[发明专利]一种超声场烧结台车及超声波强化铁矿粉烧结方法

说明书

技术领域

本发明涉及冶金工程技术以及环保节能技术领域，尤其涉及一种超声场烧结台车及超声波强化铁矿粉烧结方法。

背景技术

钢铁冶金中，铁矿粉烧结是将细粒含铁物料与燃料、熔剂按一定比例混合，再加水润湿、混合和制粒成为烧结料、铺于烧结机台车上，通过点火、抽风，借助燃料燃烧产生高温和一系列物理化学变化，生成部分低熔点物质，并软化熔融产生一定数量的液相，将铁矿物颗粒粘结起来，冷却后即成为具有良好性能的烧结矿。该过程中，铁矿粉烧结成矿机理包括固相反应、液相形成及其冷凝结晶三个过程。固相反应是指烧结混合料某些组分在烧结过程中被加热到熔融之前发生反应，生成新的低熔点的化合物或共熔体的过程。固相反应是液相生成的基础，其反应机理是离子扩散。由于固相反应产生了某些低熔点物质，当烧结料加热到一定温度时，这些新生的低熔点物质之间，以及低熔点物质与原烧结料的各组分之间还会进一步发生反应，生成低熔点化合物或共熔体，使得在较低的烧结温度下发生软化熔融，生成部分液相，成为烧结料固结的基础。而液相数量及性质如何，将在较大程度上决定着烧结矿的矿物组成和构造，从而影响烧结矿质量。因此提高铁矿粉的液相生成能力，对钢铁企业而言变得尤为重要。

我国绝大多数大型钢铁联合企业生产所需的铁矿石主要依靠进口。目前，随着优质铁矿石资源的不断减少和进口铁矿石价格的上涨。原料成本在各钢铁企业中所占的比例越来越高。虽然我国铁矿石资源丰富，但由于我国铁矿石品位低，氧化矿、多金属伴生矿多，难选矿多，绝大数铁矿石需经复杂磨选工艺处理，我国的铁矿生产企业的主产品是细粒铁精矿。然而，低品位铁矿石中杂质含量高，在烧结过程中产生的液相较少，往往需要增加配碳量、提升烧结温度来增加液相量，提升烧结效果；但是这种烧结方式对铁矿粉的烧结效果提升有限，烧结矿产品的冶金性能不足，并且燃料消耗较大，能耗较高，成本也相应增加，使得企业面临加大的节能减排和生产成本压力。

发明内容

本发明的目的在于提供一种超声波强化铁矿粉烧结方法，用以提升铁矿粉烧结效果，减少燃料的消耗，提高铁矿粉的液相生成能力，进而提高烧结矿产品的冶金性能，以解决低品位铁矿粉的烧结矿产品的冶金性能不足、耗能较高、不利于企业节能减排和降低成本的问题。

要解决上述问题，现有技术中还缺乏能够用于直接应用于该超声波强化铁矿粉烧结方法的超声波相关设备，因此，本发明还提供了一种改造获得的超声场烧结台车，应用于超声波强化铁矿粉烧结方法中。为了实现该目的，本发明采用了如下的超声场烧结台车技术方案：

一种超声场烧结台车，包括车架，设置于车架两侧的栏板和车轮，以及由下至上依次设置在车架上的隔热垫和蓖条；所述车架两侧的栏板的外侧面上均固定安装有超声波发生装置，且两侧的超声波发生装置的超声波换能器相对设置。

为了解决上述的技术问题，本发明采用了如下的超声波强化铁矿粉烧结方法技术方案：

一种超声波强化铁矿粉烧结方法，包括如下步骤：

1）将62~64重量份铁矿粉、10~11重量份熔剂、4~5重量份焦粉、20~21重量份返矿以及0~2重量份炼钢所产生的钢渣组成的混合料加入圆筒混合机，再按所述混合料总重量的7%加水进行混合制粒，得到混合料球；所述返矿，是此前铁矿烧结所得到的烧结矿进行筛分后，将粒径小于5mm的烧结矿作为返矿；

2）在如权利要求1所述的超声场烧结台车上铺设厚度为20~25mm的铺底料；所述铺底料，是此前铬铁矿烧结所得到的烧结矿进行筛分后，将粒径为10~25mm之间的烧结矿作为铺底料其目的是保护炉蓖，降低除尘负荷，延长风机转子寿命，减少或消除炉蓖粘料；

3）采用圆辊布料机将所述混合料球均匀布设在超声场烧结台车上的铺底料上；

    4）点火烧结，在点火温度为1000℃~1100℃、点火时间1.5~2分钟、抽风压强为负压8~10kpa的条件下进行抽风烧结，在烧结过程中，在混合料球温度达到800℃时开始，启动烧结台车上的超声波发生装置，让混合料球在超声场中进行强化烧结，并检测烧结废气的升温情况，直至烧结废气的温度不再升高而开始降低时关闭超声波发生装置，烧结结束，得到烧结矿；

5）将前一步得到的烧结矿进行热破碎处理，使得破碎后烧结矿粒径小于或等于40mm；然后冷却至室温，再利用振动筛进行筛分，将粒径小于5mm的烧结矿作为此后铁矿烧结的返矿，取一部分粒径为10~25mm之间的烧结矿作为此后铁矿粉烧结的铺底料，其余的烧结矿作为烧结矿产品用于后续的炼铁流程。