CN102758084B

CN102758084B - 高铁低硅型钒钛烧结矿的制备方法

Info

Publication number: CN102758084B
Application number: CN201110111931.5A
Authority: CN
Inventors: 甘勤; 何木光; 蒋大军; 何群; 张义贤; 文永才; 康斌
Original assignee: Pangang Group Research Institute Co Ltd; Pangang Group Panzhihua Steel and Vanadium Co Ltd; Pangang Group Panzhihua Iron and Steel Research Institute Co Ltd; Pangang Group Co Ltd
Current assignee: Pangang Group Research Institute Co Ltd; Pangang Group Panzhihua Steel and Vanadium Co Ltd; Pangang Group Panzhihua Iron and Steel Research Institute Co Ltd; Pangang Group Co Ltd
Priority date: 2011-04-29
Filing date: 2011-04-29
Publication date: 2014-05-07
Anticipated expiration: 2031-04-29
Also published as: CN102758084A

Abstract

本发明公开了一种高铁低硅型钒钛烧结矿的制备方法，该方法包括：将一种烧结原料造球后依次进行布料、压料和烧结，所述烧结原料含有铁精矿、燃料和熔剂，其中，所述烧结原料还含有含硼物质，所述燃料的粒度为不超过3mm，且粒度＜0.5mm的燃料占燃料的25-40重量％，所述熔剂的含量使得所述烧结原料的烧结碱度为2-2.5，所述布料使得料层厚度为660-750mm，所述烧结的点火温度为1100-1150℃，烧结的点火时间为2-2.5min。本发明的方法能够提高烧结矿强度和成品率，改善低温还原粉化性能，提高烧结矿产量。

Description

高铁低硅型钒钛烧结矿的制备方法

技术领域

本发明属于钢铁冶金技术领域，具体涉及一种高铁低硅型钒钛烧结矿的制备方法。

背景技术

目前，攀钢主要使用攀枝花高钛型钒钛磁铁精矿通过烧结来制备高钛型钒钛烧结矿(烧结矿TiO₂含量高达7.5％左右)，高钛型钒钛磁铁精矿具有钒高、硅低的特点，通常SiO₂含量为3.3-3.5重量％。所采用的烧结方法通常是使用石灰石作为熔剂，焦粉作为燃料经过破碎机破碎后，将破碎的熔剂和燃料与钒钛磁铁精矿在圆筒混合机中按照常规用量加水混合均匀后，再装入烧结台车中用点火器点火进行抽风烧结。通常，烧结料层厚度为650mm，点火温度为1050℃，点火时间为1.5min。

白马矿是攀西地区四大矿山之一，与目前使用的攀枝花钒钛磁铁精矿相比，该矿具有铁高、钒高、硅低的特点，通常SiO₂含量为2.8-3.0重量％。用白马铁精矿代替同比例攀枝花钒钛磁铁精矿可以提铁增钒，高炉冶炼效果好的优点；在保持烧结TFe品位和TiO₂基本不变的情况下，用白马铁精矿代替攀枝花钒钛磁铁精矿则可以适当增加钒钛矿的用量，同时降低价格昂贵的进口矿及普通富粉矿的用量。

但是，由于白马钒钛磁铁精矿SiO₂含量为2.8-3.0重量％，比攀枝花钒钛磁铁精矿低约0.5个百分点，在烧结过程中产生的硅酸盐粘结相含量较少，采用现有的攀枝花高钛型钒钛磁铁精矿的烧结方法进行烧结时，会造成烧结矿强度和成品率下降，低温还原粉化性能变差，产量降低。

发明内容

为了解决上述技术问题，本发明的目的在于提供一种烧结矿强度和成品率高、低温还原粉化性能好、产量提高的高铁低硅型钒钛烧结矿的制备方法。

本发明提供了一种高铁低硅型钒钛烧结矿的制备方法，该方法包括：将一种烧结原料造球后依次进行布料、压料和烧结，所述烧结原料含有铁精矿、燃料和熔剂，其特征在于，所述烧结原料还含有含硼物质，所述燃料的粒度为不超过3mm，且粒度＜0.5mm的燃料占燃料的25-40重量％，所述熔剂的含量使得所述烧结原料的烧结碱度为2-2.5，所述布料使得料层厚度为660-750mm，所述烧结的点火温度为1100-1150℃，烧结的点火时间为2-2.5min。

根据本发明的制备方法，通过改善燃料的粒度组成、提高烧结碱度、添加含硼物质、提高料层厚度、压料、延长点火温度和时间，可以较大地改善熔剂矿化、燃料燃烧效率、烧结热制度、矿物结晶等烧结过程，从而达到提高烧结矿强度和成品率，改善低温还原粉化性能，提高烧结矿产量的效果。另外，本发明的制备方法还较大降低了燃料的消耗。

具体实施方式

根据本发明的高铁低硅型钒钛烧结矿的制备方法，该方法包括：将一种烧结原料造球后依次进行布料、压料和烧结，所述烧结原料含有铁精矿、燃料和熔剂，其中，所述烧结原料还含有含硼物质，所述燃料的粒度为不超过3mm，且粒度＜0.5mm的燃料占燃料的25-40重量％，所述熔剂的含量使得所述烧结原料的烧结碱度为2-2.5，所述布料使得料层厚度为660-750mm，所述烧结的点火温度为1100-1150℃，烧结的点火时间为2-2.5min

根据本发明的高铁低硅型钒钛烧结矿的制备方法，通过对燃料进行处理，粒度为不超过3mm，且粒度＜0.5mm的燃料占燃料的25-40重量％，有利于燃料在烧结原料中均匀分布，使得烧结过程中的燃烧速度与传热速度趋于同步。在进一步优选的情况下，所述粒度＜0.5mm燃料优选占燃料的28-39重量％。为了获得上述粒度范围的燃料，所述对燃料处理的方法包括破碎和筛分。所述燃料可以为本领域中各种常规的燃料，在优选的情况下，所述燃料为焦炭。

根据本发明的高铁低硅型钒钛烧结矿的制备方法，熔剂的含量使得所述烧结原料的烧结碱度为2-2.5，可以降低烧结原料的熔化温度，有利于液相早期生成，增加铁酸钙粘结相含量。为了进一步提高上述效果，所述烧结碱度优选为2.15-2.45。在本发明中，所述熔剂可以为石灰石和生石灰。所述烧结碱度通常是指烧结原料中CaO/SiO₂的值，可以通过在烧结原料中增加溶剂如石灰石、生石灰等的用量来进行调节。

根据本发明的高铁低硅型钒钛烧结矿的制备方法，通过在烧结原料中加入含硼物质，利用含硼物质活化能力，能降低烧结液相的粘度，一方面可使料层透气性变好氧化性气氛增强，另一方面又有利于液相中的Ca²⁺向Fe₂O₃表面扩散，使得铁酸钙易于生成。所述含硼物质可以为各种含有硼元素的物质，在优选的情况下，所述含硼物质可以为硼酸或硼酸溶液。为了进一步提高上述效果，在优选的情况下，相对于100重量份的烧结原料，所述含硼物质以硼酸计的加入量可以为0.01-0.15重量份，优选为0.03-0.12重量份。

根据本发明的高铁低硅型钒钛烧结矿的制备方法，通过布料使得料层厚度为660-750mm，并在布料后进行压料，将料层厚度提高到上述范围内，可以控制烧结速度，并利用料层自动蓄热作用减少配碳量，为了进一步提高上述效果，所述料层厚度优选为690-750mm。在布料后进行压料，使得烧结原料的堆密度上升，烧结原料颗粒接触紧密，可以有效地降低烧结速度，延长高温保持时间，使矿物结晶更充分。为了进一步提高上述效果，所述压料使得料层压下可以20-50mm。

根据本发明的高铁低硅型钒钛烧结矿的制备方法，通过在烧结工序中，将烧结的点火温度控制为1100-1150℃，烧结的点火时间控制为2-2.5min，可以为烧结提供更多的点火热量，改善表面层烧结矿的质量。

根据本发明的高铁低硅型钒钛烧结矿的制备方法，所述铁精矿可以为本领域常用的各种富铁原料，如钒钛铁精矿和普通铁精矿等，在优选的情况下，所述铁精矿含有钒钛铁精矿，在所述钒钛铁精矿中，TFe为55-57重量％，FeO为29-32重量％，SiO₂为2.8-3.0重量％，V₂O₅为0.7-0.9重量％，TiO₂为10-11重量％。所述普通铁精矿为不含钒元素和钛元素的铁精矿。

本发明的低硅型钒钛烧结矿的制备方法通过综合采用改善燃料的粒度组成、提高烧结碱度、添加含硼物质、提高料层厚度、压料、延长点火温度和时间，避免了单独通过提高烧结碱度造成烧结速度过快，影响烧结矿的强度和成品率，单独添加含硼物质造成烧结矿强度和冶金性能改善的幅度相对不大，单独采用提高料层厚度和压料造成烧结速度慢，产量低，单独采用提高点火温度和延长点火时间造成表面烧结矿过熔，影响料层的透气性，等的缺陷，可以较大地提高烧结矿强度和成品率，改善低温还原粉化性能，提高烧结矿产量的效果。

实施例

以下结合实施例对本发明进行进一步说明，但本发明并不仅限于下述实施例。

在以下的实施例和对比例中，烧结矿的转鼓强度、烧结矿低温还原粉化率和还原度的测定方法如下。

(1)烧结矿的转鼓强度

根据GB13242定义的ISO转鼓强度，是指取7.5公斤40-10mm烧结矿在ISO转鼓机中转动200转后，＞6.3mm粒级烧结矿占整个烧结矿重量的百分比，是衡量烧结矿强度的重要指标，越高，表示烧结矿的强度越好。在本发明中采用SQZG-4型ISO转鼓机(鹤壁市冶金机械设备有限公司)进行测定。

(2)烧结矿低温还原粉化率

烧结矿低温还原粉化率(RDI)是指取500g粒度为10-12.5mm的烧结矿在500℃下通过还原气体(20％CO+20％CO₂+60％N₂)还原60分钟后，装入转鼓机内转动10分钟之后，烧结矿中＜3.15mm粒级占整个烧结矿重量的百分比。该指标越低，说明烧结矿在高炉内产生的粉化率越小，则高炉的透气性越好。

(3)还原度

还原度是指以三价铁状态为基准，即假定铁矿石中的铁全部以Fe₂O₃形式存在，并把这些Fe₂O₃中的氧算作100％，还原一定时间后所达到的脱氧的程度，以质量百分数表示。在本发明中，按照GB/T 13241进行测定。该指标越高，说明烧结矿在高炉内的还原性越好，则高炉产量越高、燃料消耗越低。

实施例1

本实施例用于说明本发明的高铁低硅型钒钛烧结矿的制备方法。

使用四辊破碎机将焦粉破碎并分级，处理成粒度为0-3mm，其中＜0.5mm粒级为39重量％的焦粉，使用钒钛铁精矿(白马矿，TFe：56.56重量％，FeO：31.55重量％，SiO₂含量为2.8重量％，V₂O₅：0.724重量％，TiO₂：10.72重量％)和普通铁矿粉(TFe：61.63重量％，FeO：2.41重量％，SiO₂含量为3.80重量％)作为烧结矿原料中的含铁料，相对于100重量份的含铁料加入4.6重量份的处理过的焦粉作为燃料，然后加入作为熔剂的石灰石，调节烧结矿原料的烧结碱度为2.15，然后相对于100重量份的含铁料加入0.03重量份的硼酸，混合均匀。将混合后的烧结矿原料经磁辊布料器加到台车上进行布料，使料层的高度为690mm，然后进行压料使料层压下20mm。在点火温度为1100℃下，点火2.0min，进行烧结。结果表明，烧结矿转鼓强度为70.45％，成品率为73.14％，产量为11592t/d，固体燃料消耗为45.49kg/t矿，烧结矿低温还原粉化率为63.01％，还原度为81.13％。

对比例1

使用四辊破碎机将焦粉破碎并分级，处理成粒度＞3mm为31.3重量％，＜0.5mm粒级为48.7重量％的焦粉，使用钒钛铁精矿(白马矿，TFe：56.56重量％，FeO：31.55重量％，SiO₂含量为2.8重量％，V₂O₅：0.724重量％，TiO₂：10.72重量％)和普通铁矿粉(TFe：61.63重量％，FeO：2.41重量％，SiO₂含量为3.80重量％)作为烧结矿原料中的含铁料，相对于100重量份的含铁料加入4.6重量份的处理过的焦粉作为燃料，然后加入作为熔剂的石灰石，调节烧结矿原料的烧结碱度为2.05，混合均匀。将混合后的烧结矿原料经磁辊布料器加到台车上进行布料，使料层的高度为650mm。在点火温度为1050℃下，点火1.5min，进行烧结。结果表明，烧结矿转鼓强度为69.43％，成品率为71.58％，产量为11232t/d，固体燃料消耗为47.12kg/t矿，烧结矿低温还原粉化率为64.35％，还原度为80.42％。

对比例2

除了使用粒度＞3mm为31.3重量％，＜0.5mm粒级为48.7重量％的焦粉以外，按照实施例1的操作进行烧结。结果表明，烧结矿转鼓强度为70.28％，成品率为72.90％，产量为11400t/d，固体燃料消耗为46.31kg/t矿，烧结矿低温还原粉化率为63.72％，还原度为80.87％。

对比例3

除了使烧结矿原料的烧结碱度为2.05以外，按实施例1的操作进行烧结。结果表明，烧结矿转鼓强度为70.12％，成品率为72.86％，产量为11496t/d，固体燃料消耗为46.10kg/t矿，烧结矿低温还原粉化率为63.64％，还原度为80.91％。

对比例4

除了不加入硼酸以外，按照实施例1的操作进行烧结。结果表明，烧结矿转鼓强度为69.90％，成品率为72.31％，产量为11520t/d，固体燃料消耗为46.07kg/t矿，烧结矿低温还原粉化率为63.96，还原度为80.75。

对比例5

除了使料层的高度为650mm，并在布料以后不进行压料以外，按照实施例1的操作进行烧结。结果表明，烧结矿转鼓强度为69.94％，成品率为72.78％，产量为11544t/d，固体燃料消耗为46.24kg/t矿，烧结矿低温还原粉化率为63.68％，还原度为80.96％。

对比例6

除了在点火温度为1050℃下，点火1.5min以外，按照实施例1的操作进行烧结。结果表明，烧结矿转鼓强度为70.03％，成品率为72.65％，产量为11472t/d，固体燃料消耗为46.53kg/t矿，烧结矿低温还原粉化率为63.55％，还原度为80.84％。

实施例2

使用四辊破碎机将焦粉破碎并分级，处理成粒度为0-3mm，＜0.5mm粒级为35重量％的焦粉，使用钒钛铁精矿(白马矿，TFe：56.56重量％，FeO：31.55重量％，SiO₂含量为2.8重量％，V₂O₅：0.724重量％，TiO₂：10.72重量％)和普通铁矿粉(TFe：61.63重量％，FeO：2.41重量％，SiO₂含量为3.80重量％)作为烧结矿原料中的含铁料，相对于100重量份的含铁料加入4.6重量份的处理过的焦粉作为燃料，然后加入作为熔剂的石灰石，调节烧结矿原料的烧结碱度为2.25，然后相对于100重量份的含铁料加入0.06重量份的硼酸，混合均匀。将混合后的烧结矿原料经磁辊布料器加到台车上进行布料，使料层的高度为710mm，然后进行压料使料层压下30mm。在点火温度为1120℃下，点火2.1min，进行烧结。结果表明，烧结矿转鼓强度为71.38％，成品率为74.01％，产量为11712t/d，固体燃料消耗为45.02kg/t矿，烧结矿低温还原粉化率为61.96％，还原度为81.57％。

实施例3

使用四辊破碎机将焦粉破碎并分级，处理成粒度为0-3mm，＜0.5mm粒级为32重量％的焦粉，使用钒钛铁精矿(白马矿，TFe：56.56重量％，FeO：31.55重量％，SiO₂含量为2.8重量％，V₂O₅：0.724重量％，TiO₂：10.72重量％)和普通铁矿粉(TFe：61.63重量％，FeO：2.41重量％，SiO₂含量为3.80重量％)作为烧结矿原料中的含铁料，相对于100重量份的含铁料加入4.6重量份的处理过的焦粉作为燃料，然后加入作为熔剂的石灰石，调节烧结矿原料的烧结碱度为2.35，然后相对于100重量份的含铁料加入0.09重量份的硼酸，混合均匀。将混合后的烧结矿原料经磁辊布料器加到台车上进行布料，使料层的高度为730mm，然后进行压料使料层压下40mm。在点火温度为1140℃下，点火2.3min，进行烧结。结果表明，烧结矿转鼓强度为72.01％，成品率为75.30％，产量为11846t/d，固体燃料消耗为44.17kg/t矿，烧结矿低温还原粉化率为60.81％，还原度为82.20％。

实施例4

使用四辊破碎机将焦粉破碎并分级，处理成粒度为0-3mm，＜0.5mm粒级为28重量％的焦粉，使用钒钛铁精矿(白马矿，TFe：56.56重量％，FeO：31.55重量％，SiO₂含量为2.8重量％，V₂O₅：0.724重量％，TiO₂：10.72重量％)和普通铁矿粉(TFe：61.63重量％，FeO：2.41重量％，SiO₂含量为3.80重量％)作为烧结矿原料中的含铁料，相对于100重量份的含铁料加入4.6重量份的处理过的焦粉作为燃料，然后加入作为熔剂的石灰石，调节烧结矿原料的烧结碱度为2.45，然后相对于100重量份的含铁料加入0.12重量份的硼酸，混合均匀。将混合后的烧结矿原料经磁辊布料器加到台车上进行布料，使料层的高度为750mm，然后进行压料使料层压下50mm。在点火温度为1150℃下，点火2.5min，进行烧结。结果表明，烧结矿转鼓强度为72.72％，成品率为76.52％，产量为11969t/d，固体燃料消耗为43.75kg/t矿，烧结矿低温还原粉化率为59.60％，还原度为83.04％。

通过将实施例和比较例进行比较，不难发现，本发明的实施例1-4的制备方法通过综合采用改善燃料的粒度组成、提高烧结碱度、添加含硼物质、提高料层厚度、压料、延长点火温度和时间，与对比例1相比，烧结矿转鼓强度提高了1.02-3.29％，成品率提高了1.56-4.94％，产量提高3.18-6.56％，固体燃料消耗下降了1.63-3.37kg/t矿，烧结矿低温还原粉化率下降了1.34-4.75％，还原度上升了0.71-2.62％。

另外，本发明的实施例1与不采用改善燃料的粒度组成、提高烧结碱度、添加含硼物质、提高料层厚度、压料、延长点火温度和时间中的任意一项的对比例2-6相比，也较大地提高了烧结矿强度和成品率，改善了低温还原粉化性能，提高了烧结矿产量。

在上述具体实施方式中所描述的各个具体技术特征，在不矛盾的情况下，可以通过任何合适的方式进行组合，为了避免不必要的重复，本发明对各种可能的组合方式不再另行说明。

Claims

1.一种高铁低硅型钒钛烧结矿的制备方法，该方法包括：将一种烧结原料造球后依次进行布料、压料和烧结，所述烧结原料含有铁精矿、燃料和熔剂，其特征在于，所述烧结原料还含有含硼物质，所述燃料的粒度为不超过3mm，且粒度＜0.5mm的燃料占燃料的28-39重量%，所述燃料为焦粉，所述熔剂的含量使得所述烧结原料的烧结碱度为2-2.5，所述布料使得料层厚度为660-750mm，所述烧结的点火温度为1100-1150℃，烧结的点火时间为2-2.5min；所述含硼物质为硼酸或硼酸溶液；所述熔剂为石灰石和/或生石灰；所述压料使得料层压下20-50mm。

2.根据权利要求1所述的制备方法，所述烧结碱度为2.15-2.45。

3.根据权利要求1所述的制备方法，相对于100重量份的烧结原料，所述含硼物质以硼酸计的加入量为0.01-0.15重量份。

4.根据权利要求1或3所述的制备方法，相对于100重量份的烧结原料，所述含硼物质以硼酸计的加入量为0.03-0.12重量份。

5.根据权利要求1所述的制备方法，所述料层厚度为690-750mm。

6.根据权利要求1所述的制备方法，所述铁精矿含有钒钛铁精矿，在所述钒钛铁精矿中，TFe为55-57重量%，FeO为29-32重量%，SiO₂为2.8-3.0重量%，V₂O₅为0.7-0.9重量%，TiO₂为10-11重量%。