用可以大大改善混合物的成球性能。在烧结生产中，生石灰和熟石灰被广泛使用，尤其是生石灰用水消化后，熟石灰的胶体颗粒具有极细的粒径。分布在混合物中的Ca(OH)2胶体颗粒具有明显的胶体性质，其表面能形成一定厚度的水化膜。胶粒具有双电层结构的特征。因为这些广泛分散在混合物中的亲水性Ca(OH)2颗粒具有比铁矿石和其他材料大得多的持水能力，它们会抓住矿石。在实验室条件下，研究了白灰比对混合料制粒效果的影响。在相同的原料条件下，分别测定了掺3%和5%白灰的混合料的透气指数。结果如图:这说明白灰比例增加后，混合料的透气性有了很大的提高。为了解决石灰的消化问题，我们对生石灰消化过程进行了试验。结果表明:1，熟化1吨生石灰需要0.42吨水，最后熟石灰呈粘性；2.生石灰消化时间为10-15分钟。但实际生产中，从配料间到二次搅拌一般不到8分钟，白灰消化不完全。烧结机上的混合料有白点，不仅不利于造球，而且由于白灰消化的膨胀效应，对制成的球团矿有破坏性，所以在烧结过程中必须解决白灰的及时消化问题，否则会适得其反。2.3传统强化混合制粒工艺北京科技大学高卫民等人模拟鞍钢第三烧结厂的原料和设备条件，在实验室进行了强化制粒的试验研究。研究结果表明:1，在原料和设备条件一定的情况下，缩小现有二次混合机的出料口以提高其填充率是提高混合机内混合量和物料停留时间的有效措施之一。2.适当调整圆筒混合机的转速，提高Fr判据，使混合料的运行点处于最佳区域，也能明显改善造球效果。3.适当减小二次混合器的倾角，进一步延长造粒时间，可以增大准颗粒的平均直径。4.加水量是保证制粒效果的最基本因素，包括最佳加水量、稳定加水量和使用雾化水。根据混合造粒的要求，沿长度方向优化供水和雾化水的使用。5.圆筒混合机的衬里结构对混合物的运动规律和造粒效果有很大影响。疏水性和摩擦系数高的材料可以使滑动到滚动的过渡区提前，有利于提高造粒效果。还发现混合物的滑动区很大，没有衬里造粒效果很差。另外，筒体中筋条的大小也是影响混合机造粒效果的关键结构。没有筋，造粒效果差；如果筋板太高，出血严重，制粒效果不好。因此，转鼓混合机内衬结构的改进也是强化造粒的重要手段。以上措施经生产实践证明，取得了明显的效果。不同的烧结厂应根据自身条件选择。2.4锥形逆流分级圆筒混合造球技术多年来，世界各国工程技术人员对改善混合料造球效果的优点进行了深入研究，并取得了可喜的成果:开发出了以造球盘和添加燃料为特征的球团烧结技术和以减小圆筒混合器角度、添加布料刮板或护环、熔融燃烧添加为特征的球团烧结新技术。近两年来，后者因其不改变原有工艺配置、投资少等优点，在国内烧结厂得到了广泛应用，并取得了一定的成效，我国烧结技术实现了新的飞跃。然而，对混合造球机理的研究仅限于传统的方法，如减小倾角、增大直径、增大长度、改变转速以及在机器中增加分配器等。缺乏通过改变混合料的受力状态来提高圆筒混合机造球率的研究和应用，使得混合造球效果仍处于低效状态，限制了生产效率，影响了产品质量和消耗。造粒时间、填充率、混合物性质和合适的混合物水分是传统圆筒混合技术的关键。锥形逆流分级筒混合造粒技术采用逆向思维，由北京艾瑞机械厂开发，已获国家专利。目的是提供一种锥形逆流分级圆筒混合造粒机。该技术的基本要点是:通过改变混合机内部结构，改变混合料的受力状态，达到压缩混合料运动过程的“节距”，延长有效造球时间，增加物料有效滚动距离，提高造球效果的目的；利用机内分段锥分级技术实现混合料粒度的自动分级，达到大颗粒物料先出，小颗粒物料返回造球的目的；采用新的布料衬里技术，彻底解决了混料机根部的积料问题，实现了混合过程中死料的循环利用，提高了造球效果和混料机的有用功率。3.我厂混合机造球实施方案我厂现有一次混合机为∮3×7m，二次混合机为∮3×10m.虽然进行了球团烧结改造，但造球效果仍不理想，严重影响了烧结矿的产量和质量，制约了炼铁技术的发展。基于上述原则，结合我单位需要短时间停产的实际情况，重新制定了改造内容，并在24小时内全面实施。3.1改善混合润湿模式。在配料室中，混合物预先被雾化水自动润湿。同时采用具有自动清洗功能的双轴生石灰消化器，将加入的生石灰完全消化，提前湿润烧结料。3.2混合机工艺参数的优化主要包括混合机倾斜度、填充率、转速和造粒时间的设计调整。混合器加水由传统的管道钻孔改为水流呈柱状流向新研制的雾化喷嘴向混合器加水雾化。根据搅拌机内不同区域对加水强度的要求，将搅拌机加水方式改为三级加水。二级混合器是加水的阶段。3.3实施锥形逆流分级造粒技术后，确定了原料性质、混合机转速、直径、倾角和混合机长度，该技术是混合机造粒的重要组成部分。该技术在混合机内设置锥形逆流螺旋，对大小颗粒进行分级，以延长混合料在混合机内的行程，满足造球效果的需要。在这次改造中，我们用一种具有锥形逆流特性的特殊复合衬里完成了更换。施工简单，重建周期仅用36小时。3.4改造后，用锥形逆流导向衬使物料反向运动。由于导向槽的高度是阶段性变化的，只有粒度合适的物料才会通过导向槽，逐步滚出造粒机，从而提高混合机的造球质量。改造前后对比效果见表1和表2。改造前后效果对比表1混合料粒度组成%烧结负压kpa机速m/min，出力t/ h料层厚度mm 0-3 3-5 > 5 1 # 2 # 1 # 2 #改造前40 28 32 9.0 13 0.96 1.2 12 400 450改造后13.7 450对比差26.3 15 11.1.3 0.5 0.24 0.24 13+60+70改造前后效果对比表二:滚筒%粉化率% FeO%油耗kg/t利用系数t/ M2。h rdi+6.3 rdi+3.15 rdi-0.5变换前74.70 59.280 . 1 7.1.358 1.7变换后76.30 63.28078888886差值为1.604 . 23.10-2.8-65438+.混合料透气性提高，两台烧结机厚度增加，1#机从400mm增加到460mm，450mm增加到520mm对于2#机；随着烧结负压的降低，烧结机利用系数从1.7t/m2h提高到1.9t/m2h，提高幅度为11.76%。2.改造后，烧结过程球团矿固相反应增加，实现了低温厚料层烧结，吨烧结矿燃料消耗降低12Kg/t，降低率20.7%；产量从2700吨/日提高到3200吨/日，效果明显。3.改造后，烧结矿转鼓指数提高了65438±0.6%，FeO下降了2.8%，冶金性能得到改善，对高炉生产非常有利。3.5经济效益计算1，按烧结矿含税价格671.6元/吨计算，成本594.37元/吨，市场价1150元/吨，年有效工作日330天。年收入:(65，438+065，438+050-6，765，438+0.6) × (3，200-2，700 )× 330 = 78，936，700元2油耗降低65，438+02 kg /t，焦粉220元/t，全年降低油耗的效益为:12×3200×330×220 = 13造球效果的改善降低了烧结矿输送到高炉的粉化率，经现场测定降低了5%左右。4改造过程总投资为616700元。改造后是基于我厂1，2，4的效益。4结论1。我厂针对混合制粒效果不佳进行的一系列技术改造取得了巨大成功，改善了烧结混合料的透气性，增加了烧结层厚度，提高了烧结速度，实现了低温厚料层烧结技术，提高了烧结矿质量，经济效益巨大。2.锥形逆流造球技术是烧结造球理论的突破，实施简单，适用于新建烧结厂和传统烧结厂的技术改造，具有很大的推广价值。