CN107881338A - 一种自熔性钒钛球团的制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种自熔性钒钛球团的制备方法，属于钢铁冶金领域。一种自熔性钒钛球团矿的制备方法，该方法包括以下步骤：A、将钒钛精矿、熔剂和膨润土按质量比为96～98：2～2.5：0～1.5混合均匀，然后进行造球，得生球；B、对步骤A所得生球进行筛分，得粒度为8～16mm的合格生球；C、步骤B所得合格生球经焙烧、冷却，得自熔性钒钛球团。本发明方法以高钛的钒钛磁铁精矿、熔剂和/或膨润土为原料，生产出一种优质的自熔性钒钛球团，可作为高炉的原料，从而降低生铁成本。

Description

一种自熔性钒钛球团的制备方法

技术领域

本发明属于钢铁冶金领域，具体涉及一种自熔性钒钛球团的制备方法。

背景技术

由于钒钛磁铁矿中铁钛共生的矿物结构，导致钒钛磁铁矿中铁含量较低，钛含量较高，在烧结的过程中，TiO₂和熔剂中的CaO反应会生成钙钛矿，钙钛矿硬而脆的特性降低了烧结矿的强度，恶化了烧结矿质量，导致了烧结矿总返矿率高，增加了烧结加工成本；同时由于钒钛磁铁矿中铁含量较低，进入高炉后，降低了高炉的入炉品位，不利于提高高炉的生铁产量。因此，为改善这一情况，建议使用球团矿替代烧结矿。而且，目前攀钢高炉均属于碱性炉渣冶炼的制度，当球团替代烧结比例提高后，现在的酸性球团无法满足碱性炉渣的冶炼要求，因此，需要生产自熔性球团来平衡炉渣碱度。

专利CN201010600752.3公开了一种镁质自熔性球团矿及其制备方法：在含铁原料中外加2～4wt％的镁砂和1～2wt％的膨润土并充分混匀，混匀后的混合料中的水分含量为5～10wt％；润磨1～8min，造球，干燥，然后在温度为800～1000℃条件下预热，预热时间为10～20min；最后在温度为1180～1300℃条件下焙烧，焙烧时间为15～35min；制备的镁质自熔性球团矿，TFe≥59wt％，MgO＞2wt％，三元碱度＞0.8wt％；成品球团矿抗压强度≥2500N/P；但该专利方法属于普通精矿生产镁质球团，难以应用于生产难度更高的高钛型钒钛球团。

专利CN201410143276.5公开了一种高炉用熔剂性复合含碳球团的生产方法：混合料A原料组成为铁精矿65～80％，粘接剂1～2％，含碳材料10～20％，并添加熔剂使混合料A的(CaO+MgO)/SiO₂为1～1.4；将混合料A加水混匀后制成粒度为5～7mm的自熔性球团核；混合料B原料组成为铁精矿75～85％，粘接剂1～2％，含碳材料5～15％，添加熔剂使混合料B的(CaO+MgO)/SiO₂为0.2～0.5；将自熔性球团核放入造球机中，添加混合料B继续造球，制得粒度为10～16mm的含碳球团生球；对生球焙烧后制得成品熔剂性复合含碳球团；该含碳球团属于自熔性含碳球团，其中含碳材料配比较高，而铁精矿配比较低，因此其铁量偏低，应用与高炉经济性差。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种制备自熔性钒钛球团矿的新方法，采用该方法所得自熔性球团可以直接替代目前高炉使用的酸性球团，从而降低生铁成本。

本发明解决上述技术问题所采用的技术方案是提供了一种自熔性钒钛球团矿的制备方法，该方法包括以下步骤：

A、将钒钛精矿、熔剂和膨润土按质量比为96～98：2～2.5：0～1.5混合均匀，然后进行造球，得生球；

B、对步骤A所得生球进行筛分，得粒度为8～16mm的合格生球；

C、步骤B所得合格生球经焙烧、冷却，得自熔性钒钛球团。

其中，上述所述的自熔性钒钛球团的制备方法中，步骤A中，所述钒钛精矿为攀西地区的高钛型钒钛精矿。

其中，上述所述的自熔性钒钛球团的制备方法中，步骤A中，所述钒钛精矿矿的粒度为-200目部分不小于75％。

其中，上述所述的自熔性钒钛球团的制备方法中，步骤A中，所述熔剂为活性灰或者石灰石。

其中，上述所述的自熔性钒钛球团的制备方法中，步骤A中，所述熔剂的粒度为-200目部分不小于80％。

其中，上述所述的自熔性钒钛球团的制备方法中，步骤A中，所述造球采用圆筒造球工艺或圆盘造球工艺。

优选的，上述所述的自熔性钒钛球团的制备方法中，步骤A中，当选择圆盘造球工艺时，所述造球在造球盘中进行，造球盘参数设定为直径1000～7000mm，高度300～600mm，倾角48～52°，转速7～10r/min。

其中，上述所述的自熔性钒钛球团的制备方法中，步骤A中，所述造球中水分控制在8％～9.5％。

其中，上述所述的自熔性钒钛球团的制备方法中，步骤B中，所述合格生球的落下强度不小于3次/0.5m，抗压强度不小于5N。

其中，上述所述的自熔性钒钛球团的制备方法中，步骤C中，所述焙烧的焙烧温度为1150℃～1200℃。

其中，上述所述的自熔性钒钛球团的制备方法中，步骤C中，所述焙烧的焙烧时间为30～60分钟。

本发明的有益效果是：

本发明方法以高钛的钒钛磁铁精矿、熔剂和/或膨润土为原料，生产出一种优质的自熔性钒钛球团，且自熔性钒钛球团能够成为高炉的原料，提高了钒钛精矿的利用率，从而降低生铁成本；本发明可通过控制原料中膨润土的配比，平衡自熔性钒钛球团的强度和品位，便于实际生产中灵活选择，现实可行性高。

具体实施方式

具体的，一种自熔性钒钛球团的制备方法，该方法包括以下步骤：

A、将钒钛精矿、熔剂和膨润土按质量比为96～98：2～2.5：0～1.5混合均匀，然后进行造球，得生球；

B、对步骤A所得生球进行筛分，得粒度为8～16mm的合格生球；

C、步骤B所得合格生球经焙烧、冷却，得自熔性钒钛球团。

发明人在试验中发现：膨润土能够明显改善生球和熟球的质量，但是由于膨润土中含铁极低，增加膨润土用量将导致球团含铁品位降低；通过生球制备及生球焙烧实验研究发现：本发明方法所得自熔性钒钛球团碱度为0.4～0.6，球团品位降低幅度极小，且不同膨润土配比能够明显改善生球及球团质量，生球落下强度不小于3次/0.5m、抗压强度不小于5N，球团中TiO₂含量达到9.7％以上，TFe品位≧53％以上；因此，在实际生产中，可以根据高炉实际生产情况灵活选择合适的物料结构进行自熔性钒钛球团的生产。

本发明所采用的含铁钒钛磁铁矿为攀西地区的高钛型钒钛精矿，其主要成分为ω(TFe)55～57％，ω(SiO₂)3～3.5％，ω(FeO)25～30％，ω(TiO₂)10～13％，使用时将其润磨至粒度为-200目部分不小于75％；熔剂为活性灰或者石灰石，活性灰的主要成分为：ω(SiO₂)1～3％，ω(CaO)85～92％，ω(Al₂O₃)<0.5％，ω(MgO)2～4％，石灰石的主要成分为：ω(SiO₂)3～5％，ω(CaO)50～52％(石灰石中CaO以CaCO₃形式存在)，ω(Al₂O₃)<0.5％，ω(MgO)2～3％，使用时将熔剂润磨至粒度为-200目部分不小于80％；优选的，熔剂为活性灰，；膨润土为常见的钙基膨润土，其主要成分为ω(TFe)1～2％，ω(SiO₂)60～67％，ω(Al₂O₃)8～12％，ω(CaO)10～15％，ω(MgO)<2％；控制钒钛精矿粒度的目的主要是提高精矿成球性能，提高球团的成品率；控制熔剂的粒度主要是为了将熔剂能够充分与精矿和膨润土进行混匀，生产出均质的自熔性球团以及保障球团强度。

本发明方法步骤A中，造球可采用本领域常用造球工艺，例如圆筒造球工艺、圆盘造球工艺等；优选的，步骤A中，在造球盘中进行造球，造球盘参数设定为直径1000～7000mm，高度300～600mm，倾角48～52°，转速7～10r/min。

由于钒钛精矿中钛含量较高，故对造球水分控制较为严格，步骤A中，造球时，水分控制在8％～9.5％。

本发明方法步骤B中，需要对步骤A所得生球进行筛分，获得粒度为8～16mm的合格生球，其落下强度不小于3次/0.5m，抗压强度不小于5N；其中，落下强度检测方法为：每组选择20颗生球进行落下强度试验，将球团从高度0.5m的地方自由落体到钢板上，检测落下几次生球破裂，若某一生球落下n次时破裂，则这一生球的落下强度为(n-1)次/0.5m，然后去掉20颗生球中的最大值与最小值后则取其平均值作为生球的落下强度。

本发明方法步骤C中，所述焙烧的焙烧温度为1150℃～1200℃，焙烧时间为30～60分钟，控制温度主要作用是保证球团能够烧透，控制焙烧时间主要是保证球团中矿物结晶充分和完整。

下面通过实施例对本发明作进一步详细说明，但并不因此将本发明保护范围限制在所述的实施例范围之中。

本发明实施例1～4按以下方法制备和检测自熔性钒钛球团：

1、根据钒钛磁铁矿的岩石特性，对造球用原料进行适当的配比，实施例1～4原料配比见表1；

表1 实施例1～4球团原料的配比情况

编号	碱度	钒钛精矿/％	活性灰/％	膨润土/％
					实施例1	0.6	98	2	0
实施例2	0.6	97.4	2.1	0.5
					实施例3	0.6	96.7	2.3	1.0
实施例4	0.6	96.1	2.4	1.5

上述所用原料的主要物化指标为：

钒钛铁精矿：ω(TFe)57％，ω(SiO₂)3.2％，ω(FeO)26％，ω(TiO₂)13％；ω(粒度-200目部分)≧75％；

活性灰：ω(SiO₂)2％，ω(CaO)90％，ω(Al₂O₃)<0.5％，ω(MgO)3％；ω(粒度-200目部分)≧80％；

膨润土：ω(TFe)2％，ω(SiO₂)65％，ω(Al₂O₃)11％，ω(CaO)12％，ω(MgO)<2％；

2、实施例1～4自熔性钒钛球团的制备方法如下：

A、按照表1中所述比例，将钒钛精矿、活性灰、膨润土混合均匀后放入造球盘进行造球，造球盘参数为直径1000mm，边高300mm，倾角48°，转速8r/min，造球水分控制为8.5±0.2％，得生球；

B、对步骤A所得生球进行筛分，得粒度为8～16mm的合格生球，检测合格生球的落下强度和抗压强度；落下强度检测方法为：每组选择20颗生球进行落下强度试验，将球团从高度0.5m的地方自由落体到钢板上，检测落下几次生球破裂，若某一生球落下n次时破裂，则这一生球的落下强度为(n-1)次/0.5m，然后去掉20颗生球中的最大值与最小值后则取其平均值作为生球的落下强度；

C、将步骤B所得合格生球放入马弗炉内进行焙烧，焙烧温度设定为1180℃，焙烧时间设定为40min，焙烧完成后将熟球进行自然冷却至室温，得自熔性钒钛球团，测定其抗压强度。

实施例1

本实施例自熔性钒钛球团的原料质量配比：

钒钛精矿配比98％，活性灰配比2％，膨润土配比0％。

结果表明：生球的落下强度为3.2次/0.5m，抗压强度为5.8N；自熔性钒钛球团TFe含量为54.68％，TiO₂含量为9.88％，碱度为0.614，抗压强度为1834N。

实施例2

本实施例自熔性钒钛球团的原料质量配比：

钒钛精矿配比97.4％，活性灰配比2.1％，膨润土配比0.5％。

结果表明：生球的落下强度为3.6次/0.5m，抗压强度为6.1N；自熔性钒钛球团TFe含量为54.39％，TiO₂含量为9.83％，碱度为0.604，抗压强度为1910N。

实施例3

本实施例自熔性钒钛球团的原料质量配比：

钒钛精矿配比96.7％，活性灰配比2.3％，膨润土配比1.0％。

结果表明：生球的落下强度为3.9次/0.5m，抗压强度为6.4N：自熔性钒钛球团TFe含量为54.04％，TiO₂含量为9.76％，碱度为0.617，抗压强度为1978N。

实施例4

本实施例自熔性钒钛球团的原料质量配比：

钒钛精矿配比96.1％，活性灰配比2.4％，膨润土配比1.5％。

结果表明：生球的落下强度为4.1次/0.5m，抗压强度为6.6N：自熔性钒钛球团TFe含量为53.74％，TiO₂含量为9.71％，碱度为0.609，抗压强度为2247N。

由实施例1～4可知，与实施例1相比，实施例2～4由于增加了膨润土配比，生球和熟自熔性钒钛球团的质量得到了明显改善，且随膨润土配比增加，质量改善越明显，但是由于膨润土中含铁极低，也导致了球团含铁品位降低明显，因此需要根据高炉实际生产情况选择合适的物料结构进行自熔性球团的生产。

本发明以高钛的钒钛磁铁精矿、熔剂和/或膨润土为原料，生产出一种优质的自熔性钒钛球团，且自熔性钒钛球团能够成为高炉的原料，提高了钒钛精矿的利用率，从而降低生铁成本。

Claims (9)

1.自熔性钒钛球团的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：

A、将钒钛精矿、熔剂和膨润土按质量比为96～98：2～2.5：0～1.5混合均匀，然后进行造球，得生球；

B、对步骤A所得生球进行筛分，得粒度为8～16mm的合格生球；

C、步骤B所得合格生球经焙烧、冷却，得自熔性钒钛球团。

2.根据权利要求1所述的自熔性钒钛球团的制备方法，其特征在于：步骤A中，所述钒钛精矿为攀西地区的高钛型钒钛精矿；所述钒钛精矿的粒度为-200目部分不小于75％。

3.根据权利要求1所述的自熔性钒钛球团的制备方法，其特征在于：步骤A中，所述熔剂为活性灰或者石灰石；所述熔剂的粒度为-200目部分不小于80％。

4.根据权利要求1所述的自熔性钒钛球团的制备方法，其特征在于：步骤A中，所述造球采用圆筒造球工艺或圆盘造球工艺。

5.根据权利要求4所述的自熔性钒钛球团的制备方法，其特征在于：步骤A中，当选择圆盘造球工艺时，所述造球在造球盘中进行，造球盘参数设定为直径1000～7000mm，高度300～600mm，倾角48～52°，转速7～10r/min。

6.根据权利要求1～5任一项所述的自熔性钒钛球团的制备方法，其特征在于：步骤A中，所述造球中水分控制在8％～9.5％。

7.根据权利要求1所述的自熔性钒钛球团的制备方法，其特征在于：步骤B中，所述合格生球的落下强度不小于3次/0.5m，抗压强度不小于5N。

8.根据权利要求1所述的自熔性钒钛球团的制备方法，其特征在于：步骤C中，所述焙烧的焙烧温度为1150℃～1200℃。

9.根据权利要求1～8任一项所述的自熔性钒钛球团的制备方法，其特征在于：步骤C中，所述焙烧的焙烧时间为30～60分钟。