CN103451416B - 一种提高球团矿强度的方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种提高球团矿强度的方法，分别将磁铁精矿与非磁铁精矿单独与外配膨润土混合均匀。球团由≥20%的磁铁精矿和≤80%的非磁铁精矿组成，造球过程中，第一次加入磁铁精矿占磁铁精矿总加入量的40%-80%；第二次加入非磁铁精矿与膨润土的混合料；第三次加入余下的磁铁精矿；造球过程中外加重量百分比为1.3%-1.5%的膨润土作为粘结剂；球团加压和减压处理。本发明可提高中间层矿物的焙烧温度和球团矿的晶桥连接，改变球团中水分含量和存在状态，缩短预热干燥时间，降低预热干燥温度，降低球团的爆裂性，提高球团强度，增加赤铁矿、褐铁矿和菱铁矿在球团中的使用比例，降低球团生产成本。

Description

一种提高球团矿强度的方法

技术领域

本发明属于炼铁原料生产工艺领域，尤其涉及一种用于提高球团矿强度的方法。

背景技术

氧化球团矿是炼铁原料的重要组成部分，其与高碱度烧结矿组合构成了我国高炉的主要炉料结构，在国内高炉中的使用比例一般在25%左右。生产球团的原料一般为经过浮选或磁选的铁精矿，粒度要求比较细，成球性能要好。

目前，国内球团厂大多采用磁铁精矿组织生产球团矿，主要原因是，磁铁精矿粒度细，成球性能好，在氧化焙烧过程中，需要的焙烧温度比较低，并且在焙烧过程中，磁铁精矿发生放热反应，也有助于降低焙烧温度，提高设备的使用寿命。单独使用赤铁精矿进行球团生产时，根据球团矿的焙烧固结机理，在1200℃以下时，球团内部颗粒之间基本不发生反应，只有在1300℃以上时才发生晶体颗粒的长大与再结晶，随着温度的继续提高，球团矿的强度才会继续增加。但是当焙烧温度超过1350℃时，赤铁矿又会发生分解，生成磁铁矿和氧，导致球团矿的强度急剧降低。所以用赤铁矿单独生产球团矿时，焙烧温度高，焙烧区间窄，并且预热时间长，球团矿强度低等，都给生产带来很多的困难。而单独使用褐铁矿或菱铁矿进行球团生产时，球团矿的抗压强度以及成球率等指标都大幅降低，难以满足高炉生产的需要。

目前解决球团矿强度的措施主要有：1、对铁精矿进行细磨处理；2、球团中内配碳；3、添加熔剂。在球团生产中，铁精矿的粒度一般都能满足造球的需要，经过细磨再处理的铁精矿表面活性会增大，所以生球的固结强度会提高，但是铁精矿的细度并不是越高越好，也有一定的范围。在球团中内配碳主要是针对生产赤铁矿氧化球团，内配碳的数量也有限度，配碳量超过一定的比例，球团会过熔粘结。而在球团中添加熔剂主要是生产碱性球团，目前国内高炉使用的球团主要还是氧化酸性球团，使用碱性球团会改变高炉的炉料结构，不适合于常规的高炉生产。

文献《铁精矿粒度对球团强度的影响》认为，当小于0.074 mm粒级含量为75%时,生球落下强度达到最大值,之后有下降趋势。并不是铁精矿粒度越细球团强度就会越好,铁精矿粒度还应该满足一个合适的粒度组成。文献《碱度和内配燃料对赤铁矿球团强度的影响》认为添加碱性熔剂或内配部分燃料均可以提高球团的强度。《菱铁矿和褐铁矿球团制备技术研究》认为，通过配加一定的磁铁精矿和一些工艺措施可以将菱铁矿和褐铁矿用于球团矿的生产。中国专利200910104365.8公布了采用两次成球方式制作的冶金复合球团、制备方法及应用的专利，其球团由球团核和球壳构成，球团核是以含铁物料和还原煤粉或焦粉为原料造球获得，球壳是以含铁物料和球团核为原料，另加粘结剂，以球团核为球心采用圆盘造球获得。中国专利CN200610001254.0公布了一种熔剂性铁矿粉复合球团的生产方法，其主要特征是生产单球双碱度复合熔剂性球团，核心是在球团生产中添加部分熔剂。以上文献和专利采用的方法不同，但核心都是内配碳或添加熔剂，因此解决程度有限，而且会影响球团矿的品位，甚至改变球团矿的用途。另外，从氧化球团的角度考虑，上述方法并不能有效提高球团矿的强度。

发明内容

本发明提供一种提高球团矿强度的方法，通过采用三层结构的球团矿，提高中间层矿物的焙烧温度，强化球团矿的晶桥连接，改变球团中水分含量和存在状态，从而实现降低预热干燥的时间和温度，缓释球团的爆裂性，提高球团矿强度的目的。

为此，本发明所采取的解决方案是：

一种提高球团矿强度的方法，其特征在于，具体方法为：

1、球团原料混合：将磁铁精矿与膨润土单独混合均匀；再将非磁铁精矿与膨润土单独混合均匀；外配膨润土作为粘结剂，其质量百分比占磁铁精矿和非磁铁精矿原料总量1.3%～1.5%，其中与磁铁精矿进行混合的膨润土用量占膨润土总用量的30%～50%，与非磁铁精矿进行混合的膨润土用量占膨润土总用量的50%～70%。

 2、造球：球团由磁铁精矿、非磁铁精矿组成，其中：磁铁精矿质量百分比为≥20%，非磁铁精矿质量百分比为≤80%。

第一次加料，先将磁铁精矿与膨润土的混合料加入造球盘中生产母核并造球，加入的磁铁精矿占磁铁精矿总加入量的40%-80%；

第二次加料，加入非磁铁精矿与膨润土的混合料，继续造球；

第三次加料，加入余下的磁铁精矿与膨润土的混合料继续造球。

3、球团加压和减压处理，加压压力为3-8 MPa，，加压时间为0.8-2min，且球团不出现破裂。

所述非磁铁精矿为赤铁精矿、褐铁矿、菱铁矿中的一种或两种、三种矿石的混合物，且赤铁精矿、褐铁矿、菱铁矿粒度小于200目的≥95%。

本发明的有益效果为：

由于本发明将磁铁精矿做为核心和最外面的球壳，将其它精矿包裹在中间层，利用磁铁精矿焙烧温度低，焙烧放热量高的特点，可以在不提高焙烧温度的前提下，提高中间层矿物的焙烧温度。同时，利用新生成的赤铁矿活性高、高价铁离子向球心方向移动，氧离子向球心反方向移动的特点，可以提高球团矿的晶桥连接，提高固固连接的强度。将造好的生球进行加压处理，可以将生球进一步的压紧密实，在增强球团矿的强度同时，可以挤压出或改变部分球团中水分的含量和存在状态，缩短预热干燥时间，降低预热干燥温度，减小干燥时球团中水分的逸出压力，降低球团的爆裂性，提高爆裂温度，提高球团强度。另外，可有效改善球团焙烧时对温度的苛刻要求，提高赤铁矿、褐铁矿和菱铁矿在球团中的使用比例，扩大炼铁原料来源，提高原料劣质情况下的球团矿强度，有效降低球团生产成本。

具体实施方式

实施例1：

将总质量百分数为20%的磁铁精矿与占磁铁精矿和非磁铁精矿原料总量0.45%的外配膨润土进行充分混合；将粒度小于200目≥95%的赤铁矿80%与占磁铁精矿和非磁铁精矿原料总量1.05%的外配膨润土充分混合。分三次将混合好的磁铁精矿16%，赤铁精矿80%，磁铁精矿4%依次加入造球盘中造球。将造好的生球布入耐压容器中，通入压缩空气，容器压力达到7.5MPa时，保持1min，最后进行预热，干燥，焙烧和冷却。

实施例1复合造球与对比例（20%磁铁精矿与80%赤铁精矿）生产的球团矿性能对比如表1所示。

表1     实施例1复合造球与对比例球团矿性能对比表

球团矿性能	对比例	实施例1
			焙烧温度℃	1300	1290
生球抗压强度 N/个	12.2	12.3
			成品球团抗压强度 N	2460	2530

实施例2：

将总质量百分数为50%磁铁精矿与占磁铁精矿和非磁铁精矿原料总量0.63%的外配膨润土进行充分混合；将粒度小于200目≥95%的赤铁矿为30%、褐铁矿20%与占磁铁精矿和非磁铁精矿原料总量0.77%的外配膨润土充分混合。分三次将磁铁精矿20%，非磁铁精矿（赤铁矿为30%和褐铁矿20%），磁铁精矿30%依次加入造球盘中造球。将造好的生球布入耐压容器中，通入压缩空气，容器压力达到5MPa时，保持1.8min，最后进行预热，干燥，焙烧和冷却。

实施例2复合造球与对比例（20%磁铁精矿与80%赤铁精矿）生产的球团矿性能对比如表2所示。

表2    实施例2复合造球与对比例球团矿性能对比表

球团矿性能	对比例	实施例2
			焙烧温度 ℃	1290	1280
生球抗压强度 N/个	7.3	7.7
			成品球团抗压强度 N	1850	2140

实施例3：

将磁铁精矿与占磁铁精矿和非磁铁精矿原料总量0.42%的外配膨润土进行混合；将粒度小于200目≥95%的赤铁精矿、褐铁矿、菱铁矿三种精矿的混合矿与占磁铁精矿和非磁铁精矿原料总量0.88%的外配膨润土充分混合，其中磁铁精矿的总质量百分数为60%，三种非磁铁精矿的总质量百分数为40%（其中赤铁精矿20、褐铁精矿10%、菱铁矿10%），外加膨润土总质量为外配1.3%。分三次依次将磁铁精矿36%，三种非磁铁精矿的混合矿40%，磁铁精矿24%加入造球盘中造球。将造好的生球布入耐压容器中，通入压缩空气，容器压力达到3.5MPa时，保持1.5min，最后进行预热，干燥，焙烧和冷却。

实施例3复合造球与对比例（20%磁铁精矿与80%赤铁精矿）生产的球团矿性能对比如表3所示。

表3    实施例3复合造球与对比例球团矿性能对比表

球团矿性能	对比例	实施例3
			焙烧温度℃	1280	1270-1290
生球抗压强度 N/个	4.8	6.2
			成品球团抗压强度 N	1620	1970

Claims (2)

1.一种提高球团矿强度的方法，其特征在于，具体方法为：

(1)、球团原料混合：将磁铁精矿与膨润土单独混合均匀；再将非磁铁精矿与膨润土单独混合均匀；外配膨润土作为粘结剂，其质量百分比占磁铁精矿和非磁铁精矿原料总量1.3％～1.5％，其中与磁铁精矿进行混合的膨润土用量占膨润土总用量的30％～50％，与非磁铁精矿进行混合的膨润土用量占膨润土总用量的50％～70％；

(2)、造球：球团由磁铁精矿、非磁铁精矿组成，其中：磁铁精矿质量百分比为≥20％，非磁铁精矿质量百分比为≤80％；

第一次加料，先将磁铁精矿与膨润土的混合料加入造球盘中生产母核并造球，加入的磁铁精矿占磁铁精矿总加入量的40％-80％；

第二次加料，加入非磁铁精矿与膨润土的混合料，继续造球；

第三次加料，加入余下的磁铁精矿与膨润土的混合料继续造球；

(3)、球团加压和减压处理，加压压力为3-8MPa，加压时间为0.8-2min，且球团不出现破裂。

2.根据权利要求1所述的提高球团矿强度的方法，其特征在于，所述非磁铁精矿为赤铁精矿、褐铁矿、菱铁矿中的一种或两种、三种矿石的混合物，且赤铁精矿、褐铁矿、菱铁矿粒度小于200目的≥95％。