CN103436693B - 一种高FeO球团矿及其制备方法 - Google Patents

一种高FeO球团矿及其制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种高FeO球团矿，按照质量百分比计，TFe的含量为59～61％，FeO的含量为21～48％，金属Fe含量为0.27～0.8％，CaO的含量为3.8～4.5％，SiO2的含量为4.3～5.4％；所述球团矿由以下原料制备而成，按照质量百分比计，铁精矿粉91～93％，内配煤粉0～2.0％，膨润土2～3％，内含有5％～8％膨润土的外滚煤粉0～5.5％。本发明还公开了一种高FeO球团矿的制备方法。本发明的高FeO球团矿中没有Fe2O3，避免了Fe2O3转变Fe3O4还原阶段的晶体异常开裂，还原后强度较高。

Description

一种高FeO球团矿及其制备方法
技术领域
本发明涉及高炉炉料的制造领域，特别是涉及一种高FeO球团矿及其制备方法。
背景技术
目前，国内外都采用带式焙烧机或者链篦机-回转窑工艺生产氧化球团，即在焙烧过程中，尽可能的将球团中的Fe3O4和FeO氧化生成Fe2O3，因此，该方法所生产的球团矿中FeO含量比较低，一般FeO的质量百分比为0.5～1.5％。氧化球团主要依靠焙烧过程中Fe2O3的结晶和长大进行固结，该种固结方式生产的球团抗压强度较高，但是，对于一些含碱金属和氟较高的特殊矿种而言，由于氧化球团中主要为Fe2O3，高炉炼铁过程中，Fe2O3→Fe3O4→FeO→Fe的转变产生还原体积膨胀，且还原后球团强度低，使高炉炉料透气性变差，进而影响高炉顺行。
发明内容
本发明的目的是提供一种高FeO球团矿及其制备方法，很好地解决了球团异常膨胀的问题。
技术方案具体如下：
一种高FeO球团矿，按照质量百分比计，TFe的含量为59～61％，FeO的含量为21～48％，金属Fe含量为0.27～0.8％，CaO的含量为3.8～4.5％，SiO2的含量为4.3～5.4％；所述球团矿由以下原料制备而成，按照质量百分比计，铁精矿粉91～93％，内配煤粉0～2.0％，膨润土2～3％，内含有5％～8％膨润土的外滚煤粉0～5.5％。
进一步：所述TFe的含量为61％，所述FeO的含量为48％，所述金属Fe含量为0.8％，所述CaO的含量为4.5％，所述SiO2的含量为5.4％。
进一步：所述铁精矿粉的成分按照质量百分比包括：56～59％的TFe、17～20％的FeO、4～6％的CaO、4～6％的SiO2、1～3％的MgO、1～3％的F、0～1％的S、0.1～0.3％的Na2O、0.1～0.3％的K2O；所述内配煤粉和所述外滚煤粉的成分按照质量百分比包括：固定碳61～64％、灰分25～27％、挥发份8～10％、0.2～0.6％的S、水分1～3％；所述膨润土的成分按照质量百分比包括：1～3％的CaO、65～68％的SiO2、1.5～3％的MgO、12～15％的Al2O3。
进一步：所述铁精矿粉91％，所述内配煤粉2.0％，所述膨润土3％，内含有8％所述膨润土的所述外滚煤粉5.5％。
一种高FeO球团矿的制备方法，包括以下步骤：
按照质量百分比计，将铁精矿粉91～93％、内配煤粉0～2.0％和膨润土2～3％混合，造球得到湿球；
将含有膨润土的外滚煤粉包裹在所述湿球的表面，得到生球；
所述外滚煤粉质量百分比为0～5.5％，所述外滚煤粉中的所述膨润土占所述外滚煤粉的质量百分比为5～8％；
所述生球经烘干、焙烧，得到所述球团矿；所述烘干的条件：温度为100～120℃，时间4～5h；所述焙烧的条件：温度为1150～1200℃，时间4～7min。
进一步：所述铁精矿粉的成分按照质量百分比包括：56～59％的TFe、17～20％的FeO、4～6％的CaO、4～6％的SiO2、1～3％的MgO、1～3％的F、0～1％的S、0.1～0.3％的Na2O、0.1～0.3％的K2O；所述内配煤粉和所述外滚煤粉的成分按照质量百分比包括：固定碳61～64％、灰分25～27％、挥发份8～10％、0.2～0.6％的S、水分1～3％；所述膨润土的成分按照质量百分比包括：1～3％的CaO、65～68％的SiO2、1.5～3％的MgO、12～15％的Al2O3。
进一步：所述铁精矿粉的成分按照质量百分比包括：58.36％的Tfe、19.16％的FeO、4.5％的CaO、4.42％的SiO2、1.37％的MgO、2.1％的F、0.67％的S、0.23％的Na2O、0.22％的K2O；所述内配煤粉和所述外滚煤粉的成分按照质量百分比包括：固定碳62.4％、灰分26.8％、挥发份8.93％、0.24％的S、水分1.77％；所述膨润土的成分按照质量百分比包括：1.55％的CaO、67.46％的SiO2、2.11％的MgO、13.77％的Al2O3。
进一步：所述铁精矿粉91％，所述内配煤粉2.0％，所述膨润土3％，内含有8％所述膨润土的所述外滚煤粉5.5％。
本发明的有益效果：
1、本发明制备的高FeO球团矿中没有Fe2O3，避免了Fe2O3→Fe3O4还原阶段的晶体异常开裂，还原后强度较高。
2、本发明通过在球团中添加煤粉可以有效的抑制还原膨胀和提高还原强度，且对球团副作用很小，并且煤粉来源广，价格低廉，对球团矿品位和碱度没有影响，优于常用的碱性和酸性添加剂。
3、本发明制备的球团矿中，FeO质量百分比含量为21～48％，抗压强度1500～2500N/个，还原后强度400～1500N/个，还原膨胀系数<15％，完全符合高炉冶炼要求，克服了特殊矿所制备氧化球团还原膨胀率高的问题。
本发明所制备的高FeO球团当内配煤粉质量百分比为0～1％，外滚煤粉量质量百分比为4％～6％时，所制备球团中FeO质量百分比为21～46％；球团抗压强度>1500N/个，还原后强度为400N/个左右，还原膨胀系数<15％。
当内配煤粉质量百分比为1.5～2％，外滚煤粉量质量百分比为4～6％时，球团中FeO质量百分比为47～48％，球团抗压强度>2500N/个，还原后强度>1000N/个，还原膨胀系数<10％，完全符合高炉冶炼要求。
该球团内配煤质量百分比为0～2.0％，外滚煤粉质量百分比为4～6％时，球团抗压强度达到1500～2500N/个，还原膨胀率均小于12％。
4、由于目前一些特殊矿制备的氧化球团还原膨胀率高，严重制约了球团矿在高炉中的应用，本发明通过配加煤粉生产的高FeO球团很好地解决了球团异常膨胀的问题，具有较高的经济效益和社会效益。
具体实施方式
本发明的原理为：在球团矿中加入部分还原剂(内配煤粉和外滚煤粉)，在焙烧过程中，部分Fe2O3和Fe3O4还原成为FeO，这种球团的FeO含量很高，主要依靠Fe3O4和FeO的结晶长大进行固结，称之为高FeO球团。该种球团能够使某些特殊矿生产的球团矿还原膨胀率大大降低，同时保证球团矿的抗压强度和还原后强度。本发明中，高FeO球团矿的生产方法通过在造球混合料中添加质量百分比0～2.0％的内配煤粉，在造球盘中造成球后，按照一定的比例在球团表面外滚质量百分比为0～5.5％的外滚煤粉，制成的生球经干燥、预热、焙烧后即得到FeO质量百分比含量为21～48％的高FeO球团。
按照质量百分比，将91～93％的铁精矿粉，0～2.0％的内配煤粉和2～3％的膨润土进行配料并混合均匀，铁精矿粉、内配煤粉和膨润土成分见表1，然后在直径为1000mm、倾角45°、转速18r/min的造球盘内成球，得到湿球，湿球直径为11～16mm，湿球强度为7～12N/个。
表1 各主要原料成分(％)
根据湿球的重量计算外滚煤粉和膨润土的用量，将外滚煤粉和膨润土加入造球盘，使其滚在湿球的表面，包裹在湿球表面的外滚煤粉(外滚煤粉与内配煤粉成分相同)质量百分比为0～5.5％，膨润土(成分与上述内配膨润土相同)占外滚煤粉质量百分比为5％～8％，进而得到生球。生球直径为12～18mm，生球强度为12～22N。
制成的生球在100～120℃的温度下烘干4～5h，得到干球。
将干球放在外面包有绝热材料内径为Φ100mm的烧结杯内焙烧，采用石油液化气点火，点火时间为4～7min，焙烧温度为1150～1200℃。焙烧后即得到高FeO球团矿，其中TFe(全铁)的质量百分比含量为59～61％，FeO的质量百分比含量为21～48％，金属Fe质量百分比含量为0.27～0.8％，CaO和SiO2的质量百分比含量分别为3.8～4.5％和4.3～5.4％。
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。
实施例中所用原料的成分如表2所示。
表2 各实施例中所用原料的成分(％)
实施例1
按照质量百分比，将铁精矿粉93％、内配煤粉0％和膨润土2％进行配料并混合均匀，在造球盘内成球，得到湿球，湿球直径为11～16mm，湿球强度为7～12N/个。
将外滚煤粉和膨润土加入造球盘，包裹在湿球表面的外滚煤粉质量百分比为5％，膨润土占外滚煤粉质量百分比为5％，得到生球，生球直径为12～18mm，生球强度为12～22N/个。
生球在120℃的温度下烘干4h，得到干球。
干球在1200℃下焙烧，焙烧4min后即得到高FeO球团矿。
制得的高FeO球团矿中FeO的质量百分比含量为21％，TFe的质量百分比含量为59％，金属Fe质量百分比含量为0.27％，CaO和SiO2的质量百分比含量分别为3.8％和4.3％。球团抗压强度为1500N/个，还原后强度为400N/个，还原膨胀系数为15％。
实施例2
按照质量百分比，将铁精矿粉92％、内配煤粉1％和膨润土2％进行配料并混合均匀，在造球盘内成球，得到湿球，湿球直径为11～16mm，湿球强度为7～12N/个。
将外滚煤粉和膨润土加入造球盘，包裹在湿球表面的外滚煤粉质量百分比为0％，膨润土占外滚煤粉质量百分比为7％，得到生球，生球直径为12～18mm，生球强度为12～22N/个。
生球在100℃的温度下烘干5h，得到干球。
干球在1150℃下焙烧，焙烧6min后即得到高FeO球团矿。
制得的高FeO球团矿中FeO的质量百分比含量为45％，TFe的质量百分比含量为60％，金属Fe质量百分比含量为0.53％，CaO和SiO2的质量百分比含量分别为4.1％和4.9％。球团抗压强度为1850N/个，还原后强度为950N/个，还原膨胀系数为11.1％。
实施例3
按照质量百分比，将铁精矿粉91％、内配煤粉2％和膨润土3％进行配料并混合均匀，在造球盘内成球，得到湿球，湿球直径为11～16mm，湿球强度为7～12N/个。
将外滚煤粉和膨润土加入造球盘，包裹在湿球表面的外滚煤粉质量百分比为5.5％，膨润土占外滚煤粉质量百分比为8％，得到生球，生球直径为12～18mm，生球强度为12～22N/个。
生球在110℃的温度下烘干4h，得到干球。
干球在1200℃下焙烧，焙烧7min后即得到高FeO球团。
制得的高FeO球团矿中FeO的质量百分比含量为48％，TFe的质量百分比含量为61％，金属Fe质量百分比含量为0.8％，CaO和SiO2的质量百分比含量分别为4.5％和5.4％。球团抗压强度为2500N/个，还原后强度为1100N/个，还原膨胀系数为10％。

Claims (8)

1.一种高FeO球团矿，其特征在于，按照质量百分比计，TFe的含量为59～61％，FeO的含量为21～48％，金属Fe含量为0.27～0.8％，CaO的含量为3.8～4.5％，SiO2的含量为4.3～5.4％；所述球团矿由以下原料制备而成，按照质量百分比计，铁精矿粉91～93％，内配煤粉0～2.0％，膨润土2～3％，内含有5％～8％膨润土的外滚煤粉0～5.5％。
2.如权利要求1所述的高FeO球团矿，其特征在于，所述TFe的含量为61％，所述FeO的含量为48％，所述金属Fe含量为0.8％，所述CaO的含量为4.5％，所述SiO2的含量为5.4％。
3.如权利要求1所述的高FeO球团矿，其特征在于，所述铁精矿粉的成分按照质量百分比包括：56～59％的TFe、17～20％的FeO、4～6％的CaO、4～6％的SiO2、1～3％的MgO、1～3％的F、0～1％的S、0.1～0.3％的Na2O、0.1～0.3％的K2O；所述内配煤粉和所述外滚煤粉的成分相同，其成分按照质量百分比包括：固定碳61～64％、灰分25～27％、挥发份8～10％、0.2～0.6％的S、水分1～3％；所述膨润土的成分按照质量百分比包括：1～3％的CaO、65～68％的SiO2、1.5～3％的MgO、12～15％的Al2O3。
4.如权利要求3所述的高FeO球团矿，其特征在于，所述铁精矿粉91％，所述内配煤粉2.0％，所述膨润土3％，内含有8％所述膨润土的所述外滚煤粉5.5％。
5.一种高FeO球团矿的制备方法，包括以下步骤：
按照质量百分比计，将铁精矿粉91～93％、内配煤粉0～2.0％和膨润土2～3％混合，造球得到湿球；
将含有膨润土的外滚煤粉包裹在所述湿球的表面，得到生球；
所述外滚煤粉质量百分比为0～5.5％，所述外滚煤粉中的所述膨润土占所述外滚煤粉的质量百分比为5～8％；
所述生球经烘干、焙烧，得到所述球团矿；所述烘干的条件：温度为100～120℃，时间4～5h；所述焙烧的条件：温度为1150～1200℃，时间4～7min。
6.如权利要求5所述的高FeO球团矿的制备方法，其特征在于，所述铁精矿粉的成分按照质量百分比包括：56～59％的TFe、17～20％的FeO、4～6％的CaO、4～6％的SiO2、1～3％的MgO、1～3％的F、0～1％的S、0.1～0.3％的Na2O、0.1～0.3％的K2O；所述内配煤粉和所述外滚煤粉的成分按照质量百分比包括：固定碳61～64％、灰分25～27％、挥发份8～10％、0.2～0.6％的S、水分1～3％；所述膨润土的成分按照质量百分比包括：1～3％的CaO、65～68％的SiO2、1.5～3％的MgO、12～15％的Al2O3。
7.如权利要求5所述的高FeO球团矿的制备方法，其特征在于，所述铁精矿粉的成分按照质量百分比包括：58.36％的TFe、19.16％的FeO、4.5％的CaO、4.42％的SiO2、1.37％的MgO、2.1％的F、0.67％的S、0.23％的Na2O、0.22％的K2O；所述内配煤粉和所述外滚煤粉的成分相同，其成分按照质量百分比包括：固定碳62.4％、灰分26.8％、挥发份8.93％、0.24％的S、水分1.77％；所述膨润土的成分按照质量百分比包括：1.55％的CaO、67.46％的SiO2、2.11％的MgO、13.77％的Al2O3。
8.如权利要求5～7任一项权利要求所述的高FeO球团矿的制备方法，其特征在于，所述铁精矿粉91％，所述内配煤粉2.0％，所述膨润土3％，内含有8％所述膨润土的所述外滚煤粉5.5％。
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