CN114540616B - 一种高性能球团的制备方法及其在球团烧结工艺中的应用 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种高性能球团的制备方法,包括:S1、将粗粒级的石灰石、白云石、焦粉和返矿进行球磨,得到细磨物料,然后对细磨物料、精矿粉进行高压辊磨,得到预处理原料;S2、将预处理原料、粘结剂按照设定比例配料,进行强力混匀,得到混合料;S3、将混合料进行润磨,再进行造球;S4、对生球进行外滚焦粉,得到混匀料;S5、将混匀料进行多层布料、干燥、点火烧结、保温、冷却、破碎和整粒,即得。本发明利用强力混合和润磨相耦合的处理方式,通过二者的相互协同,使得复合粘结剂不但在矿物宏观颗粒上充分分散,而且能够实现其微尺度的分散,增强复合粘结剂分子与矿物颗粒表面的物理化学作用,改善生球质量和后续球团烧结效果。
Description
技术领域
本发明属于钢铁冶金技术领域,具体涉及一种高性能球团的制备方法及其在球团烧结工艺中的应用。
背景技术
我国受制于“富煤、贫油、少气”的资源禀赋瓶颈,钢铁工业能源结构存在先天不足,其能源主要以煤炭为主。钢铁行业作为全国最大的CO2排放行业之一,钢铁行业将成为继火电、建材行业后,第三个被纳入全国碳市场的重点行业。在传统碳基钢铁冶金过程中,高炉炼铁工序是钢铁工业CO2和气体污染物排放的主要源头。而相比于球团工艺,传统烧结工序的CO2排放量是球团工艺的2倍。
传统烧结工艺,固体能耗高、CO2排放量大,显然不符合当今钢铁工业的发展趋势。此外,传统工艺制备的烧结矿强度差、粒度不均匀,也不利于高炉冶炼。
发明内容
针对传统烧结工艺固体能耗高、CO2排放量大,制备的烧结矿强度差、粒度不均匀,不利于高炉冶炼的技术问题,本发明的目的在于提供一种高性能球团的制备方法及其在球团烧结工艺中的应用,通过将原料制备成高性能球团,然后与传统烧结工艺相结合,以实现低碳烧结技术,降低CO2排放,改善烧结性能。
本发明提供一种高性能球团的制备方法,包括以下步骤:
S1、将粗粒级的石灰石、白云石、焦粉和返矿进行球磨,得到细磨物料,然后对细磨物料、精矿粉进行高压辊磨,得到预处理原料;
S2、将步骤S1所得预处理原料、粘结剂按照设定比例配料,进行强力混匀,得到混合料;
S3、将步骤S2所得混合料进行润磨,再进行造球,得到预定粒度的生球;
S4、对步骤S3所得生球进行外滚焦粉,得到混匀料;
S5、将步骤S4所得混匀料进行多层布料、干燥、点火烧结、保温、冷却、破碎和整粒,获得成品球团烧结矿。
优选的方案,步骤S1中,将粗粒级的石灰石、白云石、焦粉和返矿球磨至粒度为-0.074mm占60%~70%;所述的球磨工艺为干磨或湿磨。
进一步优选的,所述的球磨工艺为干磨工艺。相比于干磨工艺而言,湿磨工艺流程长,球磨之后,需要压滤,且压滤之后仍然水分较高,无法直接应用于造球,还需要进一步烘干,导致湿磨流程过程,整体能耗过高。因此,采用干磨工艺。
进一步优选的,所述球磨粒度应为-0.074mm占65%左右。干磨粒度若过粗,则后续制备的生球强度差,表面有许多粗粉附着,容易掉粉,导致球团烧结过程,料层透气性较低,烧结氧位不足,铁酸钙生成量减少,烧结矿强度低、成品率下降、固体能耗升高。若干磨粒度过细,则由于造球过程,生球太过致密,孔隙率过低,导致干燥是,水蒸气无法及时扩散,生球压力大,生球容易爆裂,产生粉末,也会影响料层透气性,导致球团烧结产质量显著下降。
优选的方案,步骤S1中,所述精矿粉的粒度为-0.074mm占80%以上, +0.15mm小于2%,经过高压辊磨后预处理原料的比表面积达到 1500~1900cm2/g。
在本发明中,精矿粉为铁精粉,包括但不限于钒钛磁铁矿、铁锰矿。
辊磨比表面积大于1900cm2/g,生球落下强度和抗压强度较好,但是生球爆裂温度降低,导致粉末量增加,料层透气性仍然较低,烧结产质量无法改善;若比表面积小于1500cm2/g,生球落下强度和抗压强度无法满足要求,导致球团转运过程,球团破裂,最终影响料层透气性,烧结性能改善不明显。因此,优选的辊磨比表面积为1500~1900cm2/g。
优选的方案,步骤S2中,控制混合料的二元碱度(CaO/SiO2质量比)为 1.75~2.20,MgO含量为1.45wt%~2.0wt%,SiO2含量为4.8wt%~5.4wt%。
优选的方案,步骤S2中,所述焦粉内配于球团内,其比例为总焦粉用量的 5wt%~15wt%。
焦粉内配于球团比例对后续造球及烧结性能影响非常大。当焦粉内配较小时或者不内配焦粉时,球团由于内部供热不足,导致液相量较少,固结效果不好,烧结矿强度低,成品率低;若内配焦粉比例过高,焦粉亲水性差,所制备球团强度低,烧结过程容易破裂,导致料层透气性降低、烧结产质量变差。
优选的方案,步骤S2中,所述粘结剂为膨润土、有机粘结剂或者复合粘结剂中一种或几种,其用量为总物料的0.5wt%~2.0wt%。
进一步优选的,所述的粘结剂为复合粘结剂;复合粘结剂的组分为膨润土、腐殖酸钠和糊精,各组分按重量百分比计为:膨润土20%~50%;腐殖酸钠 30%~50%;糊精20%~40%。
发明人通过大量实验发现,粘结剂在所述的添加量下,可进一步改善生球的落下强度、抗压强度和爆裂温度。例如,添加量低于0.5wt%时,生球的落下强度、抗压强度和爆裂温度均下降,添加量高于2wt%时,虽然生球的落下强度和抗压强度有所升高,但造球操作不稳定,生球爆裂温度下降。
发明人通过根据矿物成球机理,应用官能团组装原理,进行了多功能粘结剂的功能和分子设计,采用含有亲水基团、亲矿基团和适宜聚合度的球团粘结剂分子,并优化了其种类及其配比。通过将上述成分与天然有机提取物共粉碎混合而制成的复合粘结剂,其组分为膨润土、腐殖酸钠和糊精,其化学吸附粘结力强,所制备的球团强度高,热稳定性好。
优选的方案,步骤S2中,所述的强力混匀,混匀搅拌转速为2000~3000rpm、搅拌时间2~4min。
本发明采用的强力混匀工艺,对后续造球和球团烧结影响巨大。搅拌转速快、搅拌时间长,混匀效果好,复合粘结剂分散均匀,充分发挥其各种作用,有利于后续的造球及球烧结。但是,搅拌转速偏慢,混匀效果差,搅拌转速过快,搅拌叶片磨损快,配件损耗大,成本高;搅拌时间短,混匀效果差,搅拌时间过长,混合机产量下降。粘结剂分散不均匀,生球质量不稳定,从而导致球团烧结工艺效果较差。
优选的方案,步骤S3中,所述的润磨,润磨水分为6.0%~7.0%、润磨时间 3~5min。润磨时间过短则均匀性较差,球团质量不均匀,强度较低;润磨时间过长,则能耗高。润磨水分偏高时,混合料太粘,润磨机易堵塞,影响流程稳定运行;润磨水分偏低,复合粘结剂的相互作用及其与矿物表面的化学作用减弱,导致生球性能变差。
优选的方案,步骤S3中,采用圆盘造球机进行造球,造球水分为7.0%~9.0%,造球时间为8~14min,所制备生球的粒度为10~16mm。
进一步优选的,造球水分为7.5%~8.5%。
优选的方案,步骤S3中,制备的生球达到如下性能:生球抗压强度超过10N/ 个、落下强度大于4次/(0.5mm)、爆裂温度超过250℃。
优选的方案,步骤S4中,外滚焦粉的粒度为-3mm占70%~90%,其比例为总焦粉用量的85wt%~95wt%,总焦粉的用量为总物料的3.0wt%~4.5wt%。
进一步优选的,外滚焦粉可以分成三部分,料层上部球团外滚焦粉比例为外滚焦粉总量的30~50wt%;料层中部球团外滚焦粉比例为外滚焦粉总量的 20~40wt%;料层下部球团外滚焦粉比例为外滚焦粉总量的10~30wt%。
优选的方案,步骤S5中,所述的布料,采用三层布料,从上到下依次为料层上部、料层中部和料层下部,各部分料高均为总料高的1/3。
优选的方案,步骤S5中,料层厚度为600~1000mm,铺底料厚度应为 20~30mm,铺底料粒度应为10~16mm。通常,料层厚度越高,固体能耗降低,但是产量下降,应该根据实际情况,选择合适的料层厚度。
进一步优选的,步骤S5中,料层厚度为800~1000mm。
优选的方案,步骤S5中,干燥温度为200~400℃、干燥时间4~6min、干燥负压4~6kPa。
干燥温度过低,干燥不彻底,生球中仍然残留大量水分,当进行高温点火时,容易导致生球爆裂,烧结过程粉末量增多,热态透气性降低,产质量下降。干燥温度过高,生球在干燥环节,由于水分蒸发太快,内部蒸气压过高,同样会导致爆裂,影响热态透气性,进而降低烧结产量。
同样,干燥时间过短,生球中仍然残留大量水分,当进行高温点火时,容易导致生球爆裂,烧结过程粉末量增多,热态透气性降低,产质量下降。而干燥时间过长,又会导致能耗增多,效率降低。因此,干燥环节是球团烧结的重要工序,需严格控制。
优选的方案,步骤S5中,点火温度1100~1200℃,点火时间1.0~3.0min,点火负压4~6kPa;保温温度900~1000℃、保温时间6~9min、保温负压10~14kPa;烧结负压10~14kPa。
保温温度与时间对烧结矿产质量尤为重要。保温温度过低或保温时间过短,则球团烧结降低固体能耗和提高强度的效果较差;而保温温度过高或保温时间过长,则球团烧结过程产生的液相过大,综合能耗提高,同时成品烧结矿强度也会下降。本发明采用部分天然气燃烧保温供热取代固体燃料焦粉的燃烧供热,从而显著降低焦粉用量,减少CO2排放,实现低碳绿色化高质量发展。
优选的方案,步骤S5中,破碎和整粒后颗粒粒径小于5mm的球团作为返矿。
本发明具有以下有益技术效果:
(1)本发明提供了一种高性能球团的制备方法,添加石灰石、白云石和焦粉,利用球磨-高压辊磨对原料进行预处理以改善成球性,利用分子设计和官能团组装原理,发明一种高效复合粘结剂,通过粘结剂使用,可显著提高球团强度,改善球团烧结效果。
(2)本发明提供了一种高性能球团的制备方法,充分利用料层的蓄热作用,以及烧结过程料层上部温度低而下部温度高的特点,为了保证料层温度的均一性,采用三层布料方式,及料层下部燃料较少、中部次之、上部燃料较多,使得整个料层温度均匀。通过分层布料,调控料层燃料与温度相匹配,从而改善烧结矿的固结效果,降低固体能耗。
(3)本发明提供了一种高性能球团的制备方法,球团内配入适量的焦粉,不但可以提高球团烧结过程的球团内部温度,有利于液相形成,改善固结效果;同时,适量的焦粉可以提高生球的爆裂温度,有利于后续干燥,进而改善料层透气性,提高产质量。
(4)本发明提供了一种高性能球团的制备方法,利用强力混合和润磨相耦合的处理方式,通过二者的相互协同,使得复合粘结剂不但在矿物宏观颗粒上充分分散,而且能够实现其微尺度的分散,增强复合粘结剂分子与矿物颗粒表面的物理化学作用,从而提高生球强度,改善生球质量和后续球团烧结效果。
附图说明
图1为本发明的工艺流程图。
具体实施方式
以下通过具体实施例和附图对本发明技术方案进行详细的阐述。
以下实施例及对比例,除特别声明外,所使用的原料,其化学成份如下:
石灰石:CaO 50.66%,MgO 0.33%,Al2O3 0.77%,SiO2 1.21%,烧损41.09%。
白云石:CaO 31.22%,MgO 21.36%,Al2O3 1.12%,SiO2 0.78%,烧损43.27%。
铁精粉:铁品位58%~65%,CaO 0.2%~1.5%,MgO 0.3%~2.50%,Al2O3 0.5%~3.0%,SiO2 0.6~6.5%%;其粒度-0.074mm为82%,+0.15mm 1.15%。
对比例1
对铁精粉进行常规烧结。首先将铁精粉、石灰石、白云石、返矿和焦粉进行优化配矿,控制二元碱度(CaO/SiO2质量比)为2.0,MgO含量为1.8,SiO2含量为5.20%,焦粉用量为4.7%,水分为8.5%,通过混匀与制粒后,混匀料透气性阻力98mmH2O。然后将混合料依次进行布料、点火、烧结、冷却和整理。料层高度800mm,点火温度1150℃,点火时间3min,点火负压6kPa;烧结负压为12kPa;冷却负压5kPa,冷却到100℃以下。
对比例1中烧结指标:烧结速度21.22mm/min,烧结利用系数1.38t/(m2·h),转鼓强度仅为62.55%,固体能耗高达77.65kg/t,成品率仅为65.35%。
对比例2
将粗粒级石灰石、白云石、焦粉和返矿经过对干式球磨预处理后,直至颗粒粒径小于0.074mm占65%左右,对细磨物料、铁精粉进一步进行高压辊磨,辊磨至比表面积1688cm2/g;优化配矿过程,控制二元碱度(CaO/SiO2质量比) 为2.0,MgO含量为1.8,SiO2含量为5.2%,未加入复合粘结剂,不内配焦粉;将物料进行强力搅拌,搅拌转速为2000rpm、搅拌时间2min;然后,进行润磨,润磨水分为6.5%、润磨时间4min。将所得的润磨物料进行造球,控制造球水分 8.5%,造球时间12min,所获得生球抗压强度8.5N/个、落下强度2.3次/(0.5m)、爆裂温度200℃、生料粒度10-16mm,生球指标未达工业要求,且爆裂温度低;所得生球外滚焦粉,焦粉总用量为4.0%,料层透气性阻力为78mmH2O;将混匀料经过布料、干燥、点火烧结、保温、冷却、破碎和整粒,获得成品球团烧结矿。料层高度为800mm,进行分层布料,料层上部球团料的外滚焦粉量为总焦粉量的50%,料层中部球团料的外滚焦粉量为总焦粉量的30%,料层下部球团料的外滚焦粉量为总焦粉量的20%;干燥温度200℃、干燥时间3min;点火温度1150℃,点火时间2min,点火负压5kPa;保温温度950℃、保温时间6min、保温负压10kPa;烧结负压为12kPa;冷却负压5kPa,冷却到100℃以下。
对比例2中烧结指标:烧结速度为22.21mm/min,烧结利用系数为 1.41t/(m2·h),转鼓强度为63.55%,固体能耗65.44kg/t,成品率为66.78%。相比于对比例1,烧结指标略有改善,但是改善效果不明显。这主要是由于球团制备过程,未加复合粘结剂,成球性能差,爆裂温度低,干燥过程容易爆裂和产生粉末,导致烧结过程透气性差、利用系数低,产质量不好。
对比例3
将粗粒级石灰石、白云石、焦粉和返矿经过对干式球磨预处理后,直至颗粒粒径小于0.074mm占65%左右,对细磨物料、铁精粉进一步进行高压辊磨,辊磨至比表面积1688cm2/g;优化配矿过程,控制二元碱度(CaO/SiO2质量比) 为2.0,MgO含量为1.8,SiO2含量为5.2%,复合粘结剂用量为0.5%(膨润土 35%,腐殖酸钠35%,糊精30%),不内配焦粉;物料未进行强力搅拌混匀和润磨。将所得的物料进行造球,控制造球水分8.5%,造球时间12min,所获得生球抗压强度9.4N/个、落下强度2.8次/(0.5m)、爆裂温度205℃、生料粒度10-16mm,生球指标未达工业要求,且爆裂温度低;所得生球外滚焦粉,焦粉总用量为4.0%,料层透气性阻力为66mmH2O;将混匀料经过布料、干燥、点火烧结、保温、冷却、破碎和整粒,获得成品球团烧结矿。料层高度为800mm,进行分层布料,料层上部球团料的外滚焦粉量为总焦粉量的50%,料层中部球团料的外滚焦粉量为总焦粉量的30%,料层下部球团料的外滚焦粉量为总焦粉量的20%;干燥温度200℃、干燥时间3min;点火温度1150℃,点火时间2min,点火负压5kPa;保温温度950℃、保温时间6min、保温负压10kPa;烧结负压为12kPa;冷却负压5kPa,冷却到100℃以下。
对比例3中烧结指标:烧结速度为22.67mm/min,烧结利用系数为 1.42t/(m2·h),转鼓强度为64.87%,固体能耗63.78kg/t,成品率为67.88%。相比于对比例1和对比例2,烧结指标略有改善,但是改善效果仍然不明显。这主要是由于及时配加复合粘结剂,改善生球性能,但是由于没有加入强力混匀和润磨,使得复合粘结剂分散均匀,粘结剂与物料作用力不明显,导致成球效果变差,爆裂温度降低,烧结效果也不好。
实施例1
将粗粒级石灰石、白云石、焦粉和返矿经过对干式球磨预处理后,直至颗粒粒径小于0.074mm占65%左右,对细磨物料、铁精粉进一步进行高压辊磨,辊磨至比表面积1688cm2/g;优化配矿过程,控制二元碱度(CaO/SiO2质量比) 为2.0,MgO含量为1.8,SiO2含量为5.2%,复合粘结剂用量为0.5%(膨润土 35%,腐殖酸钠35%,糊精30%),内配焦粉5%;将物料进行强力搅拌,搅拌转速为2000rpm、搅拌时间2min;然后,进行润磨,润磨水分为6.5%、润磨时间4min。将所得的润磨物料进行造球,控制造球水分8.5%,造球时间12min,所获得生球抗压强度11.3N/个、落下强度4.2次/(0.5m)、爆裂温度320℃、生料粒度10-16mm,生球指标达到工业要求,且爆裂温度提高;所得生球外滚焦粉,焦粉总用量为4.0%,料层透气性阻力为59mmH2O;将混匀料经过布料、干燥、点火烧结、保温、冷却、破碎和整粒,获得成品球团烧结矿。料层高度为800mm,进行分层布料,料层上部球团料的外滚焦粉量为总焦粉量的50%,料层中部球团料的外滚焦粉量为总焦粉量的30%,料层下部球团料的外滚焦粉量为总焦粉量的20%;干燥温度250℃、干燥时间3min;点火温度1150℃,点火时间2min,点火负压5kPa;保温温度950℃、保温时间6min、保温负压10kPa;烧结负压为12kPa;冷却负压5kPa,冷却到100℃以下。
实施例1中烧结指标:烧结速度为24.56mm/min,烧结利用系数为 1.52t/(m2·h),转鼓强度为66.78%,固体能耗55.89kg/t,成品率为72.69%。相比于上述对比例1-3,烧结指标显著改善。这主要是由于球团制备过程,加入复合粘结剂,且强力混匀和润磨相结合,能够显著改善生球质量,从而有利于后续球团烧结过程,降低固体能耗、提高利用系数和成品率。
实施例2
将粗粒级石灰石、白云石、焦粉和返矿经过对干式球磨预处理后,直至颗粒粒径小于0.074mm占65%左右,对细磨物料、铁精粉进一步进行高压辊磨,辊磨至比表面积1688cm2/g;优化配矿过程,控制二元碱度(CaO/SiO2质量比) 为2.0,MgO含量为1.8,SiO2含量为5.2%,复合粘结剂用量为1.0%(膨润土 35%,腐殖酸钠35%,糊精30%),内配焦粉5%;将物料进行强力搅拌,搅拌转速为2000rpm、搅拌时间2min;然后,进行润磨,润磨水分为6.5%、润磨时间4min。将所得的润磨物料进行造球,控制造球水分8.5%,造球时间12min,所获得生球抗压强度14.5N/个、落下强度6.6次/(0.5m)、爆裂温度340℃、生料粒度10-16mm,生球指标达到工业要求,且爆裂温度提高;所得生球外滚焦粉,焦粉总用量为3.5%,料层透气性阻力为54mmH2O;将混匀料经过布料、干燥、点火烧结、保温、冷却、破碎和整粒,获得成品球团烧结矿。料层高度为800mm,进行分层布料,料层上部球团料的外滚焦粉量为总焦粉量的50%,料层中部球团料的外滚焦粉量为总焦粉量的30%,料层下部球团料的外滚焦粉量为总焦粉量的20%;干燥温度250℃、干燥时间3min;点火温度1150℃,点火时间2min,点火负压5kPa;保温温度950℃、保温时间6min、保温负压10kPa;烧结负压为12kPa;冷却负压5kPa,冷却到100℃以下。
实施例2中烧结指标:烧结速度为24.56mm/min,烧结利用系数为 1.58t/(m2·h),转鼓强度为68.67%,固体能耗51.19kg/t,成品率为75.66%。相比于实施例1,烧结指标显著改善。这主要是由于提高复合粘结剂用量,生球性能进一步提高,球团烧结指标改善。
实施例3
将粗粒级石灰石、白云石、焦粉和返矿经过对干式球磨预处理后,直至颗粒粒径小于0.074mm占65%左右,对细磨物料、铁精粉进一步进行高压辊磨,辊磨至比表面积1688cm2/g;优化配矿过程,控制二元碱度(CaO/SiO2质量比) 为2.0,MgO含量为1.8,SiO2含量为5.2%,复合粘结剂用量为1.0%(膨润土 35%,腐殖酸钠35%,糊精30%),内配焦粉15%;将物料进行强力搅拌,搅拌转速为2000rpm、搅拌时间2min;然后,进行润磨,润磨水分为6.5%、润磨时间4min。将所得的润磨物料进行造球,控制造球水分8.5%,造球时间12min,所获得生球抗压强度12.1N/个、落下强度5.6次/(0.5m)、爆裂温度380℃、生料粒度10-16mm,生球指标达到工业要求,且爆裂温度提高;所得生球外滚焦粉,焦粉总用量为3.1%,料层透气性阻力为54mmH2O;将混匀料经过布料、干燥、点火烧结、保温、冷却、破碎和整粒,获得成品球团烧结矿。料层高度为800mm,进行分层布料,料层上部球团料的外滚焦粉量为总焦粉量的50%,料层中部球团料的外滚焦粉量为总焦粉量的30%,料层下部球团料的外滚焦粉量为总焦粉量的20%;干燥温度250℃、干燥时间3min;点火温度1150℃,点火时间2min,点火负压5kPa;保温温度950℃、保温时间6min、保温负压10kPa;烧结负压为12kPa;冷却负压5kPa,冷却到100℃以下。
实施例3中烧结指标:烧结速度为24.56mm/min,烧结利用系数为 1.62t/(m2·h),转鼓强度为70.22%,固体能耗38.78kg/t,成品率为79.89%。相比于实施例2,提高球团内配焦粉用量,虽然生球强度略有下降,但是其爆裂温度提高,也有利于后续干燥环节,改善球团烧结过程传热和传质,提高其烧结性能。
以上所述仅是本发明的优选实施方式,本发明的保护范围并不仅局限于上述实施例。对于本技术领域的技术人员来说,在不脱离本发明技术构思前提下所得到的改进和变换也应视为本发明的保护范围。
Claims (5)
1.一种高性能球团的制备方法,其特征在于,包括以下步骤:
S1、将粗粒级的石灰石、白云石、焦粉和返矿进行球磨,得到细磨物料,然后对细磨物料、精矿粉进行高压辊磨,得到预处理原料;
S2、将步骤S1所得预处理原料、粘结剂按照设定比例配料,进行强力混匀,得到混合料;
S3、将步骤S2所得混合料进行润磨,再进行造球,得到预定粒度的生球;
S4、对步骤S3所得生球进行外滚焦粉,得到混匀料;
S5、将步骤S4所得混匀料进行多层布料、干燥、点火烧结、保温、冷却、破碎和整粒,获得成品球团烧结矿;
步骤S1中,将粗粒级的石灰石、白云石、焦粉和返矿球磨至粒度为-0.074mm 占60%~70%;所述的球磨工艺为干磨或湿磨;
所述精矿粉的粒度为-0.074mm占80%以上,+0.15mm小于2%,经过高压辊磨后预处理原料的比表面积达到1500~1900cm2/g;
步骤S2中,所述焦粉内配于球团内,其比例为总焦粉用量的5wt%~15wt%;
所述粘结剂的用量为总物料的0.5wt%~2.0wt%;
所述的粘结剂为复合粘结剂;复合粘结剂的组分为膨润土、腐殖酸钠和糊精,各组分按重量百分比计为:膨润土20%~50%;腐殖酸钠30%~50%;糊精20%~40%;
步骤S2中,所述的强力混匀,混匀搅拌转速为2000~3000rpm、搅拌时间2~4min;
步骤S3中,所述的润磨,润磨水分为6.0%~7.0%、润磨时间3~5min;
采用圆盘造球机进行造球,造球水分为7.0%~9.0%,造球时间为8~14min,所制备生球的粒度为10~16mm。
2.根据权利要求1所述高性能球团的制备方法,其特征在于,步骤S2中,控制混合料的二元碱度(CaO/SiO2质量比)为1.75~2.20,MgO含量为1.45wt%~2.0wt%,SiO2含量为4.8wt%~5.4wt%。
3.根据权利要求1所述高性能球团的制备方法,其特征在于,步骤S4中,外滚焦粉的粒度为-3mm占70%~90%,其比例为总焦粉用量的85wt%~95wt%,总焦粉的用量为总物料的3.0wt%~4.5wt%;
外滚焦粉分成三部分,料层上部球团外滚焦粉比例为外滚焦粉总量的30~50wt%;料层中部球团外滚焦粉比例为外滚焦粉总量的20~40wt%;料层下部球团外滚焦粉比例为外滚焦粉总量的10~30wt%。
4.根据权利要求1所述高性能球团的制备方法,其特征在于,步骤S5中,所述的布料,采用三层布料,从上到下依次为料层上部、料层中部和料层下部,各部分料高均为总料高的1/3;
步骤S5中,料层厚度为600~1000mm,铺底料厚度应为20~30mm,铺底料粒度应为10~16mm;
步骤S5中,干燥温度为200~400℃、干燥时间4~6min、干燥负压4~6kPa;
步骤S5中,点火温度1100~1200℃,点火时间1.0~3.0min,点火负压4~6kPa;保温温度900~1000℃、保温时间6~9min、保温负压10~14kPa;烧结负压10~14kPa。
5.根据权利要求1~4中任一项所述高性能球团的制备方法在球团烧结工艺中的应用。
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Citations (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN1844420A (zh) * | 2006-03-14 | 2006-10-11 | 中南大学 | 一种中低碱度烧结矿的生产方法 |
CN101705356A (zh) * | 2009-12-07 | 2010-05-12 | 中南大学 | 一种铬铁矿粉烧结工艺 |
CN105219953A (zh) * | 2015-09-24 | 2016-01-06 | 中南大学 | 一种高铁锰矿粉烧结配矿的方法 |
CN109136543A (zh) * | 2018-11-17 | 2019-01-04 | 武钢集团昆明钢铁股份有限公司 | 高配比磁铁矿烧结方法 |
CN112080632A (zh) * | 2020-09-25 | 2020-12-15 | 湖南华菱湘潭钢铁有限公司 | 超厚料层烧结矿的烧结方法 |
CN112414139A (zh) * | 2019-09-03 | 2021-02-26 | 中冶长天国际工程有限责任公司 | 一种复合烧结混合料分层偏析布料装置及布料方法 |
CN112725615A (zh) * | 2020-12-22 | 2021-04-30 | 中冶长天国际工程有限责任公司 | 一种基于分层复合供热的均热烧结方法 |
-
2022
- 2022-01-19 CN CN202210061523.1A patent/CN114540616B/zh active Active
Patent Citations (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN1844420A (zh) * | 2006-03-14 | 2006-10-11 | 中南大学 | 一种中低碱度烧结矿的生产方法 |
CN101705356A (zh) * | 2009-12-07 | 2010-05-12 | 中南大学 | 一种铬铁矿粉烧结工艺 |
CN105219953A (zh) * | 2015-09-24 | 2016-01-06 | 中南大学 | 一种高铁锰矿粉烧结配矿的方法 |
CN109136543A (zh) * | 2018-11-17 | 2019-01-04 | 武钢集团昆明钢铁股份有限公司 | 高配比磁铁矿烧结方法 |
CN112414139A (zh) * | 2019-09-03 | 2021-02-26 | 中冶长天国际工程有限责任公司 | 一种复合烧结混合料分层偏析布料装置及布料方法 |
CN112080632A (zh) * | 2020-09-25 | 2020-12-15 | 湖南华菱湘潭钢铁有限公司 | 超厚料层烧结矿的烧结方法 |
CN112725615A (zh) * | 2020-12-22 | 2021-04-30 | 中冶长天国际工程有限责任公司 | 一种基于分层复合供热的均热烧结方法 |
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