1.本发明涉及金属冶炼技术领域，具体而言，为一种基于烧结返矿的冷压球生产工艺。
背景技术：
2.国内高炉生产中，烧结矿是主要的原料，在铁料占比60～85％之间，而烧结的生产有30％左右的返矿在循环复烧，目前国内大部分厂家是将返矿返回烧结配料。返矿返回烧结工序重新生产，既浪费人力、物力，又浪费资源，返矿量过多会影响烧结过程控制，烧结矿强度差，造成烧结生产恶性循环。直接的结果：
3.(1)烧结产能不足；(2)烧结能耗高，成本高；(3)环境问题严峻，面临脱硫、脱硝、脱白；(4)质量下降，黏结相不足，强度差。
4.如何解决返矿率高、稳定烧结生产，提高烧结产品和烧结质量，从而达到稳定高炉生产的目的。最早的解决办法：小粒度烧结回收利用，将高炉槽下烧结筛下物集中，回收大于3mm 的烧结矿集中入炉，这一解决办法并没有被全行业认可，使用效果不明显。
5.(1)项目建设的必要性
6.第一，目前由于各个钢厂烧结矿使用比例低，高炉生产过程中配料难度大，为了提高烧结矿使用比例，增加入炉熟料比例，将返矿直接冷压成球后用于高炉，可以解决熟料比低的问题，增加高炉生产的稳定性，不仅能降低钢铁企业的生产成本，而且可以在企业内部形成资源循环的链条，给企业带来可观的经济效益，大大减轻钢厂的环保压力。
7.第二，钢铁工业不仅消耗大量的资源和能源，还要排放大量的废弃物，随着人们环境意识的增强，资源的循环再生利用具有非常重要的环保和社会意义，合理利用这些资源，更能改善企业环境，体现出企业的社会责任感。
8.第三，可以减少碳排放。返矿冷压球吨球耗电14千瓦时，折合标准煤5.656千克，吨球焦炉煤气用量12m3，折合标准煤6.96千克，共计12.616千克，如果用高炉热风废气或烧结、轧钢余热废气等，则碳排放仅为6千克标准煤左右。与烧结生产55千克标准煤相比，可以有效降低碳排放。若年产达到40万吨，则每年可减少碳排放 1.6万吨左右。
9.(2)项目建设的可行性
10.烧结返矿(以下简称“返矿”)主要用于烧结配料，返矿回烧结工序重新生产，既浪费人力、物力，又浪费资源，返矿量过多会影响烧结过程控制，烧结矿强度差，造成烧结生产恶性循环。同时，返矿经过烧结再到炼铁，增加了燃料消耗和系统除尘的负荷，增加了能源消耗，因此，大多钢厂都在寻求其它处理方式，而碱返冷压球则直接将返矿经过冷压后成型，再用于炼铁，可降低燃耗和排放，这也是近年来返矿处置领域的主攻方向。传统工艺制备的冷压球团的强度不高，无法满足炼铁的要求。重庆臻焱公司的返矿冷压球团各项指标先进，在汉钢集团高炉和榆中钢铁高炉上均已配加使用，使用情况较好。
11.因此，亟需一种基于烧结返矿的冷压球生产工艺。
技术实现要素：
12.有鉴于此，本发明的目的在于提供一种基于烧结返矿的冷压球生产工艺，能够避免烧结返矿的大循环，使烧结返矿得到有效的利用，降低人力物力和资源的消耗。
13.为达到上述目的，本发明提供如下技术方案：
14.本发明提出了一种基于烧结返矿的冷压球生产工艺，步骤如下：
15.s1原料配比：所述原料包括烧结返矿和铁精粉，将所述原料按一定的质量比进行配比，得到物料a；
16.s2混料：将所述物料a中加入粘接剂和水送入混料机中进行搅拌混匀，得到物料b；
17.s3预压成型：将所述物料b送入预压压球机进行初步塑形和固定，得到物料c；
18.s4压球成型：将所述物料c送入成品压球机进行压球成型，得到含有湿粉和成型冷压球的物料d，并将湿粉筛出重新进行步骤s3预压成型；
19.s5烘干：将成型后的冷压球送入烘干机进行烘干，得到含有干粉和干燥冷压球成品的物料e，并将干粉筛出送至烧结返矿原料中。
20.进一步，s2中，在所述物料a加入粘接剂和水之前先对物料a进行初步搅拌混匀。
21.进一步，s4中，将所述物料d中的湿粉筛出并使其重新进行步骤s3预压成型。
22.进一步，所述原料还包括钢渣粉。
23.进一步，所述烧结返矿含量为70％-90％。
24.进一步，所述铁精粉含量为30％-70％。
25.进一步，所述粘接剂含量为1.5％-3％。
26.进一步，所述钢渣粉含量为30％-50％。
27.进一步，所述烘干温度为150℃-170℃。
28.进一步，s4中采用
振动筛进行筛分。
29.本发明的有益效果在于：
30.通过将压球后的物料d中的湿粉重新运输至预压压球机中进行重新预压以及将烘干后得到的物料e中的干粉重新运输至烧结返矿原料，能够避免烧结返矿的大循环，使烧结返矿得到有效的利用，降低人力物力和资源的消耗。
附图说明
31.为了使本发明的目的、技术方案和有益效果更加清楚，本发明提供如下附图进行说明：
32.图1为本发明基于烧结返矿的冷压球生产工艺的工艺流程图；
33.图2为冷压球生产的生产线平面图。
34.附图标记说明：
35.1-预压压球机；2-成品压球机；3-烘干机；4-第一储存仓；5-第二储存仓；6-混料机；7
??
返料皮带机；8-第三储存仓；9-粘接剂仓；10-中间仓。
具体实施方式
36.下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步说明，以使本领域的技术人员可以更好的理解本发明并能予以实施，但所举实施例不作为对本发明的限定。
37.如图1所示，为本发明基于烧结返矿的冷压球生产工艺的工艺流程图，本实施例中主要用到的工艺设备如下表所示：
38.表1工艺设备
[0039][0040][0041]
本实施例的基于烧结返矿的冷压球生产工艺，步骤如下：
[0042]
s1原料配比：本实施例中的原料包括烧结返矿、铁精粉和钢渣粉，如图2中所示，三种原料分别储存在第一储存仓4、第二储存仓5和第三储存仓8内，将原料按一定的质量比进行配比，得到物料a；具体的，原料配比如下所示：
[0043]
参照烧结返矿含量为70％，铁精粉含量为30％，钢渣粉含量为30％，粘接剂含量为 1.5％-3％。此配料比例为推荐比例(其中钢渣粉根据业主实际情况选择性加入)，最终比例可根据业主要求进行调整。其中，烧结返矿最高可配加至90％，铁精粉最高可配加至70％，钢渣粉最高可配加至50％。
[0044]
s2混料：将物料a中加入粘接剂和水送入混料机6中进行搅拌混匀，得到物料b。具体的，本实施例的第一储存仓4、第二储存仓5和第三储存仓8与混料机6之间均设有称重皮带机，便于按照设定物料配比将各种物料采用称重皮带机进行称重，方便快捷，且能够提高
效率，此外第一储存仓4、第二储存仓5和第三储存仓8与混料机6之间设有中间仓10，便于对进行搅拌混匀之前的物料提供暂存、缓冲储存空间。本实施例的粘接剂采用返矿粘合剂，其初始储存在粘接剂仓9中，还设有用于储存水的水仓，其中粘接剂仓9与混料机6之间也设有称重皮带机，便于对其进行配重，水仓与混料机6之间也设有称重系统，便于对其进行配重；
[0045]
s3预压成型：将物料b送入预压压球机1进行初步塑形和固定，得到物料c，将物料b 进行一道预压工序，使其形成具有一定形状和结构的物料c，有利于后续对其进行压球成型。具体的，本实施例的混料机6与预压压球机1之间采用皮带机连接；
[0046]
s4压球成型：预压压球机1与成品压球机2之间采用皮带机连接，将物料c从预压压球机1通过皮带机送入成品压球机2进行压球成型，得到含有湿粉和成型冷压球的物料d，并将湿粉筛出重新进行步骤s3预压成型，物料c压球成型过后得到的物料d中会含有未成型的且含有一定水分的湿粉，通过振动筛将湿粉筛落至返料皮带机7上，并将其重新输送至预压压球机1中进行预压处理，能够有效避免返矿的大循环，在中间环节即对湿粉进行处理；
[0047]
s5烘干：成品压球机2与烘干机3之间采用皮带机连接，将成型后的冷压球送入烘干机 3中进行烘干，本实施例的烘干机3包括燃烧机、烘干机主体和送风、抽湿风机等组成，通过燃烧机将空气加热送至烘干机主体内对冷压球进行烘干处理，得到含有干粉和干燥冷压球成品的物料e，并将干粉筛出送至烧结返矿原料中。具体的，本实施例的烘干机3采用的是翻板烘干机，其内设有烘干链板带，链板带上设有筛孔，筛孔可以将干粉筛除，并在链板带下方设有用于干粉重新运输至第一储存仓4中的皮带机，通过将烘干后所得到的干粉重新运输至第一储存仓4中进行存放，能够有效避免返矿的大循环，在烘干完成的同时，将干粉运输至第一储存仓4内，又可以对其重新进行配料以及后续的混料和压球等工序。此外，本实施例的烘干机3在烘干时的温度设为150℃-170℃，成型后的冷压球烘干后水分不大于2.0％，即可将其送至成品区进行存放或直接运输至炼铁高炉中使用。
[0048]
综上，本实施例中基于烧结返矿的冷压球生产工艺如下：
[0049]
原料通常采用加盖自卸车运到生产车间内，将烧结返矿、铁精粉和钢渣粉(钢渣粉通常选择性添加)经分别计量后由皮带机运输至混料机6中(或可根据高差直接进入混料机6)，同时加入粘合剂和水搅拌混合均匀后，送入预压压球机1中进行初步预压后再通过输送系统输送至成品压球机2中再次压球，得到的物料d经过皮带机运输至筛分处进行筛分，筛分后筛底返料返回预压压球机重新压球，筛上物(即成品)进入烘干机3中进行烘干处理，将水分烘干至不大于2.0％，成品运输至存放区或者直接送到炼铁高炉中使用。
[0050]
预压成型并烘干后的冷压球质量参数如下：
[0051]
表2冷压球质量参数
[0052]
序号成品参数成品要求1外形最大尺寸30～40mm2抗压强度》2000n3水分含量不大于2.0％
[0053]
预压成型并烘干后的冷压球技术指标：
[0054]
冷强度(抗压强度)
[0055]
概念：抗压强度(crushing strength of pellets)是指球团矿受压的最大破碎载荷，是一个表征球团矿的机械强度的指标。铁矿石球团矿在进入高炉或直接还原炉窑之前
和之后，经过多次装卸、转运、堆积和运动，要经受碰撞、冲击、挤压和摩擦等各种严酷的机械作用。在这些机械作用下将有一部分球团矿破碎而产生小块和粉末，从而影响炉况顺行和生产指标。
[0056]
影响：球团矿的抗压强度直接影响着炉窑内小块和粉末的数量。球团矿的抗压强度高，炉窑内的粉末少，料层透气性好，有利于护窑的顺行，可以提高炉窑的产量，还可以减少工业粉尘，改善环境。1000m3以上大高炉使用的氧化焙烧球团矿的抗压强度应≥2000n/个，中小高炉用球团矿要求抗压强度可以适当放宽。
[0057]
热态性能(低温还原粉化指数、热爆裂指数)
[0058]
铁矿石(烧结矿及球团矿)在低温还原过程中发生碎裂粉化的特性。在高炉炼铁过程中，当铁矿石进入高炉后，炉料下降到400～600℃的区间，在这里受到来自高炉下部的煤气的还原作用，会发生不同程度的碎裂粉化。严重时则影响高炉上部料柱的透气性，破坏炉况顺行。多数厂规定烧结矿rdi+3.15≥65％。
[0059]
热爆裂性是铁矿石的一种重要冶金性能。主要发生在天然铁矿石中。因此铁矿石的热爆裂性的测试方法尚未正式标准化。德国一些工厂采用了一定的测试方法，并不把它作为衡量熟料的标准。多数厂规定烧结矿di-3.15《10％。
[0060]
试样(1号)依表3、表5冷压球的爆裂温度大于500℃，爆裂指数2.24％，远小于10％，抗压强度平均2688.64n，抗压强度高，几乎无爆裂。粉化率低。
[0061]
试样(2号)依表4、表6冷压球的爆裂温度大于500℃，爆裂指数3.20％，远小于10％，抗压强度平均4314.24n，抗压强度较高，粉化率低。
[0062]
本次实验冷压球的冶金性能基本达到标准要求，高炉可以适当配加进行冶炼。
[0063]
表3冷压球抗压强度(n)
[0064]
试样(1号)12345平均值抗压强度(n)2192.02413.93262.92213.33361.12688.64
[0065]
表4冷压球抗压强度(n)
[0066]
试样(2号)12345平均值抗压强度(n)4811.73745.15426.14884.32704.04314.24
[0067]
表5冷压球爆裂温度与爆裂指数(1号压块)
[0068][0069]
表6冷压球爆裂温度与爆裂指数(2号压块)
[0070][0071]
粉尘：
[0072]
项目中所产生的粉尘主要是：输送系统转运过程各转运站点产生的粉尘，烘干产
品所产生的粉尘，该压球线的系统除尘分为两部分：生产系统除尘和烘干系统除尘。故根据工艺流程，该压球线的系统除尘设计两个
除尘器，包括两部分：生产系统除尘和烘干系统除尘。
[0073]
生产系统除尘
[0074]
烧结返矿、铁精粉、钢渣粉(若有)经加盖自卸车送至生产车间后，由装载机分别装入料仓内，经输送系统送至双轴搅拌机，混合后进入中间仓，通过皮带秤计量后进行强力搅拌机和立轴行星式搅拌机，加入粘合剂，经搅拌混料均匀后送至压球机冷压成球。生产系统除尘的除尘点包括：料仓、搅拌机、压球机和
皮带输送机等各个落料点的除尘，除尘器采用布袋除尘器(风量根据现场情况配置)，处理后粉尘排放浓度为≤10mg/nm3。
[0075]
系统除尘采用plc全自动控制，配电柜、plc系统与监控系统放在电气室内。
[0076]
烘干系统除尘
[0077]
冷压成型后的成品球经皮带输送机送至烘干机，烘干系统由燃烧机、烘干机主体和送风、抽湿风机等组成，成品球经烘干后，水分达到2％以内，送至成品区存放或直接运输至炼铁高炉中使用。
[0078]
烘干系统除尘分配风根据现场情况配置。处理后粉尘排放浓度为≤10mg/nm3。
[0079]
综上所述，本发明所提出的基于烧结返矿的冷压球生产工艺，能够完整有效地处理烧结返矿，并取得良好的经济效益。
[0080]
以上所述实施例仅是为充分说明本发明而所举的较佳的实施例，本发明的保护范围不限于此。本技术领域的技术人员在本发明基础上所作的等同替代或变换，均在本发明的保护范围之内。本发明的保护范围以权利要求书为准。技术特征：
1.一种基于烧结返矿的冷压球生产工艺，其特征在于，步骤如下：s1原料配比：所述原料包括烧结返矿和铁精粉，将所述原料按一定的质量比进行配比，得到物料a；s2混料：将所述物料a中加入粘接剂和水送入混料机(6)中进行搅拌混匀，得到物料b；s3预压成型：将所述物料b送入预压压球机(1)进行初步塑形和固定，得到物料c；s4压球成型：将所述物料c送入成品压球机(2)进行压球成型，得到含有湿粉和成型冷压球的物料d；s5烘干：将成型后的冷压球送入烘干机(3)进行烘干，得到含有干粉和干燥冷压球成品的物料e，并将干粉筛出送至烧结返矿原料中。2.根据权利要求1所述的基于烧结返矿的冷压球生产工艺，其特征在于：s2中，在所述物料a加入粘接剂和水之前先对物料a进行初步搅拌混匀。3.根据权利要求1所述的基于烧结返矿的冷压球生产工艺，其特征在于：s4中，将所述物料d中的湿粉筛出并使其重新进行步骤s3预压成型。4.根据权利要求1所述的基于烧结返矿的冷压球生产工艺，其特征在于：所述原料还包括钢渣粉。5.根据权利要求1所述的基于烧结返矿的冷压球生产工艺，其特征在于：所述烧结返矿含量为70％-90％。6.根据权利要求1所述的基于烧结返矿的冷压球生产工艺，其特征在于：所述铁精粉含量为30％-70％。7.根据权利要求1所述的基于烧结返矿的冷压球生产工艺，其特征在于：所述粘接剂含量为1.5％-3％。8.根据权利要求4所述的基于烧结返矿的冷压球生产工艺，其特征在于：所述钢渣粉含量为30％-50％。9.根据权利要求1所述的基于烧结返矿的冷压球生产工艺，其特征在于：烘干温度为150℃-170℃。10.根据权利要求3所述的基于烧结返矿的冷压球生产工艺，其特征在于：s4中采用振动筛进行筛分。
技术总结
本发明提出了一种基于烧结返矿的冷压球生产工艺，步骤如下：S1原料配比：所述原料包括烧结返矿和铁精粉，将所述原料按一定的质量比进行配比，得到物料A；S2混料：将所述物料A中加入粘接剂和水送入混料机中进行搅拌混匀，得到物料B；S3预压成型：将所述物料B送入预压压球机进行初步塑形和固定，得到物料C；S4压球成型：将所述物料C送入成品压球机进行压球，得到含有湿粉和成型冷压球的物料D，并将湿粉筛出重新进行步骤S3预压成型；S5烘干：将成型后的冷压球送入烘干机进行烘干，得到含有干粉和干燥冷压球成品的物料E，并将干粉筛出送至烧结返矿原料中。能够避免烧结返矿的大循环，使烧结返矿得到有效的利用，降低人力物力和资源的消耗。消耗。消耗。
技术研发人员：严礼祥 严升
受保护的技术使用者：重庆臻焱节能环保科技有限公司
技术研发日：2021.10.27
技术公布日：2022/2/8
声明：
“基于烧结返矿的冷压球生产工艺的制作方法” 该技术专利(论文)所有权利归属于技术(论文)所有人。仅供学习研究，如用于商业用途，请联系该技术所有人。
我是此专利(论文)的发明人(作者)
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编辑：中冶有色技术网
来源：重庆臻焱节能环保科技有限公司
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2024年05月17日 ~ 19日 
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