CN112176177A - 一种天然块矿的预处理方法 - Google Patents

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于原浩
陈春平
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Abstract

本发明揭示了一种天然块矿的预处理方法，选取1‑3种烧损值高的天然块矿，通过将将烧损值高的天然块矿按照一定的升温速度、终点温度及保温时间进行焙烧，使天然块矿内部的结晶水及碳酸盐逐渐分解。本发明的方法增加了块矿内部的孔隙，提高了块矿的还原性，消除了块矿的热爆裂，加入高炉后有利于改善上部透气性，降低炉顶压力，有利于高炉顺行。同时由于天然块矿的采购成本相对低，采用该加工预处理方法后，可降低高炉冶炼的原料成本。

Description

一种天然块矿的预处理方法
技术领域
本发明涉及钢铁冶炼技术领域，具体而言，尤其涉及一种天然块矿的预处理方法。
背景技术
块矿是高炉炉料的一种，是一种不需要造块仅经过一定筛分即可直接配入高炉进行冶炼的矿石，而且天然块矿在价格上比较便宜，有较高的成本优势；提高天然块矿的使用比例，不仅可起到降本增效的作用，而且由于增加了块矿比例，会降低烧结矿、球团的使用比例，可减轻由于烧结矿、球团矿提产带来的环保压力。
目前高炉使用块矿比例较低，基本在10-15％之间，主要原因是：首先，天然块矿含粉率高，不易筛除，配加后会恶化高炉料柱透气性，增加焦比；其次，天然块矿未经过高温焙烧，加入高炉后，随着料面的下移，温度升高速度加快，在某一温度区间内部的结晶水及碳酸盐会发生剧烈分解，产生较多粉末，对高炉上部透气性产生不利影响，影响高炉顺行；再次，块矿的还原性偏低，大比例使用会导致高炉燃料比增加。
发明内容
本发明的目的是克服现有技术存在的不足，提供一种天然块矿的预处理方法。
本发明的目的通过以下技术方案来实现：
一种天然块矿的预处理方法，包括如下步骤，
S1、块矿选取步骤，选取1-3种烧损值高的天然块矿；
S2、筛分步骤，将选出的天然块矿进行筛分，筛除其中小粒径颗粒；
S3、热重曲线测量步骤，根据天然块矿的烧损值，使用实验测试方法得到热重曲线；
S4、焙烧曲线确认步骤，根据热重曲线确定合适的焙烧曲线及气氛条件；
S5、焙烧步骤，根据焙烧曲线选取相应的焙烧炉的升温速度、终点温度及保温时间，所述升温速度与所述烧损值成反比，所述保温时间与所述烧损值成正比；将天然块矿送至该焙烧炉进行焙烧，所述该焙烧炉内的气氛条件根据步骤S4选取而定；
S6、冷却筛分步骤，将焙烧后的块矿进行自然冷却，并筛分出大粒径块矿送至高炉，与烧结矿、球团矿一起进行冶炼。
优选的，步骤S1中，烧损值高的天然块矿的烧损值>5％。
优选的，步骤S2中，所述小粒径颗粒的粒度范围为<5mm。
优选的，所述实验测试方法为热重分析法。
优选的，所述的焙烧炉的升温速度为2-10℃/min。
优选的，所述的焙烧炉的终点温度为700-1050℃。
优选的，所述的焙烧炉的保温时间为30-120min。
优选的，所述的焙烧炉的气氛条件为N2 5-20L/min。
优选的，步骤S6中，所述的大粒径块矿粒径为>5mm。
本发明的有益效果主要体现在：本发明通过将将烧损值高的天然块矿按照一定的升温速度、终点温度及保温时间进行焙烧，使天然块矿内部的结晶水及碳酸盐逐渐分解，增加了块矿内部的孔隙，提高了块矿的还原性，消除了块矿的热爆裂，加入高炉后有利于改善上部透气性，降低炉顶压力，有利于高炉顺行。同时由于天然块矿的采购成本相对低，采用该加工预处理方法后，可降低高炉冶炼的原料成本。
具体实施方式
本发明提出的方法是在块矿入炉前对其进行预处理，即控制升温速度、终点温度、保温时间及气氛条件，将天然块矿进行焙烧预处理，使其内部结晶水及碳酸盐分解，可改善块矿的热爆裂性能；由于结晶水及碳酸盐在分解过程中会在内部产生微小孔隙，有利于还原性的提高；通过焙烧后的块矿，表面粘附的粉末较易通过筛分去除；因此通过焙烧预处理加工的块矿，冶金性能可得到改烧，可提高其在高炉的配加比例，有利于降低高炉燃料比，降低高炉吨铁冶炼成本。
具体的，本发明的天然块矿的预处理方法，包括如下步骤，
S1、块矿选取步骤，选取1-3种烧损值高的天然块矿；
S2、筛分步骤，将选出的天然块矿进行筛分，筛除其中小粒径颗粒；
S3、热重曲线测量步骤，根据天然块矿的烧损值，使用实验测试方法得到热重曲线；
S4、焙烧曲线确认步骤，根据热重曲线确定合适的焙烧曲线及气氛条件；
S5、焙烧步骤，根据焙烧曲线选取相应的焙烧炉的升温速度、终点温度及保温时间，所述升温速度与所述烧损值成反比，所述保温时间与所述烧损值成正比；将天然块矿送至该焙烧炉进行焙烧，所述该焙烧炉内的气氛条件根据步骤S4选取而定；
S6、冷却筛分步骤，将焙烧后的块矿进行自然冷却，并筛分出大粒径块矿送至高炉，与烧结矿、球团矿一起进行冶炼。
本发明中，通过热重分析法(TG)来得到热重曲线，热重分析法(TG)为常规的测试方法，例如中国专利201810272144.0、201711297777.9所揭示，在此不再赘述。不同种类不同批次的天然块矿烧损值不同，同种类不同批次的也有差异，所以焙烧升温曲线是要根据每次块矿的烧损值来确定具体的参数。
一般来说，结晶水一般在250-400度之间分解完毕，碳酸盐一般在800度附近开始分解，但一般块矿碳酸盐含量少。根据不同块矿结晶水及碳酸盐开始分解及分解完毕的温度确定终点温度值。烧损值越大，越需要放慢速度，使内部易烧损物(结晶水及碳酸盐)缓慢分解释放，以保证块矿不破裂，同时要保证有足够的保温时间保证结晶水及碳酸盐的完全分解释放。因此，烧损值越大，相应的升温速率应越慢，保温时间越长。本发明确定的焙烧升温曲线中，所述升温速度与所述烧损值成反比，所述保温时间与所述烧损值成正比。本发明选取的所述的焙烧炉的升温速度为2-10℃/min，所述的焙烧炉的保温时间为30-120min，所述的焙烧炉的终点温度为700-1050℃。焙烧炉的气氛条件为N2 5-20L/min。氮气可以从一开始就通，通入氮气主要是作为保护气，块矿中会有一些矿物在加热过程中会与氧气发生反应，从而改变块矿内部的矿物结构，所以通氮气主要是保证在加热焙烧过程中不发生氧化反应。
根据不同结晶水含量即碳酸盐含量来确定升温速度，可以减缓由于快速升温而造成块矿的破裂，终点温度要考虑温度要能保证结晶水及碳酸盐可以分解，保温时间是要保证能充分分解完毕。
快速升温会导致块矿内部结晶水蒸发后会形成水蒸气，使天然块矿核颗粒中的压力急剧增加，强度较为薄弱的某一部位或晶形较差的矿物就会发生断裂，产生裂纹甚至碎片，导致块矿爆裂产生粉末，影响使用。焙烧过程中设定升温速度及保温时间是为了保证在焙烧过程中块矿内部的结晶水和碳酸盐能够得到逐渐释放，经过一定的保温时间后，得到完全释放，再次配入高炉后不再发生爆裂而产生粉末。
以下通过具体的实验来进行证明。
选取20-25mm块矿主要考虑实验设备对样品的要求；本实施例在可控制升温速度及保温时间的马弗炉上进行。
(1)块矿筛选
选取两种烧损值高的天然块矿A、B；其中A块矿的烧损值为7.45％，B块矿的烧损值为5.60％。
(2)块矿筛分
将选取的两种烧损值的高天然块矿分别进行筛分预处理，筛除其中<5mm的小粒径颗粒。
(3)焙烧曲线及气氛条件确定
称取50mg所选块矿，利用热重分析，确定合适的焙烧曲线及气氛条件。
(4)块矿焙烧
将初步筛分后的块矿称取20-25mm粒径500g后放入马弗炉，按照步骤(3)中确定的焙烧曲线及气氛条件设定升温速度、终点温度、保温时间和气氛条件，进行焙烧，焙烧完毕后自然冷却。
(5)焙烧方案
为与未经加工预处理天然块矿进行性能比较，设定升温速度、终点温度、保温时间及气氛条件对块矿进行焙烧。
表1块矿焙烧工艺参数设定
Figure BDA0002118844110000051
(6)焙烧后预处理
将根据步骤5中方案焙烧后的块矿进行自然冷却，冷却后的块矿进行冶金性能测试。
(7)实验结果
表2焙烧前后块矿的热爆裂性能
Figure BDA0002118844110000052
表3焙烧前后块矿的物理性能及冶金性能
Figure BDA0002118844110000053
Figure BDA0002118844110000061
实施例中共选取了两种不同烧损值的块矿进行了测试，由表2可看出，将天然块矿经过设定的升温速度、终点温度及保温时间进行焙烧后，可显著降低块矿的热爆裂性，对焙烧后的块矿进行同温度下的爆裂性测试，结果表明，经过焙烧后的块矿不会发生再次爆裂。
由表3可看出，将天然块矿经过设定了升温速度、终点温度、保温时间及气氛条件的焙烧炉进行焙烧后，由于块矿内部结晶水及碳酸盐分解产生了孔隙，抗磨指数升高，但变化程度在5％内；抗压强度降低了9.91％，在可接受范围之内，不影响高炉使用；但由于孔隙的产生，还原性得到了改善，还原性平均提高了4.34％，有利于高炉燃料比的降低。
本发明通过控制升温速度、终点温度、保温时间及气氛条件将天然块矿进行焙烧，块矿内部的结晶水及碳酸盐逐渐得到释放，消除了块矿配入高炉后在升温过程中的热爆裂，有利于提高其在高炉入炉料中的配比；同时焙烧后块矿内部产生了均匀的孔隙，表面产生了微小裂纹，提高了块矿的还原性，有利于高炉燃料比的降低，提高高炉煤气利用率，降低吨铁冶炼成本。
应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施方式中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。
上文所列出的一系列的详细说明仅仅是针对本发明的可行性实施方式的具体说明，它们并非用以限制本发明的保护范围，凡未脱离本发明技艺精神所作的等效实施方式或变更均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种天然块矿的预处理方法，其特征在于：包括如下步骤，
S1、块矿选取步骤，选取1-3种烧损值高的天然块矿；
S2、筛分步骤，将选出的天然块矿进行筛分，筛除其中小粒径颗粒；
S3、热重曲线测量步骤，根据天然块矿的烧损值，使用实验测试方法得到热重曲线；
S4、焙烧曲线确认步骤，根据热重曲线确定合适的焙烧曲线及气氛条件；
S5、焙烧步骤，根据焙烧曲线选取相应的焙烧炉的升温速度、终点温度及保温时间，所述升温速度与所述烧损值成反比，所述保温时间与所述烧损值成正比；将天然块矿送至该焙烧炉进行焙烧；所述该焙烧炉内的气氛条件根据步骤S4选取而定；
S6、冷却筛分步骤，将焙烧后的块矿进行自然冷却，并筛分出大粒径块矿送至高炉，与烧结矿、球团矿一起进行冶炼。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：步骤S1中，烧损值高的天然块矿的烧损值>5%。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：步骤S2中，所述小粒径颗粒的粒度范围为<5mm。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：所述实验测试方法为热重分析法。
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：所述的焙烧炉的升温速度为2-10℃/min。
6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：所述的焙烧炉的终点温度为700-1050℃。
7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：所述的焙烧炉的保温时间为30-120min。
8.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：所述的焙烧炉的气氛条件为N2 5-20 L/min。
9.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：步骤S6中，所述的大粒径块矿粒径为>5mm。
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Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1429920A (zh) * 2001-12-31 2003-07-16 新疆钢铁研究所 褐铁矿在生产球团烧结矿方法中作为铺底料的应用
CN101104881A (zh) * 2007-07-13 2008-01-16 重庆钢铁(集团)有限责任公司 铁矿石焙烧工艺方法
JP2013092539A (ja) * 2013-02-04 2013-05-16 Nippon Steel & Sumitomo Metal 焼結用配合鉄鉱石の評価方法
CN103160683A (zh) * 2011-12-14 2013-06-19 鞍钢股份有限公司 含高结晶水铁矿石的焙烧预处理方法
CN106702145A (zh) * 2015-07-21 2017-05-24 宝山钢铁股份有限公司 一种强化高结晶水褐铁矿烧结的方法
CN108774683A (zh) * 2018-08-08 2018-11-09 胡明意 一种高镁复合烧结矿及其生产方法

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1429920A (zh) * 2001-12-31 2003-07-16 新疆钢铁研究所 褐铁矿在生产球团烧结矿方法中作为铺底料的应用
CN101104881A (zh) * 2007-07-13 2008-01-16 重庆钢铁(集团)有限责任公司 铁矿石焙烧工艺方法
CN103160683A (zh) * 2011-12-14 2013-06-19 鞍钢股份有限公司 含高结晶水铁矿石的焙烧预处理方法
JP2013092539A (ja) * 2013-02-04 2013-05-16 Nippon Steel & Sumitomo Metal 焼結用配合鉄鉱石の評価方法
CN106702145A (zh) * 2015-07-21 2017-05-24 宝山钢铁股份有限公司 一种强化高结晶水褐铁矿烧结的方法
CN108774683A (zh) * 2018-08-08 2018-11-09 胡明意 一种高镁复合烧结矿及其生产方法

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
王晓哲: "块矿气孔率和热分解对冶金性能影响研究", 《2017年全国高炉炼铁学术年会论文集（下）》 *

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