CN111154970B - 一种提高大比例褐铁矿烧结生产中烧结矿质量的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种提高大比例褐铁矿烧结生产中烧结矿质量的方法，包括以下步骤：步骤1、配矿，褐铁矿配比60‑80wt％，细粒优质磁铁精矿配比不小于20wt％，配矿时，对烧结矿成分作如下约束：烧结矿碱度2.20‑2.60,烧结矿SiO2/Al2O3比值满足3.0‑4.0，MgO含量1.5‑2.5wt％；步骤2、混匀造堆后进行配料，向混匀矿中配加4.5‑5.0wt％的焦末、4.0‑6.0wt％的生石灰、4‑7wt％的石灰石及0.028‑0.035wt％的SYP增效剂一同混匀等步骤。本发明通过采用高碱度、低MgO烧结、提高点火温度等措施来提高烧结质量，解决了现有烧结技术不能适应配比关系在60wt％以上的褐铁矿烧结问题。
Description
技术领域
本发明涉及褐铁矿烧结技术领域，特别涉及一种提高大比例褐铁矿烧结生产中烧结矿质量的方法。
背景技术
褐铁矿结晶水含量高，烧损高，在烧结过程中矿石易收缩形成薄壁大气孔的烧结矿，大量配加会对烧结产质量负面影响。
目前，国内大比例使用褐铁矿的配比在40-60wt％之间(wt％表示质量百分数)，烧结矿转鼓指数为76-78％之间，而将褐铁矿的配比提高至60wt％以上时，褐铁矿的缺陷暴露明显，传统通过改进烧结配碳量、加水量、温度控制等方式已不能克服褐铁矿烧结时本身所暴露的缺陷，因此，传统大比例使用褐铁矿的烧结方法不能适应配比关系在60wt％以上的褐铁矿烧结。
中国专利CN107012317A公开了一种大比例使用褐铁矿的烧结操作方法，其主要包括以下操作步骤，对于褐铁矿占原料比例在40％以上的烧结矿操作方法为：
1、调整原料结构，改善混匀矿烧结性能的匹配程度，配矿时配入10-20％同化温度较高的巴西矿或磁选精矿；
2、增加燃料用量，放宽燃料粒度上限，燃料配比控制在5.5-6.5％，将0-5mm粒级的燃料含量控制在83-86％；
3、提高混合料水分添加量，大比例使用褐铁矿烧结混合料时，混合机内的水分添加量比使用赤铁矿时增加1.5-2.0％；
4、提高点火温度，延长点火时间，点火温度控制在1100-1150℃，点火时间控制在2.5-3.5min；
5、采取压料操作，烧结前对料面进行压料，增加台车上烧结料的容积密度，减少料层的收缩量；
6、成品烧结矿实施喷洒氯化钙工艺，氯化钙喷洒浓度为4.5-5.5％，喷洒量为成品烧结矿的2-3％。
首先，该发明的实施例1和2所列举的都是褐铁矿占原料比例在43％和45％的烧结矿操作方法，其并没有指出该方法能够适用于褐铁矿占比达到60％以上的烧结操作，或者说，该发明人并没有注意褐铁矿占比达到60％以上时，褐铁矿的缺陷暴露明显的问题。其次，该专利为了提高褐铁矿烧结质量，采用的方法是增加燃料用量、提高混合料水分添加量、采取压料操作等措施，然而，采用这些措施最终所带来的技术效果该文献并没有具体给出，也没有给出现相关烧结技术指标，其相对于传统烧结方法来说，其技术优势也无法明确，并且，其采用的技术措施的最终技术效果也值得研讨的，例如，对于增加燃料用量的措施，烧结时温度过高或烧结时间过长，都会使料面出现过熔的情况，导致料面透气性不好，因此，烧结时烧结温度和烧结时间合适就行，无需特意去调整；又例如，对于提高混合料水分添加量的方式，混合料中加入水分主要是为了强化造球和料层透气性，但是，其含量不能盲目提高，混合料中水分过高则直接会导致料层的厚度得不到保障，得到的烧结矿质量变差。因此，该专利方法的参考意义有限。
发明内容
本发明的发明目的在于：针对上述存在的问题，提供一种提高大比例褐铁矿烧结生产中烧结矿质量的方法，本方法通过高碱度、低MgO烧结、提高点火温度、厚料层烧结、配加SYP烧结增效剂等措施来提高烧结质量，以解决现有烧结技术不能适应配比关系在60wt％以上的褐铁矿烧结问题。
本发明采用的技术方案如下：一种提高大比例褐铁矿烧结生产中烧结矿质量的方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤1、配矿，褐铁矿配比60-80wt％，细粒优质磁铁精矿配比不小于20wt％，总配比合计100％，配矿时，对烧结矿成分作如下约束：烧结矿碱度2.20-2.60,烧结矿SiO2/Al2O3比值满足3.0-4.0，MgO含量1.5-2.5wt％；
步骤2、混匀造堆后进行配料，向混匀矿中配加4.5-5.0wt％的焦末、4.0-6.0wt％的生石灰、4-7wt％的石灰石及0.028-0.035wt％的SYP增效剂一同混匀，得到混合料；
步骤3、混合料布料后点火，然后进行抽风烧结，得到烧结饼；
步骤4、破碎烧结饼后进行整粒筛分，然后对成品烧结矿实施喷洒氯化钙工艺后即完成。
在本发明中，首先，本发明采用了同化性温度较低、SiO2含量在8～9wt％、粒度组成-200目比例>95wt％的细粒磁铁精矿，在配矿中加入相当量的细粒优质磁铁精矿搭配，使得同化性温度仅在1250-1280℃，属于同化性温度较低的情况(同化温度达到1280℃以上就算同化性温度较高的情况)，背景技术中的巴西矿的同化性温度在1300℃以上，一般磁选精矿的同化性温度在1270℃以上，相比于本发明，其同化性温度较高，本发明采用的细粒优质磁铁精矿的同化性温度与褐铁矿的同化性温度相近(褐铁矿的同化性温度较低)，其直接带来的技术效果是，在烧结时，矿化均匀程度越好，反之，则会使烧结矿过烧而出现料面加深或加灰的问题，因此，细粒优质磁铁精矿的选择能够有效改善烧结矿的质量。其次，本发明通过采用高碱度、低MgO烧结的方式来大幅提高烧结矿的质量，高碱度、低MgO烧结的方式能够在烧结时促进生成更多的针状铁酸钙，有效改善烧结矿矿相组成，由此大幅提高烧结矿的质量，进而能够保证大比例褐铁矿的烧结生产质量。进一步，生石灰和石灰石的加入是为了满足钙的含量，保证烧结矿的碱度，稳定烧结矿的质量，SYP增效剂的加入是为了促进针状铁酸钙的生成，焦末的使用跟传统使用的方式相同，其也可以采用无烟煤来替代焦末。在整体上，本发明通过高碱度、低MgO烧结、提高点火温度、厚料层烧结、配加SYP烧结增效剂等措施来提高烧结质量，解决了现有烧结技术不能适应配比关系在60wt％以上的褐铁矿烧结问题。
在本发明中，由于细粒优质磁铁精矿的价格较贵，为了降低成本，在配矿时，还加入了6-8wt％的价格相对较便宜的细粒钒钛磁铁精矿。细粒钒钛磁铁精矿的加入不仅可以减少细粒优质磁铁精矿的使用量，以降低烧结成本，还可以配合高炉发挥出护炉的作用。
为了进一步降低烧结成本，在配矿过程中，还加入了2-3wt％的二次资源。二次资源的使用不仅进一步降低了烧结成本，还成功的利用而二次资源，达到了环保的目的。
进一步，在步骤2中，混匀造堆时，按步骤1所得配矿的配比关系造一个万吨级混匀堆料，混匀造堆过程采用多次预混，预混堆作业全物料参与，造堆流量为500-600吨/h。
在本发明中，混匀造堆时，料堆层为250-300层/堆，在形成的料堆中，切除料堆端头和料堆端尾，得到料堆中部的混匀矿，料堆端头和料堆端尾则送入下一堆混匀。选择料堆中部作为最终的混匀矿的缘由在于，料堆中部形成的料层结构稳定，料层比例合适，能够保证烧结矿质量的稳定性，而料堆端头和端尾混匀矿成分及粒度组成不稳定，影响烧结稳定及烧结矿质量稳定。
进一步，本发明虽然采用低MgO烧结，但是MgO的含量不能过低，否则会影响烧结矿质量，因此，在配料时，加入4-6wt％的白云石，以稳定MgO的含量，保证烧结矿冶金性能稳定、保障高炉炉渣稳定性、流动性及脱硫能力满足高炉经济、稳定、高效生产。
在本发明中，为了强化造球和保障料层厚度，先将混匀矿与各配料进行初混，然后添加水分后进行第二次混料，第二次混料过程中，控制混合料水分在8-9wt％，最终得到混合料。
在本发明中，为了防止出现料面加深和加灰的问题，点火温度控制在1200-1250℃，本发明采用了较高的点火温度，因此，为了防止点火温度过高而出现料面过熔问题，烧结时在烧结料层上进行打孔，以增加烧结料层的透气性，反之出现料面过熔问题。
进一步，在步骤3中，混合料布料料层厚度为750-900mm。
进一步，氯化钙溶液的浓度不宜过高或过低，过高或过低都会使其使用效果下降，因此，在本发明中，喷洒的氯化钙浓度为1.5-3wt％，喷洒量为0.5～0.7kg/t。
进一步，在步骤4中，烧结矿经过整粒筛分后，小于5mm粒级的烧结矿返回烧结配料室重新参与配料烧结，部分8-16mm粒级的烧结矿返加烧结铺底料矿槽作为铺底料，其余烧结矿通过胶带机运送至烧结成品仓供高炉使用。
值得说明的是，在本发明中，细粒优质磁铁精矿是本技术领域常用的行业术语，它是指过200目筛网时通过率不小于90％的磁铁精矿，二次资源即是业内统称的含铁回收资源，包括钢铁氧化渣资源、钢渣回收的含铁粉状物料、除尘灰浮选的含铁精料等。
综上所述，由于采用了上述技术方案，本发明的有益效果是：
1、本发明通过高碱度、低MgO烧结、提高点火温度、厚料层烧结、配加SYP烧结增效剂等措施来提高烧结质量，解决了现有烧结技术不能适应配比关系在60wt％以上的褐铁矿烧结问题；
2、本发明的方法适用于配比关系在60-80wt％的褐铁矿烧结中，烧结矿转鼓指数能够达到80％以上，褐铁矿烧结过程中质量下降及产量降低的情况得到了有效抑制，炉料熔滴性能的总特征值达到887.00S.KPa℃，熔滴性能良好，满足了中型高炉的生产要求。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
实施例1
步骤1配矿，根据经营情况得到以下比例配矿表：
1、混匀矿配矿
表1-1混匀矿配比(wt％)
| 物料 | 褐铁粉矿 | 细粒优质磁铁精 | 细粒钒钛磁铁精 | 二次资源 | 合计 |
| 配比 | 60 | 25 | 12 | 3 | 100 |
步骤2混匀矿造堆，根据步骤1表1提供配比，按表1-2参数组织造堆
表1-2混匀矿造堆参数
步骤3烧结配料室配料：
表1-3烧结配料室原、燃料配比(％)
| 物料 | 混匀矿 | 优质焦末 | 生石灰 | 石灰石 | 白云石 | SYP增效剂 |
| 配比 | 79 | 4.7 | 5.0 | 6.0 | 5.3 | 0.028 |
按表1-3配比所得物料进入一次混合机混匀，制粒，并加少量水分润湿，一次混合机混合料水分控制至6.0％，经次混合机混匀的混合料机进二次混合机后，再加水分混合，制粒水分控制在8.8％，得到二次混合料；
步骤4、烧结布料，通过胶带运输机将步骤3得到的二次混合料运送至烧结矿槽，通过圆辊及九辊布料机在烧结机上布料，料层厚度按800mm控制，在靠近台车边缘的圆辊处增加喷淋装置，喷孔5个，孔径3mm，孔距30mm；
步骤5、点火，步骤4布好的料随着烧结机的移动进入点火炉，点火温度按1260℃控制，混合料出点火炉后，在烧结机距保温炉外加装烧结料层表面打孔装置，打孔直径2cm，孔距15cm；
步骤6、抽风烧结，经点火、打孔的混合料进入烧结机主体系统进行抽风烧结，抽风负压17Kpa，烧结机速度1.8m/min，烧结终点温度控制在350℃；
步骤7、烧结矿破碎及冷却，在烧结机上烧透的烧结饼经过单辊破碎机破碎后进入环冷机鼓风冷却，鼓风冷却后的烧结矿温度控制在60-120℃之间；
步骤8、整粒及筛分，步骤7所得到的烧结矿经过整粒筛整粒，<5mm粒级的烧结矿返回烧结配料室重新参与配料烧结，部分8-16mm粒级的烧结矿返加烧结铺底料矿槽作为铺底料，其余烧结矿通过胶带机运送至烧结成品仓供高炉使用；
步骤9、烧结矿喷洒CaCl2溶液，将采购进厂的CaCl2溶液加水稀释，得到浓度为1.5-3wt％，pH值为4-7的CaCl2稀释液，按0.5-0.7kg/t的CaCl2溶液的喷洒量在烧结矿成品仓库前皮带上均匀地喷洒在烧结矿表面，提高烧结矿低温还原粉化指数。
经过以上步骤，可得烧下述烧结技术经济指标的烧结矿：
1、烧结技术经济指标
表1-4烧结技术经济指标
2、烧结矿质量指标
表1-5烧结矿质量指标
3、烧结矿冶金性能
表1-6烧结矿冶金性能(％)
| 名称 | RDI+6.3 | RDI+3.15 | RDI-0.5 | R60min | R120min | R180min |
| 炉料 | 95.79 | 97.60 | 1.40 | 41.68 | 72.56 | 83.18 |
实施例2
步骤1配矿，根据经营情况得到以下比例配矿表：
1、混匀矿配矿
表2-1混匀矿配比(％)
步骤2混匀矿造堆，根据步骤1表2-1提供配比，按表2-2参数组织造堆：
表2-2混匀矿造堆参数
步骤3烧结配料室配料
表2-3烧结配料室原、燃料配比(％)
按表2-3配比所得物料进入一次混合机混匀，制粒，并加少量水分润湿，一次混合机混合料水分控制至6.0％，经次混合机混匀的混合料机进二次混合机后，再加水分混合，制粒水分控制在8.8％，得到二次混合料；
步骤4、烧结布料，通过胶带运输机将步骤3得到的二次混合料运送至烧结矿槽，通过圆辊及九辊布料机在烧结机上布料，料层厚度按800mm控制。在靠近台车边缘的圆辊处增加喷淋装置，喷孔5个，孔径3mm，孔距30mm；
步骤5、点火，步骤4布好的料随着烧结机的移动进入点火炉，点火温度按1260℃控制，混合料出点火炉后，在烧结机距保温炉外加装烧结料层表面打孔装置，打孔直径2cm，孔距15cm；
步骤6、抽风烧结，经点火、打孔的混合料进入烧结机主体系统进行抽风烧结，抽风负压16.5Kpa，烧结机速度1.8m/min，烧结终点温度控制在350℃；
步骤7、烧结矿破碎及冷却，在烧结机上烧透的烧结饼经过单辊破碎机破碎后进入环冷机鼓风冷却，鼓风冷却后的烧结矿温度控制在60-120℃之间；
步骤8、整粒及筛分，步骤7所得到的烧结矿经过整粒筛整粒，<5mm粒级的烧结矿返回烧结配料室重新参与配料烧结，部分8-16mm粒级的烧结矿返加烧结铺底料矿槽作为铺底料，其余烧结矿通过胶带机运送至烧结成品仓供高炉使用；
步骤9、烧结矿喷洒CaCl2溶液，将采购进厂的CaCl2溶液加水稀释，得到浓度为1.5-3wt％，pH值为4-7的CaCl2稀释液，按0.5-0.7kg/t的CaCl2溶液的喷洒量在烧结矿成品仓库前皮带上均匀地喷洒在烧结矿表面，提高烧结矿低温还原粉化指数。
经过以上步骤，可得烧下述烧结技术经济指标的烧结矿：
1、烧结技术经济指标
表2-4烧结技术经济指标
2、烧结矿质量指标
表2-5烧结矿质量指标
3、烧结矿冶金性能
表2-6烧结矿冶金性能(％)
实施例3
步骤1配矿，根据经营情况得到以下比例配矿表：
1、混匀矿配矿
表3-1混匀矿配比(％)
步骤2混匀矿造堆，根据步骤1表3-1提供配比，按表3-2参数组织造堆
表3-2混匀矿造堆参数
步骤3烧结配料室配料
表3-3烧结配料室原、燃料配比(％)
按表3-3配比所得物料进入一次混合机混匀，制粒，并加少量水分润湿，一次混合机混合料水分控制至6.0％，经次混合机混匀的混合料机进二次混合机后，再加水分混合，制粒水分控制在9.0％，得到二次混合料；
步骤4、烧结布料。通过胶带运输机将步骤3得到的二次混合料运送至烧结矿槽，通过圆辊及九辊布料机在烧结机上布料，料层厚度按800mm控制，在靠近台车边缘的圆辊处增加喷淋装置，喷孔5个，孔径3mm，孔距30mm；
步骤5、点火，步骤4布好的料随着烧结机的移动进入点火炉，点火温度按1260℃控制，混合料出点火炉后，在烧结机距保温炉外加装烧结料层表面打孔装置，打孔直径2cm，孔距15cm；
步骤6、抽风烧结，经点火、打孔的混合料进入烧结机主体系统进行抽风烧结，抽风负压16Kpa，烧结机速度2.0m/min，烧结终点温度控制在350℃；
步骤7、烧结矿破碎及冷却，在烧结机上烧透的烧结饼经过单辊破碎机破碎后进入环冷机鼓风冷却，鼓风冷却后的烧结矿温度控制在60-120℃之间；
步骤8、整粒及筛分，步骤7所得到的烧结矿经过整粒筛整粒，<5mm粒级的烧结矿返回烧结配料室重新参与配料烧结，部分8-16mm粒级的烧结矿返加烧结铺底料矿槽作为铺底料，其余烧结矿通过胶带机运送至烧结成品仓供高炉使用；
步骤9、烧结矿喷洒CaCl2溶液，将采购进厂的CaCl2溶液加水稀释，得到浓度为1.5-3wt％，pH值为4-7的CaCl2稀释液，按0.5-0.7kg/t的CaCl2溶液的喷洒量在烧结矿成品仓库前皮带上均匀地喷洒在烧结矿表面，提高烧结矿低温还原粉化指数。
经过以上步骤，可得烧下述烧结技术经济指标的烧结矿：
1、烧结技术经济指标
表3-4烧结技术经济指标
2、烧结矿质量指标
表3-5烧结矿质量指标
3、烧结矿冶金性能
表3-6烧结矿冶金性能(％)
| 名称 | RDI+6.3 | RDI+3.15 | RDI-0.5 | R60min | R120min | R180min |
| 炉料 | 82.97 | 90.18 | 4.01 | 41.8 | 70.52 | 80.71 |
由上述实施例得到，烧结矿转鼓指数能够达到80％以上，低温粉化指数达到90％以上，褐铁矿烧结过程中质量下降及产量降低的情况得到了有效抑制。同时，其炉料结构(70％烧结矿+20％本地球团矿+10％进口块矿)所对应的熔滴性能如表4所示：
表4炉料熔滴性能(％)
由表4得到，炉料熔滴性能的总特征值达到887.00S.KPa℃，熔滴性能良好，满足了中型高炉的生产要求。因此说明，本发明的方法解决了现有烧结技术不能适应配比关系在60wt％以上的褐铁矿烧结问题。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (9)
1.一种提高大比例褐铁矿烧结生产中烧结矿质量的方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤1、配矿，褐铁矿配比60-80wt％，细粒优质磁铁精矿配比不小于20wt％，6-8wt％的细粒钒钛磁铁精矿，总配比合计100％，配矿时，对烧结矿成分作如下约束：烧结矿碱度2.20-2.60,烧结矿SiO2/Al2O3比值满足3.0-4.0，MgO含量1.5-2.5wt％；
步骤2、混匀造堆后进行配料，向混匀矿中配加4.5-5.0wt％的焦末、4.0-6.0wt％的生石灰、4-7wt％的石灰石及0.028-0.035wt％的SYP增效剂一同混匀，得到混合料；
步骤3、混合料布料后点火，然后进行抽风烧结，得到烧结饼；
步骤4、破碎烧结饼后进行整粒筛分，然后对成品烧结矿实施喷洒氯化钙工艺后即完成。
2.如权利要求1所述的提高大比例褐铁矿烧结生产中烧结矿质量的方法，其特征在于，在步骤1中，配矿过程中加入2-3wt％的二次资源。
3.如权利要求1所述的提高大比例褐铁矿烧结生产中烧结矿质量的方法，其特征在于，在步骤2中，混匀造堆时，按步骤1所得配矿的配比关系造一个万吨级混匀堆料，混匀造堆过程采用多次预混，预混堆作业全物料参与，造堆流量为500-600吨/h。
4.如权利要求3所述的提高大比例褐铁矿烧结生产中烧结矿质量的方法，其特征在于，混匀造堆时，料堆层为250-300层/堆，在形成的料堆中，切除料堆端头和料堆端尾，得到料堆中部的混匀矿，料堆端头和料堆端尾则送入下一堆混匀。
5.如权利要求1所述的提高大比例褐铁矿烧结生产中烧结矿质量的方法，其特征在于，在步骤2中，配料时，加入4-6wt％的白云石。
6.如权利要求1所述的提高大比例褐铁矿烧结生产中烧结矿质量的方法，其特征在于，在步骤2中，先将混匀矿与各配料进行初混，然后添加水分后进行第二次混料，第二次混料过程中，控制混合料水分在8-9wt％，最终得到混合料。
7.如权利要求1所述的提高大比例褐铁矿烧结生产中烧结矿质量的方法，其特征在于，在步骤3中，混合料布料料层厚度为750-900mm。
8.如权利要求1所述的提高大比例褐铁矿烧结生产中烧结矿质量的方法，其特征在于，在步骤3中，点火温度控制在1200-1250℃，烧结时在烧结料层上进行打孔，以增加烧结料层的透气性。
9.如权利要求1所述的提高大比例褐铁矿烧结生产中烧结矿质量的方法，其特征在于，在步骤4中，喷洒的氯化钙浓度为1.5-3wt％，喷洒量为0.5-0.7kg/t。
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