CN116622981A - 一种配加高比例褐铁矿超厚料层酸性烧结矿的生产方法 - Google Patents
一种配加高比例褐铁矿超厚料层酸性烧结矿的生产方法 Download PDFInfo
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Abstract
本发明属于烧结矿生产技术领域，具体涉及一种配加高比例褐铁矿超厚料层酸性烧结矿的生产方法。将75％褐铁矿粉、5％磁铁矿粉、20％高炉返矿混合，按照各项烧结矿成分控制标准搭配调节烧结熔剂比例、固体燃料比例、烧结内返矿比例制成烧结混匀料，将所述混匀料在蒸汽加压水下混匀制粒造球，在高温条件下进行点火烧结。本发明可以解决高比例褐铁矿酸性烧结矿生产时，烧结矿强度差，还原性差，固体燃耗高等问题，通过厚料层、低水分、慢机速的生产工艺控制，可实现高比例褐铁矿酸性烧结矿的超厚料层烧结。在保证酸性烧结矿生产低成本的模式下，综合改善酸性烧结矿的强度，为高炉稳定运行，降本等提供支撑。
Description
技术领域
本发明属于烧结矿生产技术领域，具体涉及到一种配加高比例褐铁矿超厚料层酸性烧结矿的生产方法。
背景技术
目前，钢铁企业高炉生产常规炉料结构主要以碱性烧结矿为主，配加酸性球团、块矿和焦炭。通过碱性烧结矿搭配酸性球团和块矿可以较好的提升烧结矿的入炉比，搭配完成后综合烧结矿入炉比可以达到90％～100％。但球团的成本较高，块矿的冶金性能较差，通常增加烧结矿用量以降低炼铁成本，烧结矿使用比例往往能占到60％～80％。烧结矿作为熟料，因其具有较好的低温还原粉化和还原性能，对降低高炉燃料比，提升铁水产量有较大帮助。
传统的酸性烧结矿，由铁精矿或富矿粉不加或少加熔剂烧结而成，其主要粘接相为铁橄榄石，有较好的热态强度，但因其成矿机理需要较高的热量，因此酸性烧结矿FeO含量较高，烧结矿还原性较差，烧结矿冷强度差，烧结过程固体燃耗很高。如中国专利CN113005284A，提供一种含钛海砂在烧结矿生产中的应用方法，解决海砂矿粉在烧结中的应用问题，提高海砂使用比例，提升了烧结矿转鼓强度、RDI+3.15和还原性。但其使用了含Ti较高的海砂矿，虽然对碱度0.8以下酸性烧结矿综合强度提升有改善，但其Ti含量提升后会带来高炉综合燃料消耗增加。
褐铁矿是烧结配料中的一种主要原料，其出产地为澳洲，因其具有较粗的粒级组成和相对较低的成本，被广泛应用于烧结生产，其在矿粉使用占比中达到40％～70％。当前生产实践显示，褐铁矿烧结矿的通常适用在高碱度烧结矿生上。高比例褐铁矿对提升烧结矿产量，改善烧结料层透气性，提升垂直烧结速度，降低烧结配矿成本有较大的帮助，但是因其高比例配用带来过快的垂直烧结速度和过低的烧结负压，使烧结过程液相形成和固结速度过快，会导致烧结矿物理强度较差，冶金性能较差，固体燃耗增加等一系列负面影响。厚料层烧结技术，作为当前烧结生产的主流工艺技术，因其带来的中下部料层自动蓄热效果，对降低固体燃料消耗，有较大帮助。同时因厚料层工艺技术中附带的慢机速、低水分的工艺控制要求，对改善烧结过湿层厚度和保证烧结矿液相充分形成和固结有较大帮助，因此厚料层烧结技术对提升烧结矿强度，降低烧结固体燃料消耗有较大帮助。
发明内容
针对以上技术问题，本发明的目的是提供一种褐铁矿酸性烧结的生产方法，更具体地，是提供一种高比例褐铁矿超厚料层酸性烧结矿的生产方法。
为达上述目的，本发明采用的技术方案是：
一种高比例褐铁矿超厚料层酸性烧结矿的生产方法，包括以下步骤：
1、将褐铁矿粉，磁铁矿粉和高炉返矿通过混匀料场混配制成烧结混合料，所述烧结混合料中褐铁矿占比75％，磁铁矿占比5％，高炉返矿占比20％；
2、将步骤1中烧结混合料通过烧结配料与熔剂，固体燃料，烧结内返矿混匀，加水制成烧结混匀料，所述烧结混匀料中烧结混合料占比88％～90％，固体燃料占比5.2％～5.6％，生熔剂占比3.6％～3.8％，熟熔剂占比1.2％～1.5％，烧结内返矿占比18％～22％。
3、通过调整熟溶剂配比调整酸性烧结矿二元碱度，控制酸性烧结矿二元碱度CaO/SiO2在0.50～0.55倍，酸性烧结矿SiO2在6.5％～7.0％，通过调整菱镁石配比调整酸性烧结矿中MgO含量，MgO含量根据酸性烧结矿中Al2O3含量调整，控制酸性烧结矿MgO:Al2O3＝1.1:1～1.3:1；通过调整固体燃料配比，控制酸性烧结矿FeO含量在13％±1％；所述生熔剂为菱镁石，熟熔剂为生石灰；本发明的生产方法中，混匀料加水在一、二混圆筒混合机中进行，采用蒸汽加压水进行制粒造球，一、二混加水比例为7:3。
4、将烧结混匀料布料到烧结机台面，进行点火烧结，烧结过程工艺技术控制标准：烧结负压控制在-14±1kPa，点火温度控制在1050±50℃，烧结料层厚度850～960mm，铺底料厚度80mm，烧结机机速1.22～1.55m/min，烧结混匀料水分6.6％～7.2％，烧结点火负压-6±1kPa，烧结废气温度140±20℃，烧结终点温度控制在倒数第二号风箱，终点温度控制标准为435±15℃；
为弥补配加高比例褐铁矿带来烧结混合料粒度偏大，烧结过程透气性过好对烧结矿质量强度带来了不利影响，适当配加5％磁铁矿精粉，达到综合调节混合料粒度，改善烧结过程料层透气性过好的不利影响，同时利用磁铁矿分解过程放热的特性，对降低固体燃料配比可提供一定帮助。
本发明提供的一种高比例高比例褐铁矿粉超厚料层酸性烧结矿生产方法，可进一步提升烧结矿的综合入炉比，在烧结矿比球团、块矿有成本优势的时候，可有效降低高炉综合铁水生产成本。
与现有技术相比，本发明的有益效果：
本发明提供的一种配加高比例褐铁矿粉超厚料层酸性烧结矿生产方法，可以解决配用高比例褐铁矿粉生产酸性烧结矿过程中因烧结料层透气性过好、垂直烧结速度过快带来的烧结液相形成不充分等问题，可有效改善配加高比例褐铁矿粉生产的酸性烧结矿冷强度差、还原性性差，烧结固体燃耗高等问题，同时将碱性烧结矿生产的低水厚料层生产工艺运用到酸性烧结矿生产实践，为提升烧结矿的综合强度，降低燃耗提供了有效帮助，转鼓强度提升6.05％，还原性RI提升10％，固体燃耗降低3.8kg/t，为生产低成本高质量酸性烧结矿提供了有力技术支撑，为提升以碱性烧结矿搭配酸性烧结矿综合提升高炉烧结矿入炉比的目标提供了有力的技术支撑，本发明结构简单，操作性强，有广泛的应用空间。
具体实施方式
下面将对本发明实施例中的技术方案进行详细的描述，显然，所描述的实施例仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
一种配加高比例褐铁矿粉超厚料层酸性烧结矿生产方法包括：
(1)将褐铁矿粉，磁铁矿粉和高炉返矿通过混匀料场混配制成烧结混合料，所述烧结混合料配矿方案为：褐铁矿占比75％，磁铁矿占比5％，高炉返矿占比20％。
(2)将所述烧结混合料与固体燃料、生熔剂、熟熔剂、烧结内返矿通过烧结混料进行加水混匀制粒成为烧结混匀料，烧结混匀料配矿方案为：烧结混合料占比88～90％，固体燃料占比5.2％～5.6％，生熔剂占比3.6％～3.8％，熟熔剂占比1.2％～1.5％，烧结内返矿占比18～22％。
(3)酸性烧结矿成分为：酸性烧结矿SiO2含量在6.5％～7.0％，二元碱度CaO/SiO2在0.50倍，通过调整熟熔剂配比实现。调整生熔剂配比调整酸性烧结矿中MgO含量，MgO含量根据酸性烧结矿中Al2O3含量调整，控制酸性烧结矿MgO:Al2O3＝1.1:～1.3:1；通过调整固体燃料配比，控制酸性烧结矿FeO含量在13％±1％。
(4)酸性烧结矿生产烧结工艺控制标准为：烧结负压控制在-14±1kPa，点火温度控制在1050±50℃，烧结料层厚度850～960mm，铺底料厚度80mm，烧结机机速1.22～1.55m/min，烧结混匀料水分6.6％～7.2％，匀料加水在一、二混圆筒混合机中进行，采用蒸汽加压水进行制粒造球，加水比例为7:3，烧结点火负压-6±1kPa，烧结废气温度140±20℃，烧结终点温度控制在倒数第二号风箱，终点温度控制在435±15℃。
(5)按照以上配矿方案、成分控制标准、烧结工艺标准进行混匀制粒、点火烧结、破碎冷却、筛分整粒、成品出矿的烧结全工艺流程进行。
实施例1
一种配加高比例褐铁矿粉超厚料层酸性烧结矿生产方法包括：
(1)将褐铁矿粉，磁铁矿粉和高炉返矿通过混匀料场混配制成烧结混合料，所述烧结混合料配矿方案为：褐铁矿占比75％，磁铁矿占比5％，高炉返矿占比20％。
(2)将所述烧结混合料与固体燃料、生熔剂、熟熔剂、烧结内返矿通过烧结混料进行加水混匀制粒成为烧结混匀料，烧结混匀料配矿方案为：烧结混合料占比89.1％，固体燃料占比5.6％，生熔剂占比3.8％，熟熔剂占比1.5％，烧结内返矿占比22％。酸性烧结矿成分为：酸性烧结矿SiO2含量6.7％，二元碱度CaO/SiO2＝0.52，酸性烧结矿MgO:Al2O3＝1.22，Al2O3含量2.40％，FeO含量13.88％。
(3)酸性烧结矿生产烧结工艺控制标准为：烧结负压控制在-13.20kPa，点火温度控制在1025℃，烧结料层厚度850mm，铺底料厚度80mm，烧结机机速1.55m/min，烧结混匀料水分7.2％，匀料加水在一、二混圆筒混合机中进行，采用蒸汽加压水进行制粒造球，加水比例为7:3，烧结点火负压-6kPa，烧结废气温度160℃，烧结终点温度控制在倒数第二号风箱，终点温度控制在450℃。
(4)按照以上配矿方案、成分控制标准、烧结工艺标准进行混匀制粒、点火烧结、破碎冷却、筛分整粒、成品出矿的烧结全工艺流程进行。
实施例2
一种配加高比例褐铁矿粉超厚料层酸性烧结矿生产方法包括：
(1)将褐铁矿粉，磁铁矿粉和高炉返矿通过混匀料场混配制成烧结混合料，所述烧结混合料配矿方案为：褐铁矿占比75％，磁铁矿占比5％，高炉返矿占比20％。
(2)将所述烧结混合料与固体燃料、生熔剂、熟熔剂、烧结内返矿通过烧结混料进行加水混匀制粒成为烧结混匀料，烧结混匀料配矿方案为：烧结混合料占比89.4％，固体燃料占比固体燃料占比5.5％，生熔剂占比3.7％，熟熔剂占比1.4％，烧结内返矿占比21％。
酸性烧结矿成分为：酸性烧结矿SiO2含量6.74％，二元碱度CaO/SiO2＝0.51，酸性烧结矿MgO:Al2O3＝1.17，Al2O3含量2.50％，FeO含量13.62％。
(3)酸性烧结矿生产烧结工艺控制标准为：烧结负压控制在-13.85kPa，点火温度控制在1025℃，烧结料层厚度900mm，铺底料厚度80mm，烧结机机速1.38m/min，烧结混匀料水分7.0％，匀料加水在一、二混圆筒混合机中进行，采用蒸汽加压水进行制粒造球，加水比例为7:3，烧结点火负压-6kPa，烧结废气温度155℃，烧结终点温度控制在倒数第二号风箱，终点温度控制在440℃。
(4)按照以上配矿方案、成分控制标准、烧结工艺标准进行混匀制粒、点火烧结、破碎冷却、筛分整粒、成品出矿的烧结全工艺流程进行。
实施例3
一种配加高比例褐铁矿粉超厚料层酸性烧结矿生产方法包括：
(1)将褐铁矿粉，磁铁矿粉和高炉返矿通过混匀料场混配制成烧结混合料，所述烧结混合料配矿方案为：褐铁矿占比75％，磁铁矿占比5％，高炉返矿占比20％。
(2)将所述烧结混合料与固体燃料、生熔剂、熟熔剂、烧结内返矿通过烧结混料进行加水混匀制粒成为烧结混匀料，烧结混匀料配矿方案为：烧结混合料占比89.4％，固体燃料占比5.4％，生熔剂占比3.7％，熟熔剂占比1.5％，烧结内返矿占比19％。
酸性烧结矿成分为：酸性烧结矿SiO2含量6.72％，二元碱度CaO/SiO20.53，酸性烧结矿MgO:Al2O3＝1.18，Al2O3含量2.50％，FeO含量13.35％。
(3)酸性烧结矿生产烧结工艺控制标准为：烧结负压控制在-14.50kPa，点火温度控制在1050±50℃，烧结料层厚度900mm，铺底料厚度80mm，烧结机机速1.28m/min，烧结混匀料水分7.0％，匀料加水在一、二混圆筒混合机中进行，采用蒸汽加压水进行制粒造球，加水比例为7:3，烧结点火负压-6kPa，烧结废气温度145℃，烧结终点温度控制在倒数第二号风箱，终点温度控制在420℃。
(4)按照以上配矿方案、成分控制标准、烧结工艺标准进行混匀制粒、点火烧结、破碎冷却、筛分整粒、成品出矿的烧结全工艺流程进行。
实施例4
一种配加高比例褐铁矿粉超厚料层酸性烧结矿生产方法包括：
(1)将褐铁矿粉，磁铁矿粉和高炉返矿通过混匀料场混配制成烧结混合料，所述烧结混合料配矿方案为：褐铁矿占比75％，磁铁矿占比5％，高炉返矿占比20％。
(2)将所述烧结混合料与固体燃料、生熔剂、熟熔剂、烧结内返矿通过烧结混料进行加水混匀制粒成为烧结混匀料，烧结混匀料配矿方案为：烧结混合料占比89.7％，固体燃料占比5.2％，生熔剂占比3.6％，熟熔剂占比1.5％，烧结内返矿占比18％。
酸性烧结矿成分为：酸性烧结矿SiO2含量6.76％，二元碱度CaO/SiO20.52，酸性烧结矿MgO:Al2O3＝1.22，Al2O3含量2.30％，FeO含量13.22％。
(3)酸性烧结矿生产烧结工艺控制标准为：烧结负压控制在-14.20kPa，点火温度控制在1025℃，烧结料层厚度900mm，铺底料厚度80mm，烧结机机速1.22m/min，烧结混匀料水分7.0％，匀料加水在一、二混圆筒混合机中进行，采用蒸汽加压水进行制粒造球，加水比例为7:3，烧结点火负压-6kPa，烧结废气温度140℃，烧结终点温度控制在倒数第二号风箱，终点温度控制在440℃。
(4)按照以上配矿方案、成分控制标准、烧结工艺标准进行混匀制粒、点火烧结、破碎冷却、筛分整粒、成品出矿的烧结全工艺流程进行。
表1不同实施例下烧结过程参数对比
表2不同实施对比例下烧结矿质量、强度、冶金性能、燃耗对比
| 转鼓/％ | RDI+3.15/％ | 还原性/％ | 固体燃耗/kg/t | |
| 实施例1 | 59.45 | 71.72 | 60.05 | 65.26 |
| 实施例2 | 60.65 | 68.45 | 62.58 | 64.15 |
| 实施例3 | 63.7 | 69.55 | 65.65 | 62.32 |
| 实施例4 | 65.5 | 70.45 | 70.50 | 61.46 |
由烧结过程参数和烧结矿强度、冶金性能、固体燃耗对比可以看出，高褐铁矿比例的酸性烧结矿生产随着烧结料层厚度逐步提升、水分降低、烧结机速度减慢，烧结整体过程工艺指标满足控制要求，烧结矿成分满足工艺控制要求，烧结矿转鼓强度、还原性明显提升，烧结固体燃耗降低，对比方案一和方案四，烧结废气温度降低20℃，烧结负压提升-1kPa，烧结终点温度略微降低10℃，烧结内返率降低4％，烧结矿转鼓强度提升6.05，烧结矿低温还原粉化RDI+3.15较为稳定，还原性RI提升10.45，固体燃耗降低3.8kg/t，随着料层厚度提升整体烧结负压提升能较好改善酸性烧结矿过程中因烧结料层透气性过好、垂直烧结速度过快带来的烧结液相形成不充分等问题，随着混匀料水分的降低烧结过程过湿层减少，避免了由于厚料层带来对烧结透气性过多的不利影响，保证了烧结生产过程合适的透气性，随着烧结机速的减慢，保证了烧结过程液相的充分形成和固结，保证了烧结矿的整体强度。
本发明结合当前烧结生产成本控制的巨大压力使用高比例配用褐铁矿生产酸性烧结矿，结合高碱度烧结矿厚料层生产工艺技术的应用，在酸性烧结矿低成本的生产模式下，提升了酸性烧结矿的整体转鼓强度、还原性，降低了烧结固体燃耗，同时探究出了高比例褐铁矿酸性烧结矿生产模式下的各项生产工艺参数控制标准，可实现高炉综合炉料74％碱性烧结矿+19％酸性烧结矿+7％块矿的结构，在球团成本较高的情况下，可为铁前系统综合降低高炉炉料成本提供生产借鉴。。
实施方式只是对本专利的示例性说明而并不限定它的保护范围，本领域人员还可以对其进行局部改变，只要没有超出本专利的精神实质，都视为对本专利的等同替换，都在本专利的保护范围之内。
Claims (8)
1.一种配加高比例褐铁矿超厚料层酸性烧结矿的生产方法，其特征在于：包括如下步骤：
(1)通过混匀料场将褐铁矿粉占比75％，磁铁矿粉占比5％和高炉返矿占比20％混配制成烧结混合料；将烧结混合料与熔剂，固体燃料，烧结内返矿混匀，在一、二混圆筒混合机中加水制成烧结混匀料；控制酸性烧结矿二元碱度CaO/SiO2为0.50～0.55，酸性烧结矿SiO2在6.5％～7.0％，控制酸性烧结矿MgO:Al2O3＝1.1:1～1.3:1，控制酸性烧结矿FeO含量在12％～14％；
(2)制粒造球，烧结混匀料布料后点火，抽风烧结；
(3)破碎冷却、筛分整粒、成品出矿。
2.根据权利要求1所述的一种配加高比例褐铁矿超厚料层酸性烧结矿的生产方法，其特征在于：所述烧结混匀料中烧结混合料占比88％～90％，固体燃料占比5.2％～5.6％，生熔剂占比3.6％～3.8％，熟熔剂占比1.2％～1.5％；烧结内返矿配用根据内返平衡占比18％～22％。
3.根据权利要求1所述的一种配加高比例褐铁矿超厚料层酸性烧结矿的生产方法，其特征在于：通过调整熟溶剂配比调整酸性烧结矿二元碱度；通过调整生熔剂配比调整酸性烧结矿中MgO与Al2O3比例；通过调整固体燃料配比，控制酸性烧结矿FeO含量。
4.根据权利要求1所述的一种配加高比例褐铁矿超厚料层酸性烧结矿的生产方法，其特征在于：所述生熔剂为菱镁石；熟熔剂为生石灰。
5.根据权利要求1所述的一种配加高比例褐铁矿超厚料层酸性烧结矿的生产方法，其特征在于：一混加水量：二混加水量＝7:3；烧结混匀料水分6.6％～7.2％。
6.根据权利要求1所述的一种配加高比例褐铁矿超厚料层酸性烧结矿的生产方法，其特征在于：采用蒸汽加压水进行制粒造球。
7.根据权利要求1所述的一种配加高比例褐铁矿超厚料层酸性烧结矿的生产方法，其特征在于：烧结料层厚度850～960mm，铺底料厚度80mm。
8.根据权利要求1所述的一种配加高比例褐铁矿超厚料层酸性烧结矿的生产方法，其特征在于：烧结负压控制在-13～-15kPa，点火温度控制在1000～1100℃，烧结机机速1.22～1.55m/min，烧结点火负压-5～-7kPa，烧结废气温度120～160℃，烧结终点温度控制在倒数第二号风箱，终点温度控制标准为420～450℃。
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