CN1948520A - 磁铁矿微波加热烧结方法及其微波烧结炉 - Google Patents

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白晨光
邱贵宝
温良英
任伟
夏锋
吕学伟
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Abstract

本发明提供一种磁铁矿微波加热烧结方法及烧结炉，烧结方法包括：a)在磁铁矿中加入CaO，使其重量配比满足SiO2∶CaO＝1∶2～4，并使之混合均匀；所述CaO的粒径为≤3mm；所述磁铁精矿为钢铁企业常规烧结所采用的精矿粉；b)将混合均匀的磁铁矿和CaO混合物放入微波烧结炉中，在1100℃～1300℃的条件下，微波烧结15～30分钟。本发明利用微波作为热源烧结磁铁矿，不使用煤炭，不仅不会对环境产生污染、节约了资源；而且快速、高效、节能，完全满足高炉炼铁的需要。本发明微波磁铁矿烧结炉结构简单、设计合理，可以实现微波磁铁矿无碳烧结和用于连续烧结时作业。

Description

磁铁矿微波加热烧结方法及其微波烧结炉
技术领域
本发明涉及高炉炼铁技术领域中磁铁矿的烧结工艺及装置，特别涉及一种利用微波对磁铁矿进行无碳烧结的方法及微波烧结炉。
背景技术
磁铁矿包含钒钛磁铁矿等，是高炉冶炼生铁的基本原料，通常需要对其粉碎选分成精矿粉再烧结成块后冶炼成生铁。现有技术中，烧结磁铁矿通常使用大量的炭作燃料，不但会对环境产生较大的污染，而且还存在烧结周期较长、能耗大、热效率低、需要消耗不可再生的煤炭资源等问题。微波烧结技术主要是利用微波能与材料的偶合，由材料的介电损耗和磁介损耗产生的内耗转变成热能直接加热材料至烧结温度的方法。微波烧结技术逐渐取代传统烧结工艺和设备在陶瓷、粉体材料等领域日益广泛，例如中国专利(申请)公开的00123259.2“连续微波烧结炉”和200520021470.7“粉体材料微波烧结炉”技术；又如中国专利公开的02131911.1“微波烧结炉和微波烧结方法”为解决烧结物在烧结过程中开裂和变形的问题而提出的。但是，直接将磁铁矿进行微波加热时，烧结过程是否有烧结液相产生、烧结产物是否具有满足高炉冶炼的强度，目前是一项空白，微波烧结技术尚未见在钢铁工业的磁铁矿烧结中应用。
发明内容
针对现有技术存在的上述不足，本发明的目的是提供一种无气体污染、快速、高效、节能，利用微波加热方法满足高炉冶炼要求的磁铁矿微波加热烧结方法；
本发明的另一个目的是按此方法而设计的工业微波磁铁矿烧结炉。
为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：一种磁铁矿微波加热烧结方法，其特征在于包括如下步骤：
a)在磁铁矿中加入CaO，使其重量配比满足SiO2∶CaO＝1∶2～4，并使之混合均匀；所述CaO的粒径为≤3mm；所述磁铁精矿为钢铁企业常规烧结所采用的精矿粉；
b)将混合均匀的磁铁矿和CaO混合物放入微波烧结炉中，在1100℃～1300℃的条件下，微波烧结15～30分钟。
一种实现所述方法的微波磁铁矿烧结炉，包括炉体，其特征在于：炉体设有微波发生和控制装置；炉体上部还设有与温度显示器连接的热电偶；炉体内的托盘上设有用于盛装磁铁精矿混料的耐火材料容器。
所述的耐火材料容器至少为2个，均匀设置在托盘上。
炉体内还设有用于进行连续烧结时的传送装置(当炉体内装有多个微波发生器进行连续烧结时)，托盘置于传送装置上。
采用本发明方法，利用微波作为热源烧结磁铁矿，不使用煤炭，不仅不会对环境产生污染、节约了资源；而且快速、高效、节能；当在磁铁精矿中加入适量粒度为≤3mm的CaO，进行微波烧结，可以生成低熔点化合物构成的液相，将钒钛磁铁矿精矿粉粘结成块，产生具有良好透气性和强度，完全满足高炉炼铁的需要。
本发明微波磁铁矿烧结炉，结构简单、设计合理，可以实现微波磁铁矿无碳烧结。
下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步说明，但并不因此将本发明限制在所述的实施例范围之中。
附图说明
图1是本发明微波磁铁矿烧结炉的结构示意图。
具体实施方式
一种磁铁矿微波加热烧结方法，包括如下步骤：
1)根据某批次钢铁企业常规烧结所采用的精矿粉，分析其有效成分的含量，尤其了解SiO2、CaO的重量比；
2)为使其满足SiO2∶CaO(重量配比)＝1∶2～4，计算需要在磁铁矿中加入CaO的重量；
3)在需要烧结的精矿粉中加入上述计算量的CaO，CaO的粒径≤3mm，并使之混合均匀；
4)将混合均匀的磁铁矿和CaO混合物放入微波烧结炉中，在1100℃～1300℃的条件下，微波烧结15～30分钟，即可得到了具有良好透气性和硬度的烧结产品。
参见图1：一种实现上述方法的微波磁铁矿无碳微波烧结炉，包括微波加热炉体1，在炉体1上，有进行实时测温的装置。
进行实时测温装置包括进行实际测温的热电偶3和温度显示器4，热电偶3对温度进行测量，要求它深入到被烧结材料的中心，其测量范围和精确度视试验或生产要求而定。温度显示器4的作用是对热电偶3测量出的温度进行显示和记录，供试验人员参考。
所述耐火材料容器2可以为2个或以上，均匀排在托盘5上；耐火材料容器2可以是任选的一种耐火材质，比如粘土质的，但要求对微波具有穿透或微量吸收的作用，其内部空间放置被烧结的精矿粉，并且在烧结过程中可以耐至少1300℃的高温。
为适应工业上的连续作业，在基本型结构的基础上，还设有用于进行连续烧结时的传送装置6，托盘5置于传送装置6上。其底部的传送装置用于连续烧结之用，当采用多个微波发生器组成连续烧结用的炉体时，该传送装置起到将物料进行传送以便连续动态烧结之用。
采用本烧结炉按照如前所述的步骤进行磁铁矿烧结后，按照表1的烧结条件——磁铁矿混料中加碳或不加碳进行烧结所得出的试验结果；表2给出的是不加碳情况下，磁铁精矿加入CaO和不加入CaO进行烧结所得出的试验结果。
表1：
  磁铁精矿类型   是否加碳(％C＝3)   烧结时间(min)   烧结温度(℃)
  国内精矿   否   20   1190
  国内精矿   是   20   697.7
  智利精矿   否   20   1190
  智利精矿   是   20   889.7
  钒钛精矿   否   20   1044
  钒钛精矿   是   20   821.1
注：％C＝(精矿中碳的重量/精矿总的重量) ×100×100％
表2：
 实施例   磁铁精矿类型 是否加CaO(R＝2.5   烧结时间   烧结温度
 实施例1   国内精矿 是R＝2.5   30   1235
 对照例1   国内精矿 否   30   1190
  实施例2   智利精矿 R＝3   20   1228
  对照例2   智利精矿 否   20   1190
  实施例3   钒钛精矿 是R＝4   15   1244
对照例3 钒钛精矿 否 15 1044
注：R＝精矿中CaO的重量/精矿中SiO2的重量
从表1和表2可以看出，磁铁矿粉中加碳后，烧结温度反而下降，因此可以得出结论，尽管碳是微波的良好吸收体，但在磁铁矿粉中加碳不利于微波烧结。同时也可以得出结论，即矿粉中加入CaO有利于微波烧结，烧结温度适宜，并且在试验中得到了具有良好透气性和硬度的烧结产品。

Claims (4)

1、磁铁矿微波加热烧结方法，其特征在于包括如下步骤：
a)在磁铁矿中加入CaO，使其重量配比满足SiO2∶CaO＝1∶2～4，并使之混合均匀；所述CaO的粒径为≤3mm；所述磁铁精矿为钢铁企业常规烧结所采用的精矿粉；
b)将混合均匀的磁铁矿和CaO混合物放入微波烧结炉中，在1100℃～1300℃的条件下，微波烧结15～30分钟。
2、一种实现权利要求1所述方法的烧结炉，包括炉体(1)，其特征在于：炉体(1)上设有微波发生和控制装置(7)；炉体(1)上还设有与温度显示器(4)连接的热电偶(3)；炉体(1)内的托盘(5)上设有用于盛装磁铁矿混料的耐火材料容器(2)。
3、根据权利要求2所述的烧结炉，其特征在于：所述的耐火物料筐(2)至少为2个，均匀设置在托盘(5)上。
4、根据权利要求2所述的烧结炉，其特征在于：炉体(1)内还设有用于多个微波炉进行连续烧结时的传送装置(6)，托盘(5)置于传送装置(6)上。
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