CN1804058A - 熔剂性铁矿粉复合球团的生产方法 - Google Patents

Abstract

一种熔剂性铁矿粉复合球团的生产方法，是采用多次造球方式生产单球双碱度复合熔剂性球团；也就是在第一次造球过程中，使得生球中含有适量的CaO和MgO，其中CaO/SiO₂的重量比值在0.5～2.0之间，MgO含量的重量比在2～4％之间；然后进行第二次造球，在生球表面外层均匀裹上石灰石粉、白云石粉、赤铁矿干粉或酸性铁精矿粉等的阻粘层，再采用酸性球团矿的焙烧温度及焙烧方式进行焙烧，保证球团矿不产生粘结。该方法较好地解决了熔剂性球团在焙烧过程中经常发生粘结的问题，具有投资小、能耗低、污染少，有利于高炉炼铁提高产量和降低能耗的优点。本发明还能满足高炉炼铁酸碱度平衡或脱硫的要求，使得高炉使用球团矿的比例得到提高。

Description

熔剂性铁矿粉复合球团的生产方法

技术领域

本发明涉及一种熔剂性铁矿粉复合球团的生产方法，确切地说，涉及一种能够较好地解决熔剂性球团矿在焙烧过程中的粘结问题的熔剂性铁矿粉复合球团的生产方法；属于炼铁过程的炉料制备技术领域。

背景技术

目前，我国炼铁炉料的生产技术不容乐观，各个钢铁厂的炼铁原料基本是以高碱度烧结矿配以少量酸性球团矿为主。以2003年为例，烧结矿约占80％以上，球团矿仅占12％左右。大部分钢铁厂的球团矿配比都没有突破30％。与烧结矿相比较，球团矿具有品位高、粒度均匀、强度高、含粉量少、含脉石量低，以及氧化铁的含量也低等多种优势。而且，球团矿的加工费用也明显低于烧结矿：球团矿的生产工序能耗一般在23～30千克标准煤/吨，而烧结矿则为50～70千克标准煤/吨，国内的部分小型烧结机能耗甚至突破100千克标准煤/吨。再者，球团矿在生产过程中伴随产生的粉尘量也明显少于烧结矿，相对减少了对环境的污染。

此外，球团矿的冶金性能与烧结矿作比较，具有以下优点：有利于改善高炉料柱的透气性，使得气流均匀分布。冷态时的机械强度高，比较坚固，在运输、装卸和储存时不易破碎、开裂，损耗少，产生的粉末少。铁矿石中的铁成分含量高和堆密度大，有利于增加高炉料柱的有效重量，提高产量并降低焦比；并且，还原性好，有利于改善煤气化学能的利用。

众所周知，酸性球团矿的热膨胀率普遍高于烧结矿，因而在冶炼过程中，酸性球团矿会造成高温还原过程中的粉化现象相当严重，导致炉况恶化，这个缺陷限制了高炉使用球团矿的比例。

如果在造球过程中添加一部分含有CaO的熔剂，能够显著提高球团矿的机械强度和还原度，明显改善球团矿的冶金性能。但是，在焙烧时，含有CaO的熔剂性球团矿容易生成熔点低的铁酸钙化合物，造成粘结，生产工艺上难以控制。因而，目前国内很少有生产熔剂性球团矿的企业。而且，含有CaO的熔剂性球团矿在高炉冶炼时，虽然还原度高，但其熔化和软化温度低。

为了进一步改善熔剂性球团矿在高炉中的各项冶炼性能，就必须提高球团矿在高炉中熔炼时渣的熔点。现有研究证明，含有MgO的熔剂性球团矿具有如下优点：还原度高，有较高的软化温度和熔融温度，能降低高炉焦比和提高高炉产量。因此，如果能够在熔剂性球团矿中添加MgO，就成为改善球团矿性能的一个突破点。

目前，我国的球团矿生产企业都是采用单球盘一次造球成功，单球成分含量均一。至今国内尚没有生产单球双碱度球团矿的报道或消息。同时，由于国际铁矿石价格的持续走高，导致国内小规模矿山大量增加，5m³左右的环型小竖炉也随之增加。这些竖炉分散设置在各地，工艺落后，产品质量低，能耗高，作业成本高，环境污染大。

为了节能降耗，各选矿企业均在进行提铁降硅的工艺改造，这种工艺生产的经过细磨后的铁精粉也适合生产球团矿，不利于生产烧结矿。

综上所述，目前我国炼铁原料的基本现状，可概括为以下几点：投资大、能耗高的烧结矿仍为炼铁原料的主体。作为优良炼铁原料的球团矿，尤其是熔剂性球团矿的发展空间巨大。但是，这种熔剂性球团矿至今还没有定型的生产工艺。因此，如何研究开发一种工艺简单、操作容易、产品性能优良的熔剂性球团矿的生产方法已经成为业内技术人员关注的焦点。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的是提供一种熔剂性铁矿粉复合球团的生产方法，该方法较好地解决了熔剂性球团在焙烧过程中经常发生的粘结问题，相对于烧结矿的生产工艺，具有投资小、能耗低、污染少，有利于高炉炼铁提高产量和降低能耗的优点。本发明还能满足高炉炼铁酸碱度平衡或脱硫的要求，使得高炉使用球团矿的比例得到提高。

为了达到上述目的，本发明提供了一种熔剂性铁矿粉复合球团的生产方法，其特征在于：采用多次造球方式生产单球双碱度复合熔剂性球团；也就是在第一次造球过程中，使得生球中含有适量的CaO和MgO，然后进行第二次造球，在生球表面外层裹上均匀的阻粘层，再采用酸性球团矿的焙烧温度及焙烧方式进行焙烧，保证球团矿不产生粘结。

所述阻粘层的成分为石灰石粉、白云石粉、赤铁矿干粉或低Si酸性铁精矿粉。

所述第一次造球的生球中含有的二元碱度CaO/SiO₂的重量比值在0.5～2.0之间，含有的MgO重量比在2～4％之间。

所述方法包括下述步骤：

(1)物料准备，其中各组成成分的配比皆为重量比：

A、铁精矿粉：

碱性铁精矿粉：全铁TFe＞63％，其中杂质要求是：SiO₂＜3％，CaO＜1％，MgO：2～4％，S＜0.02％，P＜0.02％；铁精矿粉粒度要求是：-200目筛下物＞70％，即铁精矿粉状组分的直径小于0.074mm的成分含量＞70％；

赤铁矿粉：全铁TFe＞52％，其中杂质要求是：SiO₂＜10％，S＜0.08％，P＜0.1％；赤铁矿粉粒度要求是：-200目筛下物＞40％，即赤铁矿粉状组分的直径小于0.074mm的成分含量＞40％；

B、用作熔剂与粘合剂的消石灰：

钙质消石灰：CaO＞65％，MgO＜3％，SiO₂＜4％；

镁质消石灰：CaO＞39％，MgO＞31％，SiO₂＜2％；

C、用作熔剂与阻粘层的灰石粉：

石灰石粉：CaO＞50％，MgO＞1.9％，SiO₂＜2.4％，粒度要求是：-200目筛下物＞50％；

白云石粉：CaO＞30％，MgO＞20％，SiO₂＜1.9％，粒度要求是：-200目筛下物＞50％；

(2)生产工艺：

先用电子配料秤对下述干基物料进行计量配料：膨润土为0.6±0.1％、钙质消石灰为5～6％、铁精矿粉为93～94％；

将上述配料进行搅拌混合后，输送到中转料仓贮备，然后经由中转料仓下的圆盘给料机输送到圆盘造球机中造球，生球的直径要求为6～15mm；

将造好的生球输送到多辊筛上进行两次处理：先给生球进行雾状喷水，并筛下直径小于5mm的生球，再由多辊筛上方的振动筛筛下用作阻粘剂的干基白云石粉或赤铁矿粉，使喷水后的生球表面均匀裹上厚度为1～2mm的阻粘层；

再将该生球传送到第二个圆盘造球机进行密实及筛分，然后直接输送到竖炉进行焙烧，焙烧温度为：1050±20℃，焙烧时间为：20～24分钟；焙烧好的球团矿进行自然冷却处理，在堆场露天堆放时不可淋雨，时间不低于48小时；再用振动筛进行筛选，完成全部操作，成品球团矿的直径为6～16mm。

所述生产方法制造的球团矿的二元碱度CaO/SiO₂的重量比值为1.0±0.1，MgO含量不低于2％。

在用电子配料秤对干基物料进行计量配料时，可添加石灰石粉，以提高球团矿的二元碱度CaO/SiO₂；添加的石灰石粉的重量比取决于设定的二元碱度。

所述方法包括下述步骤：

(1)物料准备，其中各组成成分的配比皆为重量比：

A、铁精矿粉：

酸性铁精矿粉：全铁TFe＞67％，其中杂质要求是：SiO₂＜4％，MgO＜1.5％，S＜0.05％，P＜0.02％；铁精矿粉粒度要求是：-200目筛下物＞60％；

赤铁矿粉：全铁TFe＞52％，其中杂质要求是：SiO₂＜10％，S＜0.08％，P＜0.1％；赤铁矿粉粒度要求是：-200目筛下物＞40％；

B、用作熔剂与粘合剂的镁质消石灰：CaO＞39％，MgO＞31％，SiO₂＜2％；

C、用作熔剂与阻粘层的白云石粉：CaO＞30％，MgO＞20％，SiO₂＜1.9％，粒度要求是：-200目筛下物＞50％；

(2)生产工艺：

先用电子配料秤对下述干基物料进行计量配料：膨润土为0.6±0.1％、镁质消石灰为5±1％、白云石粉为10～14％，酸性铁精矿粉为80～84％；

将上述配料进行搅拌混合后，输送到中转料仓贮备，然后由中转料仓下的圆盘给料机输送到圆盘造球机中造球，生球的直径要求为6～15mm；

将造好的生球输送到多辊筛上进行筛分，筛下直径小于5mm的生球，同时对生球进行雾状喷水处理；再将其传送到第二个圆盘造球机上，并在其中加入含水量低于6％的酸性铁精矿粉和1％的膨润土混合料或赤铁矿干粉，使该混合料铁精矿粉或赤铁矿干粉在造球机中外裹到生球的表面上，完成第二次造球，该外裹的阻粘层厚度为1～3mm；

此次造好的生球直接传送到竖炉进行焙烧，焙烧温度为：1050±20℃，焙烧时间为：20～24分钟；焙烧好的球团矿可直接送到炼铁厂的料仓进行自然冷却处理，完成全部操作。

所述生产方法制造的球团矿的二元碱度CaO/SiO₂为0.9～1.3±0.1，MgO含量大于2％。

本发明是一种单球双碱度熔剂性铁矿粉复合球团的生产方法，与烧结铁矿石的生产工艺相比较，具有下述优点：投资少，能够进行小规模生产，尤其适合国内矿山规模小、分散、铁矿粉成分复杂的现状。容易掌握复合球团矿石的酸碱度，可把二元碱度(CaO/SiO₂)掌握在0.6～2.0范围内进行生产，能够部分或全部替代烧结矿。节约能源：本发明在熔剂性复合球团焙烧阶段所需的煤耗仅为烧结矿所需煤耗的50％；在高炉冶炼过程中，也比烧结矿节约能耗。生产过程中的硫等废气排放少，工艺简洁，设备运行和维护的费用低廉。

使用本发明的生产方法制造的熔剂性铁矿粉复合球团矿与酸性球团矿相比较，具有下述优点：复合球团矿石中含有CaO和MgO，在高炉冶炼过程中节省焦碳，又能保证高炉生产顺利进行；而且，CaO的固硫作用，还能减少焙烧过程中的硫排放量，减少大气污染。减少膨润土使用量，有利于高炉增产。

附图说明

图1是本发明熔剂性铁矿粉复合球团的生产方法的第一种实施例生产工艺流程示意图。

图2是本发明熔剂性铁矿粉复合球团的生产方法的第二种实施例生产工艺流程示意图。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面结合附图对本发明作进一步的详细描述。

本发明是一种熔剂性铁矿粉复合球团的生产方法，它是采用多次造球方式生产单球双碱度复合熔剂性球团，也就是在第一次造球过程中，根据生产所需二元碱度(CaO/SiO₂)的要求，使得生球中含有适量的CaO和MgO，然后进行第二次造球，在生球表面外层均匀裹上石灰石粉、白云石粉、赤铁矿干粉或低Si酸性铁精矿粉等的阻粘层，再采用酸性球团的焙烧温度及焙烧方式进行焙烧，保证球团不产生粘结。

下面分别结合附图介绍本发明的两个实施例情况。

参见图1，第一个实施例是使用钙质灰作熔剂，生球中的CaO/SiO₂的重量比值控制在0.6～1.3，MgO含量的重量比控制在2～4％之间，然后外裹干基白云石粉或赤铁矿粉作为阻粘层进行第二次造球，以防止焙烧中各球之间的粘结。然后按照酸性球团矿所需的焙烧温度和时间进行焙烧，

具体过程是：将0.6％的膨润土、5±1％的钙质消石灰(干基)、94％的碱性铁精矿粉和适量的石灰石粉(根据二元碱度的要求配加)，用电子配料秤进行配料，然后传送到圆筒混料机中进行混料，由长皮带输送到中转料仓贮备，然后由中转料仓下的圆盘给料机放到圆盘造球机中进行第一次造球。生球直径要求为6～15mm。第一次造好的球输送到多辊筛上，该多辊筛分两段：前段先给生球进行雾状喷水，并筛下小于5mm的生球，后段由多辊筛上方的振动筛筛下白云石粉或赤铁矿干粉，使喷水后的生球外表面均匀裹上1～2mm厚度的阻粘层。此后，由皮带传给第二个圆盘造球机进行生球密实及筛分，形成第二次造球，该球直接由皮带输送到竖炉进行焙烧。焙烧温度控制在1050±20℃，焙烧时间为：20～24分钟；焙烧好的球团矿运送到堆场进行48小时以上的露天堆放冷却处理(不可淋雨)，然后用振动筛进行筛分，直径为6～16mm的球团矿作为成品球送到炼铁厂。

该生产工艺生产出的球团二元碱度(CaO/SiO₂)的重量比值约在1.0±0.1，MgO含量不低于2％。如果要提高球团的二元碱度，可在第一次配料时添加石灰石粉，加入量由设定的二元碱度确定。

参见图2，第二个实施例是使用镁质消石灰作熔剂，生球中MgO含量的重量比控制在2～4％之间，CaO/SiO₂的重量比值控制在0.6～2.2范围内。外裹酸性铁精矿粉与膨润土的混合料进行第二次造球，然后按照酸性球团矿所需的焙烧温度和时间进行焙烧，球与球之间即不粘结。焙烧后球团的综合二元碱度(CaO/SiO₂)在0.6～1.3范围内。

具体过程是：将0.6％的膨润土、5％的镁质消石灰、10～14％的白云石粉、80～84％的酸性铁精矿粉用电子配料秤进行配料。如同上述第一个实施例的同样方案进行第一次造球。造好的直径为6～15mm的生球后输送到多辊筛上，进行筛分和雾状喷水到生球表面。然后输送到第二个圆盘机造球。在第二次造球盘中加入酸性铁精矿粉(含水量低于6％)和膨润土的混合料或赤铁矿干粉，使该混合料或赤铁矿干粉在造球盘中均匀地外裹到第一次造好的球团外表面上，完成第二次造球。外裹层的厚度控制在1～3mm。第二次造好的球团直接传送到竖炉焙烧，焙烧温度控制在1050±20℃，焙烧时间为：20～24分钟；焙烧好的球团可直接送到炼铁厂料仓。

本发明已经进行了多达十余次试验实施，试验的结果是成功的，实现了发明目的。

Claims (8)

1、一种熔剂性铁矿粉复合球团的生产方法，其特征在于：采用多次造球方式生产单球双碱度复合熔剂性球团；也就是在第一次造球过程中，使得生球中含有适量的CaO和MgO，然后进行第二次造球，在生球表面外层裹上均匀的阻粘层，再采用酸性球团矿的焙烧温度及焙烧方式进行焙烧，保证球团矿不产生粘结。

2、根据权利要求1所述的熔剂性铁矿粉复合球团的生产方法，其特征在于：所述阻粘层的成分为石灰石粉、白云石粉、赤铁矿干粉或低Si酸性铁精矿粉。

3、根据权利要求1所述的熔剂性铁矿粉复合球团的生产方法，其特征在于：所述第一次造球的生球中含有的二元碱度CaO/SiO₂的重量比值在0.5～2.0之间，含有的MgO重量比在2～4％之间。

4、根据权利要求1所述的熔剂性铁矿粉复合球团的生产方法，其特征在于：所述方法包括下述步骤：

(1)物料准备，其中各组成成分的配比皆为重量比：

A、铁精矿粉：

碱性铁精矿粉：全铁TFe＞63％，其中杂质要求是：SiO₂＜3％，CaO＜1％，MgO：2～4％，S＜0.02％，P＜0.02％；铁精粉粒度要求是：-200目筛下物＞70％；

赤铁矿粉：全铁TFe＞52％，其中杂质要求是：SiO₂＜10％，S＜0.08％，P＜0.1％；赤铁矿粉粒度要求是：-200目筛下物＞40％；

B、用作熔剂与粘合剂的消石灰：

钙质消石灰：CaO＞65％，MgO＜3％，SiO₂＜4％；

镁质消石灰：CaO＞39％，MgO＞31％，SiO₂＜2％；

C、用作熔剂与阻粘层的灰石粉：

石灰石粉：CaO＞50％，MgO＞1.9％，SiO₂＜2.4％，粒度要求是：-200目筛下物＞50％；

白云石粉：CaO＞30％，MgO＞20％，SiO₂＜1.9％，粒度要求是：-200目筛下物＞50％；

(2)生产工艺：

先用电子配料秤对下述干基物料进行计量配料：膨润土为0.6±0.1％、钙质消石灰为5～6％，碱性铁精矿粉为93～94％；

将上述配料进行搅拌混合后，输送到中转料仓贮备，然后经由中转料仓下的圆盘给料机输送到圆盘造球机中造球，生球的直径要求为6～15mm；

将造好的生球输送到多辊筛上进行两次处理：先给生球进行雾状喷水，并筛下直径小于5mm的生球，再由多辊筛上方的振动筛筛下用作阻粘剂的干基白云石粉或赤铁矿粉，使喷水后的生球表面均匀裹上厚度为1～2mm的阻粘层；

再将该生球传送到第二个圆盘造球机进行密实及筛分，然后直接输送到竖炉进行焙烧，焙烧温度为：1050±20℃，焙烧时间为：20～24分钟，焙烧好的球团矿进行自然冷却处理，在堆场露天堆放时不可淋雨，时间不低于48小时；再用振动筛进行筛选，完成全部操作，成品球团矿的直径为6～16mm。

5、根据权利要求4所述的熔剂性铁矿粉复合球团的生产方法，其特征在于：所述生产方法制造的球团矿的二元碱度CaO/SiO₂的重量比值为1.0±0.1，MgO含量大于2％。

6、根据权利要求4所述的熔剂性铁矿粉复合球团的生产方法，其特征在于：在用电子配料秤对干基物料进行计量配料时，可添加石灰石粉，以提高球团矿的二元碱度；添加的石灰石粉的重量比取决于设定的二元碱度。

7、根据权利要求1所述的熔剂性铁矿粉复合球团的生产方法，其特征在于：所述方法包括下述步骤：

(1)物料准备，其中各组成成分的配比皆为重量比：

A、铁精矿粉：

酸性铁精矿粉：全铁TFe＞67％，其中杂质要求是：SiO₂＜4％，MgO＜1.5％，S＜0.05％，P＜0.02％；铁精矿粉粒度要求是：-200目筛下物＞60％；

赤铁矿粉：全铁TFe＞52％，其中杂质要求是：SiO₂＜10％，S＜0.08％，P＜0.1％；赤铁矿粉粒度要求是：-200目筛下物＞40％；

B、周作熔剂与粘合剂的镁质消石灰：CaO＞39％，MgO＞31％，SiO₂＜2％；

C、用作熔剂与阻粘层的白云石粉：CaO＞30％，MgO＞20％，SiO₂＜1.9％，粒度要求是：-200目筛下物＞50％；

(2)生产工艺：

先用电子配料秤对下述干基物料进行计量配料：膨润土为0.6±0.1％、镁质消石灰为5±1％、白云石粉为10～14％，酸性铁精矿粉为80～84％；

将上述配料进行搅拌混合后，输送到中转料仓贮备，然后由中转料仓下的圆盘给料机输送到圆盘造球机中造球，生球的直径要求为6～15mm；

将造好的生球输送到多辊筛上进行筛分，筛下直径小于5mm的生球，同时对生球进行雾状喷水处理；再将其传送到第二个圆盘造球机上，并在其中加入含水量低于6％的酸性铁精粉和1％的膨润土混合料或赤铁矿干粉，使该混合料铁精粉或赤铁矿干粉在造球机中均匀外裹到生球的表面上，完成第二次造球，该外裹的阻粘层厚度为1～3mm；

此次造好的生球直接传送到竖炉进行焙烧，焙烧温度为：1050±20℃，焙烧时间为：20～24分钟；焙烧好的球团矿可直接送到炼铁厂的料仓进行自然冷却处理，完成全部操作。

8、根据权利要求7所述的熔剂性铁矿粉复合球团的生产方法，其特征在于：所述生产方法制造的球团矿的二元碱度CaO/SiO₂为0.9～1.3±0.1，MgO含量大于2％。

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