CN105087907B

CN105087907B - 一种铬铁粉矿烧结工艺

Info

Publication number: CN105087907B
Application number: CN201510624427.3A
Authority: CN
Inventors: 王惠永; 吕韬; 李谦
Original assignee: Beris Engineering and Research Corp
Current assignee: Beris Engineering and Research Corp
Priority date: 2015-09-25
Filing date: 2015-09-25
Publication date: 2018-02-13
Anticipated expiration: 2035-09-25
Also published as: CN105087907A

Abstract

本发明提供一种铬铁粉矿烧结工艺，其工作过程是，将粗粉和细粉进行筛分，然后将细粉冷压制球，将粗粉混料，然后将粗粉和细粉混合共同进行烧结筛分，并采用富氧烧结技术。采用了本烧结工艺方法后，铬铁粉矿无需细磨，相比球团法工艺流程简单，方案整体耗水量要小，烧结燃耗也相应减小；提高了烧结产能和烧结矿成品率。

Description

一种铬铁粉矿烧结工艺

技术领域

本发明涉及一种铁合金冶炼技术领域的烧结工艺，尤其涉及一种铬铁粉矿烧结工艺。

背景技术

铬铁矿是铁合金生产高碳铬铁的重要原料。目前铬铁矿中块矿约占20％，粉矿(<8mm)约占80％，而且比较便宜。

采用封闭电炉冶炼铬铁粉矿时，需要对铬铁粉矿进行预处理，否则会使电炉透气性变差、炉况恶化、能耗增加并且威胁电炉运行安全。目前适宜封闭电炉冶炼的铬铁粉矿预处理技术主要有烧结法、球团焙烧法。烧结处理的原料粒度范围广，不需要细磨处理。铬铁粉矿烧结产品结构疏松多孔，表面积大，反应性能好，热稳定性和还原性较好，有利于封闭电炉的强化冶炼。尽管烧结工艺比较成熟，但是铬铁粉的烧结效果并不好，其原因是铬铁矿本身的熔点温度高，难以形成低熔点的液相。另外，铬铁粉矿粒度较细，恶化料层的透气性，增加了烧结难度，所以烧结法存在产量低、返矿率高、燃耗高的缺点。工业生产表明，铬铁粉矿采用普通烧结时烧结机利用系数<0.8t/(m²·h)，返矿率高达30％。

球团焙烧法主要包括预还原球团法和氧化球团法。预还原球团法为日本开发的技术，其工艺流程是将铬铁粉矿和煤粉(或焦粉)干燥、混合研磨、混料、然后外加膨润土和水在圆盘造球机上造球，之后球团在链篦机中干燥预热，最后输送至回转窑进行预还原焙烧。氧化球团法为芬兰开发的工艺，其流程是铬粉矿先采用湿法研磨，后经压滤脱水，然后外加膨润土、焦粉、水，用圆筒机制成球团，之后球团在焙烧机中完成氧化焙烧。预还原球团法和氧化球团法均是采用先制球团后焙烧球团的方法。二者生产的球团产品都适宜封闭电炉的冶炼，但是这两种球团法均要求铬铁粉矿研磨粒度≤0.074mm(200目)的粉末质量分数～80％，所以工艺设备都包含有大型研磨设备，其研磨设备能耗较大。另外，预还原球团法和氧化球团法两种工艺流程复杂，相比烧结法，投资巨大。

授权公告号CN101705356B的专利申请《一种铬铁矿粉烧结工艺》公开了一种铬铁矿粉烧结工艺，但是该工艺方案需要将所有原料磨细，特别要求矿粉细磨至-0.074mm>65％，因此增加了烧结工艺的步骤，同时由于研磨需要采用研磨机，因此提高了工艺成本，降低了工艺效率。

因此本领域的技术人员一直在寻求一种更好的能够避免采用研磨机的对铬铁粉矿的烧结预处理方法。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种工艺流程简单、技术可靠、节省投资、提高烧结矿产量、适宜封闭电炉冶炼的铬铁粉矿烧结工艺，其基本原理是，将粗粉和细粉进行筛分，然后将细粉冷压制球，然后将粗粉和细粉混合共同进行烧结。

第一步骤：将铬铁粉矿原料进行筛分，筛选后分为较粗的粉料(简称粗粉)和较细的粉料(简称细粉)。铬铁粉矿中细粉的质量分数占原料的10～60％，细粉的粒度优选-0.18mm。铬铁粉矿受料、烧结、冶炼等工序产生粒度很小的除尘灰也可以作为细粉原料。同造球工艺相比，压球工艺不需要润磨，对原料的粒度要求不是很严格，小于1mm的原料基本都可以加压成型，但原料的粒度越细，越有利于铬铁矿的烧结效果。

第二步骤：包括有细粉冷压制球和粗粉混料。其中，细粉冷压制球将细粉、固体燃料、粘接剂配料，固体燃料粒度＜0.2mm，然后在混料机中混合均匀，混合生料的同时加水润湿，之后生料经过高压压球机冷压成型，冷压球团直径为12～40mm；固体燃料优选焦粉或兰炭末；粘接剂选用石灰、水泥熟料粉其中的一种或者是两者的混合料；其中冷压球团各组分配比控制为：细粉料为86％～94％，固体燃料为1％～5％，粘接剂为1％～3％，水分为4％～6％。粗粉混料。其中，粗粉混料是将粗粉、固体燃料、粘接剂进行配料，固体燃料粒度＜1mm，然后在混料机中混合均匀，混合生料的同时加水润湿。固体燃料优选焦粉和兰炭末，粘接剂选用石灰、水泥熟料粉、膨润土其中的一种或者是三者的混合料，其中粗粉生料各组分配比为：粗粉为82％～90％，固体燃料为1％～5％，粘接剂为1％～3％，水分为8％～12％。

第三步骤：混合烧结。将冷压球和粗粉生料一起混合布料后，在烧结机中共同完成烧结。高密度大颗粒的冷压球置于疏松小颗粒的粗粉生料层中，起到了支撑作用，并且改善了料层透气性。烧结采用富氧烧结，具体方法为在点火炉后连续喷吹氧气，单位烧结面积喷吹氧气流量为3～40m³/(㎡·h)，氧气纯度≥30％，喷吹压力>6kPa。富氧烧结通过提高抽入料层空气中的含氧量，使固体燃烧更充分，提高了烧结强度，有利于烧结液相的生成和增加，这不仅提高了烧结矿的成品率，而且可以实现厚料层烧结，增加了烧结设备利用系数。

铬铁矿本身熔点高，不易形成液相，烧结效果差。为进一步提高烧结温度，促进烧结液相的生成，点火保温炉可采用富氧燃烧技术，具体方法为在点火保温炉的助燃空气总管上掺入富氧，富氧的氧气浓度≥30％，点火保温炉燃气燃烧所需的助燃空气中氧气浓度应达到25％以上。掺入富氧的压力＞6kPa，且压力高于点火保温炉助燃空气总管压力0.5～5kPa。烧结点火温度＞1200℃。

最终热烧结矿经过冷却，破碎、筛分、得到粒度0～6mm作为返矿料，粒度10～80mm作为成品矿。选用粒度6～20mm作为铺底料。烧结成品矿用于封闭电炉冶炼高碳铬铁。

与现有技术相比，本发明主要具有如下优点：1、铬铁粉矿无需细磨，相比球团法工艺流程简单；2、一般冷压制球中含水量为4％～6％，而常规烧结、球团法烧结中生料含水量为8％～12％。由于本发明铬铁粉矿中细粉采用耗水量小的冷压制球，所以方案整体耗水量要小，烧结燃耗也相应减小；3，冷压球和粗粉生料一起共同烧结，改善了料层的透气性，并采用富氧烧结强化烧结强度，因此提高了烧结产能和烧结矿成品率。与常规烧结法相比，本发明可以提高烧结机利用系数>0.1t/(m²·h)，成品率提高>3％；4、本发明完全利用铬铁粉矿进行烧结，满足大型封闭电炉的工艺要求。

附图说明

图1为本发明所述铬铁粉矿烧结工艺的原理示意图；

图2为本发明所述铬铁粉矿烧结工艺流程图。

具体实施方式

为了更好的理解本发明所述铬铁粉矿的烧结工艺，下面结合附图以及实际工况，对本发明的一个具体实施例进行详细描述。

下面为其一种铬铁粉矿在不同烧结工艺下所得的不同结果：

某铬铁粉矿品味为42％Cr₂O₃，水分含量<4％，其中粒度为-0.125mm的占40％。若铬铁粉矿全部采用常规烧结，烧结机利用系数为0.6t/(m²·h)，成品率为67％。

采用本发明所述的烧结工艺，具体步骤如下：

首先将原料筛分，得到粒度为-0.125mm(占20％)的细粉，余下的原料作为粗粉。

然后，将细粉、焦粉、粘接剂进行配料，其中焦粉粒度＜0.2mm，并在轮碾机中混合均匀，混合生料的同时加水润湿，粘接剂选用了水泥熟粉料；混合均匀的生料经过高压压球机冷压成型，球团尺寸大小为40x30x20mm，其中生球各组分配比控制为：细粉为90％，焦粉为2％，粘接剂为3％，水分为5％。将粗粉、焦粉、粘接剂进行配料，其中焦粉粒度＜1mm，并在圆筒混合机进行混料；粘接剂选用水泥熟料粉和膨润土的混合料；混料各组分配比控制为：粗粉为86％，焦粉3％，粘接剂2％，水分11％；

接着，将冷压球和粗粉混料在带式烧结机上进行混合布料，共同完成烧结。将烧结矿中粒度5～20mm的作为辅底料，辅底厚度>80mm；烧结料层总厚度为>300mm；烧结点火温度为1200℃～1300℃，点火时间为1.5～3min，抽风负压为12kPa。点火保温炉采用富氧燃烧，具体方法为在点火保温炉的助燃空气总管上掺入富氧，富氧的氧气浓度≥30％，点火保温炉燃气燃烧所需的助燃空气中氧气浓度为26％，助燃空气总管压力为6kPa，掺入富氧压力为7.5kPa。点火后采用连续喷吹氧气，单位烧结面积喷吹氧气流量为～6m³/(m²·h)，氧气纯度≥30％，喷吹压力为8kPa；通过这种烧结工艺，烧结机的利用系数为>0.7t/(m²·h)，成品率>70％。

通过上述实施例可以看出，采用本发明所述的烧结工艺与传统的烧结工艺相比，烧结机的利用系数和成品率具有了很大的改善。

以上所述仅是本发明所述烧结工艺的一种具体实施情况，应当指出，对于相关领域的技术人员来说，在不脱离本发明所述烧结工艺原理的前提下，做出的细微变型和改进，也应视为属于发明的保护范围。

Claims

1.一种铬铁粉矿烧结工艺，其包括有如下步骤：

第一步骤：筛分，将铬铁矿粉原料进行筛分，筛选后分为粗粉和细粉，细粉的粒度<0.18mm；

第二步骤：细粉冷压制球，将细粉、固体燃料、粘接剂配料，各组分配比控制为：细粉料为86％～94％，固体燃料为1％～5％，粘接剂为1％～3％，水分为4％～6％，其中固体燃料粒度＜0.2mm，然后在混料机中混合均匀，混合生料的同时加水润湿，之后生料经过高压压球机冷压成型，冷压球团(1)直径为12～40mm；粗粉混料，将粗粉、固体燃料、粘接剂进行配料，其中固体燃料粒度＜1mm，然后在圆筒混料机中混合均匀形成粗粉生料(2)，混合生料的同时加水润湿；

第三步骤：混合烧结，将第二步骤所得的冷压球团(1)和粗粉生料(2)一起混合布料后，采用富氧烧结，共同完成烧结。

2.如权利要求1所述的铬铁粉矿烧结工艺，其中，所述第二步骤细粉冷压制球中所述的固体燃料为焦粉或兰炭末；粘接剂选用石灰、水泥熟料粉其中的一种或者是两者的混合料。

3.如权利要求1所述的铬铁粉矿烧结工艺，其中，所述第二步骤粗粉混料中所述的固体燃料为焦粉和兰炭末，粘接剂选用石灰、水泥熟料粉、膨润土其中的一种或者是三者的混合料。

4.如权利要求1所述的铬铁粉矿烧结工艺，其中，所述第二步骤粗粉混料中所述的粗粉生料(2)各组分配比为：粗粉为82％～90％，固体燃料为1％～5％，粘接剂为1％～3％，水分为8％～12％。

5.如权利要求1所述的铬铁粉矿烧结工艺，其中，所述第三步骤中，在点火炉后连续喷吹氧气，单位烧结面积喷吹氧气流量为3～40m³/(㎡·h)，氧气纯度≥30％，喷吹压力>6kPa，通过提高抽入料层空气中的含氧量保证富氧烧结；点火保温炉采用富氧燃烧，点火保温炉燃气燃烧所需的助燃空气中氧气浓度应达到25％以上，烧结点火温度＞1200℃。

6.如权利要求1所述的铬铁粉矿烧结工艺，其中，所述第二步骤的细粉冷压制球中，所述冷压球团(1)各组分配比控制为：细粉为90％，焦粉为2％，粘接剂为3％，水分为5％。

7.如权利要求4所述的铬铁粉矿烧结工艺，其中，所述第二步骤的粗粉生料(2)中各组分配比控制为：粗粉为86％，焦粉3％，粘接剂2％，水分11％。

8.如权利要求5所述的铬铁粉矿烧结工艺，其中，在点火炉后连续喷吹氧气，单位烧结面积喷吹氧气流量为6m³/(㎡·h)，氧气纯度≥30％，喷吹压力为8kPa。