CN111321291A - 一种低硅低碱度烧结矿的制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种低硅低碱度烧结矿的制备方法，主要解决现有技术中高品位高强度烧结矿中二氧化硅含量高和二元碱度高的技术问题。本发明采用的技术方案是，一种低硅低碱度烧结矿的制备方法，包括：1)配置熔剂；2)配矿，控制铁矿粉中磁铁矿精矿粉的重量百分含量≥8％，控制烧结矿的二元碱度R2为1.80‑1.90，烧结矿中SiO2的重量百分含量为4.2‑4.8％，MgO的重量百分含量为1.10‑1.49％；3)混匀造粒，将一次混匀料转入二次混匀滚筒中进行混匀造粒，造粒后得到的二次混匀料；4)对二次混匀料进行抽风烧结，烧结完成后得到成品烧结矿。本发明方法改善了烧结矿质量和烧结矿冶金性能。

Description

一种低硅低碱度烧结矿的制备方法
技术领域
本发明涉及高炉炼铁原料烧结矿的制备方法，特别涉及一种低硅低碱度烧结矿的制备方法，属于钢铁冶金烧结技术领域。
背景技术
在烧结过程中，二氧化硅和碱度都发挥了非常重要的作用。在烧结过程中，二氧化硅主要起到提供有效粘结相的作用。但是，二氧化硅含量过高会对烧结矿铁品位造成了影响。如果在碱度不变的情况下，二氧化硅升高，将导致烧结矿过程中加入更多的CaO或碳酸钙熔剂，从而对烧结矿铁品位造成下降影响。烧结矿铁品位每升高1％，高炉焦比下降2％，高炉产量提高3％。可见，二氧化硅对铁品位造成影响的重要性。因此，有必要通过技术手段，将二氧化硅下降到较低水平，从而确保高炉铁品位达到相对较高水平。
与二氧化硅相类似的是，烧结矿中碱度同样对烧结矿铁品位造成下降的影响。只有通过技术手段，将二氧化硅和碱度保持较低水平，提高烧结矿铁品位，同时使得烧结矿质量和冶金性能等指标不恶化。
目前，二氧化硅和碱度无法做到两者同时保持低水平，如果二氧化硅保持在5.0％左右的低水平，通常通过将碱度提高至2.0以上来保证烧结矿质量；如，碱度保持在1.95％的低水平，则需要将二氧化硅提高至5.4％以上来确保烧结矿拥有足够的粘结相确保烧结矿质量不受影响。上述的技术水平很难提高烧结矿的铁品位，无法改善高炉的入炉品位。
为了进一步提高烧结矿铁品位，改善烧结矿质量，烧结工艺工作者在这方面做了大量研究。专利公开号为CN1392273A的中国专利申请文件公开了高铁低硅烧结矿制备方法，通过提高烧结矿铁品位的方法，但是该方法有一定的局限性，且提出了提高碱度的做法。提高碱度虽然对烧结矿质量带来好处，但是将相对降低烧结矿的铁品位。
专利公开号为CN101177730A的中国专利申请文件公开了一种低硅超高碱度烧结矿制备方法，存在超高碱度将导致烧结矿铁品位下降的缺陷。
现有技术缺乏解决高品位高强度烧结矿中二氧化硅含量高和二元碱度高技术问题的措施。
发明内容
本发明的目的是提供一种低硅低碱度烧结矿的制备方法，主要解决现有技术中高品位高强度烧结矿中二氧化硅含量高和二元碱度高的技术问题；本发明方法有效解决烧结过程中烧结矿二氧化硅、碱度含量对烧结矿质量改善与对铁品位带来不利影响之间矛盾问题，本发明方法不但改善烧结矿的铁品位，而且对烧结矿质量改善也起到一定作用；烧结矿的冶金性能低温还原粉化性指标也将得到改善。
本发明采用的技术方案是，一种低硅低碱度烧结矿的制备方法，包括以下步骤：
1)配置熔剂，对白云石和石灰石熔剂进行细化处理，控制白云石和石灰石熔剂粒径≤200 目；
2)配矿，根据烧结矿的技术质量指标计算铁矿粉、熔剂和固体燃料的配矿质量比例，控制铁矿粉中磁铁矿精矿粉的重量百分含量≥8％，控制烧结矿的二元碱度R2为1.80-1.90，烧结矿中SiO2的重量百分含量为4.2-4.8％，MgO的重量百分含量为1.10-1.49％；
3)混匀造粒，配好的铁矿石及镁质熔剂装入一混滚筒中进行一次混匀，一次混匀过程中加水搅拌，混匀后得到一次混匀料，一次混匀料中H2O的重量百分含量为6.5-7.0％；将一次混匀料转入二次混匀滚筒中进行混匀造粒，造粒后得到的二次混匀料；
4)对二次混匀料进行抽风烧结，将二次混匀料转运至烧结台车进行抽风烧结，控制烧结过程中抽风负压为14～17kPa，点火温度为1155～1200℃，烧结完成后得到成品烧结矿。
所述的固体燃料为焦粉、无烟煤粉或焦粉与无烟煤粉混合物中的任一种；固体燃料中C 的质量百分含量为77～85％；粒径≤3mm的固体燃料占固体燃料总质量比例的85％以上。
本发明方法采取的工艺参数的理由如下：
1、熔剂粒径的设定
熔剂粒度≤200目，将白云石、石灰石粒度进行磨细，控制白云石和石灰石熔剂粒度≤ 200目。熔剂经过细化处理后，将提高熔剂利用和矿化效率。同时，白云石或石灰石中的CaO 和MgO与Fe反应，有利于铁酸半钙和铁酸镁等矿物的形成，促使烧结矿结构变好，强度增加，将有效弥补烧结矿二氧化硅和碱度下降带来的不利影响。
2、固体燃料粒径的设定
粒径≤3mm的固体燃料占固体燃料总质量比例的85％以上。固体燃料粒径3mm以下有利于燃料的有效分布，减少烧结料层燃料过于集中现象或燃料真空现象，有利于提高燃料有效分布，提高烧结矿质量，可有效避免烧结矿因二氧化硅和碱度下降带来不利影响。
3、铁矿粉中磁铁矿精矿粉的质量百分含量的设定
配加不少于8％的磁铁矿精矿粉。精矿粉中含有一定量的磁铁矿，磁铁矿在烧结过程中发生氧化反应并发出热量，这将为烧结料层提供额外的热量，并延长烧结矿的高温保持时间，从而提高烧结矿强度和成品率，避免烧结矿因二氧化硅含量和碱度较低而影响烧结矿强度和成品率。
4、烧结矿中MgO的重量百分含量的设定
烧结矿中MgO的重量百分含量为1.10-1.49％。保持MgO含量较低水平，从而减少Mg2+渗入到Fe3O4晶格中，有利于Fe3O4向Fe2O3转变形成铁酸钙，有利于铁酸钙系的发展，有利于改善烧结矿的质量，弥补二氧化硅和碱度降低带来的不利影响。同时，含镁矿物属于难以被同化的矿物，在烧结过程中起难熔相的作用，增加熔体的液相线温度，从而需要更多的热量并降低烧结速度，因此降低MgO含量有利于减少烧结矿热量需求，提高烧结速度。
5、烧结点火温度的设定
为了避免烧结矿中二氧化硅和碱度降低带来的不利影响，要控制烧结点火温度，强化点火。为了为上部料层提供足够热量，控制烧结点火温度设定为1155-1200℃之间，从而改善上部料层的烧结矿质量，避免因二氧化硅和碱度较低而带来的不利影响。
本发明通过采取以上工艺措施，解决了在烧结过程中如果单纯地降低烧结矿的二氧化硅和碱度，将会引起烧结矿质量的下降，一是有效粘结相量减少，二是，由于CaO含量的减少引起铁酸钙含量的下降，从而对烧结矿质量造成影响的技术难题。
本发明相比现有技术具有如下积极效果：1、本发明方法有效解决因烧结矿二氧化硅和碱度降低带来烧结矿质量下降的问题，不但提高了烧结矿铁品位，而且还改善了烧结矿质量，综合提高了烧结矿的质量。2、本发明方法提高了烧结矿铁品位。如果烧结矿二氧化硅从5.0％降低到4.8％，碱度从2.0降低到1.80，烧结矿铁品位可提高0.8％以上，可有效改善高炉的入炉铁品位。高炉入炉品位得到改善，将有利于高炉降低焦比，提高产量，降低高炉渣比，从而根本上降低吨铁生产成本。3、本发明方法改善了烧结矿质量。一方面，烧结矿MgO下降，有利于Fe3O4向Fe2O3转变形成铁酸钙，有利于铁酸钙系的发展，从而弥补和改善烧结矿的质量；另一方面，烧结矿针状铁酸钙是强度和冶金性能优良的矿物结构，它的生成条件是 1250-1280℃，而燃料粒度的有效分布，和强化点火，配加一定了精矿粉等手段正好为生成该矿物结构创造了条件。4、本发明方法改善了烧结矿冶金性能。由于烧结矿二氧化硅下降，难还原的硅酸盐矿物结构减少，烧结矿冶金性能还原度得到改善。5、本发明方法改善了烧结矿的成品率和转鼓强度，避免了重复制造，大大降低了生产成本，易于实施，效果明显，实施成本低。
具体实施方式
下面结合具体实施例，进一步阐明本发明，应理解下述具体实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。
一种低硅低碱度烧结矿的制备方法，包括以下步骤：
1)配置熔剂，对白云石和石灰石熔剂进行细化处理，控制白云石和石灰石熔剂粒径≤200 目；
2)配矿，根据烧结矿的技术质量指标计算铁矿粉、熔剂和固体燃料的配矿质量比例，控制铁矿粉中磁铁矿精矿粉的重量百分含量≥8％，控制烧结矿的二元碱度R2为1.80-1.90，烧结矿中SiO2的重量百分含量为4.2-4.8％，MgO的重量百分含量为1.10-1.49％；
3)混匀造粒，配好的铁矿石及镁质熔剂装入一混滚筒中进行一次混匀，一次混匀过程中加水搅拌，混匀后得到一次混匀料，一次混匀料中H2O的重量百分含量为6.5-7.0％；将一次混匀料转入二次混匀滚筒中进行混匀造粒，造粒后得到的二次混匀料；
4)对二次混匀料进行抽风烧结，将二次混匀料转运至烧结台车进行抽风烧结，控制烧结过程中抽风负压为14～17kPa，点火温度为1155～1200℃，烧结完成后得到成品烧结矿。
所述的固体燃料为焦粉、无烟煤粉或焦粉与无烟煤粉混合物中的任一种；固体燃料中C 的质量百分含量为77～85％；粒径≤3mm的固体燃料占固体燃料总质量比例的85％以上。
实施例1，现有工艺烧结矿碱度为1.95，铁品位仅为57.5％，转鼓强度为82.85％，成品率69.52％。
为了进一步提高烧结矿铁品位和高炉入炉品位，实施例1将烧结矿碱度从现有工艺中 1.95降低至1.85，同时将MgO含量从1.7％降低至1.4％，混合料水分控制目标为6.8％，负压从16.5kPa下调至15.0kPa，同时将燃料从5.5％下降至5.3％。实施例1根据上述条件进行配料，将制备好的混合料在混合机中进行混匀，然后布料、点火和抽风烧结，料层厚度保持700mm 水平不变。经过冷却整粒后，进行相关指标的测定。
结果发现，烧结矿铁品位从57.5％提升到58.5％，转鼓强度从82.85％提高到83.56％，成品率从69.52％提高到70.54％。将烧结矿经过破碎、胶结、粗磨和抛光后在偏反显微镜下观察组分变化情况，结果发现烧结矿中冶金性能较好的复合铁酸钙含量没有减少，与此同时烧结矿的冶金性能也得到改善，还原度也从原来的78.3％提高到82.8％。本发明实施例1的烧结生产指标的见表1。
表1本发明实施例1的烧结生产指标
类别 铁品位/％ TI强度/％ 成品率/％ 二元碱度R<sub>2</sub> 还原度RI/％
实施例1 58.5 83.56 70.54 1.85 82.8
现有工艺 57.5 82.85 69.52 1.95 78.3
需要说明的是，上述实施例仅是本发明的较佳实施例，并没有限定本发明的保护范围，在上述所做的等同替换或者改变均落入本发明的保护范围。

Claims (2)

1.一种低硅低碱度烧结矿的制备方法，其特征是，该方法包括以下步骤：
1)配置熔剂，对白云石和石灰石熔剂进行细化处理，控制白云石和石灰石熔剂粒径≤200目；
2)配矿，根据烧结矿的技术质量指标计算铁矿粉、熔剂和固体燃料的配矿质量比例，控制铁矿粉中磁铁矿精矿粉的重量百分含量≥8％，控制烧结矿的二元碱度R2为1.80-1.90，烧结矿中SiO2的重量百分含量为4.2-4.8％，MgO的重量百分含量为1.10-1.49％；所述的固体燃料为焦粉、无烟煤粉或焦粉与无烟煤粉混合物中的任一种；
3)混匀造粒，配好的铁矿石及镁质熔剂装入一混滚筒中进行一次混匀，一次混匀过程中加水搅拌，混匀后得到一次混匀料，一次混匀料中H2O的重量百分含量为6.5-7.0％；将一次混匀料转入二次混匀滚筒中进行混匀造粒，造粒后得到的二次混匀料；
4)对二次混匀料进行抽风烧结，将二次混匀料转运至烧结台车进行抽风烧结，控制烧结过程中抽风负压为14～17kPa，点火温度为1155～1200℃，烧结完成后得到成品烧结矿。
2.如权利要求1所述的一种低硅低碱度烧结矿的制备方法，其特征是，所述的固体燃料中C的质量百分含量为77～85％；粒径≤3mm的固体燃料占固体燃料总质量比例的85％以上。
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