CN110484722A - 一种改善含氟铁矿球团焙烧性能的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种改善含氟铁矿球团焙烧性能的方法，属于钢铁冶金技术领域，采用含钛炉渣作为添加剂，使用时将其细磨至‑200目粒级含量≥70％，在含氟铁矿的造球过程中添加，造球后经预热、焙烧处理，制成焙烧球团，以加宽焙烧的温度区间，并有效提高了成品球抗压强度，改善其软化性能。含钛炉渣在攀钢等地大量堆放，价格低廉，易于获得，添加含钛炉渣可有效改善含氟铁精矿球团的焙烧性能，适宜焙烧温度区间加宽100℃以上，有利于组织生产；同时添加含钛炉渣后含氟铁精矿球团的软化性能有改善，并有效提高了成品球抗压强度，有利于高炉顺行，对改善高炉生产指标具有积极的意义。
Description
技术领域
本发明属于钢铁冶金技术领域，具体涉及一种改善含氟铁矿球团焙烧性能的方法。
背景技术
含氟铁矿主要分布在内蒙白云鄂博、黄岗地区以及蒙古部分地区，现查明储量约14亿吨以上，主要作为包钢生产的原料。包钢处于内陆地区，在保证经济效益的情况下只能采用以含氟铁矿为主进行生产，而在采用含氟铁矿生产中出现了一些问题。
在利用含氟铁矿制备球团用于高炉冶炼的生产实践中遇到了以下问题：含氟铁矿球团在焙烧过程中焙烧温度区间小，成品球抗压强度低，在球团矿生产中组织困难，造成上述结果的原因，认为是含氟铁矿带入钾、钠、氟等低熔点矿物，在较低的焙烧温度下即出现低熔点化合物，使球团在短时间内具有一定机械强度，但在稍高的温度下即出现大量液相，导致球团矿的机械强度下降。含氟铁矿球团软化温度低，软熔区间宽，导致高炉软融层变厚，透气性变差，影响高炉顺行。
为了改善含氟铁矿球团的焙烧性能，国内外进行了大量研究。在生产实践中研究的方法主要有配加无氟精矿或配加含镁物质。合理搭配无氟铁精矿与含氟铁精矿可在一定程度上改善含氟铁矿球团的焙烧性能，但外购优质无氟铁精矿逐年减少，价格升高，生产成本提高。配加含镁矿物主要指添加氧化镁，如白云石，适当提高球团中氧化镁含量可以扩大焙烧温度区间，提高软熔温度，对焙烧性能有所改善，但会降低成品球强度，且在高炉冶炼过程中软熔温度区间加宽。
我国攀枝花-西昌地区蕴藏着极为丰富的钒钛磁铁矿资源，已探明的储量约96.6亿吨(含超低品位矿)，其中TiO2资源量达到12.86亿吨，占全世界钛资源总量的35.17％。目前攀西资源开发流程中，钒钛磁铁矿经选矿流程后约52％的钛进入钒钛磁铁精矿，约24％的钛进入钛铁矿精矿。钒钛磁铁精矿经高炉法冶炼后获得含钛高炉渣，含钛高炉渣中TiO2含量为25％左右，主要含钛矿物为钙钛矿；钒钛磁铁矿经电炉冶炼后获得含钛电炉渣，其中TiO2含量为40％～60％。
为了有效解决含氟铁矿球团在焙烧过程中焙烧温度区间小，成品球抗压强度低，软化温度低，软化区间宽，以及由此带来的实际生产过程中对设备及生产操作要求高等问题，特提出本发明。
发明内容
针对现有技术中含氟铁矿球团在生产过程中遇到的焙烧区间窄，成品球强度低以及软化性能差等问题，本发明的目的在于提供一种改善含氟铁矿球团焙烧性能的方法。
本发明提供以下技术方案：一种改善含氟铁矿球团焙烧性能的方法，采用含钛炉渣作为添加剂，使用时将含钛炉渣细磨至-200目粒级含量≥70％，在含氟铁矿的造球过程中添加，造球后经预热、焙烧处理，制成焙烧球团。
在含氟铁矿生球的造球过程中添加含钛炉渣，以加宽氧化焙烧的温度区间，并有效提高成品球抗压强度，改善其冶金性能。
优选的方案，所述含钛炉渣包括含钛高炉渣、含钛电炉渣中的一种或多种，含钛炉渣中TiO2品位范围为20～60％。
优选的方案，所述含钛炉渣中的TiO2占含氟铁矿球团的1～3wt％。
优选的方案，所述含氟铁精矿生球的造球过程加入的粘结剂包括但不限于膨润土、有机粘结剂，粘结剂的添加量占含氟铁矿球团的0.5～3wt％。
优选的方案，所述含氟铁矿生球的合格粒度范围为8～20mm。
优选的方案，所述含氟铁矿球团适宜的预热温度为850～950℃，预热时间为10～60min。
优选的方案，所述含氟铁矿球团适宜的焙烧温度为1050～1200℃，焙烧时间为10～60min。
本发明的原理在于：球团矿主要是由固相固结，液相固结起辅助作用，液相过多会导致球团矿强度下降。含氟铁精矿带入钾、钠、氟等低熔点矿物，在较低的焙烧温度下即出现低熔点化合物，使球团在短时间内具有一定机械强度，但在稍高的温度下即出现大量液相，导致球团矿的机械强度下降，可认为含氟球团强度较低的原因是由过量液相导致的，而含钛炉渣为高熔点物质，加入之后会使含氟球团的高温焙烧时液相量减少，进而提高其抗压强度以及焙烧温度区间，以及改善球团软化性能。
含钛化合物为高熔点化合物，钛的热稳定性很好，熔点为1660±10℃，沸点为3287℃，研究表明提高含氟熔渣中的TiO2含量可以提高熔渣的粘度和熔化性温度，尤其对提高熔化性温度更显著。我国攀枝花钢铁公司等企业经过几十年生产，堆有较多含钛高炉渣。含钛化合物是一种很好的改善含氟铁矿球团性质的添加剂，既可以改善含氟铁矿球团的焙烧性能和软化性能，又可以有效利用含钛炉渣。
本发明的优点主要在于：
含钛炉渣在攀钢等地大量堆放，价格低廉，易于获得，添加含钛炉渣可有效改善含氟铁精矿球团的焙烧性能，适宜焙烧温度区间加宽100℃以上，有利于组织生产；同时添加含钛炉渣后含氟铁精矿球团的软化性能有改善，并有效提高了成品球抗压强度，有利于高炉顺行，对改善高炉生产指标具有积极的意义。
附图说明
图1为本发明实施例1的工艺流程图。
具体实施方式
下面通过实施例来进一步说明本发明的具体实施方式，但本发明的具体实施方式不局限于以下实施例。
在本发明实施例中，含氟铁精矿为内蒙古某含氟铁精矿，其主要化学成分为：TFe61.91％、FeO 26.36％、F 1.56％、SiO2 4.93％、Al2O3 1.74％、CaO 3.04％、MgO 0.51％。
在本发明实施例中，以膨润土为粘结剂，以含钛炉渣为添加剂进行试验。
实施例1
参照附图1，将含氟铁精矿每次以原料干质量5kg进行配料，含钛炉渣以及膨润土按一定比例外配，将含氟铁精矿与之进行人工混匀，混匀后混合料进入圆盘造球机人工造球，取直径为8～20mm的生球作为合格生球，取合格生球置于烘箱内在110℃烘5小时烘干，烘干样品用作预热焙烧试验，预热焙烧试验在卧式管状电炉中进行，球团矿的抗压强度在最大载荷为10.0KN的智能球团压力机上测定。
单独添加膨润土的原矿球团试验，膨润土用量1.75％，在预热温度920℃，预热时间16min，焙烧温度1080℃，焙烧时间10min条件下，预热球抗压强度905N/P，成品球抗压强度2463N/P，试验结果如表1所示：
实施例2
添加含钛炉渣试验，膨润土用量1.75％，添加含钛炉渣使球团TiO2含量为1％，在预热温度920℃，预热时间16min，焙烧温度1080℃，焙烧时间10min条件下，预热球抗压强度1263N/P，成品球抗压强度3206N/P，试验结果如表1所示：
实施例3
添加含钛炉渣试验，膨润土用量1.75％，添加含钛炉渣使球团TiO2含量为2％，在预热温度920℃，预热时间16min，焙烧温度1080℃，焙烧时间10min条件下，预热球抗压强度1461N/P，成品球抗压强度3312N/P，试验结果如表1所示：
实施例4
添加含钛炉渣试验，膨润土用量1.75％，添加含钛炉渣使球团TiO2含量为3％，在预热温度920℃，预热时间16min，焙烧温度1080℃，焙烧时间10min条件下，预热球抗压强度1130N/P，成品球抗压强度3599N/P，试验结果如表1所示：
表1试验结果统计表
试验结果可以看出，提高含氟球团中TiO2的含量预热球抗压强度随着TiO2含量增加而增大，当TiO2含量为3％时，预热球抗压强度稍有下降。通过添加含钛炉渣提高含氟球团中的TiO2含量对提高成品球抗压强度有利。随着TiO2含量从0～3％增加，成品球抗压强度由2463N/P增加到3599N/P。
实施例5
添加含钛炉渣试验，膨润土用量1.75％，添加含钛炉渣使球团TiO2含量为2％，在预热温度920℃，预热时间16min，焙烧温度1050℃，焙烧时间10min条件下，成品球抗压强度3054N/P(钛渣球团)。
不添加含钛炉渣，制备得到原矿球团，试验结果如表2所示：
实施例6
添加含钛炉渣试验，膨润土用量1.75％，添加含钛炉渣使球团TiO2含量为2％，在预热温度920℃，预热时间16min，焙烧温度1100℃，焙烧时间10min条件下，成品球抗压强度3385N/P(钛渣球团)。
不添加含钛炉渣，制备得到原矿球团，试验结果如表2所示：
实施例7
添加含钛炉渣试验，膨润土用量1.75％，添加含钛炉渣使球团TiO2含量为2％，在预热温度920℃，预热时间16min，焙烧温度1120℃，焙烧时间10min条件下，成品球抗压强度3362N/P(钛渣球团)。
不添加含钛炉渣，制备得到原矿球团，试验结果如表2所示：
实施例8
添加含钛炉渣试验，膨润土用量1.75％，添加含钛炉渣使球团TiO2含量为2％，在预热温度920℃，预热时间16min，焙烧温度1150℃，焙烧时间10min条件下，成品球抗压强度3248N/P(钛渣球团)。
不添加含钛炉渣，制备得到原矿球团，试验结果如表2所示：
实施例9
添加含钛炉渣试验，膨润土用量1.75％，添加含钛炉渣使球团TiO2含量为2％，在预热温度920℃，预热时间16min，焙烧温度1180℃，焙烧时间10min条件下，成品球抗压强度3221N/P(钛渣球团)。
不添加含钛炉渣，制备得到原矿球团，试验结果如表2所示：
实施例10
添加含钛炉渣试验，膨润土用量1.75％，添加含钛炉渣使球团TiO2含量为2％，在预热温度920℃，预热时间16min，焙烧温度1200℃，焙烧时间10min条件下，成品球抗压强度2732N/P(钛渣球团)。
不添加含钛炉渣，制备得到原矿球团，试验结果如表2所示：
实施例11
添加含钛炉渣试验，膨润土用量1.75％，添加含钛炉渣使球团TiO2含量为2％，在预热温度920℃，预热时间16min，焙烧温度1220℃，焙烧时间10min条件下，成品球抗压强度2234N/P(钛渣球团)。
不添加含钛炉渣，制备得到原矿球团，试验结果如表2所示：
实施例12
添加含钛炉渣试验，膨润土用量1.75％，添加含钛炉渣使球团TiO2含量为2％，在预热温度920℃，预热时间16min，焙烧温度1250℃，焙烧时间10min条件下，成品球抗压强度1945N/P(钛渣球团)。
不添加含钛炉渣，制备得到原矿球团，试验结果如表2所示：
表2试验结果统计表
试验结果可以看出，配加含钛炉渣提高含氟球团中TiO2含量可以提高球团成品球抗压强度，同时扩大了焙烧区间，在焙烧温度从1050℃到1200℃内，成品球抗压强度都可以达到生产要求。
表3实施例6制备的球团矿软化性能
试验结果可以看出，含氟铁精矿球团软化开始温度低，软化区间宽，提高含氟球团中的TiO2含量，球团矿的软化温度升高，软化区间和软熔区间都变窄。可见配加钛渣后含氟铁矿球团的软化性能得到了显著的改善。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，本发明的保护范围并不仅局限于上述实施例。对于本技术领域的技术人员来说，在不脱离本发明技术构思前提下所得到的改进和变换也应视为本发明的保护范围。
Claims (7)
1.一种改善含氟铁矿球团焙烧性能的方法，其特征在于，采用含钛炉渣作为添加剂，使用时将含钛炉渣细磨至-200目粒级含量≥70％，在含氟铁矿的造球过程中添加，造球后经预热、焙烧处理，制成焙烧球团。
2.根据权利要求1所述的改善含氟铁矿球团焙烧性能的方法，其特征在于，所述含钛炉渣包括含钛高炉渣、含钛电炉渣中的一种或多种，含钛炉渣中TiO2品位范围为20～60％。
3.根据权利要求1所述的改善含氟铁矿球团焙烧性能的方法，其特征在于，所述含钛炉渣中的TiO2占含氟铁矿球团的1～3wt％。
4.根据权利要求1所述的改善含氟铁矿球团焙烧性能的方法，其特征在于，所述含氟铁精矿生球的造球过程加入的粘结剂包括但不限于膨润土、有机粘结剂，粘结剂的添加量占含氟铁矿球团的0.5～3wt％。
5.根据权利要求1所述的改善含氟铁矿球团焙烧性能的方法，其特征在于，所述含氟铁矿生球的合格粒度范围为8～20mm。
6.根据权利要求1所述的改善含氟铁矿球团焙烧性能的方法，其特征在于，所述含氟铁矿球团适宜的预热温度为850～950℃，预热时间为10～60min。
7.根据权利要求1所述的改善含氟铁矿球团焙烧性能的方法，其特征在于，所述含氟铁矿球团适宜的焙烧温度为1050～1200℃，焙烧时间为10～60min。
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