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一种利用回转窑工艺添加石灰石制备高赤铁矿自熔性球团矿的方法

发明公布  在审
申请(专利)号:CN201811501060.6国省代码:广东 44
申请(专利权)人:宝钢湛江钢铁有限公司
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摘要:
本发明涉及一种利用回转窑工艺添加石灰石制备高赤铁矿自熔性球团矿的方法,属于冶金技术领域;具体包括原料预处理、高压辊磨、造球、干燥、预热、焙烧、冷却和筛分步骤;该方法通过配加适量磁铁矿,解决石灰石分解吸热及赤铁矿球团预热焙烧温度高易导致回转窑结圈,以及内配煤带入以硅和铝为主的煤灰进入球团内部的问题,从而获得有害杂质少、抗压强度高、膨胀指数低、还原性好的自熔性球团矿。

主权项:
1.一种利用回转窑工艺添加石灰石制备高赤铁矿自熔性球团矿的方法,其特征在于:包括如下步骤:(1)原料预处理:磁铁矿和赤铁矿通过磨矿处理至要求的粒度,原料预处理采用干磨或湿磨工艺;同时将石灰石从块状破碎至粒状,然后进一步磨细成粉状;(2)高压辊磨:将粒度满足要求的磁铁矿、赤铁矿和石灰石分开或混合后进行高压辊磨,高压辊磨后物料在缓冲槽内储存;(3)造球:将高压辊磨后的物料,添加粘结剂后混合,利用圆盘或圆筒造球机造球,得出强度、粒度和水分合格的生球;(4)干燥、预热、焙烧:通过链箅机、回转窑设备,控制温度和风量,将生球逐步干燥、预热并焙烧成高强度成品球团矿;(5)冷却和筛分:焙烧好的成品球团矿通过环式冷却机和筛分设备,制成满足运输和储存要求的成品球团矿。


说明书

一种利用回转窑工艺添加石灰石制备高赤铁矿自熔性球团矿 的方法

技术领域

本发明涉及一种利用回转窑工艺添加石灰石制备高赤铁矿自熔性球团矿的方法,
属于冶金技术领域。

背景技术

球团法是国内外钢铁企业最广泛采用的细粒级含铁原料造块方法,根据是否添加
熔剂又分为酸性球团和碱性球团,一般碱度为0.8-1.2倍的碱性球团称为自熔性球团。

自熔性球团高温冶金性能优于酸性球团,且适用于高比例甚至全球团的高炉冶
炼。自熔性球团替代烧结矿,可显著提高入炉品位、降低能源消耗、减少污染物排放,从而促
进炼铁系统节能减排。随着国家环保管控力度的加大,烧结机持续环保升级改造将不可避
免,国内自熔性球团的需求将会越来越大。

由于赤铁矿球团焙烧过程几乎没有Fe3O4的氧化放热反应,没有晶格转变,主要靠
Fe2O3再结晶长大固结,其预热焙烧温度要比磁铁矿球团高,预热焙烧时间也更长。巴西部分
球团厂通过内配煤补热解决这一难题,但内配煤会带入以硅和铝为主的煤灰进入球团内
部,影响球团矿成分控制。

石灰石价格较低,石灰石替代生石灰或消石灰可显著降低生产成本,但石灰石在
预热焙烧过程会分解吸热,与赤铁矿同时使用,会进一步提高预热温度。

以石灰石作为熔剂的赤铁矿球团,加入一定量的磁铁矿,通过磁铁矿氧化放热,可
以有效替代内配煤补充热量,且磁铁矿氧化过程中的晶格变化及新生晶体表面原子具有较
高的迁移能力,有利于在相邻的颗粒之间形成晶键,从而降低预热焙烧温度。

发明内容

本发明的目的是提供一种利用回转窑工艺添加石灰石制备高赤铁矿自熔性球团
矿的方法,通过配加适量磁铁矿,解决石灰石分解吸热及赤铁矿球团预热焙烧温度高易导
致回转窑结圈,以及内配煤带入以硅和铝为主的煤灰进入球团内部的问题,从而获得有害
杂质少、抗压强度高、膨胀指数低、还原性好的自熔性球团矿。

为实现上述发明的目的,本发明采取的技术方案如下:

一种利用回转窑工艺添加石灰石制备高赤铁矿自熔性球团矿的方法,包括如下步
骤:

(1)原料预处理:磁铁矿和赤铁矿通过磨矿处理至要求的粒度,原料预处理采用干
磨或湿磨工艺;同时将石灰石从块状破碎至粒状,然后进一步磨细成粉状;

(2)高压辊磨:将粒度满足要求的磁铁矿、赤铁矿和石灰石分开或混合后进行高压
辊磨,高压辊磨后物料在缓冲槽内储存;

(3)造球:将高压辊磨后的物料,添加粘结剂后混合,利用圆盘或圆筒造球机造球,
得出强度、粒度和水分合格的生球;

(4)干燥、预热、焙烧:通过链箅机、回转窑设备,控制温度和风量,将生球逐步干
燥、预热并焙烧成高强度成品球团矿;

(5)冷却和筛分:焙烧好的成品球团矿通过环式冷却机和筛分设备,制成满足运输
和储存要求的成品球团矿;

步骤(1)所述的磁铁矿中TFe的含量为62.0%-71.0%,SiO2的含量0.5%-4.5%,
预处理后44μm以下的颗粒含量≥60%;

步骤(1)所述的石灰石CaO含量≥52.0%,预处理后44μm以下的颗粒含量≥70%;

步骤(2)所述的原料重量份为:磁铁矿15-30份、赤铁矿70-85份、石灰石3-5份;

步骤(2)所述的高压辊磨后物料的辊磨后比表面积≥1500cm2/g;

步骤(3)所述的粘结剂为粘结剂是膨润土,用量是0.5-2.0%;

步骤(3)所述的的生球的强度、粒度和水分分别为落下强度≥5次,粒度8-18mm,水
分8.0-9.0%;

步骤(4)所述的温度和风量分别为:

链箅机鼓干段风箱温度:170-250℃,链箅机抽干段烟罩温度:350-420℃,链箅机
预热一段烟罩温度:700-850℃,链箅机预热二段烟罩温度:1000-1100℃,链箅机鼓干段风
量:8000~10000m3/min,链箅机抽干段风量:15000~20000m3/min,链箅机预热一段风量:
17000~22000m3/min,链箅机预热二段风量:15000~20000m3/min,回转窑窑中焙烧温度
1220-1280℃,回转窑窑头负压-20~-100Pa。

步骤(5)所述的球团矿最终成分中,TFe的含量为62.0%-67.0%,CaO的含量为
2.0%-3.0%,球团矿的二元碱度B2(CaO/SiO2)为0.8-1.2;

步骤(5)所述的成品球团矿的粒度为8-18mm。

本发明的有益效果是:

1、利用磁铁矿替代内配煤,减少球团矿脉石含量及有害杂质带入,满足高炉精料
方针要求;

2、利用磁铁矿氧化过程中的晶格变化,降低赤铁矿自熔性球团预热焙烧温度;

3、利用石灰石替代生石灰或消石灰,降低生产成本;

4、自熔性球团矿冶金性能好,可大比例替代烧结矿,促进炼铁系统节能减排;

5、目前国内基本以生产酸性球团矿为主,随着国家环保管控力度的加大,烧结机
持续环保升级改造将不可避免,国内自熔性球团的需求将会越来越大。另外,国内球团生产
工艺以链箅机回转窑居多,且生产自熔性球团的意愿越来越强,本发明由于其优越性,具有
较好的推广应用价值。

具体实施方式

下面通过实例对本发明做进一步详细说明,这些实例仅用来说明本发明,并不限
制本发明的范围。

实施例1

一种利用回转窑工艺添加石灰石制备高赤铁矿自熔性球团矿的方法,包括如下步
骤:

(1)原料预处理:磁铁矿和赤铁矿通过磨矿处理至要求的粒度,原料预处理可采用
干磨或湿磨工艺,其中磁铁矿中TFe的含量为62.0%-71.0%,SiO2的含量0.5%-4.5%,预
处理后44μm以下的颗粒含量≥60%;同时将石灰石从块状破碎至粒状,然后进一步磨细成
粉状,其中CaO含量≥52.0%,预处理后44μm以下的颗粒含量≥70%;

(2)高压辊磨:将粒度满足要求的磁铁矿、赤铁矿和石灰石分开或混合后进行高压
辊磨,高压辊磨后物料在缓冲槽内储存,高压辊磨后物料的辊磨后比表面积≥1500cm2/g,
其中原料重量份分别为:磁铁矿30份、赤铁矿85份、石灰石5份;

(3)造球:将高压辊磨后的物料,添加2.0%膨润土后混合,利用圆盘或圆筒造球机
造球,得出强度、粒度和水分合格的生球,生球的强度、粒度和水分分别为落下强度≥5次,
粒度18mm,水分9.0%;

(4)干燥、预热、焙烧:通过链箅机、回转窑设备,控制合理的温度和风量,将生球逐
步干燥、预热并焙烧成粒度为18mm的高强度成品球团矿;

(5)冷却和筛分:焙烧好的成品球团矿通过环式冷却机和筛分设备,制成满足运输
和储存要求的粒度适宜的成品球团矿,其中TFe的含量为62.0%-67.0%,CaO的含量为
2.0%-3.0%,球团矿的二元碱度B2(CaO/SiO2)为0.8-1.2;

所述的温度和风量分别为:

链箅机鼓干段风箱温度:250℃,链箅机抽干段烟罩温度:420℃,链箅机预热一段
烟罩温度:850℃,链箅机预热二段烟罩温度:1100℃,链箅机鼓干段风量10000m3/min,链箅
机抽干段风量:20000m3/min,链箅机预热一段风量:22000m3/min,链箅机预热二段风量:
20000m3/min,回转窑窑中焙烧温度1280℃,回转窑窑头负压-100Pa。

实施例2

一种利用回转窑工艺添加石灰石制备高赤铁矿自熔性球团矿的方法,包括如下步
骤:

(1)原料预处理:磁铁矿和赤铁矿通过磨矿处理至要求的粒度,原料预处理可采用
干磨或湿磨工艺,其中磁铁矿中TFe的含量为62.0%-71.0%,SiO2的含量0.5%-4.5%,预
处理后44μm以下的颗粒含量≥60%;同时将石灰石从块状破碎至粒状,然后进一步磨细成
粉状,其中CaO含量≥52.0%,预处理后44μm以下的颗粒含量≥70%;

(2)高压辊磨:将粒度满足要求的磁铁矿、赤铁矿和石灰石分开或混合后进行高压
辊磨,高压辊磨后物料在缓冲槽内储存,高压辊磨后物料的辊磨后比表面积≥1500cm2/g,
其中原料重量份分别为:磁铁矿15份、赤铁矿70份、石灰石3份;

(3)造球:将高压辊磨后的物料,添加0.5%膨润土后混合,利用圆盘或圆筒造球机
造球,得出强度、粒度和水分合格的生球,生球的强度、粒度和水分分别为落下强度≥5次,
粒度mm,水分8.0%;

(4)干燥、预热、焙烧:通过链箅机、回转窑设备,控制合理的温度和风量,将生球逐
步干燥、预热并焙烧成粒度为8mm的高强度成品球团矿;

(5)冷却和筛分:焙烧好的成品球团矿通过环式冷却机和筛分设备,制成满足运输
和储存要求的粒度适宜的成品球团矿,其中TFe的含量为62.0%-67.0%,CaO的含量为
2.0%-3.0%,球团矿的二元碱度B2(CaO/SiO2)为0.8-1.2;

所述的温度和风量分别为:

链箅机鼓干段风箱温度:170℃,链箅机抽干段烟罩温度:350℃,链箅机预热一段
烟罩温度:700℃,链箅机预热二段烟罩温度:1000℃,链箅机鼓干段风量:8000m3/min,链箅
机抽干段风量:15000m3/min,链箅机预热一段风量:17000m3/min,链箅机预热二段风量:
15000m3/min,回转窑窑中焙烧温度1220℃,回转窑窑头负压-20Pa。

实施例3

该发明已成功应用于宝钢湛江钢铁球团生产线,该产线利用回转窑工艺添加石灰
石制备高赤铁矿自熔性球团矿,其产品有害杂质少、抗压强度高、膨胀指数低、还原性好,年
产能达450-500万吨,具体见表1。

表12018年6-9月生产高赤铁矿自熔性球团矿成分及性能表

图1
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