CN117403058A - 一种高钒钛低硅烧结工艺 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种高钒钛低硅烧结工艺,包括以下步骤:S1、配制混匀粉,控制所述混匀粉中的Si的质量含量为4.6%~5.8%;S2、将所述混匀粉与返矿、燃料、熔剂和矿粉混合,进行一混、二混制粒,得到混合料,控制混合料中的Si的质量含量为4.6%~5.8%;S3、将所述混合料进行布料、点火和烧结,得到低硅烧结矿。本发明可以提高烧结矿的强度、冶金性能、成品率等。
Description
技术领域
本发明涉及冶金技术领域,具体为一种高钒钛低硅烧结工艺。
背景技术
在烧结工艺中,低硅烧结可以提高成品矿的含铁品位、降低吨铁渣量,从而降低产品成本,提高企业的经济效益。然而,高钒钛低硅烧结时,由于SiO2含量较低,烧结过程产生的粘结相量少,容易造成烧结矿强度变差、成品率下降、低温还原粉化加重等诸多问题,不利于后续的高炉冶炼。
发明内容
本发明为了解决现有技术中存在的缺陷,提供一种高钒钛低硅烧结工艺,以提高烧结矿的强度、冶金性能、成品率等。
为实现上述目的,本发明采用以下技术方案:
本发明提供一种高钒钛低硅烧结工艺,包括以下步骤:
S1、配制混匀粉,控制所述混匀粉中的Si的质量含量为4.6%~5.8%;
S2、将所述混匀粉与返矿、燃料、熔剂和矿粉混合,进行一混、二混制粒,得到混合料,控制混合料中的Si的质量含量为4.6%~5.8%;
S3、将所述混合料进行布料、点火和烧结,得到高钒钛低硅烧结矿。
优选地,所述S1中混匀粉的成分包括承德精粉、青杠坪钒精粉、安宁钒精粉、龙蟒钒精粉、冕宁精粉、满银沟50矿粉、56加工混合粉、弯丘40中的一种或多种。在本发明的一些实施例中,所述混匀粉还包括生产过程中回收的杂料。所述回收的杂料为本领域常规得到的杂料。
优选地,所述S1中混匀粉中的各成分以重量份计包括:承德精粉18~30份、青杠坪钒精粉12~30份、安宁钒精粉0~30份、龙蟒钒精粉5份、冕宁精粉5份、满银沟50矿粉1~6份、56加工混合粉9~17份、弯丘40 0~5份。
优选地,所述S2中,控制混合料中的Si的质量含量为5.2~5.8%。
优选地,所述S2中,控制混合料中的Si的质量含量为5.2%~5.6%。
优选地,所述S2中,以重量份计,返矿35份,燃料3.9份,熔剂5.46~7.5份,矿粉3.12份,混匀粉50.48~52.52份。
优选地,所述燃料为焦粉。
优选地,所述熔剂为生石灰。
优选地,所述矿粉为白云石粉。
优选地,所述高钒钛低硅烧结矿的碱度R为2.48~2.65。
优选地,所述高钒钛低硅烧结矿的化学成分包括TFe 48.16~50.18%,SiO24.63~5.89%,CaO 12.21~14.79%,MgO 2.61~3.06%,Al2O3 2.34~2.62%,FeO4.65~6.65%,S 0.11~0.25%,P 0.06~0.1%,TiO2 3.96~4.57%,V2O5 0.34~0.37%。
本发明的有益效果是:
本发明的高钒钛低硅烧结工艺通过优化配料工序,控制所述混匀粉中的Si的质量含量为4.6%~5.8%,进而调配混合料中的Si的质量含量为4.6%~5.8%,使得混合料中硅含量增加,低熔点物相增多,液相量增加,有利于提高烧结矿强度,且控制此Si含量有利于提高烧结烧成率,烧结速度和利用系数基本上没有明显变化,有利于提高烧结矿的强度,改善烧结矿质量,提高冶金性能。
附图说明
图1为实施例2中的高温性能测试图;
图2为实施例2中测试的混匀料软化温度、半球温度和流动温度图;
图3为实施例3中高钒钛低硅烧结技术指标图;
图4为实施例4中不同硅含量成品烧结矿的机械强度图;
图5为实施例4中不同硅含量成品烧结矿的粒径分布图;
图6为实施例5中烧结矿的还原指数图;
图7为实施例6中烧结矿的低温还原粉化性能图;
图8为实施例7中烧结矿软化性能结果图;
图9为实施例7中烧结矿熔融性能图;
图10为实施例7中烧结矿最大压差和软熔层厚度图。
具体实施方式
为了使本领域的技术人员更好地理解发明的技术方案,下面结合具体实施方式对本发明作进一步的详细说明。
实施例1高钒钛低硅烧结工艺配料方案
本实施例提供一种高钒钛低硅烧结工艺,包括以下步骤:
S1、配制混匀粉,控制所述混匀粉中的Si的质量含量为4.6%~5.8%,混匀粉的配料方案见表1;在实验后期,由于安宁钒精粉量不够,在硅含量为5.8%的烧结实验中,为了保证混匀粉中精粉配比,将承德精粉和青杠坪钒精粉配比提高至30%,这可能会导致该组实验结果出现异常,在后续实施例中进行具体分析。
S2、将所述混匀粉与返矿、燃料、熔剂和矿粉混合,进行一混、二混制粒,得到混合料,控制混合料中的Si的质量含量为4.6%~5.8%;混合料的配料方案见表2,将烧结硅含量设置为4.6%~5.8%,碱度R为2.6,焦粉湿配比为3.9%,返矿湿配比为35%,方案中所用铁矿粉、返矿、生石灰、白云石和焦粉均取自德胜烧结厂。
S3、将所述混合料在烧结机台车上布料,厚度约850mm,点火温度1150℃,得到低硅烧结矿,得到的低硅烧结矿的主要化学成分见表3;由于实验取样存在一定不均匀,混合料和烧结矿成分检测也存在一定误差,导致烧结矿中SiO2含量和碱度R没有完全与实验前设置保持一致,但误差在合理范围,实验结果仍然具有较好的代表性。
表1.混匀粉的配料方案
表2.混合料的配料方案
表3.低硅烧结矿的主要化学成分
实施例2混合料高温性能测试
本实施例对实施例1的表2中含Si量为4.6%、4.8%、5.0%、5.2%和5.4%等5组混合料进行高温性能测试,测试图见图1,混合料软化温度、半球温度和流动温度图见图2。
由图1可知,样品随着温度升高慢慢熔化,从圆柱体到半球形,最后完全铺展,料柱高度低于100%时,对应的温度为熔化温度,料柱高度低于50%时,对应的温度为半球温度,料柱高度低于0%时,对应的温度为流动温度。
由图2可知,随着硅含量增加,烧结矿软化温度、半球温度和流动温度均而减小。当硅含量从4.6%增加至5.4%时,烧结矿软化温度、半球温度和流动温度分别从1383、1473、1556℃降低至1306、1405、1500℃。由此可说明,混合料中硅含量增加,低熔点物相增多,液相量增加,有利于提高烧结矿强度。
实施例3烧结技术指标
按照实施例1的配料方案进行烧结杯实验,实验获得的烧结技术指标如图3所示。由图3可知,随着硅含量从4.6%增加至5.6%,垂直烧结速度和烧结利用系数整体变化趋势不大,略有下降,烧结速度约降低1.2mm/min,烧结利用系数减少了0.12t/m2·h左右。这可能是因为随着硅含量增加,烧结过程中液相增多,导致料层透气性降低,从而垂直烧结速度和烧结利用系数稍微有所下降。而当硅含量增加至5.8%时,垂直烧结速度和烧结利用系数出现大幅下降,这是因为原料储存量不够,硅含量为5.8%的混匀粉配料方案与几组变化较大所导致。
随着混合料中硅含量从4.6%增加5.6%,烧成率从87%增长至95%左右。这是因为低熔点物相增多,产生的更多的液相,烧结过程中更容易润湿粘接周围未熔化的矿粉颗粒,导致烧成率呈现上升趋势。尽管配料结构存在明显变化,但硅含量为5.8%时,烧成率明显高于其他的几组实验,这进一步说明,提高硅含量能提高烧结的烧成率。
实施例4机械强度测试
对实施例1的配料方案制备得到的烧结矿进行机械强度测定,实验结果如图4所示。由图4可知,硅含量从4.6%增加5.8%,转鼓强度约增加了23%,其中硅含量4.8%到5.2%的变化量最大;当硅含量超过5.2%时,烧结矿的转鼓强度变化不大。随着硅含量的增加,抗磨指数(<0.5mm烧结矿所占百分比)整体上呈下降趋势,这也可能是烧结矿中存在的低熔点物相增多,液相量增加,烧结矿强度升高。
图5为成品烧结矿粒径分布,由图5可以看出,随着烧结中硅含量增加,粒径<10mm的烧结矿呈现减少趋势,粒径范围为10~16mm和16~25mm的烧结矿增加。这是因为随着硅含量增加,烧结液相量增加,有更多的液相粘接未熔的矿粉,使小颗粒的烧结矿减少,提高烧结矿强度。
实施例5还原性能测试
对实施例1的配料方案制备得到的烧结矿进行还原性实验检测,实验结果如表4和图6所示,由图6和表4可知,随着混合料中硅含量增加,烧结矿还原性指数RI略微有所上升,这能是因为高碱度的烧结矿中,硅含量增加时,有利于形成还原性能更好的复合铁酸钙(SFCA,硅钙铁铝复合氧化物),提高烧结矿还原性。
表4.低硅烧结矿还原性能检测结果
实施例6低温还原粉化性测试
对实施例1的配料方案制备得到的烧结矿进行低温还原粉化性测试,图7为不同硅含量的烧结矿低温还原粉化性测试结果,由图7可知,随着Si含量从4.6%增加至5.6%,烧结矿低粉RDI+3.15呈现先增加的趋势,RDI+3.15约从57%增加至60%左右;RDI-0.5整体上呈现逐渐减少的趋势,当烧结矿中硅含量达到5.8%时,RDI+3.15有所下降,可能是因为配料方案变化较大所导致。当SiO2的含量>5%时,铁酸钙明显地由块状向针状发展,有利于提高烧结矿RDI,但SiO2含量过高,极易在烧结时形成2CaO·SiO2,还原过程中易发生α→γ型(体积增长12%)和β→γ型(体积增长10%)的晶型转变,产生很大内应力,恶化RDI,因此,SiO2的含量至少保持5.2%以上,但不宜过高。
实施例7软熔性能测试
烧结实验后,对不同硅含量的烧结矿进行软化性能和低落性能进行了检测,实验结果如表5、图8、图9,由图8可知,混合料中硅含量从4.6%增加至5.8%,烧结软化开始温度整体上呈现下降趋势,从1086℃下降至1067℃,约下降20℃;软化终了温度基本不变,维持再1160℃左右;软化区间略微有所增加,约增加了10℃。
图9为烧结矿的熔融性能图,由图可以看出,随着硅含量从4.6%增加至5.6%,烧结矿的熔融开始温度和熔融终了温度基本不变,但熔融区间有所增加;图10为不同硅含量烧结矿的软化熔融时最大压差和软熔层厚度结果,由图可知,随着混合料中硅含量增加,烧结矿最大压差和软熔区间总体上呈现上升趋,容易导致烧结料层透气性变差,烧结速度降低。这可能是因为,随着硅含量增加,烧结过程中低熔点物相增多,液相量增加,烧结料层透气性降低,从而导致压差变大。烧结矿软熔层厚度增加,会导致高炉软熔带增厚,透气性变差,不利于顺行。
表5.低硅烧结矿软熔性能结果
基于以上,优选烧结矿中Si含量保持在5.2%~5.6%,以便获得强度合适的烧结矿,而烧结矿的软熔性能没有明显的变化。
以上仅是本发明的优选实施方式,应当指出的是,上述优选实施方式不应视为对本发明的限制,本发明的保护范围应当以权利要求所限定的范围为准。对于本技术领域的普通技术人员来说,在不脱离本发明的精神和范围内,还可以做出若干改进和润饰,这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。
Claims (10)
1.一种高钒钛低硅烧结工艺,其特征在于,包括以下步骤:
S1、配制混匀粉,控制所述混匀粉中的Si的质量含量为4.6%~5.8%;
S2、将所述混匀粉与返矿、燃料、熔剂和矿粉混合,进行一混、二混制粒,得到混合料,控制混合料中的Si的质量含量为4.6%~5.8%;
S3、将所述混合料进行布料、点火和烧结,得到高钒钛低硅烧结矿。
2.根据权利要求1所述的高钒钛低硅烧结工艺,其特征在于,所述S1中混匀粉的成分包括承德精粉、青杠坪钒精粉、安宁钒精粉、龙蟒钒精粉、冕宁精粉、满银沟50矿粉、56加工混合粉、弯丘40中的一种或多种。
3.根据权利要求2所述的高钒钛低硅烧结工艺,其特征在于,所述S1中混匀粉中的各成分以重量份计包括:承德精粉18~30份、青杠坪钒精粉12~30份、安宁钒精粉0~30份、龙蟒钒精粉5份、冕宁精粉5份、满银沟50矿粉1~6份、56加工混合粉9~17份、弯丘40 0~5份。
4.根据权利要求1所述的高钒钛低硅烧结工艺,其特征在于,所述S2中,控制混合料中的Si的质量含量为5.2~5.8%。
5.根据权利要求4所述的高钒钛低硅烧结工艺,其特征在于,所述S2中,控制混合料中的Si的质量含量为5.2~5.6%。
6.根据权利要求1所述的高钒钛低硅烧结工艺,其特征在于,所述S2中,以重量份计,返矿35份,燃料3.9份,熔剂5.46~7.5份,矿粉3.12份,混匀粉50.48~52.52份。
7.根据权利要求1所述的高钒钛低硅烧结工艺,其特征在于,所述燃料为焦粉。
8.根据权利要求1所述的高钒钛低硅烧结工艺,其特征在于,所述熔剂为生石灰。
9.根据权利要求1所述的高钒钛低硅烧结工艺,其特征在于,所述低硅烧结
矿的碱度R为2.48~2.65。
10.根据权利要求1所述的高钒钛低硅烧结工艺,其特征在于,所述低硅烧结矿的化学成分包括TFe 48.16~50.18%,SiO2 4.63~5.89%,CaO 12.21~14.79%,MgO2.61~3.06%,Al2O3 2.34~2.62%,FeO 4.65~6.65%,S 0.11~0.25%,P 0.06~0.1%,TiO23.96~4.57%,V2O5 0.34~0.37%。
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CN202311358086.0A CN117403058A (zh) | 2023-10-18 | 2023-10-18 | 一种高钒钛低硅烧结工艺 |
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2023
- 2023-10-18 CN CN202311358086.0A patent/CN117403058A/zh active Pending
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