CN115491488B - 一种低巴西混合粉使用量的烧结用含铁料、烧结组合物、烧结矿及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种低巴西混合粉使用量的烧结用含铁料、烧结组合物、烧结矿及其制备方法，涉及冶炼技术领域；含铁料包括质量百分比计的PB粉28‑34％，FMG混合粉16‑20％，巴西混合粉7.2‑8.8％，韩国精矿1.8‑2.2％，返矿9‑11％，除尘灰1.8‑2.2％，外购氧化铁皮3.6‑4.4％，卡粉4.5‑5.5％，15.8‑22.9％的直供精矿，直供精矿与巴西混合粉的用量比为(2.2‑2.6):1。该含铁料能在大幅降低巴西混合粉使用量，降低矿物成本的同时，提高成品率、生产率、减少排矿粒度中小于10mm粒度比例、提高烧结矿低温还原粉化指数RDI、转鼓强度等性能，以确保高炉生产的优质、高产、低耗。
Description
技术领域
本发明涉及冶炼技术领域，具体而言，涉及一种低巴西混合粉使用量的烧结用含铁料、烧结组合物、烧结矿及其制备方法。
背景技术
巴西混合粉具有品位高、S、P杂质少，烧损低等特点，是烧结配矿含铁料的重要组成，但是其价格相对较高，受海运等环境影响较大，是烧结配矿成本居高不下的影响因素之一。钢铁行业中为了降低成本常采用价格较低的铁粉替代部分高价格的矿粉以降低成本，但是低价格铁矿粉常由于S、P等杂质含量较高、氧化铝、二氧化硅等含量较高等原因，大比例使用会导致烧结矿成品率低、生产率下降、排矿粒度中小于10mm粒度比例过多、烧结矿低温还原粉化指数RDI、转鼓强度等性能劣化，影响使用效果，从而使其应用受到限制，无法实现真正有效的降低矿物成本。
鉴于此，特提出本发明。
发明内容
本发明的目的在于提供一种低巴西混合粉使用量的烧结用含铁料、烧结组合物、烧结矿及其制备方法，其通过选择合适比例的直供精矿与巴西混合粉搭配其他原料使用，能在大幅降低巴西混合粉使用量，降低矿物成本的同时，提高成品率、生产率、减少排矿粒度中小于10mm粒度比例、提高烧结矿低温还原粉化指数RDI、转鼓强度等性能，以确保大高炉生产的优质、高产、低耗。
本发明的实施例是这样实现的：
第一方面，本发明提供一种低巴西混合粉使用量的烧结用含铁料，包括按照质量百分比计的：PB粉28-34％，FMG混合粉16-20％，巴西混合粉7.2-8.8％，韩国精矿1.8-2.2％，返矿9-11％，除尘灰1.8-2.2％，外购氧化铁皮3.6-4.4％，卡粉4.5-5.5％，还包括15.8-22.9％的直供精矿，以使直供精矿与巴西混合粉的用量比为(2.2-2.6):1。
在可选的实施方式中，低巴西混合粉使用量的烧结用含铁料包括按照质量百分比计的：PB粉31％，FMG混合粉18％，巴西混合粉8％，韩国精矿2％，返矿10％，除尘灰2％，外购氧化铁皮4％，卡粉5％，还包括20％的直供精矿，以使直供精矿与巴西混合粉的用量比为2.5:1；
优选地，直供精矿的平均粒径低于巴西混合粉，直供精矿的Tfe含量高于巴西混合粉，直供精矿的烧损量低于巴西混合粉；
优选地，直供精矿的Tfe含量大于64％，烧损量在1.74％以下，粒径为0.15-0.25mm；巴西混合粉的Tfe含量为61-63％，巴西混合粉的烧损量为3-4％，巴西混合粉的粒径为2.5-3.5mm；
优选地，直供精矿的Tfe含量大于64.91％，烧损量在1.74％，粒径为0.20mm；巴西混合粉的Tfe含量为62.85％，巴西混合粉的烧损量为3.64％，巴西混合粉的粒径为3mm。
在可选的实施方式中，低巴西混合粉使用量的烧结用含铁料的水分含量为6-8％，平均粒径为2-3mm，且粒度大于10mm的占比为2-7％，粒度在6.3-10mm的占比为9-13％，粒度在3-6.3mm的占比为20-25％，粒度在1-3mm的占比为17-23％，粒度在0.5-1mm的占比为5-12％，粒度小于0.5mm的占比为26-40％；
优选地，低巴西混合粉使用量的烧结用含铁料的水分含量为7.66％，平均粒径为2.89mm，且粒度大于10mm的占比为2.81％，粒度在6.3-10mm的占比为12％，粒度在3-6.3mm的占比为21.34％，粒度在1-3mm的占比为18.31％，粒度在0.5-1mm的占比为6.93％，粒度小于0.5mm的占比为38.61％。
在可选的实施方式中，PB粉包括按照质量百分比计的60-62％的TFe、3-4％的SiO2、0.05-0.2％的CaO、0.01-0.04％的S、0.05-0.2％的P、2-3％的Al2O3、0.01-0.02％的ZnO、0.005-0.01％的As2O3、0.1-0.2％的MnO；烧损量为5-6％，粒径为3-4mm；
和/或，
FMG混合粉包括按照质量百分比计的57-59％的TFe、5-6％的SiO2、0.05-0.1％的CaO、0.02-0.05％的S、0.05-0.07％的P、2-3％的Al2O3、0.01-0.02％的ZnO、0.005-0.01％的As2O3、0.5-0.8％的MnO；烧损量为8-9％，粒径为3-4mm；
和/或，
巴西混合粉包括按照质量百分比计的61-63％的TFe、4-6％的SiO2、0.1-0.2％的CaO、0.01-0.05％的S、0.02-0.05％的P、1-2％的Al2O3、0.01-0.02％的ZnO、0.005-0.01％的As2O3、0.1-0.3％的MnO；烧损量为3-4％，粒径为2.5-3.5mm；
和/或，
韩国精矿包括按照质量百分比计的55-58％的TFe、4-8％的SiO2、1-4％的CaO、0.01-0.05％的S、0.01-0.05％的P、1-2％的Al2O3、0.01-0.02％的ZnO、0.005-0.01％的As2O3、0.1-0.3％的MnO；烧损量为1-2％，粒径为0.1-0.3mm；
和/或，
直供精矿包括按照质量百分比计的64-70％的TFe、2-8％的SiO2、1-4％的CaO、0.4-0.8％的S、0.01-0.03％的P、1-2％的Al2O3、0.01-0.02％的ZnO、0.005-0.01％的As2O3、0.1-0.3％的MnO；烧损量为1.74％以下，粒径为0.15-0.25mm；
和/或，
返矿包括按照质量百分比计的55-58％的TFe、4-8％的SiO2、5-10％的CaO、0.05-0.1％的S、0.05-0.1％的P、1-2％的Al2O3、0.01-0.03％的ZnO、0.005-0.01％的As2O3、0.1-0.3％的MnO；烧损量为1-2％，粒径为3-5mm；
和/或，
除尘灰包括按照质量百分比计的40-45％的TFe、4-8％的SiO2、3-5％的CaO、0.5-1.0％的S、0.05-0.1％的P、1-2％的Al2O3、0.01-0.04％的ZnO、0.005-0.01％的As2O3、0.1-0.3％的MnO；烧损量为3-4％，粒径为0.05-0.2mm；
和/或，
外购氧化铁皮包括按照质量百分比计的68-74％的TFe、2-5％的SiO2、2-5％的CaO、0.03-0.07％的S、0.05-0.1％的P、0.005-0.01％的Al2O3、0.04-0.09％的ZnO、0.005-0.01％的As2O3、0.4-0.8％的MnO；烧损量为0.1-0.2％，粒径为0.1-0.3mm；
和/或，
卡粉包括按照质量百分比计的62-68％的TFe、1-3％的SiO2、0.02-0.05％的CaO、0.03-0.07％的S、0.05-0.1％的P、1-1.5％的Al2O3、0.01-0.04％的ZnO、0.005-0.01％的As2O3、0.1-0.3％的MnO；烧损量为1-4％，粒径为3-4mm。
第二方面，本发明提供一种烧结组合物，包括按照质量百分比计的75-85％的前述实施方式中任一项的低巴西混合粉使用量的烧结用含铁料、5-15％的熔剂、2-7％的燃料以及0-30％的返矿。
在可选的实施方式中，按照烧结组合物的质量百分比，熔剂包括1-5％的生石灰、1-4％的石灰石以及3-6％的白云石；
和/或，
按照烧结组合物的质量百分比，燃料包括1-3％的煤粉和1-4％的焦粉；
和/或，
烧结组合物包括按照质量百分比计的55-65％的TFe、3-6％的SiO2、2-4％的CaO、0.5-1.0％的MgO、0.05-0.2％的S、0.05-0.1％的P、1-2％的Al2O3、0.01-0.03％的ZnO、0.005-0.01％的As2O3、0.2-0.5％的MnO以及0.001-0.005％的CuO；烧损量为3-4％。
第三方面，本发明提供一种烧结矿，通过前述实施方式的烧结组合物烧结得到。
在可选的实施方式中，烧结矿的碱度为2.0-2.10，RDI大于60，排矿粒度直径比例小于10mm的控制在34％以下；优选地，排矿粒度大于10mm的占比为7-10％，粒度在25-10mm的占比为25-27％，粒度在16-25mm的占比为18-20％，粒度在10-16mm的占比为12-15％，粒度在5-10mm的占比为14-16％，粒度小于5mm的占比为17-19％；
和/或，
烧结矿包括按照质量百分比计的55-58％的TFe、4-6％的SiO2、8-12％的CaO、1-2％的MgO、0.01-0.02％的S、0.05-0.1％的P、1-2％的Al2O3、0.01-0.02％的ZnO、0.01-0.02％的As2O3、0.3-0.4％的MnO、0.001-0.003％的CuO以及8-10％的FeO；烧损量为3-4％。
第四方面，本发明提供一种前述实施方式的烧结矿的制备方法，包括：
将烧结矿的低巴西混合粉使用量的烧结用含铁料在混合机中配入水混合均匀得到润湿物料；
将润湿物料、熔剂以及燃料混合制粒；
将制粒后的颗粒物依次进行布料、烧结、冷却和筛分。
在可选的实施方式中，润湿物料的配水量为5-10％，润湿物料的湿装料密度1-3t/m3；
和/或，
混合制粒过程中干装料密度1-3t/m3；
和/或，
布料过程中烧结层厚度为600-1000mm；
和/或，
烧结过程中烧结的点火温度为1000-1050℃，点火时间为100-140s，点火负压为7.5-8.5kPa，烧结负压为10-15KPa，烧结中的垂烧速度20-23mm/min，优选为21.25mm/min；
和/或，
冷却过程中的冷却负压5-7kPa。
本发明的实施例至少具有以下优点或有益效果：
本发明的实施例提供的低巴西混合粉使用量的烧结用含铁料包括按照质量百分比计的：PB粉28-34％，FMG混合粉16-20％，巴西混合粉7.2-8.8％，韩国精矿1.8-2.2％，返矿9-11％，除尘灰1.8-2.2％，外购氧化铁皮3.6-4.4％，卡粉4.5-5.5％，还包括15.8-22.9％的直供精矿，以使直供精矿与巴西混合粉的用量比为(2.2-2.6):1。
该含铁料通过选择合适比例的直供精矿与巴西混合粉搭配其他原料使用，能在大幅降低巴西混合粉使用量，降低矿物成本的同时，提高成品率、生产率、减少排矿粒度中小于10mm粒度比例、提高烧结矿低温还原粉化指数RDI、转鼓强度等性能，以确保大高炉生产的效率和质量。
本发明的实施例，还提供了一种烧结组合物和烧结矿，其包括上述的低巴西混合粉使用量的烧结用含铁料。因此，其也具有成本低、性能好，能保证高炉生产效率和质量的优点。厂
本发明的实施例还提供了一种烧结矿的制备方法，其能制备得到上述成本低、性能好，并为高炉提供优质、高产、低耗的烧结矿。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。实施例中未注明具体条件者，按照常规条件或制造商建议的条件进行。所用试剂或仪器未注明生产厂商者，均为可以通过市售购买获得的常规产品。
以下结合实施例对本发明的特征和性能作进一步的详细描述。
基于现有技术采用的铁矿粉无法在保证矿物性能的前提下从根本上有效降低矿物成本，本发明的实施例提供了一种直供精矿与巴西混合粉合理搭配后与其他原料共混后制备得到的低巴西混合粉使用量的烧结用含铁料，其能从在保证矿物性能的前提下从根本上有效降低矿物成本。
详细地，在本发明的实施例中，低巴西混合粉使用量的烧结用含铁料，包括按照质量百分比计的：PB粉28-34％，FMG混合粉16-20％，巴西混合粉7.2-8.8％，韩国精矿1.8-2.2％，返矿9-11％，除尘灰1.8-2.2％，外购氧化铁皮3.6-4.4％，卡粉4.5-5.5％，还包括15.8-22.9％的直供精矿，以使直供精矿与巴西混合粉的用量比为(2.2-2.6):1。
一方面，直供精矿粒度较细且外表光滑的圆形状颗粒较少，其制粒性能较好，料层透气性较好，其与巴西混合粉共同混合造粒不影响烧结矿主要性能，但能大幅降低巴西混合粉的使用量，降低矿物成本。另一方面，通过直供精矿与巴西混合粉及其他原料合理配比，可提高混匀矿的品位，增强烧结矿的低温还原粉化性能，还能加大直供精矿配比可以提高一定的烧结矿的转鼓强度，可以提高成品率和成产效率。并且，能将矿物中的SiO2、Al2O3等含量的波动控制在允许范围内，以在进一步提高成品率和生产率的同时，减少排矿粒度中小于10mm粒度比例、提高烧结矿低温还原粉化指数RDI、转鼓强度等性能，以充分确保大高炉生产的稳定、顺行，并为高炉提供优质、高产、低耗的烧结矿。作为可选的方案，在本发明的实施例中，低巴西混合粉使用量的烧结用含铁料包括按照质量百分比计的：PB粉31％，FMG混合粉18％，巴西混合粉8％，韩国精矿2％，返矿10％，除尘灰2％，外购氧化铁皮4％，卡粉5％，还包括20％的直供精矿，以使直供精矿与巴西混合粉的用量比为2.5:1。当将上述原料的用量控制在此范围内，且将直供精矿与巴西混合粉的用量比控制在2.5:1时，能在降低生产成本的前提下，使烧结矿的性能最大化。
作为可选的方案，在本发明的实施例中，PB粉包括按照质量百分比计的60-62％的TFe、3-4％的SiO2、0.05-0.2％的CaO、0.01-0.04％的S、0.05-0.2％的P、2-3％的Al2O3、0.01-0.02％的ZnO、0.005-0.01％的As2O3、0.1-0.2％的MnO；烧损量为5-6％，粒径为3-4mm。PB粉具有较高的含铁量，能保证烧结矿的含铁量，也能相应控制成本。同时，PB粉也具有较低的硫含量和磷含量，能保证烧结矿的成品率和生产效率。另外，PB粉中的二氧化硅和三氧化二铝含量也能与其他原料适配，以进一步地提高烧结矿的成品率，生产率，减少排矿粒度小于10mm的粒度比例，提高烧结矿低温还原粉化指数RDI、转鼓强度等性能。
FMG混合粉包括按照质量百分比计的57-59％的TFe、5-6％的SiO2、0.05-0.1％的CaO、0.02-0.05％的S、0.05-0.07％的P、2-3％的Al2O3、0.01-0.02％的ZnO、0.005-0.01％的As2O3、0.5-0.8％的MnO；烧损量为8-9％，粒径为3-4mm。韩国精矿包括按照质量百分比计的55-58％的TFe、4-8％的SiO2、1-4％的CaO、0.01-0.05％的S、0.01-0.05％的P、1-2％的Al2O3、0.01-0.02％的ZnO、0.005-0.01％的As2O3、0.1-0.3％的MnO；烧损量为1-2％，粒径为0.1-0.3mm。FMG混合粉和韩国精矿中的二氧化硅和三氧化二铝含量也能与其他原料适配，以进一步地提高烧结矿的成品率，生产率，减少排矿粒度小于10mm的粒度比例，提高烧结矿低温还原粉化指数RDI、转鼓强度等性能。
巴西混合粉包括按照质量百分比计的61-63％的TFe、4-6％的SiO2、0.1-0.2％的CaO、0.01-0.05％的S、0.02-0.05％的P、1-2％的Al2O3、0.01-0.02％的ZnO、0.005-0.01％的As2O3、0.1-0.3％的MnO；烧损量为3-4％，粒径为2.5-3.5mm。直供精矿包括按照质量百分比计的64-70％的TFe、2-8％的SiO2、1-4％的CaO、0.4-0.8％的S、0.01-0.03％的P、1-2％的Al2O3、0.01-0.02％的ZnO、0.005-0.01％的As2O3、0.1-0.3％的MnO；烧损量为1.74％以下，粒径为0.15-0.25mm。二者对比可知，直供精矿的平均粒径低于巴西混合粉，直供精矿的Tfe含量高于巴西混合粉，直供精矿的烧损量低于巴西混合粉。通过这样设置，能在不影响烧结矿主要性能的同时，大幅降低巴西混合粉的使用量，降低矿物成本。同时，二者通过合理配比，还能提高成品率、生产率、减少排矿粒度中小于10mm粒度比例、提高烧结矿低温还原粉化指数RDI、转鼓强度等性能，以确保大高炉生产的效率和质量。
示例性地，在本发明的实施例中，直供精矿的Tfe含量大于64％，烧损量在1.74％以下，粒径为0.15-0.25mm；巴西混合粉的Tfe含量为61-63％，巴西混合粉的烧损量为3-4％，巴西混合粉的粒径为2.5-3.5mm。且优选地，直供精矿的Tfe含量大于64.91％，烧损量在1.74％，粒径为0.20mm；巴西混合粉的Tfe含量为62.85％，巴西混合粉的烧损量为3.64％，巴西混合粉的粒径为3mm。通过对粒径、铁含量以及烧损量进行严格控制，能充分保证烧结矿的成品质量和性能。
返矿包括按照质量百分比计的55-58％的TFe、4-8％的SiO2、5-10％的CaO、0.05-0.1％的S、0.05-0.1％的P、1-2％的Al2O3、0.01-0.03％的ZnO、0.005-0.01％的As2O3、0.1-0.3％的MnO；烧损量为1-2％，粒径为3-5mm。除尘灰包括按照质量百分比计的40-45％的TFe、4-8％的SiO2、3-5％的CaO、0.5-1.0％的S、0.05-0.1％的P、1-2％的Al2O3、0.01-0.04％的ZnO、0.005-0.01％的As2O3、0.1-0.3％的MnO；烧损量为3-4％，粒径为0.05-0.2mm。外购氧化铁皮包括按照质量百分比计的68-74％的TFe、2-5％的SiO2、2-5％的CaO、0.03-0.07％的S、0.05-0.1％的P、0.005-0.01％的Al2O3、0.04-0.09％的ZnO、0.005-0.01％的As2O3、0.4-0.8％的MnO；烧损量为0.1-0.2％，粒径为0.1-0.3mm。卡粉包括按照质量百分比计的62-68％的TFe、1-3％的SiO2、0.02-0.05％的CaO、0.03-0.07％的S、0.05-0.1％的P、1-1.5％的Al2O3、0.01-0.04％的ZnO、0.005-0.01％的As2O3、0.1-0.3％的MnO；烧损量为1-4％，粒径为3-4mm。返矿、除尘灰、外购氧化铁皮以及卡粉中硫含量和磷含量低，能保证烧结矿的成品率和生产效率。同时，四者中的二氧化硅和三氧化二铝含量也能与其他原料适配，以进一步地提高烧结矿的成品率，生产率，减少排矿粒度小于10mm的粒度比例，提高烧结矿低温还原粉化指数RDI、转鼓强度等性能。
另外，通过上述各原料的成分、粒径的合理配合，使得本发明的实施例提供的低巴西混合粉使用量的烧结用含铁料的水分含量为6-8％，平均粒径为2-3mm，且粒度大于10mm的占比为2-7％，粒度在6.3-10mm的占比为9-13％，粒度在3-6.3mm的占比为20-25％，粒度在1-3mm的占比为17-23％，粒度在0.5-1mm的占比为5-12％，粒度小于0.5mm的占比为26-40％。示例性地，低巴西混合粉使用量的烧结用含铁料的水分含量为7.66％，平均粒径为2.89mm，且粒度大于10mm的占比为2.81％，粒度在6.3-10mm的占比为12％，粒度在3-6.3mm的占比为21.34％，粒度在1-3mm的占比为18.31％，粒度在0.5-1mm的占比为6.93％，粒度小于0.5mm的占比为38.61％。
通过上述控制，混合后的混匀矿的比例能满足生产和使用需求，其通过提高稳定混匀矿的水分含量、控制降低混匀矿的平均粒度，以及降低特大粒度〉10mm比例，增加小粒度﹤0.5mm比例，能减少粒度影响成分的不均匀性，增强烧结过程中的结块性能，以及增加与熔剂接触的几率，增加烧结过程中产生的液相量，使液相充分固结，抑制烧结矿的低温还原粉化，从而有利于其最终的烧结成品率和烧结矿转鼓强度指标的进一步提高，改善烧结矿RDI指标的作用。
本发明的实施例还提供了一种烧结组合物，包括按照质量百分比计的75-85％的烧结用含铁料、5-15％的熔剂、2-7％的燃料以及0-30％的返矿。其中，烧结用含铁料为主料，熔剂提供熔融辅助功能，燃料提供燃烧助剂功能，返矿作为外配的添加剂使用。通过上述成分合理配合，能得到具有成本低、性能好，能保证高炉生产效率和质量的优点的烧结组合物。
需要说明的是，在本发明的实施例中，按照烧结组合物的质量百分比，熔剂包括1-5％的生石灰、1-4％的石灰石以及3-6％的白云石；按照烧结组合物的质量百分比，燃料包括1-3％的煤粉和1-4％的焦粉。通过上述配方设置，使得直供精矿使用比例大幅提高，整体混匀矿品位升高，可减少熔剂配比，以能在烧结过程中使熔剂矿受热分解时的内应力也相应减少，以能提高烧结成品率，保证烧结矿质量。同时，通过将烧结用含铁料的用量控制在较高区间，使得混匀矿粉配比增加，也能进一步有利于烧结成品率的提高。
还需要说明的是，通过上述成分的配比，使得烧结组合物包括按照质量百分比计的55-65％的TFe、3-6％的SiO2、2-4％的CaO、0.5-1.0％的MgO、0.05-0.2％的S、0.05-0.1％的P、1-2％的Al2O3、0.01-0.03％的ZnO、0.005-0.01％的As2O3、0.2-0.5％的MnO以及0.001-0.005％的CuO；烧损量为3-4％。通过成分分析可知，通过直供精矿使用，使烧结组合物中的二氧化硅的含量相应有所提高，从而使得烧结产生的液相量能相应增加，也适宜烧结料水分条件下的烧结时间延长，有利于液相充分固结，从而有利于其最终的烧结成品率和烧结矿转鼓强度指标的进一步提高。同时，MgO含量的提高有利于稳定铁氧化物，既可以阻碍烧结矿冷却时生成次生Fe2O3，又可以阻碍烧结矿内铁氧化物的低温还原，抑制了烧结矿的低温还原粉化，起到了改善和提高烧结矿RDI指标的作用，以充分满足高炉生产使用的要求。
本发明的实施例还提供了一种烧结矿，其通过嵌设的烧结组合物烧结得到。因此，也具有成本低、性能好，能保证高炉生产效率和质量的优点。
详细地，该烧结矿碱度为2.0-2.10，RDI大于60，排矿粒度直径比例小于10mm的控制在34％以下；优选地，排矿粒度大于10mm的占比为7-10％，粒度在25-10mm的占比为25-27％，粒度在16-25mm的占比为18-20％，粒度在10-16mm的占比为12-15％，粒度在5-10mm的占比为14-16％，粒度小于5mm的占比为17-19％。通过提高烧结矿碱度、RDI控制到60以上，排矿粒度直径比例小于10mm的控制到34％以下，能有效地提高烧结矿质量，利于高炉冶炼过程的顺行。
同时，烧结矿的化学成分具体包括按照质量百分比计的55-58％的TFe、4-6％的SiO2、8-12％的CaO、1-2％的MgO、0.01-0.02％的S、0.05-0.1％的P、1-2％的Al2O3、0.01-0.02％的ZnO、0.01-0.02％的As2O3、0.3-0.4％的MnO、0.001-0.003％的CuO以及8-10％的FeO；烧损量为3-4％。通过成分分析可知，通过直供精矿使用，使得烧结产生的液相量能相应增加，也能延长烧结料水分条件下的烧结时间，有利于液相充分固结，从而有利于其最终的烧结成品率和烧结矿转鼓强度指标的进一步提高。同时，通过各成分配比，能改善和提高烧结矿RDI指标的作用，以充分满足高炉生产使用的要求。
本发明的实施例还提供了一种烧结矿的制备方法，其包括：
S1：将烧结矿的低巴西混合粉使用量的烧结用含铁料在混合机中配入水混合均匀得到润湿物料；S2：将润湿物料、熔剂以及燃料混合制粒；
S3：将制粒后的颗粒物依次进行布料、烧结、冷却和筛分。
详细地，在步骤S1中，烧结含铁料的各成分在圆筒混合机中混匀得到湿润物料，且润湿物料的配水量为5-10％，润湿物料的湿装料密度1-3t/m3。在步骤S2中，混合制粒过程中干装料密度1-3t/m3。在步骤S3中，布料过程是将颗粒物料通过自动旋转布料器均匀布撒在烧结杯杯体中，以使得烧结层厚度为600-1000mm。烧结是在烧结杯中进行，且烧结过程中烧结的点火温度为1000-1050℃，点火时间为100-140s，点火负压为7.5-8.5kPa，烧结负压为10-15KPa，烧结中的垂烧速度20-23mm/min，优选为21.25mm/min；冷却过程为机上冷却，中的冷却负压5-7kPa。筛分的过程采用振动筛对冷却后的烧结颗粒进行筛分，筛下物作为烧结返矿，筛上物作为烧结矿产品。
在上述制备过程中，通过采用提高的烧结温度及布料厚度、控制较低的湿、干装料密度、点火烧结冷却过程中的多段式负压，垂烧速度等技术方案，可增加大量直供精矿添加后，烧结过程中产生的液相量，使液相充分固结，抑制烧结矿的低温还原粉化，从而有利于其最终的烧结成品率和烧结矿转鼓强度指标的进一步提高，改善烧结矿RDI指标的作用，进一步提高生产率。
下面结合具体的实施例、对比例以及实验例对上述制备得到的烧结矿及其性能进行详细地阐述：
实施例1
本实施例提供了一种烧结矿，其通过以下方法制备得到：
S1：将低巴西混合粉使用量的烧结用含铁料的PB粉、FMG混合粉、巴西混合粉、韩国精矿、返矿、除尘灰、外购氧化铁皮、卡粉以及直供精矿按照比例加入一次圆筒混合机中，并配入水混合后得到润湿物料；其各原料的成分、烧损量以及粒径如表1所示，混合时的配水量以及湿装料密度如表2所示；
S2：将润湿物料、生石灰、石灰石、白云石、煤粉、焦粉以及返矿混合制粒，得到颗粒物料；其干装料密度如表2所示，各原料的配比如表3所示；
S3：将颗粒物料均匀布撒在烧结杯试验杯体中，依次进行点火烧结、冷却和筛分；其布料和烧结参数如表4所示。
实施例2
本实施例提供了一种烧结矿，其制备方法与实施例1提供的制备方法的区别在于：
在步骤S1中，低巴西混合粉使用量的烧结用含铁料的各原料成分、烧损量以及粒径的调整如表5所示，混合时的配水量以及湿装料密度如表2所示。
实施例3
本实施例提供了一种烧结矿，其制备方法与实施例1提供的制备方法的区别在于：
在步骤S1中，低巴西混合粉使用量的烧结用含铁料的各原料成分、烧损量以及粒径的调整如表6所示，混合时的配水量以及湿装料密度如表2所示。
实施例4
本实施例提供了一种烧结矿，其制备方法与实施例1提供的制备方法的区别在于：
在步骤S2中，颗粒物料的各原料的配比如表3所示。
实施例5
本实施例提供了一种烧结矿，其制备方法与实施例1提供的制备方法的区别在于：
在步骤S2中，颗粒物料的各原料的配比如表3所示。
实施例6
本实施例提供了一种烧结矿，其制备方法与实施例1提供的制备方法的区别在于：
在步骤S3中，布料和烧结参数如表4所示。
实施例7
本实施例提供了一种烧结矿，其制备方法与实施例1提供的制备方法的区别在于：
在步骤S3中，布料和烧结参数如表4所示。
对比例1
对比例1提供了一种烧结矿，其制备方法与实施例1提供的制备方法的区别在于：
在步骤S1中，烧结用含铁料的成分、烧损量以及粒径如表7所示。
对比例2
对比例2提供了一种烧结矿，其制备方法与实施例1提供的制备方法的区别在于：
在步骤S1中，烧结用含铁料的成分、烧损量以及粒径如表8所示。
对比例3
对比例2提供了一种烧结矿，其制备方法与实施例1提供的制备方法的区别在于：
在步骤S1中，烧结用含铁料的成分、烧损量以及粒径如表9所示。
对比例4
对比例4提供了一种烧结矿，其制备方法与实施例1提供的制备方法的区别在于：
在步骤S2中，颗粒物料的各原料的配比如表3所示。
对比例5
对比例5提供了一种烧结矿，其制备方法与实施例1提供的制备方法的区别在于：
在步骤S3中，其布料和烧结参数如表4所示。
实验例1
对实施例1-7以及对比例1-5中制备烧结矿过程中步骤S2中的颗粒物料的成分含量进行测定，测定结果如表10所示；同时对实施例1-5和对比例1-5制备得到的烧结矿的成分进行测定，测定结果如表11所示。
实验例2
对实施例1-7以及对比例1-5中制备烧结矿过程中低巴西混合粉使用量的烧结用含铁料的粒度分布进行测定，测定结果如表12所示；同时，对实施例1-5以及对比例1-5中制备得到的烧结矿的排矿粒度进行测定，测定结果如表13所示。
实验例3
对实施例1-7与对比例1-5制备得到的烧结矿的RDI烧结质量进行测试，其中，RDI指标的测定方法按《GB/T 13242-91》规定执行，还原气体成分为20％CO、20％CO2和60％N2，还原后的样品放在转鼓(Φ130×200mm)内，以30rpm的转速转动10min，进行检验。检验后的试样用6.3mm、3.15mm和0.5mm方孔筛过筛，以+3.15mm的样品的重量百分数作为低温还原粉化率。测试结果如表14所示。
实验例4
对实施例1-7与对比例1-5制备得到的烧结矿的成品率和转鼓强度进行计算，结果如表15所示。
表1.实施例1中烧结用含铁料成分
表2.实施例和对比例配水量、湿装料密度和干装料密度
| 项目 | 配水量(％) | 湿装料密度(t/m3) | 干装料密度(t/m3) |
| 实施例1 | 7.66 | 2.01 | 1.9 |
| 实施例2 | 7.12 | 2.02 | 1.89 |
| 实施例3 | 6.68 | 2.03 | 1.9 |
| 实施例4 | 8.12 | 2.04 | 1.89 |
| 实施例5 | 7.94 | 2.05 | 1.9 |
| 实施例6 | 7.66 | 2.01 | 1.9 |
| 实施例7 | 7.66 | 2.01 | 1.9 |
| 对比例1 | 7.66 | 2.01 | 1.9 |
| 对比例2 | 7.66 | 2.01 | 1.9 |
| 对比例3 | 7.66 | 2.01 | 1.9 |
| 对比例4 | 7.66 | 2.01 | 1.9 |
| 对比例5 | 7.66 | 2.01 | 1.9 |
表3.颗粒物料原料配比
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表4.实施例和对比例的布料烧结参数
表5.实施例2中烧结用含铁料成分
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表6.实施例3中烧结用含铁料成分
表7.对比例1中烧结用含铁料成分
表8.对比例2中烧结用含铁料成分
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表9.对比例3中烧结用含铁料成分
表10.实施例和对比例的颗粒物料的成分
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表11.实施例和对比例的烧结矿成分
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表12.实施例和对比例的烧结用含铁料粒度分布
表13.实施例和对比例的排矿粒度分布
表14.实施例和对比例的烧结质量
| 项目 | RDI(％) |
| 实施例1 | 60.24 |
| 实施例2 | 60.18 |
| 实施例3 | 60.17 |
| 实施例4 | 59.96 |
| 实施例5 | 59.97 |
| 实施例6 | 60.28 |
| 实施例7 | 60.37 |
| 对比例1 | 52.96 |
| 对比例2 | 57.17 |
| 对比例3 | 59.24 |
| 对比例4 | 56.78 |
| 对比例5 | 54.96 |
表15.实施例和对比例的成品率和转鼓强度
| 项目 | 成品率(％) | 转鼓强度(％) |
| 实施例1 | 81.39 | 69.51 |
| 实施例2 | 81.01 | 69.33 |
| 实施例3 | 81.20 | 69.42 |
| 实施例4 | 79.39 | 68.49 |
| 实施例5 | 81.18 | 70.40 |
| 实施例6 | 79.79 | 69.20 |
| 实施例7 | 82.01 | 69.52 |
| 对比例1 | 77.23 | 66.00 |
| 对比例2 | 78.63 | 69.60 |
| 对比例3 | 78.49 | 68.00 |
| 对比例4 | 78.22 | 66.80 |
| 对比例5 | 78.36 | 67.40 |
结合表1-15的数据可知，本发明的实施例有益效果如下：
(1)本发明的实施例1-7通过直供精矿的使用，相较于对比了1-5而言，SiO2含量相应有所提高，这有助于在烧结过程中增加产生的液相量，也适宜延长烧结料水分条件下的烧结时间，有利于液相充分固结，从而有利于其最终的烧结成品率和烧结矿转鼓强度指标的进一步提高。另一方面，本发明的实施例1-7通过直供精矿与其他原料成分搭配使用，特别是与巴西混合粉成比例搭配使用，能提高原料中Al2O3、MgO含量和SiO2含量，以能改善烧结矿RDI指标，提高烧结矿的质量和性能。
(2)实施例2和3相较于实施例1调整了烧结用含铁量的成分、粒径，且实施例2-3的效果均差于实施例1。说明直供精矿粒度的平均粒径为0.20mm，其含TFe量为64.91％，烧损为1.74％时其改善烧结矿性能和质量的效果更好。同时，本发明的实施例1-7通过选择合适粒度、含铁量以及烧损量的直供精矿与巴西混合粉，能与其他元素合理搭配，整体相较于对比例1-5而言，能减少粒度影响成分的不均匀性，增强烧结过程中的结块性能，以及增加与熔剂接触的几率，增加烧结过程中产生的液相量，使液相充分固结，抑制烧结矿的低温还原粉化，从而有利于其最终的烧结成品率和烧结矿转鼓强度指标的进一步提高，改善烧结矿RDI指标的作用，使得最后制备得到的烧结矿的RDI大于60，提高了生产效率和质量。
(3)实施例4和5相较于实施例1-3调整了颗粒物料的各原料比例，且实施例4的烧结用含铁量相对较少，实施例5的烧结用含铁量相对较高。这使得，实施例5改善烧结矿质量的效果优于实施例4，但由于实施例5和实施例4还调整了其他熔剂以及燃料的成分，其最后的烧结矿的改善程度均小于实施例1-3中合理搭配后的改善程度。
(4)实施例6和实施例7相较于实施例1-3调整了布料烧结的参数。且实施例6的烧结层厚度薄，烧结参数相对较低，实施例7的烧结层厚度厚，烧结参数相对较高。这使得，在其他条件均相同时，在参数选择范围内，烧结层厚度越厚RDI指标越好。
(5)对比例1相较于实施例1-7以及对比例2-5而言，其未采用直供精矿，而采用了现有的铁矿粉，其RDI指标最差，无法达到改善烧结矿性能的目的。
(6)对比例2-3相较于实施例1-7而言，其直供精矿和巴西混合粉的配比远高于(2.2-2.6):1，其烧结矿的RDI指标的效果、成品率以及转鼓强度相较于实施例1-7中控制在(2.2-2.6):1而言略差。说明本发明的实施例通过直供精矿和巴西混合粉的合理配比能有效地改善烧结矿RDI指标，提高成品率和矿物性能，进一步提高生产率。
(7)对比例4相较于实施例1-7而言，其烧结用含铁量用量为70％，含量较低，无法有效地提高烧结矿RDI指标以及成品率。说明本发明的实施例通过颗粒物料的合理配比能有效地改善烧结矿RDI指标，提高成品率和矿物性能，进一步提高生产率。
(8)对比例5相较于实施例1-7而言，其布料和烧结参数均不满足烧结的点火温度为1000-1050℃，点火时间为100-140s，点火负压为7.5-8.5kPa，烧结负压为10-15KPa，烧结中的垂烧速度20-23mm/min的需求，使得其RDI指标低于实施例1-7。说明本发明的实施例通过控制烧结参数，有利于其最终的烧结成品率和烧结矿转鼓强度指标的进一步提高，改善烧结矿RDI指标的作用，进一步提高生产率。
综上所述，本发明的实施例提供的一种低巴西混合粉使用量的烧结用含铁料、烧结组合物、烧结矿及其制备方法，其通过选择合适比例的直供精矿与巴西混合粉搭配其他原料使用，能在大幅降低巴西混合粉使用量，降低矿物成本的同时，提高成品率、生产率、减少排矿粒度中小于10mm粒度比例、提高烧结矿低温还原粉化指数RDI、转鼓强度等性能，以确保大高炉生产的效率和质量。
以上仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (15)
1.一种低巴西混合粉使用量的烧结用含铁料，其特征在于：
包括按照质量百分比计的：PB粉28-34%，FMG混合粉16-20%，巴西混合粉7.2-8.8%，韩国精矿1.8-2.2%，返矿9-11%，除尘灰1.8-2.2%，外购氧化铁皮3.6-4.4%，卡粉4.5-5.5%，还包括15.8-22.9%的直供精矿，以使所述直供精矿与所述巴西混合粉的用量比为(2.2-2.6):1；
所述PB粉包括按照质量百分比计的60-62%的TFe、3-4%的SiO2、0.05-0.2%的CaO、0.01-0.04%的S、0.05-0.2%的P、2-3%的Al2O3、0.01-0.02%的ZnO、0.005-0.01%的As2O3、0.1-0.2%的MnO；
所述FMG混合粉包括按照质量百分比计的57-59%的TFe、5-6%的SiO2、0.05-0.1%的CaO、0.02-0.05%的S、0.05-0.07%的P、2-3%的Al2O3、0.01-0.02%的ZnO、0.005-0.01%的As2O3、0.5-0.8%的MnO；
所述巴西混合粉包括按照质量百分比计的61-63%的TFe、4-6%的SiO2、0.1-0.2%的CaO、0.01-0.05%的S、0.02-0.05%的P、1-2%的Al2O3、0.01-0.02%的ZnO、0.005-0.01%的As2O3、0.1-0.3%的MnO；
所述韩国精矿包括按照质量百分比计的55-58%的TFe、4-8%的SiO2、1-4%的CaO、0.01-0.05%的S、0.01-0.05%的P、1-2%的Al2O3、0.01-0.02%的ZnO、0.005-0.01%的As2O3、0.1-0.3%的MnO；
所述直供精矿包括按照质量百分比计的64-70%的TFe、2-8%的SiO2、1-4%的CaO、0.4-0.8%的S、0.01-0.03%的P、1-2%的Al2O3、0.01-0.02%的ZnO、0.005-0.01%的As2O3、0.1-0.3%的MnO；
所述返矿包括按照质量百分比计的55-58%的TFe、4-8%的SiO2、5-10%的CaO、0.05-0.1%的S、0.05-0.1%的P、1-2%的Al2O3、0.01-0.03%的ZnO、0.005-0.01%的As2O3、0.1-0.3%的MnO；
所述除尘灰包括按照质量百分比计的40-45%的TFe、4-8%的SiO2、3-5%的CaO、0.5-1.0%的S、0.05-0.1%的P、1-2%的Al2O3、0.01-0.04%的ZnO、0.005-0.01%的As2O3、0.1-0.3%的MnO；
所述外购氧化铁皮包括按照质量百分比计的68-74%的TFe、2-5%的SiO2、2-5%的CaO、0.03-0.07%的S、0.05-0.1%的P、0.005-0.01%的Al2O3、0.04-0.09%的ZnO、0.005-0.01%的As2O 3、0.4-0.8%的MnO；
所述卡粉包括按照质量百分比计的62-68%的TFe、1-3%的SiO2、0.02-0.05%的CaO、0.03-0.07%的S、0.05-0.1%的P、1-1.5%的Al2O3、0.01-0.04%的ZnO、0.005-0.01%的As2O3、0.1-0.3%的MnO；
所述直供精矿的平均粒径低于所述巴西混合粉，所述直供精矿的Tfe含量高于巴西混合粉，所述直供精矿的烧损量低于所述巴西混合粉。
2.根据权利要求1所述的低巴西混合粉使用量的烧结用含铁料，其特征在于：
所述低巴西混合粉使用量的烧结用含铁料包括按照质量百分比计的：PB 粉31%，FMG混 合粉18%，巴西混合粉8%，韩国精矿2%，返矿10%，除尘灰2%，外购氧化铁皮4%，卡粉5%，还包括20%的直供精矿，以使所述直供精矿与所述巴西混合粉的用量比为2.5:1。
3.根据权利要求2所述的低巴西混合粉使用量的烧结用含铁料，其特征在于：
所述直供精矿的Tfe含量大于64%，烧损量在1.74%以下，粒径为0.15-0.25mm；所述巴西混合粉的Tfe含量为61-63%，所述巴西混合粉的烧损量为3-4%，所述巴西混合粉的粒径为2.5-3.5mm。
4.根据权利要求3所述的低巴西混合粉使用量的烧结用含铁料，其特征在于：
所述直供精矿的Tfe含量大于64.91%，烧损量在1.74%，粒径为0.20mm；所述巴西混合粉的Tfe含量为62.85%，所述巴西混合粉的烧损量为3.64%，所述巴西混合粉的粒径为3mm。
5.根据权利要求1所述的低巴西混合粉使用量的烧结用含铁料，其特征在于：
所述低巴西混合粉使用量的烧结用含铁料的水分含量为6-8%，平均粒径为2-3mm，且粒度大于10mm的占比为2-7%，粒度在6.3-10mm的占比为9-13%，粒度在3-6.3mm的占比为20-25%，粒度在1-3mm的占比为17-23%，粒度在0.5-1mm的占比为5-12%，粒度小于0.5mm的占比为26-40%。
6.根据权利要求5所述的低巴西混合粉使用量的烧结用含铁料，其特征在于：
所述低巴西混合粉使用量的烧结用含铁料的水分含量为7.66%，平均粒径为2.89mm，且粒度大于10mm的占比为2.81%，粒度在6.3-10mm的占比为12%，粒度在3-6.3mm的占比为21.34%，粒度在1-3mm的占比为18.31%，粒度在0.5-1mm的占比为6.93%，粒度小于0.5mm的占比为38.61%。
7.根据权利要求1至6中任一项所述的低巴西混合粉使用量的烧结用含铁料，其特征在于：
所述PB粉的烧损量为5-6%，粒径为3-4mm；
所述FMG混合粉的烧损量为8-9%，粒径为3-4mm；
所述巴西混合粉的烧损量为3-4%，粒径为2.5-3.5mm；
所述韩国精矿的烧损量为1-2%，粒径为0.1-0.3mm；
所述直供精矿的烧损量为1.74%以下，粒径为0.15-0.25mm；
所述返矿的烧损量为1-2%，粒径为3-5mm；
所述除尘灰的烧损量为3-4%，粒径为0.05-0.2mm；
所述外购氧化铁皮的烧损量为0.1-0.2%，粒径为0.1-0.3mm；
所述卡粉的烧损量为1-4%，粒径为3-4mm。
8.一种烧结组合物，其特征在于：
包括按照质量百分比计的75-85%的权利要求1至7中任一项所述的低巴西混合粉使用量的烧结用含铁料、5-15%的熔剂、2-7%的燃料以及0-30%的返矿。
9.根据权利要求8所述的烧结组合物，其特征在于：
按照所述烧结组合物的质量百分比，所述熔剂包括1-5%的生石灰、1-4%的石灰石以及3-6%的白云石；
和/或，
按照所述烧结组合物的质量百分比，所述燃料包括1-3%的煤粉和1-4%的焦粉；
和/或，
所述烧结组合物包括按照质量百分比计的55-65%的TFe、3-6%的SiO2、2-4%的CaO、0.5-1.0%的MgO、0.05-0.2%的S、0.05-0.1%的P、1-2%的Al2O3、0.01-0.03%的ZnO、0.005-0.01%的As2O3、0.2-0.5%的MnO以及0.001-0.005%的CuO；烧损量为3-4%。
10.一种烧结矿，其特征在于，通过权利要求8或9所述的烧结组合物烧结得到。
11.根据权利要求10所述的烧结矿，其特征在于：
所述烧结矿的碱度为2.0-2.10，RDI大于60，排矿粒度直径比例小于10mm的控制在34%以下；
和/或，
所述烧结矿包括按照质量百分比计的55-58%的TFe、4-6%的SiO2、8-12%的CaO、1-2%的MgO、0.01-0.02%的S、0.05-0.1%的P、1-2%的Al2O3、0.01-0.02%的ZnO、0.01-0.02%的As2O3、0.3-0.4%的MnO、0.001-0.003%的CuO以及8-10%的FeO；烧损量为3-4%。
12.根据权利要求11所述的烧结矿，其特征在于：
排矿粒度大于10mm的占比为7-10%，粒度在25-10mm的占比为25-27%，粒度在16-25mm的占比为18-20%，粒度在10-16mm的占比为12-15%，粒度在5-10mm的占比为14-16%，粒度小于5mm的占比为17-19%。
13.一种权利要求10至12中任一项所述的烧结矿的制备方法，其特征在于，包括：
将所述烧结矿的低巴西混合粉使用量的烧结用含铁料在混合机中配入水混合均匀得到润湿物料；
将所述润湿物料、所述熔剂以及所述燃料混合制粒；
将制粒后的颗粒物依次进行布料、烧结、冷却和筛分。
14.根据权利要求13所述的烧结矿的制备方法，其特征在于：
所述润湿物料的配水量为5-10％，所述润湿物料的湿装料密度1-3t/m3；
和/或，
混合制粒过程中干装料密度1-3t/m3；
和/或，
布料过程中烧结层厚度为600-1000mm；
和/或，
烧结过程中烧结的点火温度为1000-1050℃，点火时间为100-140s，点火负压为7.5-8.5kPa，烧结负压为10-15KPa，烧结中的垂烧速度20-23mm/min；
和/或，
冷却过程中的冷却负压5-7kPa。
15.根据权利要求14所述的烧结矿的制备方法，其特征在于：
烧结中的垂烧速度为21.25mm/min。
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