唐山煉鐵廠關(guān)于鐵精礦強(qiáng)化燒結(jié)劑使用情況報(bào)告
為解決環(huán)繞機(jī)燒結(jié)礦FeO高，燃料消耗高，粒度碎、強(qiáng)度差等問(wèn)題，我廠在兩臺(tái)環(huán)式燒結(jié)機(jī)上使用了藍(lán)星化工有限公司研制開(kāi)發(fā)的鐵精礦強(qiáng)化燒結(jié)助燃劑，達(dá)到了預(yù)期效果。
1、燒結(jié)試用原料化學(xué)成份及燒結(jié)生產(chǎn)原料配比：
（1）、原料化學(xué)成份（%）
原料名稱 |
TFe |
FeO |
SiO2 |
Ca0 |
MgO |
AL2O3 |
S |
鐵精礦 |
66.46 |
26.76 |
5.75 |
0.39 |
0.44 |
3.06 |
1.017 |
澳礦粉 |
68.00 |
1.60 |
1.30 |
0.28 |
0.056 |
2.80 |
0.014 |
印礦粉 |
64.09 |
0.38 |
3.94 |
0.17 |
0.051 |
5.35 |
0.017 |
雜返礦 |
56.55 |
9.36 |
5.80 |
7.75 |
1.62 |
3.31 |
0.046 |
白云石粉 |
|
|
2.05 |
30.48 |
20.97 |
|
|
生石灰 |
|
|
5.10 |
76.53 |
5.88 |
|
|
（2）燒結(jié)生產(chǎn)原料配比
原料名稱 |
精粉 |
澳礦粉 |
印度粉 |
雜返礦 |
白云石粉 |
生石灰 |
干基配比（%） |
40.70 |
10.19 |
10.19 |
21.74 |
10.46 |
7.35 |
2、生產(chǎn)試驗(yàn)工藝流程：
選取上述各種原料按濕料比通過(guò)人工跑盤(pán)、調(diào)整、控制下料量，在燃料（焦粉）配料園盤(pán)后方配料皮帶上方安裝下料裝置。HL-01配加量為燒結(jié)濕混合料的0.3‰，按比例配料的原料經(jīng)皮帶運(yùn)輸機(jī)送到一次混合機(jī)加水濕潤(rùn)混勻，然后再經(jīng)二次混合機(jī)造球制粒后均勻布在燒結(jié)機(jī)爐床上，經(jīng)點(diǎn)火燒結(jié)形成燒結(jié)礦，經(jīng)破碎、篩分、冷卻、成品礦送往高爐。
3、本次試驗(yàn)分為兩個(gè)階段：
4月1日—4月6日主要是摸索試驗(yàn)提高轉(zhuǎn)鼓指數(shù)，降低返礦率；4月7日—4月8日主要是降燃料配比實(shí)驗(yàn)。
試驗(yàn)結(jié)果：
階段 |
濕焦粉配比% |
轉(zhuǎn)鼓指數(shù)% |
高爐返礦率% |
一、4月1日-6日 |
5.8 |
74.60 |
9.02 |
二、4月7日-8日 |
5.0 |
73.34 |
9.0 |
燒結(jié)配加HL-01前后幾個(gè)指標(biāo)對(duì)比
時(shí)間 |
單位 |
基期 |
試驗(yàn)期（一） |
試驗(yàn)期（二） |
試驗(yàn)期（一）
比基期 |
試驗(yàn)期（一）
比基期 |
指標(biāo) |
項(xiàng)目 |
FeO |
% |
12.19 |
12.0 |
11.43 |
-0.19 |
-0.76 |
轉(zhuǎn)鼓指數(shù) |
% |
71.60 |
74.60 |
73.34 |
+3.0 |
+1.74 |
濕焦粉配比 |
% |
5.8 |
5.8 |
5.0 |
0 |
-0.8 |
焦粉單耗（干） |
Kg/t |
67.5 |
67.23 |
61.10 |
-0.27 |
-6.40 |
高爐槽下返礦率 |
% |
11.10 |
9.02 |
9.0 |
-2.08 |
-2.1 |
試驗(yàn)期HL-01的統(tǒng)計(jì)配比為0.316‰，固體燃料（焦粉）消耗在試驗(yàn)期（二），下降了6.4Kg/t，降低比例為9.5%；兩個(gè)試驗(yàn)期平均轉(zhuǎn)鼓指數(shù)為74.15% ，比基期71.6%提高了2.55%，燒結(jié)礦FeO平均為11.72%比基期降低了0.475%。高爐槽下返礦率兩個(gè)試驗(yàn)期平均為9.01%，比基期的11.10%下降了2.09%。冷篩自循環(huán)返礦率比過(guò)去比較下降1%左右。
4、經(jīng)濟(jì)效益淺析：
〈1〉直接效益
A、配加HL-01噸礦焦粉降低6.4Kg，每噸焦粉價(jià)格按內(nèi)部?jī)r(jià)220元/ T，年可節(jié)約焦粉60萬(wàn)噸×6.4÷1000=3840噸×220=84.48萬(wàn)元，B、結(jié)塊率提高，返礦率下降，冷篩約1%，高爐槽下2.09%，兩項(xiàng)合計(jì)返礦減少3.09%，年降低成本：0.0309×60萬(wàn)噸×（292-150）=263.27萬(wàn)元
〈2〉間接效益
高爐產(chǎn)量試驗(yàn)期比基期提高1.2%。兩座179m3高爐年產(chǎn)44萬(wàn)噸，可增產(chǎn)：44萬(wàn)噸×1.2%=5280噸，計(jì)52萬(wàn)元。
〈3〉配加HL-01燒結(jié)助燃劑增加的成本為
A、噸燒結(jié)礦增加的成本：噸礦耗HL-04量×單價(jià)=0.45Kg/t×7600/1000=3.42元/噸B、節(jié)約焦粉噸礦降低成本：6.4×0.22=1.41元/噸因配加HL-04增加的總成本=（3.42-1.41）×60萬(wàn)噸=120.6萬(wàn)元
〈4〉、年經(jīng)濟(jì)效益合計(jì)：
節(jié)焦效益+降低返礦增產(chǎn)效益+高爐增產(chǎn)效益—配加HL-01=84.48+263.27+52.0-120.6=279.15萬(wàn)元。
鐵精礦強(qiáng)化燒結(jié)開(kāi)發(fā)節(jié)能、環(huán)保產(chǎn)品的意義
在能源日漸緊張的今天，節(jié)能降耗已經(jīng)成為世界性的大課題，據(jù)1996年10月討論世界地質(zhì)資源開(kāi)發(fā)問(wèn)題倫敦國(guó)際會(huì)議估計(jì)：石油按已探明的儲(chǔ)量還可開(kāi)采28年左右；天然氣還可開(kāi)采50年；鐵精礦還可開(kāi)采60年；原煤可開(kāi)采近200年。我國(guó)雖是能源大國(guó)，但人均占有量?jī)H為世界人均占有量的五分之一，而能源利用率僅為發(fā)達(dá)國(guó)家的0%。面對(duì)資源，能源的匱乏，我國(guó)指定了“開(kāi)發(fā)與節(jié)約”的能源方針，倡導(dǎo)開(kāi)發(fā)新能源技術(shù)和節(jié)能環(huán)保產(chǎn)品。因此，開(kāi)發(fā)節(jié)能環(huán)抱產(chǎn)品具有劃時(shí)代意義。
鐵精礦強(qiáng)化燒結(jié)劑開(kāi)發(fā)節(jié)能、環(huán)保產(chǎn)品的狀況
世界上發(fā)達(dá)國(guó)家早在十多年前就對(duì)鐵精礦燒結(jié)的節(jié)能降耗進(jìn)行了大量的研究，花費(fèi)了巨額資金和人力、物力，并生產(chǎn)出鐵礦燒結(jié)添加劑。它提高燒結(jié)機(jī)利用系數(shù)3%-4%。提高燒結(jié)礦轉(zhuǎn)鼓指數(shù)4%-5%以上，降低亞鐵含量1%-1.5%左右，這些節(jié)能產(chǎn)品在世界許多國(guó)家得到了廣泛應(yīng)用。我公司在對(duì)市場(chǎng)調(diào)研后與中科院合作，聯(lián)合開(kāi)發(fā)了HL-01鐵精礦燒結(jié)助燃劑，其性能已達(dá)到并超過(guò)國(guó)際水平（這種添加劑可節(jié)煤15%-30%，使燒結(jié)機(jī)利用系數(shù)提高4%-6%，燒結(jié)礦轉(zhuǎn)鼓指數(shù)提高4%-7%，亞鐵含量降低1.5%-2.5%），為我國(guó)的鋼鐵工業(yè)發(fā)展做出了巨大貢獻(xiàn)。
鐵精礦強(qiáng)化燒結(jié)形狀特征及意義
HL-01鐵精礦強(qiáng)化燒結(jié)助燃劑，其特征為淺粉紅色沫末狀結(jié)晶體，有滑膩手感，無(wú)臭味。它是以低溫?zé)Y(jié)和燃?xì)饣祭碚摓榛A(chǔ)，在鋼鐵燒結(jié)中可以縮短時(shí)間，提高結(jié)塊率。該產(chǎn)品不僅解決了鐵精礦燒結(jié)工藝的傳統(tǒng)強(qiáng)化措施（低溫?zé)Y(jié)、小球燒結(jié)、燃料分加等）存在的弊端，同時(shí)也攻克了傳統(tǒng)添加劑應(yīng)用方面生產(chǎn)綜合負(fù)值的問(wèn)題。HL-01鐵礦燒結(jié)劑是根據(jù)配方按比例加以助燃劑、增強(qiáng)劑、增氧劑、燃?xì)饣瘎⒆枘齽┑冉?jīng)混合、烘干后制成，在燒結(jié)混合料中添加少量的強(qiáng)化劑后， 對(duì)燃料的氣化燃燒反應(yīng)起到一定的催化作用，可降低燃料消耗，加快燒結(jié)燃燒速度， 提高燒結(jié)機(jī)的利用系數(shù)，增加燒結(jié)礦產(chǎn)量和強(qiáng)度，提高結(jié)塊率，降低返礦率，同時(shí)可降低燒結(jié)尾汽中SO2含量，為企業(yè)創(chuàng)造良好的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。
1、助燃：可對(duì)固體燃料的氣化燃燒起催化助燃作用，特別是對(duì)固體燃料中非碳物質(zhì)的催化作用更強(qiáng)，增加固體燃料的反應(yīng)活性，使燒結(jié)過(guò)程燃燒帶溫度提高，有利于礦化反應(yīng)的進(jìn)行，能生產(chǎn)極多的液相。
2、提高效率：可改善燒結(jié)過(guò)程氣一固一液相間的傳熱質(zhì)條件，使燒結(jié)速度加快，燒結(jié)時(shí)間縮短，提高生產(chǎn)效率。
3、提高成品效率：可使混合料的熔融溫度降低，點(diǎn)火條件得以改善，降低返礦量，提高成品率。
4、抑制粉化：本燒結(jié)助燃劑中的鹵化物和稀土元素可使燒結(jié)礦的自然粉花現(xiàn)象得以抑制，有利于燒結(jié)強(qiáng)度的提高。
5、環(huán)保：由于反應(yīng)的放熱節(jié)能作用，在燒結(jié)生產(chǎn)中降低了固體燃料的加入，減少燒結(jié)廢氣中SO2的含量，降低環(huán)境污染。
6、節(jié)能：在助燃劑的強(qiáng)化、催化作用下，大部分液相反應(yīng)可在低于1300℃以下完成，致使燒結(jié)終點(diǎn)的提前，燒結(jié)機(jī)利用系數(shù)提高，固體燃耗可降低15%以上，生產(chǎn)過(guò)程的其它固定費(fèi)用亦同步下降。
7、綜合利用：HL-01鐵精礦強(qiáng)化燒結(jié)助燃劑可提高燒結(jié)機(jī)利用系數(shù)5%以上，提高燒結(jié)礦轉(zhuǎn)鼓指數(shù)6%以上，降低亞鐵含量2%左右，提高成品率，降低返礦率，經(jīng)濟(jì)和社會(huì)效益顯著。
鐵精礦強(qiáng)化燒結(jié)劑的物理特征
外觀
|
淺粉紅色粉末
|
粒度（通過(guò)80目） |
100% |
比重（g/cm3） |
0.98 |
水分 |
0.2% |
酸堿性 |
PH值8.1無(wú)毒 |
鐵精礦強(qiáng)化燒結(jié)劑的工作機(jī)理
HL-01強(qiáng)化燒結(jié)助燃劑。是由多種非能源性無(wú)機(jī)化工原料按比例復(fù)配而成的一種化學(xué)添加劑，其主要作用是在燒結(jié)生產(chǎn)不變的情況下，提高燒結(jié)速度和燒結(jié)礦強(qiáng)度，降低粉花率，改善和提高成礦質(zhì)量，達(dá)到增產(chǎn)、降耗、環(huán)保等個(gè)方面的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益�；瘜W(xué)添加劑作為一種化學(xué)工業(yè)品，已廣泛地應(yīng)用于各行各業(yè)，成為工業(yè)生產(chǎn)中不可缺少的一種化工產(chǎn)品，近年來(lái)，由于國(guó)家對(duì)環(huán)保及節(jié)能方面的要求和標(biāo)準(zhǔn)逐步提高、創(chuàng)新，用于燃料方面的化學(xué)添加劑不斷的被研制和開(kāi)發(fā)出來(lái)，并且從技術(shù)水平、性能特點(diǎn)、效果也逐步提高，特別是在鐵精礦燒結(jié)中使用化學(xué)添加劑，居國(guó)內(nèi)首創(chuàng)，是燒結(jié)冶煉方面的前端技術(shù)，對(duì)于改善燒結(jié)礦質(zhì)量提高，產(chǎn)量提高，節(jié)能效果。環(huán)保改善等各個(gè)方面均有較高的實(shí)用價(jià)值。
強(qiáng)化燒結(jié)劑對(duì)煤燃燒過(guò)程的影響
1、在對(duì)煤的工業(yè)分析中，常把煤的組成分為七大部分幾。即：碳、氫、氧、硫、灰、水在工業(yè)使用中，對(duì)煤的組成分為：固定碳、揮發(fā)份、灰份及水，以上說(shuō)法是從煤的化學(xué)成分組成去劃分定義的，而從煤的結(jié)構(gòu)組成方面討論則是以上元素，以多芳香環(huán)為結(jié)構(gòu)單元組成的，在在芳香環(huán)周圍有側(cè)鏈、管能團(tuán)等。這些官能團(tuán)中有羚基（含酚羚基、醇羚基）甲氧基、醛基、羰基，還有少量含氮、硫的官能團(tuán)。因此形成不同的煤，也就是說(shuō)燃料中的化學(xué)元素是由有機(jī)結(jié)構(gòu)單元和無(wú)機(jī)結(jié)構(gòu)單元交錯(cuò)復(fù)合存在著。所以煤的燃燒也就是不能單純地看成是一種簡(jiǎn)單的單個(gè)化學(xué)元素的氧化反應(yīng)。
2、煤的燃燒就是由煤中各種有機(jī)單元和無(wú)機(jī)單元結(jié)構(gòu)在加溫過(guò)程中裂解后與氧發(fā)生強(qiáng)烈的氧化反應(yīng)，形成CO2、H2O、SO2等過(guò)程，從宏觀角度看，煤的燃燒是碳、氫、硫與氧在高溫下的氧化反應(yīng)。煤與非燃燒物混合燃燒，如爐窯、燒結(jié)、煉制等在不同的燃燒方式下，煤在燃燒過(guò)程中的結(jié)構(gòu)裂解及氧化均有不同的變化。不同的燃燒方式加入不同的燒結(jié)劑，就可以控制和改善在燃燒中的結(jié)構(gòu)裂解構(gòu)成，從而達(dá)到提高燃燒效率�？刂迫紵龤夥�，改善燃燒環(huán)境，適應(yīng)生產(chǎn)需要。
3、在煤燃燒過(guò)程中，如果加入各種不同的燒結(jié)劑，煤的燃燒就會(huì)發(fā)生不同的變化，燒結(jié)劑對(duì)燃燒的影響分為以下幾種：
a：降低煤的燃點(diǎn)
b：提高燃燒溫度
c：改變?nèi)紵龝r(shí)間
d：改變?nèi)紵螽a(chǎn)生的氣氛和燃燒性質(zhì)，調(diào)整燒結(jié)的成分，這種方法只是挖掘了煤燃燒過(guò)程中可發(fā)揮而沒(méi)有正常發(fā)揮的能量，不是創(chuàng)造能量。
強(qiáng)化燒結(jié)劑對(duì)燒結(jié)固體燃料的影響
鐵精礦燒結(jié)過(guò)程中，為使燒結(jié)過(guò)程能達(dá)到所需要的溫度，在燒結(jié)料中加入一定量的煤，煤和燒結(jié)料均勻的混合在一起，因此燒結(jié)料層中的層狀燃燒即不同于一般鍋爐、爐灶中層狀燃燒，也不同于單顆粒碳的燃燒。因此燒結(jié)料層中煤的數(shù)量相對(duì)較少（約3%-5%）且被周圍的其它不可燃的礦物包圍著。其燃燒規(guī)律介于二者之間，有以下特點(diǎn)：
1、需要較大的空氣過(guò)剩系數(shù)（約1.4-1.5）以保證煤能夠與空氣有較大的接觸機(jī)會(huì)，促使煤較完全燃燒。
2、燃燒生成CO2、CO，在燃燒溫度下CO2占優(yōu)勢(shì)，雖然CO2可參加二級(jí)反應(yīng)形成CO，但由于燃燒層很薄，高溫停留時(shí)間很短，反應(yīng)受到很大限制，不可能有明顯的改觀。在燃燒層和預(yù)熱層的氧化物還參加了還原和氧化反應(yīng)，燃燒的空氣過(guò)剩系數(shù)較大，在高碳粒較遠(yuǎn)處存在著自由
氧。這些特定條件都決定了氣相中的CO2、自由氧也不能被消耗完。
3、在燃燒料層中，既存在有氧化區(qū)，也存在有還原區(qū)，二區(qū)域呈離散型分布。在一般情況下，總的氣氛性質(zhì)為氧化性。
4、燒結(jié)料層中，煤的燃燒基本處于擴(kuò)散速度范圍內(nèi)，但在燃燒前的預(yù)熱干燥層中，煤中可燃揮發(fā)物由于濃度不夠而不易燃燒。因此降低了煤的整體可燃性，影響擴(kuò)散速度，從而影響燒結(jié)帶的移動(dòng)速度。在這種特點(diǎn)下，添加適量的化學(xué)燒結(jié)劑，有效控制燃燒整體的氧化氣氛，裂解煤中低溫不可燃結(jié)構(gòu)單元，降低燃點(diǎn)，增加可燃單元，這樣就可以充分利用燒結(jié)料移動(dòng)速度和燃燒層厚度、降低返礦率，提高燒結(jié)機(jī)利用系數(shù)。
使用強(qiáng)化燒結(jié)劑對(duì)燒結(jié)生產(chǎn)的影響
1、在一定條件下，提高垂直燒結(jié)速度，燒結(jié)產(chǎn)量提高。而垂直燒結(jié)速度的快慢取決于兩個(gè)因素，即料層中燃料的燃燒速度和傳熱速度。在正常配碳量的情況下，使用燒結(jié)劑改變?nèi)紵匦�，提高燃燒效率，加快燃燒反�?yīng)速度，由于燃燒效率的提高，燃燒尾氣中可燃?xì)怏w減少，CO2>和H2O的含量增高，因此氣體熱容量增大，氣體傳熱速度加快，所以垂直燒結(jié)速度提高。
2、從提高燒結(jié)礦強(qiáng)度和成品率出發(fā)，要求高溫區(qū)溫度較高，厚度較大，以保證各種高溫反應(yīng)能充分進(jìn)行，產(chǎn)生較多的液相。溫度過(guò)高，厚度過(guò)大，易產(chǎn)生過(guò)熔，也會(huì)產(chǎn)生負(fù)影響。在正常取碳量的燒結(jié)料中，加入化學(xué)燒結(jié)劑可使煤在正常燃燒時(shí)一些可燃燒而又不具備燃燒條件沒(méi)有燃燒的部分充分燃燒，使高溫區(qū)內(nèi)部熱源增加，提高了高溫區(qū)溫度；燃料煤中的低溫?fù)]發(fā)物在化學(xué)燒結(jié)劑的作用下，提高揮發(fā)溫度，參加燃燒，使燃燒厚度增大。
強(qiáng)化燒結(jié)劑對(duì)燒結(jié)礦強(qiáng)度和粉花率的影響
燒結(jié)料中配碳量決定著燒結(jié)的溫度，氣氛性質(zhì)的燒結(jié)速度，因而對(duì)燒結(jié)礦的礦物組成和結(jié)構(gòu)都有影響。在低配碳量的燒結(jié)礦中，赤鐵礦和鐵酸鈣較多，浮士體較少或沒(méi)正硅酸鈣和其它硅酸鹽礦物較少，燒結(jié)礦不粉花，但由于硅酸鹽粘結(jié)相較少，故燒結(jié)礦強(qiáng)度較差。配碳量高，燒結(jié)礦中浮士體明顯增加，硅酸鹽粘結(jié)相礦物也增加，赤鐵礦鐵酸鈣則顯著減少，燒結(jié)礦的轉(zhuǎn)鼓指數(shù)提高，但燒結(jié)礦的粉花率也升高，這是由于配碳量增加后原氣氛加強(qiáng)，容易形成浮士體而不利于赤鐵礦和鐵酸鹽的生成，并促進(jìn)了CaO和SiO
2作用生成硅酸鈣Ca0.SiO
2。如果在正常配碳量的燒結(jié)料中，加入化學(xué)燒結(jié)劑后就可以獲得適當(dāng)?shù)臒Y(jié)溫度和燒結(jié)氣氛，這樣減少正硅酸鈣的形成，提高燒結(jié)礦的強(qiáng)度。綜上所述：HL-01強(qiáng)化燒結(jié)助燃劑用于燒結(jié)后，可加快燒結(jié)過(guò)程，提高成品率和改善燒結(jié)礦的顯微結(jié)構(gòu)和還原性，降低固體燃料消耗，降低成礦FeO含量，降低亞鐵焦化，降低燒結(jié)廢氣中SO
2排放量，減少環(huán)境污染。該產(chǎn)品經(jīng)過(guò)在唐鋼、泰鋼、包鋼等多家鋼鐵公司實(shí)際應(yīng)用，充分證明了HL-01鐵精礦強(qiáng)化燒結(jié)助燃劑產(chǎn)品具有增產(chǎn)、節(jié)能、降耗、降污染等特點(diǎn)，是一種高科技新產(chǎn)品。它擁有廣闊的市場(chǎng)前景，能創(chuàng)造巨大的社會(huì)效益和經(jīng)濟(jì)效益，深受用戶的歡迎和信賴。
強(qiáng)化燒結(jié)劑的使用方法及用量
該產(chǎn)品使用可分為干法和濕法兩種。在不改變燒結(jié)生產(chǎn)工藝的情況下，通過(guò)下料機(jī)直接加到焦粉上即可。在燒結(jié)混合料中配加萬(wàn)分之三，該產(chǎn)品可以降低固體燃料消耗15%以上，同時(shí)提高生產(chǎn)率5%以上。
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