一種燒結配料結構優化方法
【技術領域】
[0001] 本發明涉及一種燒結配料結構優化方法，屬于燒結配料技術領域。
【背景技術】
[0002] 燒結礦是高爐生產中的主要含鐵原料，它是將鐵礦粉、熔劑及燃料按照一定的比 例組成混合料，配以適量水分，經混合制粒后在燒結機上燒結形成塊狀料的過程；由于用于 燒結的每種鐵礦粉在化學成分、礦物組成、礦種、粒度結構等方面的性能不同，因此需要在 燒結之前對原料結構進行調整，按照要求的堿度、化學成分及資源量，確定不同鐵礦粉的適 宜配比、燃料、熔劑的加入量，以滿足高爐爐料結構的要求；影響燒結成礦的因素很多，國內 外在控制燒結生產及燒結礦質量方面開展了大量的研宄工作。根據工藝環節的物理化學本 質，燒結特性的研宄主要從混合制粒過程和抽風燒結過程兩個層面展開，前一個過程研宄 角度側重于物料在常溫狀態下的物理過程；后一個過程主要涉及物質和能量在料層中的迀 移規律、高溫化學反應、冶金熔體和固相的界面接觸行為等；制粒工藝是混合料燒結前的環 節，決定了混合料的透氣性和粒度分布，進而對燒結生產及燒結礦的質量起著至關重要的 作用，國內外在該領域已經進行了大量的研宄，其中一部分注重混勻料粒度分布和透氣性 的預測，而另外一部分研宄主要集中在制粒工藝的參數選擇和優化，有的研宄結果運用于 實際生產比較困難，有的通用性不強；目前，在礦種變化頻繁的情況下，生產中所關注的問 題更側重于礦種對混勻料粒度分布的影響，因為這關系到是否容易燒結的問題。
[0003] 近年來，隨著鐵礦粉高溫燒結特性概念的推廣，對鐵礦粉燒結特性的研宄從常溫 轉向了高溫，從而使燒結過程中涉及物質和能量在料層中的高溫化學反應、冶金熔體和固 相的接觸行為以指標的形式表現出來；然而，關于鐵礦石高溫特性及其與燒結過程內在聯 系等方面的研宄工作還處于較低層次，而這正是實際生產中急于解決的問題；液相流動性 是鐵礦石高溫燒結特性的主要指標，反映燒結過程中產生的液相量和固結范圍，流動范圍 不足成品率下降，流動范圍過大強度下降；由于燒結礦固結機理是液相固結，因此該指標直 接影響燒結礦的質量和成品率。
[0004] 由此可見，燒結原料結構的常溫性能和高溫性能是影響燒結工藝過程及產品質量 的兩個主要方面，而兩者之間又是緊密相關的，僅從一個方面進行原料結構的合理搭配都 是片面的，如何將燒結原料結構的常溫性能和高溫性能有機結合起來，既能兼顧燒結工藝 過程，又能注重燒結礦質量，形成適宜于生產應用的優化配料模式，成為目前急需解決的問 題。
【發明內容】
[0005] 本發明所要解決的技術問題是提供一種燒結配料結構優化方法，通過對常溫核粉 比和高溫粘附粉綜合液相流動性兩個參數條件的限制，達到以適宜量且具有最佳性能的液 相粘附顆粒料的目的，實現燒結原料結構的優化。
[0006] 本發明通過對燒結混勻料制粒前后的粒度組成變化情況進行試驗研宄，對大量 數據進行統計分析后發現：制粒過程中，鐵礦粉顆粒總是以三種狀態存在，即形核粒子、 中間粒子和粘附粉，用粒徑來界定，形核粒子為粒徑在0. 63mm~10mm范圍的顆粒，稱其為 核礦石，其在制粒后的燒結混勻料中起骨架和成球核心的作用，粒徑小于〇. 2mm的礦粉稱 為粘附粉，制粒后粘附于核礦石上，不再單獨存在，而粒徑在〇. 2mm~0. 63mm范圍的粒子 稱為中間粒子，即不易成核，又不易被粘附，在燒結中對料層透氣性有不利影響；因此，混 勻料中核粉粒子數量及比例是燒結工藝中進行制粒優化的主要方面，由于在研宄中發現， 粒徑大于1〇_的顆粒在混勻料制粒前后變化不大，在生產中也嚴格控制，因此，把粒徑在 0. 63mm~10mm范圍的核礦石重量與小于0. 2mm粘附粉重量的比值定義為燒結混勾料中的核 粉比；研宄中還發現，鐵礦粉液相流動性指數在2. 47時，燒結礦強度指標及成品率最佳，可 以作為燒結原料結構優化的條件之一。
[0007]本發明所稱技術問題是由以下技術方案解決的： 一種燒結配料結構優化方法，根據混合料中每種鐵礦粉的含水量及高爐堿度平衡要求 確定燒結混合料中每種鐵礦粉、熔劑及燃料的配加量，并在此條件下進行燒結成礦，其改進 之處在于：在確定燒結混合料中每種鐵礦粉、熔劑及燃料的配加量之前進行如下步驟： 第一步、原料準備：取第一種燒結用鐵礦粉，干燥后制成干基鐵礦粉，并測定其含水量 的重量百分數； 第二步、單種干基鐵礦粉核粉比測定：將單種干基鐵礦粉混勻縮分，然后按照l〇mm、 0. 63mm、0. 2mm的粒級進行篩分，其中粒徑在0. 63mm~10mm范圍的顆粒定義為核礦石，粒徑 小于0. 2mm的礦粉稱為粘附粉；分別測定干基鐵礦粉的核比Ptt和粉比Pe，其中核比Ptt為 干基鐵礦粉中粒徑為〇. 63_~10_核礦石重量百分數，粉比Ps為干基鐵礦粉中粒徑小于 〇. 2mm粘附粉重量百分數；把核比Ptt和粉比~的比值定義為干基鐵礦粉的核粉比； 第三步、單種干基鐵礦粉液相流動性指數測定：取步驟二中粒徑小于0. 2mm的粘附粉， 測定其液相流動性指數Le ; 第四步、重復第一步~第三步過程，分別測定第二種、第三種……第i種干基鐵礦粉的 核比、粉比及液相流動性指數； 第五步、混勻料配比結構優化：按照約束條件確定混勻料中每種干基鐵礦粉的配比，其 中約束條件中混勻料核粉比P控制水平為2. 5±0. 05 ;綜合液相流動性指數L控制水平為 2. 47±0. 05。
[0008] 上述的燒結配料結構優化方法，所述第一步中將鐵礦粉置于干燥箱中進行干燥， 干燥溫度為l〇〇±5°C，干燥時間1. 5-3h。
[0009] 上述的燒結配料結構優化方法，所述第一步中鐵礦粉取料方式為選擇料堆的3~ 5個取料點進行取料并縮分混勻。
[0010] 上述的燒結配料結構優化方法，所述第二步中，單種干基鐵礦粉的核粉比表示方 法如下：P核=Q核/QX 100% ;P粉=Q粉/QX 100%; 其中：Qtt 單種干基鐵礦粉中粒徑為0. 63mm~10mm鐵礦粉的重量(單位：克）； Q? 單種干基鐵礦粉中粒徑小于〇. 2mm粘附粉的重量(單位：克）； Q--單種干基鐵礦粉試樣的總重(單位：克）； P核-----單種干基鐵礦粉的核比(單位：％); P?-----單種干基鐵礦粉的粉比(單位：％)。
[0011] 上述的燒結配料結構優化方法，所述第三步中，用于液相流動性指數測定的鐵礦 粉為每種干基鐵礦粉中粒徑小于〇. 2mm的粘附粉，測定儀器選擇WSXT - 01型鐵礦粉基礎 特性試驗裝置，每種干基鐵礦粉測定三次，以三次的平均值作為該干基鐵礦粉液相流動性 指數Le。
[0012] 上述的燒結配料結構優化方法，所述第五步中，混勻料核粉比P的約束條件應滿 足如下條件：P=p御？ /p?m =2. 5±〇. 〇5 ; 其中：P核混=E P核i XByP粉混=E P?丨XBi; P核混 混勾料核比(單位：％); 混勾料粉比(單位：％); P核i 混勾料中第i種干基鐵礦粉的核比(單位：％); P? i 混勾料中第i種干基鐵礦粉的粉比(單位：％); Bi------混勻料中第i種鐵干基礦粉配比(單位：％)，E Bel ; 混勻料綜合液相流動性指數L的約束條件應滿足如下條件：L =2. 47±0. 05 ; 其中：L=ELeiXBi; L? i 混勾料中單種干基鐵礦粉粒徑小于〇. 2mm的粘附粉液相流動性指數； Bi------混勻料中第i種干基鐵礦粉配比(單位：％)，E Bel。
[0013] 本發明的有益之處在于： 本發明方法一方面依據每種鐵礦粉的粒度分布，優化混勻料核粉比控制參數，實現混 勻料在粒度組成上的合理分布，從而改善燒結料層透氣性；另一方面，通過將混勻料