CN111560515B

CN111560515B - 一种球团生产的控制方法

Info

Publication number: CN111560515B
Application number: CN202010517637.3A
Authority: CN
Inventors: 田筠清; 青格勒; 张彦; 赵路遥; 杨涛
Original assignee: Shougang Group Co Ltd
Current assignee: Shougang Group Co Ltd
Priority date: 2020-06-09
Filing date: 2020-06-09
Publication date: 2022-03-22
Anticipated expiration: 2040-06-09
Also published as: CN111560515A

Abstract

本发明公开了一种球团生产的控制方法，包括：获取铁矿粉的基础性能参数，基础性能参数包括分子水含量，毛细水含量，铁矿粉堆密度，铁矿粉真密度和比表面积；根据基础性能参数，确定铁矿粉成球性综合指数K；根据铁矿粉成球性综合指数K的值，确定铁矿粉的成球性能；根据铁矿粉的成球性能，采用对应的预设工艺进行球团生产。根据上述的控制方法能够更加准确的判断该铁矿粉的成球性能，从而采取相对应的预设工艺对球团的生产进行控制，显著的提高球团的生球质量。

Description

一种球团生产的控制方法

技术领域

本申请涉及钢铁冶炼技术领域，尤其涉及一种球团生产的控制方法。

背景技术

随着整个社会对节能环保的重视，特别是在钢铁行业供给侧结构性改革越来越深入的形势下，球团矿相比烧结矿具有品位高、排放少、污染少等一系列的优点，使得整个钢铁行业对球团工艺越来越关注，球团矿在高炉原料中的使用比例越来越高，逐渐从高炉的配料成为主料。造球工序是球团生产的一道重要工序，其目的是把铁矿粉和各种添加剂形成的混合料通过造球盘生产粒度合格的生球，以备焙烧工序使用。生球质量的好坏直接关系到球团生产的稳定性及最终球团矿成品质量，而落下强度和抗压强度是球团工作者最为关注的生球质量指标。

在添加膨润土种类和比例一定的条件下，生球质量与铁矿粉的成球性能具有高度相关性，可以通过铁矿粉成球性能预测球团生球质量。在钢铁行业内，铁矿粉的成球性能有一个利用铁矿粉的分子水和毛细水含量的经验公式用于计算铁矿粉的成球性指数并评价铁矿粉的成球性能。但通过此经验公式评价的成球性能往往与生产实际不符，经常出现评价铁矿粉成球性良好，但造球后生球质量指标较差的现象。因此，需要一种对铁矿粉成球性评价更为准确，并根据成球性评价结果控制球团生产以提高生球质量的方法。

发明内容

本发明提供了一种球团生产的控制方法，以解决或者部分解决现有的铁矿粉成球性能评价不准确，导致球团生产时生球质量不佳的技术问题。

为解决上述技术问题，本发明提供了一种球团生产的控制方法，包括：

获取铁矿粉的基础性能参数，基础性能参数包括分子水含量，毛细水含量，铁矿粉堆密度，铁矿粉真密度和比表面积；

根据基础性能参数，确定铁矿粉成球性综合指数K；

根据铁矿粉成球性综合指数K的值，确定铁矿粉的成球性能；

根据铁矿粉的成球性能，采用对应的预设工艺进行球团生产。

可选的，根据基础性能参数，确定铁矿粉成球性综合指数K，具体包括：

根据下述公式计算铁矿粉成球性综合指数K：

其中，W₁为分子水含量，单位为重量百分比；W₂为毛细水含量，单位为重量百分比；D₁为铁矿粉真密度，单位为g/cm³；D₂为铁矿粉堆密度，单位为g/cm³；S为铁矿粉比表面积，单位为cm²/g。

进一步的，根据铁矿粉成球性综合指数K的值，确定铁矿粉的成球性能，具体包括：

若K<0.1，铁矿粉无成球形；

若0.1≤K<0.6，铁矿粉为弱成球性；

若0.6≤K<1.0，铁矿粉为中等成球性；

若1.0≤K≤1.2，铁矿粉为良好成球性；

若K>1.2，铁矿粉为优成球性。

如上述的技术方案，根据铁矿粉的成球性能，采用对应的预设工艺进行球团生产，具体包括：

若铁矿粉无成球性，对铁矿粉进行细磨或高压辊磨处理，以使铁矿粉的比表面积S达到3000cm²/g以上；

使用处理后的铁矿粉进行球团生产。

可选的，使用处理后的铁矿粉进行球团生产，具体包括：

控制处理后的铁矿粉在球团生产中的配加比例，以使处理后的铁矿粉占全部铁矿粉原料的重量比不超过10％；或，增加球团生产时膨润土的配加比例。

若铁矿粉为弱成球性，对铁矿粉进行细磨或高压辊磨处理，以使铁矿粉的比表面积S达到2000cm²/g以上；

使用处理后的铁矿粉进行球团生产。

可选的，使用处理后的铁矿粉进行球团生产，具体包括：

控制处理后的铁矿粉在球团生产中的配加比例，以使处理后的铁矿粉占全部铁矿粉原料的重量比不超过30％；

或，增加球团生产时膨润土的配加比例。

若铁矿粉为中等成球性，在球团生产时控制铁矿粉占全部铁矿粉原料的重量比不超过40％。

若铁矿粉为良好成球性或优成球性，在球团生产时控制铁矿粉占全部铁矿粉原料的重量比在50％以上。

通过本发明的一个或者多个技术方案，本发明具有以下有益效果或者优点：

本发明提供了一种根据铁矿粉的分子水含量，毛细水含量，铁矿粉堆密度，铁矿粉真密度和比表面积参数，综合确定铁矿粉成球性综合指数K的方法，然后根据成球性综合指数K评价铁矿粉的成球性能，并根据成球性能，差异化的控制球团生产工艺。由于考虑了孔隙率、比表面积等对铁矿粉的成球性能影响更大的基础性能参数，因此采用本方法确定的成球性综合指数K能够更加准确的判断该铁矿粉的成球性能，从而采取相对应的预设工艺对球团的生产进行控制，能够显著提高球团的生球质量。

上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明的技术手段，而可依照说明书的内容予以实施，并且为了让本发明的上述和其它目的、特征和优点能够更明显易懂，以下特举本发明的具体实施方式。

附图说明

通过阅读下文优选实施方式的详细描述，各种其他的优点和益处对于本领域普通技术人员将变得清楚明了。附图仅用于示出优选实施方式的目的，而并不认为是对本发明的限制。而且在整个附图中，用相同的参考符号表示相同的部件。在附图中：

图1示出了根据本发明一个实施例的球团生产的控制方法流程图。

具体实施方式

为了使本申请所属技术领域中的技术人员更清楚地理解本申请，下面结合附图，通过具体实施例对本申请技术方案作详细描述。

现有的一个矿粉成球性指数K的计算方法如下：

其中，W_f为矿粉的最大分子水含量，％；W_m为矿粉的毛细水含量，％。

然而实际生产中，根据上式计算的成球性指数不能准确的评价矿粉成球后的生球质量。针对此问题，发明人通过研究发现其原因在于，现有的经验公式，仅仅考虑了铁矿粉的分子水和毛细水的影响，而没有考虑更多铁矿粉的其它基本粉末性能对成球性能的影响，比如铁矿粉孔隙率的影响，比表面积的影响等。事实上，铁矿粉的孔隙率反映出了铁矿粉的微观形貌特征，比表面积更是反映了铁矿粉的表面能量情况，这两个指标对铁矿粉的成球性能影响更大。通过传统经验公式计算得到的铁矿粉成球性指数往往与生产实际不相符，其在行业内并不认可。

基于上述的研究分析，发明人提出了一种新的铁矿粉成球性能指数的计算方法，综合考虑了影响铁矿粉成球性能的各种因素，使得铁矿粉的成球性指数更加准确且符合生产实际，能够更准确的预测造球后的生球质量，从而对球团矿的生产进行指导。因此，基于上述的研究分析，在一些可选的实施例中，如图1所示，提出了一种球团生产的控制方法，包括：

S1：获取铁矿粉的基础性能参数，基础性能参数包括分子水含量，毛细水含量，铁矿粉堆密度，铁矿粉真密度和比表面积；

S2：根据基础性能参数，确定铁矿粉成球性综合指数K；

S3：根据铁矿粉成球性综合指数K的值，确定铁矿粉的成球性能；

S4：根据铁矿粉的成球性能，采用对应的预设工艺进行球团生产。

具体的，本实施例提供了一种综合根据铁矿粉的分子水含量，毛细水含量，铁矿粉堆密度，铁矿粉真密度和比表面积参数，确定铁矿粉成球性综合指数K的方法，然后根据成球性综合指数K判断铁矿粉的成球性能，再根据成球性能，差异化的控制球团生产工艺。其中，铁矿粉堆密度和铁矿粉真密度用于表征粉末的孔隙率。铁矿粉成球性综合指数K即是表征铁矿粉滚动成球性能的一个综合指数，由于考虑了孔隙率、比表面积等对铁矿粉的成球性能影响更大的基础性能参数，因此采用本方法确定的成球性综合指数K能够更加准确的判断或预测该铁矿粉的成球性能，从而差异化的采取相对应的预设工艺对球团生产进行控制，保证球团的生球质量。这里的预设工艺包括在成球前对铁矿粉的进一步处理，或者调整球团生产时原料矿粉的配加比，或者调整添加的膨润土的种类、添加比例等。

基于上述实施例相同的发明构思，根据大量的实验数据分析，在另一些可选的实施例中，提出了一种铁矿粉成球性综合指数K的具体确定方法如下：

S2：根据基础性能参数，确定铁矿粉成球性综合指数K，具体包括：

S21：根据下述公式计算铁矿粉成球性综合指数K：

其中，W₁为分子水含量，单位为重量百分比，％；W₂为毛细水含量，单位为重量百分比，％；D₁为铁矿粉真密度，单位为g/cm³；D₂为铁矿粉堆密度，单位为g/cm³；S为铁矿粉比表面积，单位为cm²/g。

具体的，铁矿粉的分子水含量和毛细水含量可用专用的检测仪器测得，根据上式可以计算出铁矿粉成球性综合指数K的具体值，经过数学模型计算的铁矿粉成球性综合指数的范围是0～+∞之间，数值越大则铁矿粉的成球性能越好，生球的质量也越好；反之，数值越小则铁矿粉的成球性能越差，生球的质量也越差。从模型计算结果与实际生产生球质量情况比较来看，综合考虑了铁矿粉分子水含量、毛细水含量、铁矿粉堆密度、真密度以及比表面积铁矿粉成球性综合指数能够在添加的膨润土种类和比例一定的情况下，更加准确预测使用不同铁矿粉的生球的质量优劣。

通过大量的实验数据，基于前述实施例相同的发明构思，在又一些可选的实施例中，给出了定量的根据本发明提供铁矿粉成球性综合指数K对铁矿粉成球性能的评价方法，具体如下：

S3：根据铁矿粉成球性综合指数K的值，确定铁矿粉的成球性能，具体包括：

若K<0.1，铁矿粉无成球形；

若0.1≤K<0.6，铁矿粉为弱成球性；

若0.6≤K<1.0，铁矿粉为中等成球性；

若1.0≤K≤1.2，铁矿粉为良好成球性；

若K>1.2，铁矿粉为优成球性。

上述的成球性能评价，是使用当前铁矿粉进行造球后，对生球质量的预测。根据不同的成球性能评价，对铁矿粉或造球时的原料配比进行相应的处理，以提高球团的生球质量。

基于前述实施例相同的发明构思，在又一些可选的实施例中，给出了根据不同的成球性能评价，对球团生产工艺进行差异化控制的方案，具体如下：

对于无成球性的铁矿粉，S4：根据铁矿粉的成球性能，采用对应的预设工艺进行球团生产，具体包括：

S41：若铁矿粉无成球性，对铁矿粉进行细磨或高压辊磨处理，以使铁矿粉的比表面积S达到3000cm²/g以上；

S42：使用处理后的铁矿粉进行球团生产。

即，当铁矿粉的成球性综合指数K计算表明其无成球性能时，应当对铁矿粉进一步研磨提高比表面积，以增加其成球性能，提高生球质量。另一方面，可选的，S42：使用处理后的铁矿粉进行球团生产，具体包括：

S421：控制处理后的铁矿粉在球团生产中的配加比例，以使处理后的铁矿粉占全部铁矿粉原料的重量比不超过10％；或，增加球团生产时膨润土的配加比例。

即使对无成球性的铁矿粉进行了进一步的细磨，但也应当控制其添加比例，通过将其与成球性优良的铁矿粉配料，或者大幅增加膨润土的配加比例，以完全克服其成球性能差的问题，保证造球后的生球质量。对于对于弱成球性的铁矿粉，S4：根据铁矿粉的成球性能，采用对应的预设工艺进行球团生产，具体包括：

S43：若铁矿粉为弱成球性，对铁矿粉进行细磨或高压辊磨处理，以使铁矿粉的比表面积S达到2000cm²/g以上；

S44：使用处理后的铁矿粉进行球团生产。

即，当铁矿粉的成球性综合指数K计算表明其呈弱成球性能时，也应当对铁矿粉进一步研磨提高比表面积，但不需要增加至无成球性铁矿粉在细磨后所达到的比表面积，以减少生产成本。

可选的，S44：使用处理后的铁矿粉进行球团生产，具体包括：

S441：控制处理后的铁矿粉在球团生产中的配加比例，以使处理后的铁矿粉占全部铁矿粉原料的重量比不超过30％；

或，增加球团生产时膨润土的配加比例。

同理，对于弱成球性的铁矿粉也应当控制其添加比例，通过将其与成球性优良的铁矿粉配料，或者适当增加膨润土的配加比例，以克服其成球性能差的问题，保证造球后的生球质量。

对于中等成球性的铁矿粉，可选的，S4：根据铁矿粉的成球性能，采用对应的预设工艺进行球团生产，具体包括：

S45：若铁矿粉为中等成球性，在球团生产时控制铁矿粉占全部铁矿粉原料的重量比不超过40％。

对于良好成球性或优成球性的铁矿粉，可选的，S4：根据铁矿粉的成球性能，采用对应的预设工艺进行球团生产，具体包括：

S46：若铁矿粉为良好成球性或优成球性，在球团生产时控制铁矿粉占全部铁矿粉原料的重量比在50％以上。

即中等成球性或优成球性的铁矿粉性能优良，无需对该铁矿粉进行进一步处理，在实际生产中可以适当提高配比，以增加综合原料的成球性能，或者综合原料成球性能较高时，可以适当降低膨润土配比，或使用其他种类的膨润土。

接下来以具体数据的实施例，对上述球团生产的控制方法进行具体说明：

在一个可选的实施例中，对某铁矿粉A进行粉末性能测试，得到：W₁＝8.62％，W₂＝15.28％，D₁＝4.91g/cm³，D₂＝2.36g/cm³，S＝1047cm²/g，经计算其成球性综合指数K＝0.28。根据上述评价标准，该铁矿粉A属于弱成球性。根据实验室试验，使用该单一铁矿粉，配加一定比例膨润土后，生球落下强度为3.6次/0.5m，抗压前度为7.84N/P，说明直接使用铁矿粉A获得的生球质量差，不能够满足球团生产要求。

因此，对该铁矿粉进行细磨处理，获得铁矿粉B试样，再次测试，获得：W₁＝8.48％，W₂＝17.36％，D₁＝4.89g/cm³，D₂＝2.45g/cm³，S＝2032cm²/g，经计算其成球性综合指数K＝0.71。根据上述评价标准，细磨后的铁矿粉B属于中等成球性。根据实验室试验，使用单一该细磨后矿粉，配加同样比例的膨润土后，生球落下强度为5.1次/0.5m，抗压强度为9.12N/P，此生球质量指标显示铁矿粉B能够满足球团生产要求。

在另一个实施例中，对于某铁矿粉C，测试得到：W₁＝9.12％，W₂＝16.68％，D₁＝4.71g/cm³，D₂＝1.91g/cm³，S＝4336cm²/g，经计算其成球性综合指数K＝1.42。根据上述评价标准，该铁矿粉属于优等成球性。根据实验室试验，使用该单一铁矿粉，配加同等比例的膨润土后，生球落下强度为7.2次/0.5m，抗压强度为10.08次/0.5m，生球指标较为优良。从多种矿粉的搭配试验来看，随着配加该种铁矿粉比例的增加，生球指标有升高的趋势。

从以上两个具体实施例来看，本发明提出的新的铁矿粉成球性综合指数K较好的反映了铁矿粉的成球性能，尤其是综合反映出毛细水、分子水、孔隙率和比表面积的综合影响，并且与实验室试验结果有较高的一致性，能够用于指导球团生产，提高造球后的生球质量。

通过本发明的一个或者多个实施例，本发明具有以下有益效果或者优点：

尽管已描述了本申请的优选实施例，但本领域内的普通技术人员一旦得知了基本创造性概念，则可对这些实施例作出另外的变更和修改。所以，所附权利要求意欲解释为包括优选实施例以及落入本申请范围的所有变更和修改。

显然，本领域的技术人员可以对本申请进行各种改动和变型而不脱离本申请的精神和范围。这样，倘若本申请的这些修改和变型属于本申请权利要求及其等同技术的范围之内，则本申请也意图包含这些改动和变型在内。

Claims

1.一种球团生产的控制方法，其特征在于，所述控制方法包括：

获取铁矿粉的基础性能参数，所述基础性能参数包括分子水含量，毛细水含量，铁矿粉堆密度，铁矿粉真密度和比表面积；

根据所述基础性能参数，确定铁矿粉成球性综合指数K；其中，

W₁为分子水含量，单位为重量百分比；W₂为毛细水含量，单位为重量百分比；D₁为铁矿粉真密度，单位为g/cm³；D₂为铁矿粉堆密度，单位为g/cm³；S为铁矿粉比表面积，单位为cm²/g；

根据所述铁矿粉成球性综合指数K的值，确定铁矿粉的成球性能；

根据所述铁矿粉的成球性能，采用对应的预设工艺进行球团生产。

2.如权利要求1所述的控制方法，其特征在于，所述根据所述铁矿粉成球性综合指数K的值，确定铁矿粉的成球性能，具体包括：

若K<0.1，铁矿粉无成球形；

若0.1≤K<0.6，铁矿粉为弱成球性；

若0.6≤K<1.0，铁矿粉为中等成球性；

若1.0≤K≤1.2，铁矿粉为良好成球性；

若K>1.2，铁矿粉为优成球性。

3.如权利要求2所述的控制方法，其特征在于，所述根据所述铁矿粉的成球性能，采用对应的预设工艺进行球团生产，具体包括：

若铁矿粉无成球性，对所述铁矿粉进行细磨或高压辊磨处理，以使所述铁矿粉的比表面积S达到3000cm²/g以上；

使用处理后的铁矿粉进行球团生产。

4.如权利要求3所述的控制方法，其特征在于，所述使用处理后的铁矿粉进行球团生产，具体包括：

控制所述处理后的铁矿粉在球团生产中的配加比例，以使所述处理后的铁矿粉占全部铁矿粉原料的重量比不超过10％；或，增加球团生产时膨润土的配加比例。

5.如权利要求2所述的控制方法，其特征在于，所述根据所述铁矿粉的成球性能，采用对应的预设工艺进行球团生产，具体包括：

若铁矿粉为弱成球性，对所述铁矿粉进行细磨或高压辊磨处理，以使所述铁矿粉的比表面积S达到2000cm²/g以上；

使用处理后的铁矿粉进行球团生产。

6.如权利要求5所述的控制方法，其特征在于，所述使用处理后的铁矿粉进行球团生产，具体包括：

控制所述处理后的铁矿粉在球团生产中的配加比例，以使所述处理后的铁矿粉占全部铁矿粉原料的重量比不超过30％；

或，增加球团生产时膨润土的配加比例。

7.如权利要求2所述的控制方法，其特征在于，所述根据所述铁矿粉的成球性能，采用对应的预设工艺进行球团生产，具体包括：

若铁矿粉为中等成球性，在球团生产时控制所述铁矿粉占全部铁矿粉原料的重量比不超过40％。

8.如权利要求2所述的控制方法，其特征在于，所述根据所述铁矿粉的成球性能，采用对应的预设工艺进行球团生产，具体包括：

若铁矿粉为良好成球性或优成球性，在球团生产时控制所述铁矿粉占全部铁矿粉原料的重量比在50％以上。