CN102766763A - 一种镁质球团矿的制造方法 - Google Patents
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Abstract
一种镁质球团矿的制造方法，特别适用于采用链篦机—回转窑工艺生产镁质球团的企业，一种镁质球团矿的制造方法，按重量百分比配料：铁矿粉是94—98%；高MgO含量熔剂是2—4%；膨润土是1.0—2.5%；铁矿粉粒径小于0.074mm比例在80%以上，铁矿粉的含水率小于7.5%；先将铁矿粉和高MgO含量熔剂混合均匀后，进行高压辊磨预处理，使铁矿粉粒径小于0.005mm的比例为11%-20%，然后再与膨润土一起混匀、造球、焙烧。本发明可以降低球团预热温度，同时还能提高球团进入回转窑的强度，而且缩短了高温焙烧时间，解决了生产MgO球团矿时遇到的预热温度高、预热球团强度低以及高温焙烧时间长的技术难题。
Description
技术领域
本发明属于冶炼领域，具体涉及一种镁质球团矿的制造方法，也适用于铁矿粉配用其它含镁熔剂生产MgO球团矿。
背景技术
多年的生产实践及研究表明，镁质球团矿可以改善其高温冶金性能，使高炉冶炼在以下几个方面得到了改善：(1)焦比降低；(2)生产率提高；(3)延长高炉炉衬寿命。由于加入MgO熔剂后，球团矿冶金性能得到改善，国外上世纪70年代就开始生产MgO球团矿供高炉冶炼。日本神户钢铁公司加古川一号球团厂1975年开始加白云石生产MgO含量1.5%-1.8%的球团矿。1984年美国克利夫斯矿山公司也开始配加石灰石--白云石生产MgO的球团矿。国内鞍钢曾配加菱镁矿，首钢矿业公司配加石灰石--白云石生产过MgO球团矿，由于各种原因，都没有实现长期工业生产。而且相关生产实践表明，MgO球团其热工参数的控制较普通酸性球团难，主要表现为预热焙烧温度高、预热球团矿强度差，而且高温焙烧时间长，因此生产时有一定的难度。若采用链篦机-回转窑工艺生产MgO球团矿时，链篦机预热Ⅱ段热风温度需要达到1000℃以上，才能保证预热球团矿的强度达到400N∕个球以上的最低入窑要求，而预热Ⅱ段温度超过1000℃以后，目前国内材质的链篦机若长期在高温下工作，容易出现设备事故。因此，正是因为以上诸多原因， MgO 球团的生产在国内还没有顺利实现。
因此能否开发新的工艺以降低球团矿预热Ⅱ段温度到1000℃以下，同时预热球团矿的入窑强度还能达到400N∕球以上的镁质球团矿生产工艺，将对镁质球团矿的生产具有现实意义。
发明内容：
为了克服现有镁质球团的制造方法的上述不足，本发明提供一种镁质球团的制造方法，用本方法制造的镁质球团具有预热Ⅱ段温度低，预热球强度高（能达到400N∕球）以及高温焙烧时间短。
本发明的技术方案是：一种镁质球团矿的制造方法，包括铁矿粉烘干脱水、配料、高压辊磨、混匀、造球与焙烧，其特征是：将铁矿粉和高MgO含量熔剂混合后，先进行高压辊磨预处理，然后和膨润土一起混匀、造球、焙烧。
本镁质球团矿的制造方法的步骤是：
（1）铁矿粉烘干脱水
将小于0.074mm粒度比例在70%以上的磁铁矿粉在圆筒烘干机中烘干后，使铁矿粉的含水率小于7.5%。
（2）按重量百分比配料：
铁矿粉 94—96% ；
高MgO含量熔剂 2—4%；
膨润土1.5—2.5%
其中，高MgO含量熔剂为菱镁粉，其MgO含量80.3%，CaO含量2.13%，SiO2含量4.23%，小于0.074mm粒度比例在80%以上。
（3）铁矿粉和高MgO含量熔剂高压辊磨预处理：
将上述配料混合均匀后送入高压辊磨机中进行辊磨预处理，辊磨压力1-6MPa，使铁矿粉粒径小于0.005mm的比例由8%-15%提高到11%-20%；
（4）混匀造球
将上述铁矿粉、高MgO含量熔剂混合均匀，经高压辊磨预处理后，使混合料中的小于0.005mm的比例提高3%—6%，与上述膨润土经混料机混匀，然后加入圆盘造球机中补充水分，造球生产出球团，得到含水率为9.0%—9.6%（按重量百分比计）的球团，平均粒径为9mm—15mm；
（5）焙烧
在链篦机—回转窑上进行布料、焙烧，得到成品球团；其中链篦机预热Ⅱ段温度为900-1000℃，回转窑焙烧温度为1200—1280℃。
链篦机预热Ⅱ段温度不同，预热球团强度也不同，在900-1000℃范围内，链篦机预热Ⅱ段温度越高预热球团强度越高。
用本镁质球团矿的制造方法制的MgO球团，其预热Ⅱ段温度为900—1000℃时，其预热球强度可达到400 N∕个球团以上，成品球的强度可达2500 N∕个球团以上。链篦机的焙烧温度在1000℃以上时，若长时间使用，容易损坏链篦机的篦板，因此本发明特别适用于采用链篦机—回转窑工艺生产线来生产MgO球团的企业。
本发明的有益效果：采用高压辊磨工艺对MgO熔剂和铁矿粉进行提前高压辊磨，可以降低镁质球团预热Ⅱ段温度，同时还能提高球团进入回转窑的强度，可在一定程度上解决生产MgO球团矿时遇到的预热温度高、预热球团强度低的技术难题。
基准实施例
本基准实施例是目前常规的镁质球团矿生产工艺。
本基准实施例的具体步骤如下：
（1）配料：
按重量百分比配料为：
铁矿粉 95.7%
MgO熔剂 2.3%
膨润土 2.0%，
其中铁矿粉为五台磁铁矿粉，粒度小于0.074mm的含量为73%，小于0.005mm的比例为8%；铁矿粉铁品位65.5%，SiO2为6.6%，FeO为27.8%。铁矿粉的含水率为8.4%。
（2）混匀造球
将上述铁矿粉、MgO熔剂和膨润土经混料机混匀，然后加入圆盘造球机中补充水造球生产出球团，得到含水率为9.0%（按重量百分比计）的球团，平均粒径为9mm—15mm；
（4）焙烧
在链篦机—回转窑上进行布料、焙烧，得到成品球团。具体试验结果见表1、表2。其中成品球团矿MgO含量为2.0%。
表1 预热Ⅱ段温度对预热球抗压强度的影响
| 预热Ⅱ段温度/℃ | 预热时间/min | 预热球抗压强度/N/个 |
| 920 | 10 | 121 |
| 940 | 10 | 187 |
| 960 | 10 | 298 |
| 980 | 10 | 323 |
| 1000 | 10 | 367 |
| 1030 | 10 | 468 |
| 1050 | 10 | 512 |
在预热Ⅱ段温度1030℃，预热时间为10分钟的条件下，焙烧球强度变化见表2。
表2 焙烧温度对焙烧球抗压强度的影响
| 焙烧温度/℃ | 焙烧时间/min | 焙烧球抗压强度/N/个 |
| 1280 | 8 | 1865 |
| 1280 | 10 | 2043 |
| 1280 | 12 | 2367 |
| 1280 | 14 | 2546 |
上述基准实施例表明，按目前的常规工艺生产镁质球团矿，预热温度要达到1030℃，预热球的强度才能大于400N∕个球，达到468N∕个球；而焙烧度要达到1280℃，焙烧时间达到14分钟以上，焙烧球的强度才大于2500N∕个球，达到2546N∕个球。可见所需的预热温度及焙烧温度均比较高。
具体实施方式
下面通过实施例来进一步说明本发明的具体实施方式，但本发明的具体实施方式不局限于以下实施例。
实施例1
本实施例采用五台磁铁矿粉，生产MgO含量为2.0%的MgO球团矿。
本实施例的具体步骤如下：
（1）铁矿粉烘干脱水
将磁铁矿在圆筒烘干机中烘干后，铁矿粉的含水率为7.2%。其中铁矿粉为五台磁铁矿粉，粒度小于0.074mm的含量为73%，小于0.005mm的比例为8%；铁矿粉铁品位65.5%，SiO2为6.6%，FeO为27.8%，铁矿粉的含水率为8.4%。
（2）配料：
按重量百分比进行称量配料：
铁矿粉 95.7%；
高MgO含量熔剂 2.3%；
膨润土 2%；
其中，高MgO含量熔剂为菱镁粉，其MgO含量80.3%，CaO含量2.13%，SiO2含量4.23%，-0.074mm粒度比例在81%。
（3）铁矿粉和高MgO含量熔剂高压辊磨预处理：
将上述铁矿粉和高MgO含量熔剂混合均匀后送入高压辊磨机中进行辊磨预处理，辊磨压力1.5MPa，使铁矿粉中小于0.005mm的比例提高到12%；
（4）混匀造球
将步骤（3）的混合料与上述膨润土经混料机混匀，然后加入圆盘造球机中补充水分造球生产出球团，得到含水率为9.0%—9.6%（按重量百分比计）的球团，球团粒径为9mm—15mm；
（4）焙烧
在链篦机—回转窑上进行布料、焙烧，得到成品球团。其中成品球团矿MgO含量为2.0%。
表3 预热Ⅱ段温度对预热球抗压强度的影响
| 预热Ⅱ段温度/℃ | 预热时间/min | 预热球抗压强度/N/个 |
| 920 | 10 | 213 |
| 940 | 10 | 358 |
| 960 | 10 | 412 |
| 980 | 10 | 493 |
| 1000 | 10 | 612 |
| 1030 | 10 | 768 |
在预热Ⅱ段温度960℃预热时间为10分钟的条件下，成品球强度变化见表4。
表4 焙烧温度对焙烧球抗压强度的影响
| 焙烧温度/℃ | 焙烧时间/min | 焙烧球抗压强度/N/个 |
| 1280 | 8 | 2143 |
| 1280 | 10 | 2587 |
| 1280 | 12 | 2847 |
| 1250 | 8 | 1869 |
| 1250 | 10 | 2267 |
| 1250 | 12 | 2638 |
| 1250 | 14 | 2902 |
实施例2
本实施例采用代县磁铁矿粉，生产MgO含量为2.0%的MgO球团矿。
本实施例的具体步骤如下：
（1）铁矿粉烘干脱水
将磁铁矿在圆筒烘干机中烘干后，铁矿粉的含水率为7.3%。其中铁矿粉为代县磁铁矿粉，粒度小于0.074mm的含量为97%，小于0.005mm的比例为10%；铁矿粉铁品位65.8%，SiO2为6.0%，FeO为27.1%，铁矿粉的含水率为8.9%。
（2）配料：
按重量百分比进行称量配料：
铁矿粉 95.7%；
高MgO含量熔剂 2.3%；
膨润土 2%；
其中，高MgO含量熔剂同实施例1。
（3）铁矿粉和高MgO含量熔剂高压辊磨预处理：
将上述铁矿粉和高MgO含量熔剂混合后送入高压辊磨机中进行辊磨预处理，辊磨压力1.5MPa，使铁矿粉中小于0.005mm的比例提高到14%；
（4）混匀造球
将步骤（3）的混合料与上述膨润土经混料机混匀，然后加入圆盘造球机中补充水分造球生产出球团，得到含水率为9.0%—9.6%（按重量百分比计）的球团，球团粒径为9mm—15mm；
（5）焙烧
在链篦机—回转窑上进行布料、焙烧，得到成品球团。其中成品球团矿MgO含量为2.0%。
表5 预热Ⅱ段温度对预热球抗压强度的影响
| 预热Ⅱ段温度/℃ | 预热时间/min | 预热球抗压强度/N/个 |
| 920 | 10 | 232 |
| 940 | 10 | 371 |
| 960 | 10 | 434 |
| 980 | 10 | 512 |
| 1000 | 10 | 654 |
| 1030 | 10 | 793 |
在预热Ⅱ段温度960℃预热时间为10分钟的条件下，成品球强度变化见表6。
表6 焙烧温度对焙烧球抗压强度的影响
| 焙烧温度/℃ | 焙烧时间/min | 焙烧球抗压强度/N/个 |
| 1280 | 8 | 2187 |
| 1280 | 10 | 2603 |
| 1280 | 12 | 2957 |
| 1250 | 8 | 1892 |
| 1250 | 10 | 2312 |
| 1250 | 12 | 2724 |
| 1250 | 14 | 3102 |
实施例3
本实施例采用娄烦磁铁矿粉，生产MgO含量为2.0%的MgO球团矿。
本实施例的具体步骤如下：
（1）铁矿粉烘干脱水
将磁铁矿在圆筒烘干机中烘干后，铁矿粉的含水率为7.5%。其中铁矿粉为娄烦磁铁矿粉，粒度小于0.074mm的含量为99%，小于0.005mm的比例为12%；铁矿粉铁品位68.2%，SiO2为4.1%，FeO为28.2%。铁矿粉的含水率为9.7%。
（2）配料：
铁矿粉、高MgO含量熔剂按下述重量百分比进行称量配料，具体的配比为：
铁矿粉 95.7份；
高MgO含量熔剂 2.3份；
膨润土 2%；
其中，高MgO含量熔剂同实施例1。
（3）铁矿粉和高MgO含量熔剂高压辊磨预处理：
将上述混合后料送入高压辊磨机中进行辊磨预处理，辊磨压力1.5MPa，使铁矿粉中小于0.005mm的比例提高到16%；
（4）混匀造球
将步骤（3）的混合料与上述膨润土经混料机混匀，然后加入圆盘造球机中补充水分造球生产出球团，得到含水率为9.0%—9.6%（按重量百分比计）的球团，平均粒径为9mm—15mm；
（5）焙烧
在链篦机—回转窑上进行布料、焙烧，得到成品球团。其中成品球团矿MgO含量为2.0%。
表7 预热Ⅱ段温度对预热球抗压强度的影响
| 预热Ⅱ段温度/℃ | 预热时间/min | 预热球抗压强度/N/个 |
| 920 | 10 | 208 |
| 940 | 10 | 352 |
| 960 | 10 | 457 |
| 980 | 10 | 588 |
| 1000 | 10 | 622 |
| 1030 | 10 | 746 |
在预热Ⅱ段温度960℃预热时间为10分钟的条件下，成品球强度变化见表8。
表8 焙烧温度对焙烧球抗压强度的影响
| 焙烧温度/℃ | 焙烧时间/min | 焙烧球抗压强度/N/个 |
| 1280 | 8 | 2034 |
| 1280 | 10 | 2588 |
| 1280 | 12 | 3012 |
| 1250 | 8 | 1828 |
| 1250 | 10 | 2298 |
| 1250 | 12 | 2687 |
| 1250 | 14 | 3042 |
以上实施例与基准实施例对比，按常规工艺生产MgO球团矿的基准实施例，当混合料未经高压辊磨预处理时，当预热温度在1000℃以下时，预热球团矿强度低于400 N∕个球团，当预热温度超过1000℃达到1030℃时，预热球团矿强度才超过400 N∕个球团，达到468 N∕个球团，可见按常规工艺生产而且MgO球团矿，需要的预热Ⅱ段温度要高。而对于焙烧球强度，只有当焙烧温度达到12800℃以，焙烧时间达到14分钟时，焙烧球团矿强度才大2500 N∕个球团，达到2546 N∕个球团，可见按常规工艺生产而且MgO球团矿，需要的焙温度要高，焙烧时间也长，生产工艺太苛刻，不便于大工业生产。
对于本发明实施例1，采用五台磁铁矿粉，生产MgO含量为2.0%的MgO球团矿时，对铁矿粉和高MgO含量熔剂进行高压辊磨预处理后，当预热Ⅱ段温度仅为960℃时，预热球团矿强度就超过400 N∕个球团，达到412 N∕个球团。同基准实施例相比，预热温度可降低70℃。而对于焙烧球强度，当焙烧温度为12800℃以，焙烧时间10分钟时，焙烧球团矿强度才大2500 N∕个球团，达到2587 N∕个球团；当焙烧温度为1250℃以，焙烧时间12分钟时，焙烧球团矿强度才大2500 N∕个球团，达到2638 N∕个球团。同基准实施例相比，焙烧时间可缩短4分钟，或者是温度可降低30℃。
对于实施例2，采用代县磁铁矿粉，生产MgO含量为2.0%的MgO球团矿时，对铁矿粉和高MgO含量熔剂进行高压辊磨预处理后，当预热Ⅱ段温度仅为960℃时，预热球团矿强度就超过400 N∕个球团，达到434 N∕个球团。同基准实施例相比，预热温度可降低70℃。而对于焙烧球强度，当焙烧温度为12800℃以，焙烧时间10分钟时，焙烧球团矿强度才大2500 N∕个球团，达到2603 N∕个球团；当焙烧温度为1250℃以，焙烧时间12分钟时，焙烧球团矿强度才大2500 N∕个球团，达到2724 N∕个球团。同基准实施例相比，焙烧时间可缩短4分钟，或者是温度可降低30℃。
对于实施例3，采用娄烦磁铁矿粉，生产MgO含量为2.0%的MgO球团矿时，对铁矿粉和高MgO含量熔剂进行高压辊磨预处理后，当预热Ⅱ段温度仅为960℃时，预热球团矿强度就超过400 N∕个球团，达到457 N∕个球团。同基准实施例相比，预热温度可降低70℃。而对于焙烧球强度，当焙烧温度为12800℃以，焙烧时间10分钟时，焙烧球团矿强度才大2500 N∕个球团，达到2588 N∕个球团；当焙烧温度为1250℃以，焙烧时间12分钟时，焙烧球团矿强度才大2500 N∕个球团，达到2687 N∕个球团。同基实施例相比，焙烧时间可缩短4分钟，或者是温度可降低30℃。
因此，采用本发明提供的方法生产的MgO球团矿，具有预热Ⅱ段温度低、预热球强度高，以及焙烧温度低、焙烧时间短的特点。
Claims (4)
1.一种镁质球团矿的制造方法，包括配料、混合、造球、焙烧，其特征是按重量百分比进行称量配料：
铁矿粉是94—98%；
高MgO含量熔剂是2—4%；
膨润土是1.0—2.5%；
其中，高MgO含量熔剂的MgO含量高于80%，铁矿粉粒径小于0.074mm比例在80%以上，铁矿粉的含水率小于7.5%；先将铁矿粉和高MgO含量熔剂混合均匀后，进行高压辊磨预处理，使铁矿粉粒径小于0.005mm的比例为11%-20%，然后再与膨润土一起混匀、造球、焙烧。
2.根据权利要求1所述的一种镁质球团矿的制造方法，其特征是：所述的高MgO含量熔剂为菱镁粉，其MgO含量80.3%，CaO含量2.13%，SiO2含量4.23%。
3.根据权利要求1所述的一种镁质球团矿的制造方法，其特征是：所述高压辊磨预处理的辊磨压力是1-6MPa；所述混匀造球生产出的球团的含水率重量百分比为9.0%—9.6%，球团的粒径为9mm—15mm； 所述焙烧是在链篦机—回转窑上进行布料、焙烧，得到成品球团；其中链篦机预热Ⅱ段温度为900-1000℃，回转窑焙烧温度为1200—1280℃。
4.根据权利要求1所述的一种镁质球团矿的制造方法，其特征是它适用于铁矿粉配用其它含镁熔剂生产MgO球团矿。
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