世界上发达国家早在十多年前就对铁精矿烧结的节能降耗进行了大量的研究,花费了巨额资金和人力、物力,并生产出铁矿烧结添加剂。它提高烧结机利用系数3%-4%。提高烧结矿转鼓指数4%-5%以上,降低亚铁含量1%-1.5%左右,这些节能产品在世界许多国家得到了广泛应用。我公司在对市场调研后与中科院合作,联合开发了铁精矿烧结助燃剂,其性能已达到并超过国际水平(这种添加剂可节煤15%-30%,使烧结机利用系数提高4%-6%,烧结矿转鼓指数提高4%-7%,亚铁含量降低1.5%-2.5%),为我国的钢铁工业发展做出了巨大贡献。
铁精矿强化烧结助燃剂,其特征为浅粉红色沫末状结晶体,有滑腻手感,无臭味。它是以低温烧结和燃气化助燃理论为基础,在钢铁烧结中可以缩短时间,提高结块率。该产品不仅解决了铁精矿烧结工艺的传统强化措施(低温烧结、小球烧结、燃料分加等)存在的弊端,同时也攻克了传统添加剂应用方面生产综合负值的问题。铁矿烧结剂是根据配方按比例加以助燃剂、增强剂、增氧剂、燃气化剂、阻凝剂等经混合、烘干后制成,在烧结混合料中添加少量的强化剂后, 对燃料的气化燃烧反应起到一定的催化作用,可降低燃料消耗,加快烧结燃烧速度, 提高烧结机的利用系数,增加烧结矿产量和强度,提高结块率,降低返矿率,同时可降低烧结尾汽中SO2含量,为企业创造良好的经济效益和社会效益。
强化烧结剂的主要功能
1、助燃:可对固体燃料的气化燃烧起催化助燃作用,特别是对固体燃料中非碳物质的催化作用更强,增加固体燃料的反应活性,使烧结过程燃烧带温度提高,有利于矿化反应的进行,能生产极多的液相。
2、提高效率:可改善烧结过程气一固一液相间的传热质条件,使烧结速度加快,烧结时间缩短,提高生产效率。
3、提高成品效率:可使混合料的熔融温度降低,点火条件得以改善,降低返矿量,提高成品率。
4、抑制粉化:本烧结助燃剂中的卤化物和稀土元素可使烧结矿的自然粉花现象得以抑制,有利于烧结强度的提高。
5、环保:由于反应的放热节能作用,在烧结生产中降低了固体燃料的加入,减少烧结废气中SO2的含量,降低环境污染。
6、节能:在助燃剂的强化、催化作用下,大部分液相反应可在低于1300℃以下完成,致使烧结终点的提前,烧结机利用系数提高,固体燃耗可降低15%以上,生产过程的其它固定费用亦同步下降。
7、综合利用:铁精矿强化烧结助燃剂可提高烧结机利用系数5%以上,提高烧结矿转鼓指数6%以上,降低亚铁含量2%左右,提高成品率,降低返矿率,经济和社会效益显著。
强化烧结剂对烧结固体燃料的影响
铁精矿烧结过程中,为使烧结过程能达到所需要的温度,在烧结料中加入一定量的煤,煤和烧结料均匀的混合在一起,因此烧结料层中的层状燃烧即不同于一般锅炉、炉灶中层状燃烧,也不同于单颗粒碳的燃烧。因此烧结料层中煤的数量相对较少(约3%-5%)且被周围的其它不可燃的矿物包围着。其燃烧规律介于二者之间,有以下特点:
1、需要较大的空气过剩系数(约1.4-1.5)以保证煤能够与空气有较大的接触机会,促使煤较完全燃烧。
2、燃烧生成CO2、CO,在燃烧温度下CO2占优势,虽然CO2可参加二级反应形成CO,但由于燃烧层很薄,高温停留时间很短,反应受到很大限制,不可能有明显的改观。在燃烧层和预热层的氧化物还参加了还原和氧化反应,燃烧的空气过剩系数较大,在高碳粒较远处存在着自由氧。这些特定条件都决定了气相中的CO2、自由氧也不能被消耗完。
3、在燃烧料层中,既存在有氧化区,也存在有还原区,二区域呈离散型分布。在一般情况下,总的气氛性质为氧化性。
4、烧结料层中,煤的燃烧基本处于扩散速度范围内,但在燃烧前的预热干燥层中,煤中可燃挥发物由于浓度不够而不易燃烧。因此降低了煤的整体可燃性,影响扩散速度,从而影响烧结带的移动速度。在这种特点下,添加适量的化学烧结剂,有效控制燃烧整体的氧化气氛,裂解煤中低温不可燃结构单元,降低燃点,增加可燃单元,这样就可以充分利用烧结料移动速度和燃烧层厚度、降低返矿率,提高烧结机利用系数。
使用强化烧结剂对烧结生产的影响
1、在一定条件下,提高垂直烧结速度,烧结产量提高。而垂直烧结速度的快慢取决于两个因素,即料层中燃料的燃烧速度和传热速度。在正常配碳量的情况下,使用烧结剂改变燃烧特性,提高燃烧效率,加快燃烧反应速度,由于燃烧效率的提高,燃烧尾气中可燃气体减少,CO2>和H2O的含量增高,因此气体热容量增大,气体传热速度加快,所以垂直烧结速度提高。
2、从提高烧结矿强度和成品率出发,要求高温区温度较高,厚度较大,以保证各种高温反应能充分进行,产生较多的液相。温度过高,厚度过大,易产生过熔,也会产生负影响。在正常取碳量的烧结料中,加入化学烧结剂可使煤在正常燃烧时一些可燃烧而又不具备燃烧条件没有燃烧的部分充分燃烧,使高温区内部热源增加,提高了高温区温度;燃料煤中的低温挥发物在化学烧结剂的作用下,提高挥发温度,参加燃烧,使燃烧厚度增大。