CN110129553A - 高铁低硅型钒钛烧结矿的制备方法 - Google Patents

高铁低硅型钒钛烧结矿的制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种高铁低硅型钒钛烧结矿的制备方法，包括以下步骤：将烧结原料加水制成烧结混合料，将烧结混合料置于烧结机中，点火烧结，控制垂直烧结速度为12～18mm/min，烧结结束即得烧结矿；所述烧结原料含有细粒级高铁低硅钒钛铁精矿、燃料和熔剂；所述细粒级高铁低硅钒钛铁精矿中粒度＜0.074mm的比例在95wt％以上；所述烧结矿的碱度＞1.8，烧结矿中FeO为7～9wt％。本发明以细粒级高铁低硅钒钛铁精矿为原料，通过对烧结速度、烧结矿碱度和烧结矿FeO含量的控制，制备出产量及机械强度均满足高炉要求的钒钛烧结矿。

Description

高铁低硅型钒钛烧结矿的制备方法
技术领域
本发明属于钢铁冶炼技术领域，具体涉及一种高铁低硅型钒钛烧结矿的制备方法。
背景技术
烧结矿是高炉炼铁的原料，其质量直接影响高炉冶炼的进行。转鼓指数是衡量烧结矿质量的重要指标，该指标用来衡量烧结矿机械强度的好坏并表示烧结矿抗冲击和抗磨能力的大小，转鼓指数越高，则烧结矿的强度越好，在运输过程中其抗冲击和抗磨的能力越强，因而进入高炉冶炼时其透气性好且粒度均匀，从而保证了高炉获得良好的冶炼条件，提高了高炉利用系数和降低冶炼成本。
细粒级高铁低硅钒钛铁精矿具有粒度细、品位高，SiO2含量低的特点，利用普通钒钛烧结矿制备工艺生产的烧结矿虽品位提高明显，但机械强度满足不了高炉冶炼的要求。这是因为细粒级高铁低硅钒钛铁精矿-200目粒度较普通钒钛铁精矿高20％以上，成球性能更好，在同等水分条件下烧结制粒更为容易，烧结混合料透气性更好，但烧结速度过快，SiO2含量低，导致烧结红火层过薄，烧结硅酸盐相生成量不足，导致烧结矿机械强度差，难以满足高炉用烧结矿的要求。
发明内容
本发明的目的在于提供一种用细粒级高铁低硅钒钛铁精矿制备机械强度满足高炉冶炼要求的烧结矿。
本发明提供了一种高铁低硅型钒钛烧结矿的制备方法，包括以下步骤：将烧结原料加水制成烧结混合料，将烧结混合料置于烧结机中，点火烧结，控制垂直烧结速度为12～18mm/min，烧结结束即得烧结矿；
所述烧结原料含有细粒级高铁低硅钒钛铁精矿、燃料和熔剂；
所述细粒级高铁低硅钒钛铁精矿中粒度＜0.074mm的比例在95wt％以上；
所述烧结矿的碱度＞1.8，烧结矿中FeO为7～9wt％。
其中，上述高铁低硅型钒钛烧结矿的制备方法，所述烧结原料中细粒级高铁低硅钒钛铁精矿的比例在50～80wt％；燃料的比例在4.0～4.5wt％。
其中，上述高铁低硅型钒钛烧结矿的制备方法，所述烧结混合料粒度为3-8mm的比例为50～60wt％；
其中，上述高铁低硅型钒钛烧结矿的制备方法，所述混合烧结料的含水量为6～7wt％。
其中，上述高铁低硅型钒钛烧结矿的制备方法，所述加水制成烧结混合料的步骤为：加水控制混合料含水量为5～6wt％，继续加水将混合料最终含水量控制在6～7％。
其中，上述高铁低硅型钒钛烧结矿的制备方法，所述细粒级高铁低硅钒钛铁精矿中TFe为58.0～64.0wt％，SiO2为1.0～3.0wt％。
其中，上述高铁低硅型钒钛烧结矿的制备方法，所述细粒级高铁低硅钒钛铁精矿中粒度＜0.045mm的比例在85wt％以上。
其中，上述高铁低硅型钒钛烧结矿的制备方法，所述燃料为焦粉和/或煤粉；所述熔剂为生石灰、活性灰或石灰石中的一种或两种以上。
其中，上述高铁硅型钒钛烧结矿的制备方法，所述烧结原料还含有普通钒钛铁精矿、精矿、粉矿或返矿中的一种或多种。
其中，上述高铁硅型钒钛烧结矿的制备方法，烧结机中的料层厚度为690～710mm。
本发明的有益效果是：
本发明以细粒级高铁低硅钒钛铁精矿为原料，通过对烧结速度、烧结矿碱度和烧结矿FeO含量的控制，制备出产量及机械强度均满足高炉要求的钒钛烧结矿。
具体实施方式
本领域技术人员公知的，细粒级高铁低硅钒钛铁精矿中-200目粒度较普通钒钛铁精矿高20％以上，虽然比普通钒钛铁精矿更容易制粒，但是由于烧结混合料透气性更好，导致烧结速度过快；并且由于细粒级高铁低硅钒钛铁精矿中SiO2含量低，导致烧结红火层过薄，烧结硅酸盐相生成量不足，最终导致烧结矿机械强度差，难以满足高炉用烧结矿的要求。
本发明根据现有技术存在的问题，提供了一种高铁低硅型钒钛烧结矿的制备方法，包括以下步骤：将烧结原料加水制成烧结混合料，将烧结混合料置于烧结机中，点火烧结，控制垂直烧结速度为12～18mm/min，烧结结束即得烧结矿；所述烧结原料含有细粒级高铁低硅钒钛铁精矿、燃料和熔剂；所述细粒级高铁低硅钒钛铁精矿中粒度＜0.074mm的比例在95wt％以上；所述烧结矿的碱度＞1.8，烧结矿中FeO为7～9wt％。
本发明的发明人通过大量的试验发现，以细粒级高铁低硅钒钛铁精矿作为主要原料时，如果垂直烧结速度小于12mm/min，虽然烧结矿的机械强度质量可以满足入炉要求，但是烧结矿的产量不足；如果垂直烧结速度大于18mm/min，虽然烧结矿的产量高，但是烧结矿的机械强度不满足入炉要求。所以，本发明将垂直烧结速度控制在12～18mm/min，以同时保证烧结矿的机械强度和产量。
烧结矿FeO含量对烧结矿有重要影响：FeO含量过低，不利于改善烧结矿强度；FeO含量过高，会对烧结矿还原性造成影响。因此，本发明将烧结矿中FeO含量控制在7～9wt％。
本发明的烧结矿中FeO的含量是由细粒级高铁低硅钒钛铁精矿的量和燃料的比例所决定的，当烧结原料中细粒级高铁低硅钒钛铁精矿的比例在50～80wt％时，如果燃料的比例小于4.0wt％，得到的烧结矿中FeO的量太低，不利于改善烧结转鼓强度，如果燃料的比例大于4.5wt％，得到的烧结矿中FeO的量太高，会影响后期烧结矿的还原性。因此，当烧结原料中细粒级高铁低硅钒钛铁精矿的比例在50～80wt％时，烧结矿中燃料的比例为4.0～4.5wt％。
本发明的发明人经过大量的试验发现，如果烧结混合料中粒度为3-8mm的比例小于50wt％时，烧结时料层透气性太差，导致烧结速度降低，严重时还会导致烧结过程中断；如果烧结混合料中粒度为3-8mm的比例大于60wt％，料层透气性太好，导致烧结速度过快，则烧结过程中保温时间不足，最终会影响烧结矿的机械强度。因此，只有当烧结混合料中3-8mm的比例为50～60wt％时，烧结矿的机械强度才能够得到保证。
本发明方法中，如果混合料的含水量低于6wt％时，混合料中粒度为3mm以上的比例会急剧下降，这将导致料层透气性差，烧结速度降低；如果混合料的含水量高于7wt％，混合料中粒度为3mm以上的比例会增大，而粒度为3mm以上的比例过高，料层透气性太好，将导致烧结速度过快，烧结过程中保温时间不足，最终会影响烧结矿的机械强度。因此，本发明将烧结料的含水量控制在6～7％。
本发明方法中，为了精确的将烧结料的水分控制在6～7％，发明人采用两次加水的方法：第一次加水控制混合料含水量为5～6wt％，继续加水将混合料最终含水量控制在6～7％。但是只要能够将烧结料的水分控制在6～7％，加水的方式并不局限在本发明范围内。
下面结合实施例对本发明的具体实施方式做进一步的描述，并不因此将本发明限制在所述的实施例范围之中。表1～2为烧结各物料的粒度检测结果，表3为钒钛铁精矿的化学成分，表4为制备烧结矿的原料配比。
表1两种钒钛铁精矿粒度(mm)检测
表2粉矿、熔剂及焦粉粒度(mm)检测结果/％
>8mm 5～8mm 3～5mm 1～3mm <1mm ＞3mm dcp/mm
粉矿 0 18.4％ 1.2％ 25.96％ 58.04％ 19.6％ 1.91
生石灰 0 0.8％ 4.43％ 25.42％ 69.35％ 5.23％ 0.89
焦粉 0 8.79％ 23.71％ 24.57％ 42.93％ 32.50％ 1.81
注：dcp表示为平均粒度。
表3两种钒钛铁精矿化学成分检测
表4烧结物料结构
注：其中各方案均外配粒度＜1mm的返矿(即成品烧结矿)，比例为上述所有烧结物料的30wt％。
实施例1
按表4中H1的方案将各物料加水进行第一次混合混合，控制混合料的水分为5～6wt％，加水进行第二次混合，造粒，控制混合料的水分为6.5wt％，两次混料时间共5min，混合料中3～8mm粒级比例为56.89wt％，混合完成后将混合料倒出置于φ300×800的烧结杯中，料层厚度700mm，点火烧结，烧结结束即得烧结矿。
本次烧结时间为42min，垂直烧结速度为16.67mm/min，经检测，烧结矿成品率为78.64％，烧结矿TFe品位53.86％，烧结矿FeO含量为7.9％，烧结TiO2含量为4.88％，烧结矿二元碱度1.94，烧结转鼓强度为64.27％，烧结机利用系数为1.231t/(m2.h)。
对比例1
按表4中H2的方案将各物料按实施例1的方式混合，控制最终混合料的水分为7.5wt％，混料时间5min，混合料中3～8mm粒级比例为70.89％，混合完成后将混合料倒出置于φ300×800的烧结杯中，料层厚度700mm，点火烧结，烧结结束即得烧结矿。
本次烧结时间为38min，垂直烧结速度为18.42mm/min。经检测，烧结矿成品率为74.49％，烧结矿TFe品位47.74％，烧结FeO含量为8.2％，烧结TiO2含量为5.22％，烧结矿二元碱度1.95，烧结转鼓强度为62.53％，烧结机利用系数为1.260t/(m2.h)。
对比例2
按表4中H1的方案将各物料按实施例1的方式混合，控制最终混合料的水分为6.0wt％，混料时间5min，混合料中3～8mm粒级比例为36.16％，混合完成后将混合料倒出置于φ300×800的烧结杯中，料层厚度700mm，点火烧结，烧结结束即得烧结矿。
本次烧结时间为68min，垂直烧结速度为10.29mm/min，经检测，烧结矿成品率为78.96％，经检测，烧结矿TFe品位51.74％，烧结FeO含量为7.8％，烧结TiO2含量为4.88％，烧结矿二元碱度1.94，烧结转鼓强度为65.36％，烧结机利用系数为0.813t/(m2.h)。
对比例3
按表4中H1的方案将各物料按实施例1的方式混合，控制最终混合料的水分为7.5％，混料时间5min，混合料中3～8mm粒级比例为86.76％，混合完成后将混合料倒出置于φ300×800的烧结杯中，料层厚度700mm，点火烧结，烧结结束即得烧结矿。
本次烧结时间为28min，垂直烧结速度为25mm/min，经检测，烧结矿成品率为61.56％，烧结矿TFe品位51.66％，烧结FeO含量为8.0％，烧结TiO2含量为4.88％，烧结矿二元碱度1.94，烧结转鼓强度为50.47％，烧结机利用系数为1.564t/(m2.h)。
对比例4
按表4中H3的方案将各物料按实施例1的方式混合，控制最终混合料的水分为6.5％，混料时间5min，混合料中3～8mm粒级比例为58.34％，混合完成后混合料倒出置于φ300×800的烧结杯中，料层厚度700mm，点火烧结，烧结结束即得烧结矿。
烧结时间为48min，垂直烧结速度为14.58mm/min，经检测，烧结矿成品率为73.65％，烧结矿TFe品位51.24％，烧结FeO含量为6.2％，烧结TiO2含量为4.80％，烧结矿二元碱度1.93，烧结转鼓强度为50.97％，烧结机利用系数为1.203t/(m2.h)。
对比例5
按表4中H4的方案将各物料按实施例1的方式混合，控制最终混合料的水分为6.5％控制，混料时间5min，混合料中3～8mm粒级比例为55.91wt％，混合完成后将混合料倒出置于φ300×800的烧结杯中，料层厚度700mm，点火烧结，烧结结束即得烧结矿。
本次烧结时间为39min，垂直烧结速度为17.95mm/min，经检测，烧结矿成品率为76.75％，烧结矿TFe品位53.26％，烧结FeO含量为10.6％，烧结TiO2含量为4.82％，烧结矿二元碱度1.95，烧结转鼓强度为64.11％，烧结机利用系数为1.255t/(m2.h)。
对比例6
按表4中H5的方案将各物料按实施例1的方式混合，控制最终混合料的水分为6.5％，混料时间5min，混合料3～8mm粒级比例为58.73％，混合完成后将混合料倒出置于φ300×800的烧结杯中，料层厚度700mm，点火烧结，烧结结束即得烧结矿。
本次烧结时间为41min，垂直烧结速度为17.00mm/min，经检测，烧结矿成品率为76.46％，烧结矿TFe品位52.69％，烧结FeO含量为6.1％，烧结TiO2含量为4.58％，烧结矿二元碱度1.63，烧结转鼓强度为49.93％，烧结机利用系数为1.234t/(m2.h)。

Claims (10)

1.高铁低硅型钒钛烧结矿的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：将烧结原料加水制成烧结混合料，将烧结混合料置于烧结机中，点火烧结，控制垂直烧结速度为12～18mm/min，烧结结束即得烧结矿；
所述烧结原料含有细粒级高铁低硅钒钛铁精矿、燃料和熔剂；
所述细粒级高铁低硅钒钛铁精矿中粒度＜0.074mm的比例在95wt％以上；
所述烧结矿的碱度＞1.8，烧结矿中FeO为7～9wt％。
2.根据权利要求1所述高铁低硅型钒钛烧结矿的制备方法，其特征在于，所述烧结原料中细粒级高铁低硅钒钛铁精矿的比例在50～80wt％；燃料的比例在4.0～4.5wt％。
3.根据权利要求1所述高铁低硅型钒钛烧结矿的制备方法，其特征在于，所述烧结混合料粒度为3-8mm的比例为50～60wt％。
4.根据权利要求1所述高铁低硅型钒钛烧结矿的制备方法，其特征在于，所述混合烧结料的含水量为6～7wt％。
5.根据权利要求1所述高铁低硅型钒钛烧结矿的制备方法，其特征在于，所述加水制成烧结混合料的步骤为：加水控制混合料含水量为5～6wt％，继续加水将混合料最终含水量控制在6～7％。
6.根据权利要求1所述高铁低硅型钒钛烧结矿的制备方法，其特征在于，所述细粒级高铁低硅钒钛铁精矿中TFe为58.0～64.0wt％，SiO2为1.0～3.0wt％。
7.根据权利要求1所述高铁低硅型钒钛烧结矿的制备方法，其特征在于，所述细粒级高铁低硅钒钛铁精矿中粒度＜0.045mm的比例在85wt％以上。
8.根据权利要求1所述高铁低硅型钒钛烧结矿的制备方法，其特征在于，所述燃料为焦粉和/或煤粉；所述熔剂为生石灰、活性灰或石灰石中的一种或两种以上。
9.根据权利要求1所述高铁硅型钒钛烧结矿的制备方法，其特征在于，所述烧结原料还含有普通钒钛铁精矿、精矿、粉矿或返矿中的一种或多种。
10.根据权利要求1所述高铁硅型钒钛烧结矿的制备方法，其特征在于，烧结机中的料层厚度为690～710mm。
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