CN104630451A - 一种高铬型钒钛烧结混合球料的制备方法 - Google Patents

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Abstract

一种高铬型钒钛烧结混合球料的制备方法，属于冶金技术领域，按以下步骤进行：（1）准备原料，其中高铬型钒钛磁铁精矿占总重量的10~60%，生石灰占总重量的2.0~5.0%，菱镁石粉占总重量的0.5~4.5%，返矿占总重量的10~30%，其余为铁矿粉；（2）将原料与燃料制成混合料；（3）准备制粒用水；（4）向混合料中加入部分制粒用水，混合获得润湿混合料；（5）将润湿混合料装入圆筒制粒机，加入剩余的制粒用水进行制粒，获得高铬型钒钛烧结混合球料。本发明不需要对制粒工艺进行改造，也无需添加剂，基于现有的制粒工艺优化，使得高铬型钒钛混合球料的粒度性能大大提高。

Description

一种高铬型钒钛烧结混合球料的制备方法
技术领域
本发明属于冶金技术领域，特别涉及一种高铬型钒钛烧结混合球料的制备方法。
背景技术
制粒工艺是烧结进行前的一个非常重要的环节，它主要将铁矿粉、熔剂和燃料在圆筒（圆盘）等制粒设备上翻转从而形成混合均匀且具有一定强度以及粒度组成的小球，该过程决定了铁矿粉烧结混合料粒度性能，从而影响着烧结过程的气氛及热量分布，进而影响了烧结矿的质量、产率以及矿物组成。高铬型钒钛磁铁矿表面光滑，亲水性差，其边角光滑呈“垂直状”，结构致密，没有过多细微颗粒以及孔隙，导致其混合料制粒困难、粒度性能较差，制约了高铬型钒钛混合料的烧结过程以及产质量的提高。因此，优化其混合料粒度性能，提高其烧结矿的性能及产质量，降低生产成本是目前急需解决的问题。
发明内容
本发明的目的是提供一种高铬型钒钛烧结混合球料的制备方法，通过将高铬型钒钛磁铁精矿与其他矿按设定方案配料，然后加入燃料制粒，控制制粒过程，在不加入添加剂的情况下，提高烧结混合料的拟似粒化指数及制粒效率。
本发明的高铬型钒钛烧结混合球料的制备方法按以下步骤进行：
1、准备原料，其中高铬型钒钛磁铁精矿占总重量的10~60%，生石灰占总重量的2.0~5.0%，石灰石0~15.0%，菱镁石粉占总重量的0.5~4.5%，返矿占总重量的10~30%，其余为铁矿粉；
2、将全部原料与燃料混合均匀制成混合料，燃料为全部原料总重量的3.5~5.5%，所述的燃料为焦粉和/或无烟煤；
3、准备制粒用水，制粒用水占混合料总重量的6.0~9.0%；
4、向混合料中加入部分制粒用水，加入的制粒用水占全部制粒用水的40~80%，进行混合润湿，时间为2~12min，获得润湿混合料；
5、将润湿混合料装入圆筒制粒机，控制充填率在10~20%；然后加入剩余的制粒用水，并在转速为10~20r/min条件下进行制粒，时间为2~12min，获得高铬型钒钛烧结混合球料。
上述方法中，高铬型钒钛磁铁精矿的铁品位TFe为50~68%，按重量百分比含SiO2 1.5~6.0%，CaO 0.2~3.0%，MgO 0.2~3.0%，Al2O3 0.2~3.5%，TiO2 3.0~8.0%，V2O5 0.5~1.5%，Cr2O3 0.4~1.2%，粒度≤0.5mm。
 上述方法获得的高铬型钒钛烧结混合球料用烧结机进行烧结，烧结时点火温度为1100~1150℃，点火时间为60~120s，点火负压为5000~8000Pa，烧结负压为10000~16000Pa；当烧结废气温度开始下降时完成烧结；获得的烧结矿转鼓指数为58~60%，成品率70~75%。
上述的铁矿粉的铁品位TFe为45.0~65.0%，粒度≤0.5mm。
上述的燃料的粒度≤3mm，含碳量≥80%。
上述的生石灰和菱镁石粉的粒度≤3mm。
上述方法获得的高铬型钒钛烧结混合球料的平均粒度d为2~3mm，拟似粒化指数GI0 70~72，制粒效率E 85~90%，抗粉化指数B 63~66%。
制粒效果考察评价指标主要有两个方面：一个是制粒后粒度小球的质量，主要包括平均粒径d、拟似粒化指数GI、制粒效率E和抗粉化指数B；另一个是透气性指数P，由于缺少直接测量待烧结混合料透气性的设备，主要通过制粒小球的粒度特点结合透气性公式进行理论分析；
制粒小球的平均粒径d的计算公式为：；
式中：w i为某一粒级物料的质量分数；di为某一粒级物料的平均粒径，mm；
拟似粒化指数GI的计算公式为：；
式中：A1和B1分别是制粒前后0.5~0.25mm粒级的质量分数；A2和B2分别是制粒前后-0.25mml粒级的质量分数；一般采用公式右边第二项来评价，计算公式为：
；
制粒效率E的计算公式为：E；
式中：q1和q2分别是制粒前后+3mm粒级的质量分数；
抗粉化指数B的计算公式为：；
式中：W0是制粒前混合料中-0.25mm粒级的质量百分数，W1是制粒后混合料中-0.25mm粒级的质量百分数，W2是制粒后混合料经强度试验后，-0.25mm粒级的质量百分数；所述的强度试验是将制粒之后的烧结混合料烘干，放入Ф150 mm×800 mm小转筒中，转速30r/min，转3周。
本发明的特点在于不需要对制粒工艺进行改造，也无需添加剂，仅仅基于现有的制粒工艺进行优化，从而优化了粒度性能差的高铬型钒钛混合料的粒度性能，通过用生石灰代替部分（全部）石灰石，并在制粒前进行混合料润湿，使得混合料能够充分润湿，同时物料中的生石灰与水反应生成氢氧化钙溶胶，提高混合料的粘性，使得高铬型钒钛烧结混合球料的粒度性能提高，解决了制约高铬型钒钛混合料烧结的粒度性能差的问题。
附图说明
图1为本发明实施例1中获得的高铬型钒钛烧结混合球料与对比实验获得的混合料小球的性能对比结果图；图中，1为对比实验获得的混合料小球，2为本发明的方法获得的高铬型钒钛烧结混合球料，d为平均粒径，GI0为拟似粒化指数，E为制粒效率，B为抗粉化指数。
具体实施方式
本发明实施例中采用的高铬型钒钛磁铁精矿的铁品位TFe为50~68%，按重量百分比含SiO2 1.5~6.0%，CaO 0.2~3.0%，MgO 0.2~3.0 %，Al2O3 0.2~3.5%，TiO2 3.0~8.0%，V2O5 0.5~1.5%，Cr2O3 0.4~1.2%，粒度≤0.5mm。
本发明实施例中采用的铁矿粉的铁品位TFe为45.0~65.0%，粒度≤0.5mm。
本发明实施例中采用的生石灰和菱镁石粉为市购，粒度≤3mm。
本发明实施例中采用的焦粉和无烟煤的粒度≤3mm，含碳量不低于80%。
本发明实施例中转鼓指数和成品率按GB8209-87标准进行测试，低温还原粉化指数按GB/T13242-91标准进行测试。
本发明实施例中点火是通入天然气和空气点火。
本发明实施例中的高铬型钒钛烧结混合球料用烧结机进行烧结，烧结时点火温度为1100~1150℃，点火时间为60~120s，点火负压为5000~8000Pa，烧结负压为10000~16000Pa；当烧结废气温度开始下降时完成烧结；高铬型钒钛烧结混合球料完成烧结后获得的烧结矿转鼓指数为58~60%，成品率70~75%。
本发明实施例中的返矿是将高铬型钒钛磁铁精矿、生石灰、菱镁石粉和铁矿粉作为原料，原料中高铬型钒钛磁铁精矿占总重量的10~60%，生石灰占总重量的2.0~5.0%，菱镁石粉占总重量的0.5~4.5%，其余为铁矿粉；准备占原料总重量3.5~5.5%的燃料；将原料与燃料混合后加水制粒，制粒用水占混合料总重量的6.0~9.0%；制成返矿待烧结球料；将返矿待烧结球料用烧结机进行烧结，烧结时点火温度为1100~1150℃，点火时间为60~120s，点火负压为5000~8000Pa，烧结负压为10000~16000Pa；当烧结废气温度开始下降时完成烧结；获得的返矿烧结料破碎至粒度≤5mm，制成返矿；以后每次烧结后获得的粒度≤5mm的部分物料作为返矿。
实施例1
准备原料，其中高铬型钒钛磁铁精矿占总重量的50%，生石灰占总重量的5.0%，菱镁石粉占总重量的2%，返矿占总重量的14%，其余为铁矿粉；
将全部原料与燃料混合均匀制成混合料，燃料为全部原料总重量的5%，所述的燃料为焦粉；
准备制粒用水，制粒用水占混合料总重量的6.0%；
向混合料中加入部分制粒用水，加入的制粒用水占全部制粒用水的40%，进行混合润湿，时间为2min，获得润湿混合料；
将润湿混合料装入圆筒制粒机，控制充填率在10%；然后加入剩余的制粒用水，并在转速为10~20r/min条件下进行制粒，时间为12min，获得高铬型钒钛烧结混合球料，平均粒度d为2.56mm，拟似粒化指数GI0 71，制粒效率E 89%，抗粉化指数B 66%；
高铬型钒钛烧结混合球料用烧结机进行烧结，烧结时点火温度为1100~1150℃，点火时间为60~120s，点火负压为5000~8000Pa，烧结负压为10000~16000Pa；当烧结废气温度开始下降时完成烧结；获得的烧结矿转鼓指数为58%，成品率75%；
采用传统技术按上述方式制备混合球料，原料中高铬型钒钛磁铁精矿占总重量的50%，不加生石灰，石灰石占总重量的15%，菱镁石粉占总重量的2%，返矿占总重量的14%，其余为铁矿粉；将全部原料与燃料混合均匀制成混合料，燃料为全部原料总重量的5%；准备制粒用水，制粒用水占混合料总重量的6.0%；不进行润湿直接加水制成对比试验混合球料，平均粒度d为2.05mm，拟似粒化指数GI0 64，制粒效率E 44%，抗粉化指数B 50%。
实施例2
准备原料，其中高铬型钒钛磁铁精矿占总重量的10%，生石灰占总重量的2.0%，菱镁石粉占总重量的2.5%，返矿占总重量的30%，其余为铁矿粉；
将全部原料与燃料混合均匀制成混合料，燃料为全部原料总重量的3.5%，所述的燃料为无烟煤；
准备制粒用水，制粒用水占混合料总重量的7.0%；
向混合料中加入部分制粒用水，加入的制粒用水占全部制粒用水的50%，进行混合润湿，时间为5min，获得润湿混合料；
将润湿混合料装入圆筒制粒机，控制充填率在15%；然后加入剩余的制粒用水，并在转速为10~20r/min条件下进行制粒，时间为10min，获得高铬型钒钛烧结混合球料，平均粒度d为2.94mm，拟似粒化指数GI0 70，制粒效率E90%，抗粉化指数B 65%；
将高铬型钒钛烧结混合球料用烧结机进行烧结，烧结时点火温度为1100~1150℃，点火时间为60~120s，点火负压为5000~8000Pa，烧结负压为10000~16000Pa；当烧结废气温度开始下降时完成烧结；获得的烧结矿转鼓指数为59%，成品率70%。
实施例3
准备原料，其中高铬型钒钛磁铁精矿占总重量的60%，生石灰占总重量的3.0%，菱镁石粉占总重量的0.5%，返矿占总重量的10%，其余为铁矿粉；
将全部原料与燃料混合均匀制成混合料，燃料为全部原料总重量的5.5%，所述的燃料为焦粉和无烟煤；
准备制粒用水，制粒用水占混合料总重量的8.0%；
向混合料中加入部分制粒用水，加入的制粒用水占全部制粒用水的60%，进行混合润湿，时间为8min，获得润湿混合料；
将润湿混合料装入圆筒制粒机，控制充填率在20%；然后加入剩余的制粒用水，并在转速为10~20r/min条件下进行制粒，时间为6min，获得高铬型钒钛烧结混合球料，平均粒度d为2.02mm，拟似粒化指数GI0 72，制粒效率E 85%，抗粉化指数B 64%；
将高铬型钒钛烧结混合球料用烧结机进行烧结，烧结时点火温度为1100~1150℃，点火时间为60~120s，点火负压为5000~8000Pa，烧结负压为10000~16000Pa；当烧结废气温度开始下降时完成烧结；获得的烧结矿转鼓指数为60%，成品率73%。
实施例4
准备原料，其中高铬型钒钛磁铁精矿占总重量的40%，生石灰占总重量的4.0%，菱镁石粉占总重量的1%，返矿占总重量的22%，其余为铁矿粉；
将全部原料与燃料混合均匀制成混合料，燃料为全部原料总重量的4.1%，所述的燃料为焦粉和无烟煤；
准备制粒用水，制粒用水占混合料总重量的9.0%；
向混合料中加入部分制粒用水，加入的制粒用水占全部制粒用水的80%，进行混合润湿，时间为12min，获得润湿混合料；
将润湿混合料装入圆筒制粒机，控制充填率在15%；然后加入剩余的制粒用水，并在转速为10~20r/min条件下进行制粒，时间为2min，获得高铬型钒钛烧结混合球料，平均粒度d为2.47mm，拟似粒化指数GI0 72，制粒效率E 87%，抗粉化指数B 63%；
将高铬型钒钛烧结混合球料用烧结机进行烧结，烧结时点火温度为1100~1150℃，点火时间为60~120s，点火负压为5000~8000Pa，烧结负压为10000~16000Pa；当烧结废气温度开始下降时完成烧结；获得的烧结矿转鼓指数为60%，成品率72%。

Claims (5)

1.一种高铬型钒钛烧结混合球料的制备方法，其特征在于按以下步骤进行：
（1）准备原料，其中高铬型钒钛磁铁精矿占总重量的10~60%，生石灰占总重量的2.0~5.0%，菱镁石粉占总重量的0.5~4.5%，返矿占总重量的10~30%，其余为铁矿粉；
（2）将全部原料与燃料混合均匀制成混合料，燃料为全部原料总重量的3.5~5.5%，所述的燃料为焦粉和/或无烟煤；
（3）准备制粒用水，制粒用水占混合料总重量的6.0~9.0%；
（4）向混合料中加入部分制粒用水，加入的制粒用水占全部制粒用水的40~80%，进行混合润湿，时间为2~12min，获得润湿混合料；
（5）将润湿混合料装入圆筒制粒机，控制充填率在10~20%；然后加入剩余的制粒用水，并在转速为10~20r/min条件下进行制粒，时间为2~12min，获得高铬型钒钛烧结混合球料。
2.根据权利要求1所述的一种高铬型钒钛烧结混合球料的制备方法，其特征在于所述的高铬型钒钛磁铁精矿的铁品位TFe为50~68%，按重量百分比含SiO2 1.5~6.0%，CaO 0.2~3.0%，MgO 0.2~3.0%，Al2O3 0.2~3.5%，TiO2 3.0~8.0%，V2O5 0.5~1.5%，Cr2O3 0.4~1.2%，粒度≤0.5mm。
3.根据权利要求1所述的一种高铬型钒钛烧结混合球料的制备方法，其特征在于获得的高铬型钒钛烧结混合球料用烧结机进行烧结，烧结时点火温度为1100~1150℃，点火时间为60~120s，点火负压为5000~8000Pa，烧结负压为10000~16000Pa；当烧结废气温度开始下降时完成烧结；获得的烧结矿转鼓指数为58~60%，成品率70~75%。
4.根据权利要求1所述的一种高铬型钒钛烧结混合球料的制备方法，其特征在于所述的铁矿粉的铁品位TFe为45.0~65.0%，粒度≤0.5mm。
5.根据权利要求1所述的一种高铬型钒钛烧结混合球料的制备方法，其特征在于所述的高铬型钒钛烧结混合球料的平均粒度d为2~3mm，拟似粒化指数GI0 70~72，制粒效率E 85~90%，抗粉化指数B 63~66%。
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