CN103160687A - 一种破碎球团烧结矿的制造方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种破碎球团烧结矿的制造方法，包括以下工艺步骤：1)用两次造球法，先将配和好的碱度值为2.0～2.2的原料加入造球机内造母球，待母球成球至直径25～30mm后，再外滚配和好的碱度值为0.8～0.9的原料，使成品生球直径达35～40mm；2)按常规焙烧球团工艺对成品双层生球进行焙烧；3)用破碎机对焙烧后的球团经进行破碎，筛分出大于5mm粒级的即为破碎球团烧结矿成品。本发明生产工艺简单，产品结构合理，有效解决了普通熔剂性球团对焙烧温度区间要求严格和焙烧时易粘结问题，并兼备球团矿和烧结矿两者的优点，消除了球团矿在还原时出现异常膨胀或还原迟滞的现象，且破碎后堆角增大，不易滚动，有利于高炉布料。

Description

一种破碎球团烧结矿的制造方法

技术领域

本发明属于钢铁冶金的高炉炼铁技术领域，特别涉及高炉用烧结矿的制造方法。

背景技术

现有烧结矿制造方法是：将细粒含铁原料与燃料、熔剂按一定的比例配合，加水润湿、混匀，然后布于烧结机上，通过点火、抽风，并借助烧结料中燃料燃烧产生高温，进而发生一系列的物理化学反应，生成部分低熔点物质，形成一定数量的液相，将铁矿物颗粒润湿粘结起来，冷却后形成具有一定强度的多孔块状产品——烧结矿。

实践表明，烧结工艺不适于细粒度的精矿粉，而适于球团工艺，因此，开发多种性能的球团矿是合理炉料结构发展的必然趋势。因此，如何生产出高还原度的球团矿已是改善球团矿冶金性能的最重要标志。为了提高球团矿的还原度，在近些年的开发研究中，诸如多孔球团、添加某些添加剂以提高球团矿性能指标的研究已有许多报道，已成为世界范围球团提质的方向性课题。

目前，我国大、中型高炉应用球团矿数量逐年增加，包钢、本钢、太钢和鞍钢的大、中型高炉把球团作为配矿使用，配比一般都在20％～30％。但是我国的普通酸性球团矿一般存在软熔性能差的问题，即开始软化温度低，软化区间宽和高温还原性能差等缺点，且冶金性能低于高碱度烧结矿，在大高炉上这种球团矿的配比也不可能太高。

除特殊用球团外，作为高炉炼铁的原料，世界上工业化的球团矿有酸性氧化性球团、熔剂球团和自熔性球团三种，但目前高炉生产普遍应用的是酸性氧化性球团矿。

酸性球团和熔剂球团以二元碱度值(CaO/SiO2)的大小来区分。按照美国铁矿协会的试验标准，规定碱度值(CaO/SiO2)大于0.6才能称为熔剂性球团(fluxed pellet)，(CaO/SiO2)大于1.0称为自熔性球团。

从世界高炉原料的发展趋势和我国铁矿资源的特点及改善我国高炉炉料的结构的实际出发，应重视发展球团矿生产，尤其是熔剂性球团。熔剂性球团有其独到的高温性能而倍受青睐，但生产中发现，当熔剂性碱度值(CaO/SiO2)小于1.0时，要求温度区间很窄，一旦操作不当，易粘结成大块，导致不能生产作业。

针对上述问题，2006年3月，周明顺、刘万山等发表了“复合熔剂性球团的开发研究”，提出了一种新型的复合熔剂性球团工艺，该球团为双层结构球团，中心为高还原性的高碱度烧结矿结构，外层为酸性多孔氧化镁质含炭结构，采用两次造球工艺完成生球的制备。该球团矿能将烧结与球团的结构优点完美地结合到一起，有利于低温和高温的还原，避免了高碱度烧结矿的低温还原粉化现象发生，实现所期望的理想结构。其产品的冶金性能、微观结构等均优于常规熔剂性球团。复合熔剂性球团还原度为89.86％，比普通球团还原度高10.91个百分点，低温还原粉化指标也较好，RDI＞3.15mm为93％以上；还原膨胀率比普通熔剂球团降低近3个百分点，软熔性能改善。复合球团球核部位具有明显的高碱度烧结矿的某些矿相结构特征。

2010年6月，尚策、周明顺等对“复合熔剂性球团的开发研究”进行了进一步的动力学机理研究并发表了“双层复合熔剂性球团的开发研究”论文。提出了中心为高碱度烧结矿、外层为酸性多孔氧化镁质结构的双层复合熔剂性新型球团的内核主要由赤铁矿组成，焙烧时中心不会出现过热，并可避免传统酸性球团还原停滞问题.动力学分析表明，双层复合熔剂性球团在还原过程中的总阻力低于普通熔剂性球团。

上述“复合熔剂性球团的开发研究”、“复合熔剂性球团的开发研究”两篇论文工作的技术特征是：(1)其产品为球团矿，属于球团领域，虽然双层复合熔剂性球团在还原过程中的总阻力低于普通熔剂性球团，对还原有改善作用，但由于球团外层为酸性结构，其产品不可避免的存在“还原停滞现象”这一不利属性。这是由于：酸性球团高温冶金性能较差，表现为软化温度较低，熔滴特性中的压差陡升温度低和最高压差数值大，尽管可以用配加适量的蛇纹石或白云石来改善，但与烧结矿相比高温冶金性能仍差。个别品种的球团矿在还原时出现异常膨胀或还原迟滞现象。(2)复合熔剂性球团的内层球团直径为9mm，外层厚度为1.5mm，复合熔剂性生球团直径为12mm。实验室试验及工业生产实践经验表明，对于生球团的制备工序，制造直径为9mm的生球团，由于该直径正处在母球核心的长大区间，其生球强度差。另外，外滚外层厚度为1.5mm酸性料也不易控制。即生球团直径为12mm为传统常规的球团直径，但分为两次成球却不易实施。

为解决上述问题，本发明提出一种新的烧结工艺，即破碎球团烧结工艺，该工艺生产的球团兼备球团矿和烧结矿两者的优点，其产品为烧结矿，属于烧结领域。

发明内容

本发明的目的在于克服上述现有技术存在的不足，提供一种可实现高碱度烧结矿与熔剂性球团矿冶金性能的优势互补的破碎球团烧结矿的制造方法。

本发明是这样实现的，该破碎球团烧结矿的制造方法包括以下工艺步骤：

1)制做双层生球——采用两次造球法完成生球的制备，即在造球机上分两步进行。造球过程分为母球形成、母球长大、生球紧密三阶段。首先将按一定配比配和好的碱度值(CaO/SiO2)为2.0～2.2的原料加进造球机内造母球，连续加水加料，使母球长大至直径25～30mm后，再外滚配和好的碱度值(CaO/SiO2)为0.8～0.9的原料进行二次造球，二次造球后的成品生球直径为35～40mm。本发明所述双层生球的中心，也即母球为高还原性的高碱度烧结矿结构，其外层为熔剂性球团结构。

2)球团焙烧——按常规焙烧球团工艺对上述成品双层生球进行焙烧，包括带式机工艺、回转窑工艺和竖炉工艺。

3)破碎筛分——用破碎机对焙烧后的球团进行破碎，筛分出大于5mm粒级的即为破碎球团烧结矿成品。

本发明生产工艺简单，生产出的破碎球团烧结矿结构合理，采用外层为不粘结的低碱度原料的双层结构形式，有效解决了普通熔剂性球团对焙烧温度区间要求严格和焙烧时易粘结问题，并兼备球团矿和烧结矿两者的优点，既有利于低温还原，也有利于高温还原，还消除了球团矿在还原时出现异常膨胀或还原迟滞的现象，且破碎后堆角增大，不易滚动，还有利于高炉布料。通过调整球团碱度，可实现炉料的单一化入炉，使酸性料和碱性料的生产在一个装置上实现，可节约大量设备投资和管理费用，还简化了操作。

具体实施方式

下面通过实施例对本发明作进一步的说明。

本发明实施例在圆盘造球机上分两步进行双层生球的制备。造球机直径为1000mm，转速为32转/分，倾角47°。造球过程分为母球形成、母球长大、生球紧密三阶段。首先将混好的高碱度物料，用小铲物料加进转动的造球机内加水造母球，然后连续加水加料，每批料量为10kg，使母球长大成直径达25～30mm，用25mm筛筛出该粒级生球，清理造球圆盘后，将其再倒入造球圆盘，进行外滚低碱度熔剂料的二次造球，生球经过2分钟滚动紧密后直径达35～40mm即为成品生球，用小铲将生球铲出，测定强度，取合格生球送带式焙烧机焙烧，然后用破碎机对焙烧后的球团进行破碎，筛分出大于5mm粒级的即为破碎球团烧结矿成品。

实施例所用原料为铁精矿、膨润土、石灰石、焦粉。铁精矿和膨润土均取自球团车间的生产原料仓，原料化学成分见表1。

表1实施例所用原料化学成份

本发明实施例双层生球结构为：外层：铁精矿+细磨石灰石+膨润土，其碱度为0.8；中心：铁精矿+细磨石灰石+焦粉，焙烧后焦粉与铁精矿、细磨石灰石进行烧结反应，形成高碱度烧结矿结构，焦粉配比为3～5％，石灰石配比按中心碱度2.0设计添加；双层生球设计综合碱度为1.0，实际化验为1.08；内层球团直径为25～30mm，外层厚度约10mm，双层生球直径＝35～40mm。生球外层、中心结构的成份组成见表2。

表2实施例双层生球外层、中心结构成份组成/％

本发明实施例破碎球团烧结矿的成分及常温强度与文献“复合熔剂性球团的开发研究”和“双层复合熔剂性球团的开发研究”样品的比较见表3，冶金性能比较见表4。

表3实施例破碎球团烧结矿的成分及常温强度比较

注*：破碎球团烧结矿属于烧结矿，不进行抗压强度指标测定。

表4实施例破碎球团烧结矿的冶金性能比较

由表4可见：

(1)本发明破碎球团烧结矿的低温还原粉化指数RDI+3.15为90.00％，比普通烧结矿高4.00个百分点，低温还原粉化性能改善。

(2)本发明破碎球团烧结矿的还原度RI为93.26％，双层复合熔剂球团RI为89.86％，普通烧结矿86.00％，破碎球团烧结矿的还原性能显著改善。

(3)本发明破碎球团烧结矿的软熔带温度区间△T为140℃，与双层复合熔剂球团接近。比普通酸性球团低4℃。更重要的是，软熔温度T10和TD明显提高，在高炉生产中可以使软熔带温度提高，位置下移，有利于煤气流分布，强化高炉冶炼。

Claims (1)

1.一种破碎球团烧结矿的制造方法，其特征在于包括以下工艺步骤：1)制做双层生球——采用两次造球法，先将配和好的碱度值为2.0～2.2的原料加入造球机内造母球，待母球成球至直径25～30mm后，再外滚配和好的碱度值为0.8～0.9的原料，使成品生球直径达35～40mm；2)球团焙烧——按常规焙烧球团工艺对成品双层生球进行焙烧；3)破碎筛分——用破碎机对焙烧后的球团进行破碎，筛分出大于5mm粒级的即为破碎球团烧结矿成品。