CN112195339A - 一种含K2O、Na2O、F磁铁精矿为主搭配赤铁精矿制备的球团矿及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种含K2O、Na2O、F磁铁精矿为主搭配赤铁精矿制备的球团矿及其制备方法，其原料按照重量百分比包括：含K2O、Na2O、F磁铁精矿40％，第一普通磁铁精矿20％～30％，第二普通磁铁精矿20％，赤铁精矿5％‑15％，外配的膨润土2.1％～2.2％。本发明利用含K2O、Na2O、F磁铁精矿和赤铁精矿性能互补的特征，通过将含K2O、Na2O、F磁铁精矿为主搭配赤铁精矿制备球团矿的技术措施，既克服了赤铁精矿难于焙烧的缺点，又克服了含K2O、Na2O、F磁铁精矿制备球团矿还原膨胀率高的缺点。

Description

一种含K2O、Na2O、F磁铁精矿为主搭配赤铁精矿制备的球团矿 及其制备方法
技术领域
本发明涉及炼铁原料造块技术领域，尤其涉及一种含K2O、Na2O、F磁铁精矿为主搭配赤铁精矿制备的球团矿及其制备方法。
背景技术
氧化球团矿是一种品位高、还原性好、强度高的酸性高炉炉料，而且优质球团矿与高碱度烧结矿搭配可以显著改善高炉炉料结构，使高炉增产节焦，降低钢铁企业的生产成本。因此，近年来，氧化球团矿的生产在我国受到了广泛的重视。
生产氧化球团矿的主要原料为磁铁矿和赤铁矿。由于单一赤铁矿球团在焙烧过程中所需固结温度较高(1300～1350℃)，其所需热量完全由外部供给。而且产生的粉末在高温下易发生粘结，因而赤铁矿制备球团焙烧较为困难。而包钢所用含K2O、Na2O、F磁铁精矿制备的球团矿，要求焙烧温度低，且制备的球团还原膨胀率高，不能满足高炉冶炼需求。
发明内容
本发明的目的是提供一种含K2O、Na2O、F磁铁精矿为主搭配赤铁精矿制备的球团矿及其制备方法，利用含K2O、Na2O、F磁铁精矿和赤铁精矿性能互补的特征，通过将含K2O、Na2O、F磁铁精矿为主搭配赤铁精矿制备球团矿的技术措施，既克服了赤铁精矿难于焙烧的缺点，又克服了含K2O、Na2O、F磁铁精矿制备球团矿还原膨胀率高的缺点。用该方法制备的球团矿膨润土配比降低、球团矿品位提高、还原膨胀性能改善。
为解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：
一种含K2O、Na2O、F磁铁精矿为主搭配赤铁精矿制备的球团矿，其原料按照重量百分比包括：含K2O、Na2O、F磁铁精矿40％，第一普通磁铁精矿20％～30％，第二普通磁铁精矿20％，赤铁精矿5％-15％，外配的膨润土2.1％～2.2％。
进一步的，所述含K2O、Na2O、F磁铁精矿的化学成分按照重量百分比包括：TFe为65.0～66.6％，FeO为27.0～31.0％，MgO为0.87～1.30％，CaO为0.8～1.95％，Al2O3≤0.2％，SiO2为1.05～2.04％，K2O≤0.15％，Na2O为0.05％～0.20％，F为0.25％～0.50％；所述含K2O、Na2O、F铁精矿中粒度≤0.074mm的精矿占所述含K2O、Na2O、F铁精矿总重量的百分比至少为90％。
进一步的，所述第一普通磁铁精矿的化学成分按照重量百分比包括：TFe为64.91～65.83％，FeO为27.9～29.0％，MgO为0.89～1.13％，CaO为1.06～1.94％，Al2O3为≤0.8％，SiO2为2.99～4.01％，S为0.45～0.57％，P≤0.05％，K2O≤0.08％，Na2O≤0.08％；所述第一普通铁精矿中粒度≤0.074mm的精矿占所述第一普通铁精矿总重量的百分比至少为70％。
进一步的，所述第二普通磁铁精矿的化学成分按照重量百分比包括：TFe为67.50～68.50％，FeO为27.9～30.0％，MgO为0.70～0.90％，CaO为0.50～0.70％，Al2O3为≤0.4％，SiO2为0.90～2.00％，S为0.40～0.90％，P≤0.05％，K2O≤0.03％，Na2O≤0.04％；所述第二普通铁精矿中粒度≤0.074mm的精矿占所述第二普通铁精矿总重量的百分比至少为70％。
进一步的，所述赤铁精矿的化学成分按照重量百分比包括：TFe为65.00～65.50％，FeO为5.00～6.00％，MgO为0.50～0.70％，CaO为0.50～0.70％，Al2O3为≤1.00％，SiO2为3.00～3.50％，S≤0.05％，P≤0.05％；所述赤铁精矿中粒度≤0.074mm的精矿占所述赤铁精矿总重量的百分比至少为90％。
进一步的，所述的膨润土按照重量百分比包括：SiO2≤70.0％，MgO≥3.0％，Al2O3为≤15.00％，所述膨润土中粒度≤0.074mm的细磨粉料占所述膨润土总重量的百分比为95％。
进一步的，按照重量百分比计，所述含K2O、Na2O、F磁铁精矿配比为40％，所述第一普通磁铁精矿配比为25％，所述第二普通磁铁精矿配比为20％，所述赤铁精矿配比为15％，外配的所述膨润土在造球混合料中的重量百分比为2.1％。
一种含K2O、Na2O、F磁铁精矿为主搭配赤铁精矿制备的球团矿的制备方法，包括如下步骤：
S1：在含铁原料中外加重量百分比为2.1～2.2％的膨润土，充分混合得到混合料；所述含铁原料的组份按照重量百分比包括：含K2O、Na2O、F磁铁精矿40％，第一普通磁铁精矿20％～30％，第二普通磁铁精矿20％，赤铁精矿5％-15％，外配的膨润土2.1％～2.2％；
S2：将所述混合料应用造球盘制备得到生球，所述造球盘工艺参数控制：生球制备时间10min，压实时间21min，球盘转速30r/min，球团直径1m。所述小球平均粒径为11mm。
S3：将所述生球经干燥、预热、焙烧、均热，得到氧化球团矿。
进一步的，所述干燥的条件：温度为150～300℃，时间为15～30min；所述预热的条件：温度为600～1000℃，时间为5～10min；所述焙烧的条件：温度为1160～1220℃，时间为8～12min；所述均热的条件：温度为900～1000℃，时间为2～4min。
与现有技术相比，本发明的有益技术效果：
超细赤铁精矿有很强的比表面积大，且造球混合料中弥散程度高，可改善混合料的成球性，促使母球迅速生成并长大，缩短造球时间，提高生球生产效率；可降低膨润土配比，显著提高球团矿的品位，有利于高炉的强化冶炼。
利用含K2O、Na2O、F磁铁精矿和赤铁精矿性能互补的特征，通过将含K2O、Na2O、F磁铁精矿为主搭配赤铁精矿制备球团矿的技术措施，既克服了赤铁精矿难于焙烧的缺点，又克服了含K2O、Na2O、F磁铁精矿制备球团矿还原膨胀率高的缺点。用该方法制备的球团矿膨润土配比降低、球团矿品位提高、还原膨胀性能改善。
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。
各实施例应用含K2O、Na2O、F磁铁精矿为主搭配赤铁精矿制备球团矿的原料组成、配矿方案、生球性能、焙烧制度、球团矿化学成分、冶金性能见表1～4。
表1原料化学成分，％
Figure BDA0002694314970000041
由表1可知：袁家村铁精矿品位在65.40％，SiO2含量中等，粒度较细，属于赤铁精矿，适用于带式球团工艺配加。
表2配矿方案
Figure BDA0002694314970000051
由表2可知：配矿方案以对比例“40％巴润+40％区内+20％低硫蒙古”的铁料配置为基础，分别用10％、15％、20％赤铁精矿替代第一磁铁精矿，其他铁料配比保持不变，同时膨润土配比也由对比例的2.7％，分别降低至2.2％、2.1％、2.1％。
表3不同配比赤铁精矿对生球性能的影响
编号 水分％ 生球落下强度次/P 生球抗压强度N/P
对比例 7.5 4.75 10.8
实施例1 7.6 4.65 11.2
实施例2 7.5 4.75 11.9
实施例3 7.5 4.80 11.5
由表3可知：
以10％赤铁精矿替代区内铁精矿，同时降低0.5个百分点膨润土配比，其生球性能与对比例的生球性能相近，甚至生球的抗压强度要好于对比例，选用该方案就可以使每吨球团矿的膨润土用量降低5kg，效果最为显著。
随着赤铁精矿配比的提高，生球性能改善不明显，因此，以下球团配加赤铁精矿的对比分析均以10％的方案为主。
表4不同配比赤铁精矿对球团矿焙烧制度的影响
Figure BDA0002694314970000052
由表4可知：
(1)对比例及实施例球团的适宜的焙烧温度均为1160-1180℃，且随着袁家村铁精矿配比的提高，成品球抗压强度有提高趋势。
(2)配加赤铁精矿后焙烧温度控制范围变宽，更有利于生产现场的操作。
(3)将含K2O、Na2O、F磁铁精矿为主搭配赤铁精矿制备球团矿的技术措施，既克服了赤铁精矿难于焙烧的缺点，又克服了含K2O、Na2O、F磁铁精矿制备球团矿焙烧温度低的缺点。
表5不同配比赤铁精矿对球团矿化学成分的影响
Figure BDA0002694314970000061
由表5可知：与对比例相比，随着赤铁矿配比提高，球团矿品位提高，S iO2含量降低。配加10％赤铁精矿，可提高球团矿品位0.43个百分点，S iO2含量降低0.40个百分点，球团矿品质得到改善。
表6不同配比赤铁精矿对球团矿冶金性能的影响
Figure BDA0002694314970000062
由表6可知：
(1)在含K2O、Na2O、F磁铁精矿配比40％的情况下，配加10％赤铁精矿球团矿的膨胀率较对比例降低了3个百分点，之后随着赤铁精矿配比的提高，其膨胀率降低幅度缩小。由此可见，将含K2O、Na2O、F磁铁精矿为主搭配赤铁精矿制备球团矿的技术措施，克服了含K2O、Na2O、F磁铁精矿制备球团矿还原膨胀率高的缺。
(2)配加赤铁精矿后，球团矿还原性呈下降趋势。配加10％赤铁精矿，还原性降低6.45个百分点，但随着赤铁精矿配比的进一步提高，球团矿还原性呈下降趋势，但变化幅度较小。
综上所述，本发明利用含K2O、Na2O、F磁铁精矿和赤铁精矿性能互补的特征，通过将含K2O、Na2O、F磁铁精矿为主搭配赤铁精矿制备球团矿的技术措施，既克服了赤铁精矿难于焙烧的缺点，又克服了含K2O、Na2O、F磁铁精矿制备球团矿还原膨胀率高的缺点。用该方法制备的球团矿膨润土配比降低、球团矿品位提高、还原膨胀性能明显改善。
以上所述的实施例仅是对本发明的优选方式进行描述，并非对本发明的范围进行限定，在不脱离本发明设计精神的前提下，本领域普通技术人员对本发明的技术方案做出的各种变形和改进，均应落入本发明权利要求书确定的保护范围内。

Claims (9)

1.一种含K2O、Na2O、F磁铁精矿为主搭配赤铁精矿制备的球团矿，其特征在于：其原料按照重量百分比包括：含K2O、Na2O、F磁铁精矿40％，第一普通磁铁精矿20％～30％，第二普通磁铁精矿20％，赤铁精矿5％-15％，外配的膨润土2.1％～2.2％。
2.根据权利要求1所述的含K2O、Na2O、F磁铁精矿为主搭配赤铁精矿制备的球团矿，其特征在于：所述含K2O、Na2O、F磁铁精矿的化学成分按照重量百分比包括：TFe为65.0～66.6％，FeO为27.0～31.0％，MgO为0.87～1.30％，CaO为0.8～1.95％，Al2O3≤0.2％，SiO2为1.05～2.04％，K2O≤0.15％，Na2O为0.05％～0.20％，F为0.25％～0.50％；所述含K2O、Na2O、F铁精矿中粒度≤0.074mm的精矿占所述含K2O、Na2O、F铁精矿总重量的百分比至少为90％。
3.根据权利要求1所述的含K2O、Na2O、F磁铁精矿为主搭配赤铁精矿制备的球团矿，其特征在于：所述第一普通磁铁精矿的化学成分按照重量百分比包括：TFe为64.91～65.83％，FeO为27.9～29.0％，MgO为0.89～1.13％，CaO为1.06～1.94％，Al2O3为≤0.8％，SiO2为2.99～4.01％，S为0.45～0.57％，P≤0.05％，K2O≤0.08％，Na2O≤0.08％；所述第一普通铁精矿中粒度≤0.074mm的精矿占所述第一普通铁精矿总重量的百分比至少为70％。
4.根据权利要求1所述的含K2O、Na2O、F磁铁精矿为主搭配赤铁精矿制备的球团矿，其特征在于：所述第二普通磁铁精矿的化学成分按照重量百分比包括：TFe为67.50～68.50％，FeO为27.9～30.0％，MgO为0.70～0.90％，CaO为0.50～0.70％，Al2O3为≤0.4％，SiO2为0.90～2.00％，S为0.40～0.90％，P≤0.05％，K2O≤0.03％，Na2O≤0.04％；所述第二普通铁精矿中粒度≤0.074mm的精矿占所述第二普通铁精矿总重量的百分比至少为70％。
5.根据权利要求1所述的含K2O、Na2O、F磁铁精矿为主搭配赤铁精矿制备的球团矿，其特征在于：所述赤铁精矿的化学成分按照重量百分比包括：TFe为65.00～65.50％，FeO为5.00～6.00％，MgO为0.50～0.70％，CaO为0.50～0.70％，Al2O3为≤1.00％，SiO2为3.00～3.50％，S≤0.05％，P≤0.05％；所述赤铁精矿中粒度≤0.074mm的精矿占所述赤铁精矿总重量的百分比至少为90％。
6.根据权利要求1所述的含K2O、Na2O、F磁铁精矿为主搭配赤铁精矿制备的球团矿，其特征在于：所述的膨润土按照重量百分比包括：SiO2≤70.0％，MgO≥3.0％，Al2O3为≤15.00％，所述膨润土中粒度≤0.074mm的细磨粉料占所述膨润土总重量的百分比为95％。
7.根据权利要求1所述的含K2O、Na2O、F磁铁精矿为主搭配赤铁精矿制备的球团矿，其特征在于：按照重量百分比计，所述含K2O、Na2O、F磁铁精矿配比为40％，所述第一普通磁铁精矿配比为25％，所述第二普通磁铁精矿配比为20％，所述赤铁精矿配比为15％，外配的所述膨润土在造球混合料中的重量百分比为2.1％。
8.根据权利要求1-7任意一项所述的含K2O、Na2O、F磁铁精矿为主搭配赤铁精矿制备的球团矿的制备方法，包括如下步骤：
S1：在含铁原料中外加重量百分比为2.1～2.2％的膨润土，充分混合得到混合料；所述含铁原料的组份按照重量百分比包括：含K2O、Na2O、F磁铁精矿40％，第一普通磁铁精矿20％～30％，第二普通磁铁精矿20％，赤铁精矿5％-15％，外配的膨润土2.1％～2.2％；
S2：将所述混合料应用造球盘制备得到生球，所述造球盘工艺参数控制：生球制备时间10min，压实时间21min，球盘转速30r/min，球团直径1m。所述小球平均粒径为11mm。
S3：将所述生球经干燥、预热、焙烧、均热，得到氧化球团矿。
9.根据权利要求8所述的制备方法，其特征在于：所述干燥的条件：温度为150～300℃，时间为15～30min；所述预热的条件：温度为600～1000℃，时间为5～10min；所述焙烧的条件：温度为1160～1220℃，时间为8～12min；所述均热的条件：温度为900～1000℃，时间为2～4min。
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