CN117467840B - 一种基于分区控氧生产全赤褐铁矿氧化球团的生产方法 - Google Patents

Abstract

本发明的基于分区控氧生产全赤褐铁矿氧化球团的生产方法，褐铁矿粉进行干磨，脱除部分结晶水后形成‑200目占比80%以上的自磨精粉；赤铁矿高压辊磨：赤铁矿经高压辊磨；高压辊磨后的赤铁矿与自磨精粉、焦化除尘灰、轻烧白云石粉混合得到混合料；混合料进行强力混合、造球得到球团生球；球团生球经过带式焙烧机干燥阶段、预热阶段控氧先磁化再氧化、控氧焙烧、均热和冷却，得到冶金性能符合高炉需求的氧化性球团。本发明实现0磁精粉配矿下球团的生产，且造球无需膨润土。

Description

一种基于分区控氧生产全赤褐铁矿氧化球团的生产方法

技术领域

本发明涉及一种球团的生产方法，特别是一种基于分区控氧生产全赤褐铁矿氧化球团的生产方法，属于炼钢技术领域。

背景技术

球团矿具有粒度均匀、机械强度高、冶金性能好、生产能耗和污染物排放相对烧结矿较低等优点。

近年来，我国带式焙烧工艺的快速发展为拓宽球团原料结构、高比例赤铁矿的应用创造了有利条件，但是生产实践中，全赤铁矿的生产模式尚未推广或者技术尚未成熟，且褐铁矿从烧结应用于球团还未大范围落地，球团生产仍然使用一部分比例磁精粉，在当前市场资源下，磁精粉市场溢价较高，不利于球团降本，未能充分发挥带式焙烧机生产球团优点。

褐铁矿是以含水氧化铁为主要成分的、褐色的天然多矿物混合物，作为重要的铁矿资源，在我国价格低廉、储备量巨大，是钢铁企业降本的选择之一。各钢铁企业为顺应市场的激烈竞争，为降低原料成本，正逐步使用廉价的褐铁矿代替高品位赤铁矿进行烧结生产，同时球团生产中逐步提高赤褐铁矿替代磁精粉生产，为球团结构性降本提供了重要方向。

因此，有必要研发一种全赤褐铁矿，而不适用磁精粉的球团的生产工艺。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种基于分区控氧生产全赤褐铁矿氧化球团的生产方法，实现0磁精粉配矿下球团的生产。

为解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案是：

一种基于分区控氧生产全赤褐铁矿氧化球团的生产方法，包含以下步骤：

S1、褐铁矿干磨：褐铁矿粉进行干磨，脱除部分结晶水后形成-200目占比80%以上的自磨精粉；

S2、赤铁矿高压辊磨：赤铁矿经高压辊磨；

S3、预配料：高压辊磨后的赤铁矿与自磨精粉、焦化除尘灰、轻烧白云石粉混合得到混合料；

S4、混合造球：混合料进行强力混合、造球得到球团生球；

S5、球团高温过程：球团生球经过带式焙烧机干燥阶段、预热阶段控氧先磁化再氧化、控氧焙烧、均热和冷却，得到冶金性能符合高炉需求的氧化性球团；

其中预热阶段控氧先磁化再氧化具体为：对抽风干燥后的生球进行预热，控制预热段的风速为1.3~1.6m/s，风温为600~680℃，预热时间为3~6min，利用循环风控制烟气氧浓度低于10%,利用含碳灰在控氧状态下形成还原气氛对赤褐铁矿向磁铁矿转化。

进一步地，所述步骤S1中，褐铁矿粉采用铝含量≥2.3%的褐铁矿粉，在240℃循环风中干磨后，得到-200目占比达到80%以上的自磨精粉。

进一步地，所述步骤S2中，赤铁矿经高压辊磨后比表面积在1780-2200cm²/g。

进一步地，所述步骤S3中，自磨精粉与高压辊磨后的赤铁矿的质量比不小于3：7。

进一步地，所述焦化除尘灰采用固定碳含量84%以上、-200目占比95%以上的焦化除尘灰，且焦化除尘灰占混合料的质量比为0.6-1.0%。

进一步地，所述轻烧白云石粉占混合料的质量比为2.8-3.5%，调节球团矿氧化镁1.2-1.5%，调节球团矿碱度≤0.3。

进一步地，所述步骤S4中，球团生球水分不高于9.5%，造球时间10-15min。

进一步地，所述步骤S5中，干燥阶段具体为：鼓风干燥段温度在140-180℃，鼓风干燥时间6-8min，鼓风风速1.3-1.4m/s；抽风干燥段风温为200~300℃，风速为1.3~1.6m/s，抽风干燥时间为6-8min。

进一步地，所述步骤S5中，预热具体为：预热段利用含碳灰在控氧状态下形成一定还原气氛，引入到预热Ⅰ段的焙烧段循环风兑入经过烟气预热的氮气，控制预热Ⅰ段的焙烧段氧浓度低于10%；预热Ⅱ段通过两处点火烧嘴，控制风温为900-1000℃。

进一步地，所述步骤S5中，控氧焙烧、均热和冷却具体为：对预热后的球团生球进行焙烧，在焙烧Ⅰ段控氧，通过对助燃空气富氧，选择富氧浓度3~5%，且选择焙烧温度1230~1280℃，焙烧时间为12~15min，并保持均热3~5min；将经焙烧处理后的球团进行Ⅰ/Ⅱ段冷却，Ⅰ段冷却段的风速为2~2.6m/s，风温为600~900℃，冷却时间为10~14min；Ⅱ段冷却段的风速为2~2.6m/s，风温为100~600℃，冷却时间为4~5min，最终得到粒径为10~16mm的球团矿。

本发明与现有技术相比，具有以下优点和效果：本发明实现了0磁精粉配矿下全赤褐铁矿氧化球团的生产，通过采用一定比例的含铝铁矿粉，干磨后与经高压辊磨后的赤铁矿组合，经带式焙烧机分区控氧后实现全赤褐铁矿造球生产氧化球团；颠覆了球团领域配加膨润土的传统工艺，使用轻烧白云石粉调剂球团碱度和氧化镁耦合工艺，改善赤褐铁矿作为球团原料焙烧过程中因褐铁矿作为高结晶水矿在200-500 ℃时发生结晶水脱附，使球团矿内部孔隙度增大，进而导致球团抗压强度的降低，还原膨胀指数也有小幅度降低的难题，实现了0膨润土造球下的球团冶金性能稳定，同时也从根本上解决了膨润土对球团矿的增硅和降品位以及增加碱金属负荷问题；对球团生产整个上下游环节具有显著减碳降本意义，与双碳大背景下方向一致。

附图说明

图1是本发明的一种基于分区控氧生产全赤褐铁矿氧化球团的生产方法的流程框图。

图2是本发明的实施例的球团磨矿和配料方案的表格。

具体实施方式

为了详细阐述本发明为达到预定技术目的而所采取的技术方案，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清晰、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明的部分实施例，而不是全部的实施例，并且，在不付出创造性劳动的前提下，本发明的实施例中的技术手段或技术特征可以替换，下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。

如图1所示，本发明的一种基于分区控氧生产全赤褐铁矿氧化球团的生产方法，包含以下步骤：

S1、褐铁矿干磨：褐铁矿粉采用铝含量≥2.3%的褐铁矿粉，在240℃循环风中干磨后，得到-200目占比达到80%以上的自磨精粉。

S2、赤铁矿高压辊磨：赤铁矿经高压辊磨。赤铁矿经高压辊磨后比表面积在1780-2200cm²/g。

S3、预配料：高压辊磨后的赤铁矿与自磨精粉、焦化除尘灰、轻烧白云石粉混合得到混合料。

自磨精粉与高压辊磨后的赤铁矿的质量比不小于3：7。

焦化除尘灰采用固定碳含量84%以上、-200目占比95%以上的焦化除尘灰，且焦化除尘灰占混合料的质量比为0.6-1.0%。

轻烧白云石粉占混合料的质量比为2.8-3.5%，调节球团矿氧化镁1.2-1.5%，调节球团矿碱度≤0.3。

含铝褐铁矿经过干磨后与经过高压辊磨后的赤铁矿混合，含铝褐铁矿经过干磨后其成球性指数＞0.6，利于造球，二者与焦化除尘灰混合，再与轻烧白云石粉混合，最后进行造球和球团分区控氧高温焙烧。

S4、混合造球：混合料进行强力混合、造球得到球团生球。球团生球水分不高于9.5%，造球时间10-15min。

S5、球团高温过程：球团生球经过带式焙烧机干燥阶段、预热阶段控氧先磁化再氧化、控氧焙烧、均热和冷却，得到冶金性能符合高炉需求的氧化性球团。

干燥阶段具体为：鼓风干燥段温度在140-180℃，鼓风干燥时间6-8min，鼓风风速1.3-1.4m/s；抽风干燥段风温为200~300℃，风速为1.3~1.6m/s，抽风干燥时间为6-8min。

预热阶段控氧先磁化再氧化具体为：对抽风干燥后的生球进行预热，控制预热段的风速为1.3~1.6m/s，风温为600~680℃，预热时间为3~6min，利用循环风控制烟气氧浓度低于10%,利用含碳灰在控氧状态下形成还原气氛对赤褐铁矿向磁铁矿转化。

其中，预热具体为：预热段利用含碳灰在控氧状态下形成一定还原气氛，引入到预热Ⅰ段的焙烧段循环风兑入经过烟气预热的氮气，控制预热Ⅰ段的焙烧段氧浓度低于10%；预热Ⅱ段通过两处点火烧嘴，控制风温为900-1000℃。

控氧焙烧、均热和冷却具体为：对预热后的球团生球进行焙烧，在焙烧Ⅰ段控氧，通过对助燃空气富氧，选择富氧浓度3~5%，且选择焙烧温度1230~1280℃，焙烧时间为12~15min，并保持均热3~5min；将经焙烧处理后的球团进行Ⅰ/Ⅱ段冷却，Ⅰ段冷却段的风速为2~2.6m/s，风温为600~900℃，冷却时间为10~14min；Ⅱ段冷却段的风速为2~2.6m/s，风温为100~600℃，冷却时间为4~5min，最终得到粒径为10~16mm的球团矿。

本发明通过含铝褐铁矿粉在240℃以上循环风中干磨，脱出部分结晶水，和经过高压辊磨后的赤铁矿，按照特定比例混合，搭配焦化除尘灰、轻烧白云石粉等辅料合理调整球团矿氧化镁和碱度区间，造球，经带式焙烧机干燥、预热（控氧1）、焙烧（控氧2）、均热和冷却后，通过赤铁矿的磁化再氧化过程，可实现球团矿中再生赤铁矿的再结晶和赤铁矿高温再结晶过程耦合，以及使用轻烧白云石粉强化镁质碱性球团，得到改善还原膨胀和抗压强度后的全赤褐铁矿球团矿，实现了全赤褐铁矿配矿和0膨润土造球。

本发明实现了0磁精粉配矿下全赤褐铁矿氧化球团的生产，通过采用一定比例的含铝铁矿粉，干磨后与经高压辊磨后的赤铁矿组合，经带式焙烧机分区控氧后实现全赤褐铁矿造球生产氧化球团；颠覆了球团领域配加膨润土的传统工艺，使用轻烧白云石粉调剂球团碱度和氧化镁耦合工艺，改善赤褐铁矿作为球团原料焙烧过程中因褐铁矿作为高结晶水矿在200-500 ℃时发生结晶水脱附，使球团矿内部孔隙度增大，进而导致球团抗压强度的降低，还原膨胀指数也有小幅度降低的难题，实现了0膨润土造球下的球团冶金性能稳定，同时也从根本上解决了膨润土对球团矿的增硅和降品位以及增加碱金属负荷问题；对球团生产整个上下游环节具有显著减碳降本意义，与双碳大背景下方向一致。

下面通过具体实施例对本发明做进一步说明。

一种基于带式焙烧机分区控氧生产全赤褐铁矿球团的方法，如图2所示，在铁料配比中，铁矿粉A为褐铁矿，来自巴西，要求铁矿粉成分Al₂O₃在2.0-2.5%，全配比为30%；精粉B为赤精粉，全配比为70%；焦化除尘会全配比为0.6-1.0；轻烧白云石粉配比为2.8-3.5%。在混合工序，加水使物料水分达到9%，一起去造球室造球、筛分、布料,最后在带式焙烧机上进行整个焙烧过程。

焙烧过程，需对预热段利用含碳灰在控氧状态下形成一定还原气氛，引入到预热Ⅰ段的焙烧段循环风兑入经过烟气预热的氮气,控制其氧浓度低于10%，达到控氧1要求;预热Ⅱ段通过两处点火烧嘴,控制风温为900-1000℃；对预热后的生球进行焙烧，在焙烧Ⅰ段控氧，通过对助燃空气富氧,选择富氧浓度3~5%,且选择焙烧温度1230~1280℃，达到控氧2要求。最终实现球团焙烧过程分区控氧要求，达到球团全赤褐铁矿生产球团的目标。

成品球团矿抗压强度在2300N/P以上，球团还原性保持70%以上，还原膨胀指数保持在15%以内。

以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，虽然本发明已以较佳实施例揭露如上，然而并非用以限定本发明，任何熟悉本专业的技术人员，在不脱离本发明技术方案范围内，当可利用上述揭示的技术内容做出些许更动或修饰为等同变化的等效实施例，但凡是未脱离本发明技术方案内容，依据本发明的技术实质，在本发明的精神和原则之内，对以上实施例所作的任何简单的修改、等同替换与改进等，均仍属于本发明技术方案的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种基于分区控氧生产全赤褐铁矿氧化球团的生产方法，其特征在于包含以下步骤：

S1、褐铁矿干磨：褐铁矿粉进行干磨，脱除部分结晶水后形成-200目占比80%以上的自磨精粉；

S2、赤铁矿高压辊磨：赤铁矿经高压辊磨；

S3、预配料：高压辊磨后的赤铁矿与自磨精粉、焦化除尘灰、轻烧白云石粉混合得到混合料；所述焦化除尘灰采用固定碳含量84%以上、-200目占比95%以上的焦化除尘灰，且焦化除尘灰占混合料的质量比为0.6-1.0%；

S4、混合造球：混合料进行强力混合、造球得到球团生球；

S5、球团高温过程：球团生球经过带式焙烧机干燥阶段、预热阶段控氧先磁化再氧化、控氧焙烧、均热和冷却，得到冶金性能符合高炉需求的氧化性球团；

其中预热阶段控氧先磁化再氧化具体为：对抽风干燥后的生球进行预热，控制预热段的风速为1.3~1.6m/s，风温为600~680℃，预热时间为3~6min，利用循环风控制烟气氧浓度低于10%,利用含碳灰在控氧状态下形成还原气氛对赤褐铁矿向磁铁矿转化；

所述步骤S5中，干燥阶段具体为：鼓风干燥段温度在140-180℃，鼓风干燥时间6-8min，鼓风风速1.3-1.4m/s；抽风干燥段风温为200~300℃，风速为1.3~1.6m/s，抽风干燥时间为6-8min；

所述步骤S5中，预热具体为：预热段利用含碳灰在控氧状态下形成一定还原气氛，引入到预热Ⅰ段的焙烧段循环风兑入经过烟气预热的氮气，控制预热Ⅰ段的焙烧段氧浓度低于10%；预热Ⅱ段通过两处点火烧嘴，控制风温为900-1000℃。

2.根据权利要求1所述的一种基于分区控氧生产全赤褐铁矿氧化球团的生产方法，其特征在于：所述步骤S1中，褐铁矿粉采用铝含量≥2.3%的褐铁矿粉，在240℃循环风中干磨后，得到-200目占比达到80%以上的自磨精粉。

3.根据权利要求1所述的一种基于分区控氧生产全赤褐铁矿氧化球团的生产方法，其特征在于：所述步骤S2中，赤铁矿经高压辊磨后比表面积在1780-2200cm²/g。

4.根据权利要求1所述的一种基于分区控氧生产全赤褐铁矿氧化球团的生产方法，其特征在于：所述步骤S3中，自磨精粉与高压辊磨后的赤铁矿的质量比不小于3：7。

5.根据权利要求4所述的一种基于分区控氧生产全赤褐铁矿氧化球团的生产方法，其特征在于：所述轻烧白云石粉占混合料的质量比为2.8-3.5%，调节球团矿氧化镁1.2-1.5%，调节球团矿碱度≤0.3。

6.根据权利要求1所述的一种基于分区控氧生产全赤褐铁矿氧化球团的生产方法，其特征在于：所述步骤S4中，球团生球水分不高于9.5%，造球时间10-15min。