CN106916938A - 一种铬铁矿粉的烧结系统及烧结方法 - Google Patents

一种铬铁矿粉的烧结系统及烧结方法 Download PDF

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Abstract

本发明提供了一种铬铁矿粉的烧结系统及烧结方法。该系统包括：混料装置，包括原料入口和混合料出口；压块装置，包括混合料入口和团块出口，混合料入口与混料装置的混合料出口相连；裹粉装置，包括团块入口、焦粉入口和裹粉团块出口，团块入口与压块装置的团块出口相连；烧结装置，包括裹粉团块入口、烧结团块出口和点火烧嘴，裹粉团块入口与裹粉装置的裹粉团块出口相连，点火烧嘴位于烧结装置内；烧结装置为环形，点火烧嘴与裹粉团块入口形成预热干燥区，点火烧嘴与烧结团块出口形成烧结区。本发明提供的工艺简单，能耗小，成本低，制得的铬铁矿烧结团块质量好。

Description

一种铬铁矿粉的烧结系统及烧结方法
技术领域
本发明属于铁合金冶炼技术领域，具体地，涉及一种铬铁矿粉的烧结系统及烧结方法。
背景技术
铬铁冶炼时若直接用铬铁粉矿会使电炉透气性变差，恶化炉况、增加能耗，不利于电炉的安全运行，因而必须对铬铁矿粉进行预处理。目前主要的铬铁矿粉预处理有烧结法和球团焙烧法。
烧结法的原料不需要细磨处理，所得铬铁矿烧结产品疏松多孔，表面积大，反应性能好，工艺比较成熟；但由于铬铁矿熔点高，难形成低熔点的液相，铬铁矿粉粒度细，恶化料层的透气性，使得烧结法产量低，返矿率高，能耗高的缺点。
现有的球团焙烧法是将铬铁矿粉和煤粉(或焦粉)干燥、混合研磨、混料、然后外加膨润土和水造球，最后进行干燥和焙烧获得还原(氧化)球团，但要求将铬铁矿粉研磨至粒度小于0.074mm的质量分数80％，工艺需大型研磨设备，能耗大，工艺流程复杂，投资较大。
发明内容
针对现有技术的不足，本发明旨在提供一种工艺流程简单、能耗低、烧结效果好的铬铁矿粉的烧结系统及烧结方法。
本发明提供的铬铁矿粉的烧结系统，包括：
混料装置，包括原料入口和混合料出口；
压块装置，包括混合料入口和团块出口，所述混合料入口与所述混料装置的混合料出口相连；
裹粉装置，包括团块入口、焦粉入口和裹粉团块出口，所述团块入口与所述压块装置的团块出口相连；
烧结装置，包括裹粉团块入口、烧结团块出口和点火烧嘴，所述裹粉团块入口与所述裹粉装置的裹粉团块出口相连，所述点火烧嘴位于所述烧结装置内；
所述烧结装置为环形，所述点火烧嘴与所述裹粉团块入口形成预热干燥区，所述点火烧嘴与所述烧结团块出口形成烧结区。
优选地，所述烧结装置还包括热尾气入口和热尾气出口，所述热尾气入口位于所述预热干燥区的顶部，所述热尾气出口位于所述烧结区的底部，所述热尾气入口与所述热尾气出口相连。
优选地，所述裹粉团块入口与所述烧结团块出口之间的扇形区域的弧度为10°～30°。
优选地，所述预热干燥区的弧度为50°～100°。
优选地，所述烧结区的弧度为200°～250°。
本发明提供的利用上述系统烧结铬铁矿粉的方法，包括如下步骤：
将铬铁矿粉、石灰石、硅石和焦粉送入所述混料装置中混合均匀，获得混合料；
将所述混合料送入所述压块装置中制备成团块；
将所述团块送入所述裹粉装置中，在所述团块表面均匀裹覆一层焦粉，获得裹粉团块；
将所述裹粉团块送入所述烧结装置中，所述裹粉团块在所述预热干燥区干燥，然后在所述烧结区被烧结成铬铁矿烧结团块。
优选地，所述混合料中铬铁矿粉、石灰石、硅石、焦粉的质量比为1:(0.05～0.15):(0.05～0.15):(0.05～0.10)。
优选地，所述烧结装置中料层的高度为400mm～600mm。
优选地，所述团块的直径为20mm～50mm。
优选地，烧结的点火温度为1000℃～1300℃。
本发明将铬铁矿粉配料压块后在烧结装置中烧结并获得预还原，充分利用了烧结尾气余热，能耗小，成本低。
本发明中对铬铁矿粉的粒度要求低，不需要将其磨至很细，节约了能耗及处理时间。
此外，本发明采用石灰石和硅石提供烧结液相，固结铬铁矿球团，烧结矿强度高；烧结过程石灰石释放CO2形成疏松多孔的烧结矿，石灰石和硅石共同作用促进焦粉预还原铬铁矿，烧结矿还原性好，降低了后续矿热炉冶炼难度。
附图说明
图1为本发明实施例中的一种铬铁矿粉的烧结系统的结构示意图。
图2为图1所示的系统中预热干燥区和烧结区的连接关系示意图。
图3为本发明实施例中的一种烧结铬铁矿粉的工艺流程图。
具体实施方式
以下结合附图和实施例，对本发明的具体实施方式进行更加详细的说明，以便能够更好地理解本发明的方案以及其各个方面的优点。然而，以下描述的具体实施方式和实施例仅是说明的目的，而不是对本发明的限制。
图1所示为本发明提供的一种铬铁矿粉的烧结系统的结构示意图，包括混料装置1、压块装置2、裹粉装置3和烧结装置4。
本发明将铬铁矿粉配料压块后在烧结装置中烧结并获得预还原，能耗小，成本低。
混料装置1用于混合铬铁矿粉、石灰石、硅石和焦粉。混料装置1包括原料入口和混合料出口。
压块装置2用于将混合料压制成团块。压块装置2包括混合料入口和团块出口，混合料入口与混料装置1的混合料出口相连。
裹粉装置3用于在团块表面均匀裹覆一层焦粉。裹粉装置3包括团块入口、焦粉入口和裹粉团块出口，团块入口与压块装置2的团块出口相连。
烧结装置4用于将裹粉团块烧结成铬铁矿烧结团块。烧结装置4包括裹粉团块入口402、烧结团块出口403和点火烧嘴401，裹粉团块入口402与裹粉装置3的裹粉团块出口相连，点火烧嘴401位于烧结装置4内；烧结装置4为环形，点火烧嘴401与裹粉团块入口402形成预热干燥区A，点火烧嘴401与烧结团块出口403形成烧结区B。
如图1和图2所示，烧结装置4还包括热尾气入口405和热尾气出口404，热尾气入口405位于预热干燥区A的顶部，热尾气出口404位于烧结区B的底部。热尾气入口405与热尾气出口404相连。烧结区B底部抽取的热尾气通过预热干燥区A的顶部通入，预热裹粉团块后变成冷尾气，并从预热干燥区A的底部排出，充分利用了烧结尾气余热，降低成本。显然，热尾气也可不用于预热裹粉团块，另作他用，或处理后直接排出系统。
预热干燥区A的弧度越大，裹粉团块的预热时间越长，在本发明优选的实施例中，预热干燥区A的弧度为50°～100°。烧结区B的弧度越大，裹粉团块烧结的时间越长，预热时间越短，在本发明优选的实施例中，烧结区B的弧度为200°～250°。相应地，裹粉团块入口402与烧结团块出口403之间的扇形区域的弧度优选为10°～30°。
图1中所示的虚线箭头表示烧结装置4中物料的运动方向。裹粉团块从裹粉团块入口402进入烧结装置4，在预热干燥区A中首先被热尾气预热，然后再进入烧结区B进行烧结，制成铬铁矿烧结团块，从烧结团块出口403出系统，能耗小，成本低，制得的烧结团块质量好。
图3所示为本发明实施例中的一种烧结铬铁矿粉的工艺流程图，具体包括如下步骤：
混匀：将铬铁矿粉、石灰石、硅石和焦粉送入混料装置1中混合均匀，获得混合料；
压块：将混合料送入压块装置2中制备成团块；
表面裹覆：将团块送入裹粉装置3中，在团块表面均匀裹覆一层焦粉，获得裹粉团块；
烧结：将裹粉团块送入烧结装置4中，裹粉团块在预热干燥区A干燥，然后在烧结区B被烧结成铬铁矿烧结团块。
石灰石和硅石提供烧结液相，固结铬铁矿球团，烧结矿强度高；烧结过程石灰石释放CO2形成疏松多孔的烧结矿，石灰石和硅石共同作用促进焦粉预还原铬铁矿，烧结矿还原性好，降低后续矿热炉冶炼难度。在本发明优选的实施例中，混合料中铬铁矿粉、石灰石、硅石、焦粉的质量比为1:(0.05～0.15):(0.05～0.15):(0.05～0.10)。
铬铁矿粉中Cr2O3的含量越高、Cr2O3与FeO的质量比(Cr2O3/FeO)越大，制得的烧结团块质量越好。在本发明优选的实施例中，铬铁矿粉中Cr2O3≥40％，Cr2O3/FeO≥2.2。
石灰石中CaCO3的质量百分含量、硅石中SiO2的质量百分含量及焦粉中C的质量百分含量越高，制得的烧结团块质量越好。在本发明优选的实施例中石灰石中CaCO3≥90％、硅石中SiO2≥90％，焦粉中C≥80％。
铬铁矿粉、石灰石、硅石、焦粉越细，制得的团块的烧结效果越好，但会提高工艺成本，降低生产效率。在本发明优选的实施例中，混合前，铬铁矿粉、石灰石、硅石、焦粉的粒径≤1mm。
烧结装置中料层的高度太低，浪费空间；高度太大，影响烧结效果。在本发明优选的实施例中，烧结装置中料层的高度为400mm～600mm。
团块的直径在一定的粒度范围才能保证铺设料层厚度空隙大小合适，烧结效果佳。在本发明优选的实施例中，团块的直径为20mm～50mm。
烧结的点火温度太低，烧结效果不好；温度太高，浪费能源。在本发明优选的实施例中，烧结的点火温度为1000℃～1300℃。
下面参考具体实施例，对本发明进行说明。下述实施例中所取工艺条件数值均为示例性的，其可取数值范围如前述发明内容中所示。下述实施例所用的检测方法均为本行业常规的检测方法。
实施例1
采用图1所示的系统及图3所示的工艺流程制备铬铁矿烧结团块，具体如下：
准备铬铁矿、石灰石、硅石和焦粉，分别破碎至1mm以下。所用的铬铁矿中Cr2O3的质量百分含量为42.5％，Cr2O3/FeO＝2.4；石灰石中CaCO3的质量百分含量为92.3％，硅石中SiO2的质量百分含量为97.5％，焦粉中C的质量百分含量为81.5％。
按照铬铁矿粉、石灰石、硅石、焦粉的质量比为1:0.05:0.05:0.05比例在混料装置1混匀后在压块装置2中压块，团块粒度为20mm。
按照团块、焦粉的质量比为1:0.01比例，在裹粉装置3中将团块表面裹一层焦粉，获得裹粉团块。
将裹粉团块送入烧结装置4中，裹粉团块在预热干燥区A干燥，然后在烧结区B被烧结成铬铁矿烧结团块。烧结装置4中料层的高度为400mm。烧结的点火温度为1000℃。
铬铁矿烧结团块的转鼓强度为85.36％，还原膨胀率为6.82％，还原粉化率RDI+3.15大于93％。
实施例2
采用图1所示的系统及图3所示的工艺流程制备铬铁矿烧结团块，具体如下：
准备铬铁矿、石灰石、硅石和焦粉，分别破碎至1mm以下。所用的铬铁矿中Cr2O3的质量百分含量为41.5％，Cr2O3/FeO＝2.3；石灰石中CaCO3的质量百分含量为91.5％，硅石中SiO2的质量百分含量为93.2％，焦粉中C的质量百分含量为82.4％。
按照铬铁矿粉、石灰石、硅石、焦粉的质量比为1:0.15:0.1:0.08比例在混料装置1混匀后在压块装置2中压块，团块粒度为30mm。
按照团块、焦粉的质量比为1:0.02比例，在裹粉装置3中将团块表面裹一层焦粉，获得裹粉团块。
将裹粉团块送入烧结装置4中，裹粉团块在预热干燥区A干燥，然后在烧结区B被烧结成铬铁矿烧结团块。烧结装置4中料层的高度为500mm。烧结的点火温度为1300℃。
铬铁矿烧结团块的转鼓强度为85.06％，还原膨胀率为7.12％，还原粉化率RDI+3.15大于92％。
实施例3
采用图1所示的系统及图3所示的工艺流程制备铬铁矿烧结团块，具体如下：
准备铬铁矿、石灰石、硅石和焦粉，分别破碎至1mm以下。所用的铬铁矿中Cr2O3的质量百分含量为45.8％，Cr2O3/FeO＝2.5；石灰石中CaCO3的质量百分含量为92.6％，硅石中SiO2的质量百分含量为91.8％，焦粉中C的质量百分含量为83.5％。
按照铬铁矿粉、石灰石、硅石、焦粉的质量比为1:0.1:0.15:0.10比例在混料装置1混匀后在压块装置2中压块，团块粒度为50mm。
按照团块、焦粉的质量比为1:0.02比例，在裹粉装置3中将团块表面裹一层焦粉，获得裹粉团块。
将裹粉团块送入烧结装置4中，裹粉团块在预热干燥区A干燥，然后在烧结区B被烧结成铬铁矿烧结团块。烧结装置4中料层的高度为600mm。烧结的点火温度为1200℃。
铬铁矿烧结团块的转鼓强度为84.18％，还原膨胀率为7.79％，还原粉化率RDI+3.15大于90％。
从上述实施例可知，本发明的工艺简单，能耗小，成本低，制得的铬铁矿烧结团块质量好。
综上，本发明采用石灰石和硅石提供烧结液相，固结铬铁矿球团，烧结矿强度高；烧结过程石灰石释放CO2形成疏松多孔的烧结矿，石灰石和硅石共同作用促进焦粉预还原铬铁矿，烧结矿还原性好，降低了后续矿热炉冶炼难度。
显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明本发明所作的举例，而并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引申出的显而易见的变化或变动仍处于本发明的保护范围之中。

Claims (10)

1.一种铬铁矿粉的烧结系统，其特征在于，包括：
混料装置，包括原料入口和混合料出口；
压块装置，包括混合料入口和团块出口，所述混合料入口与所述混料装置的混合料出口相连；
裹粉装置，包括团块入口、焦粉入口和裹粉团块出口，所述团块入口与所述压块装置的团块出口相连；
烧结装置，包括裹粉团块入口、烧结团块出口和点火烧嘴，所述裹粉团块入口与所述裹粉装置的裹粉团块出口相连，所述点火烧嘴位于所述烧结装置内；
所述烧结装置为环形，所述点火烧嘴与所述裹粉团块入口形成预热干燥区，所述点火烧嘴与所述烧结团块出口形成烧结区。
2.根据权利要求1所述的烧结系统，其特征在于，所述烧结装置还包括热尾气入口和热尾气出口，所述热尾气入口位于所述预热干燥区的顶部，所述热尾气出口位于所述烧结区的底部，所述热尾气入口与所述热尾气出口相连。
3.根据权利要求1所述的烧结系统，其特征在于，所述裹粉团块入口与所述烧结团块出口之间的扇形区域的弧度为10°～30°。
4.根据权利要求1所述的烧结系统，其特征在于，所述预热干燥区的弧度为50°～100°。
5.根据权利要求1所述的烧结系统，其特征在于，所述烧结区的弧度为200°～250°。
6.一种利用权利要求1～5中任一所述系统烧结铬铁矿粉的方法，其特征在于，包括如下步骤：
将铬铁矿粉、石灰石、硅石和焦粉送入所述混料装置中混合均匀，获得混合料；
将所述混合料送入所述压块装置中制备成团块；
将所述团块送入所述裹粉装置中，在所述团块表面均匀裹覆一层焦粉，获得裹粉团块；
将所述裹粉团块送入所述烧结装置中，所述裹粉团块在所述预热干燥区干燥，然后在所述烧结区被烧结成铬铁矿烧结团块。
7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述混合料中铬铁矿粉、石灰石、硅石、焦粉的质量比为1:(0.05～0.15):(0.05～0.15):(0.05～0.10)。
8.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述烧结装置中料层的高度为400mm～600mm。
9.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述团块的直径为20mm～50mm。
10.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，烧结的点火温度为1000℃～1300℃。
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