CN112301215A

CN112301215A - 一种改善铁矿烧结矿低温还原粉化率的铁精矿及制备方法

Info

Publication number: CN112301215A
Application number: CN202011029969.3A
Authority: CN
Inventors: 吴有文; 杨斌; 陈亚团
Original assignee: Gansu Jiu Steel Group Hongxing Iron and Steel Co Ltd
Current assignee: Gansu Jiu Steel Group Hongxing Iron and Steel Co Ltd
Priority date: 2020-09-27
Filing date: 2020-09-27
Publication date: 2021-02-02

Abstract

本发明公开了一种改善铁矿烧结矿低温还原粉化率的铁精矿及制备方法，其原料由下列组分组成，按质量百分比为：Fe₂O₃含量为55％～60％，FeO含量为15.5％～17.5％，CaO含量为1％～2％，SiO₂含量为7％～9％，Al₂O₃含量为1.1％～1.3％，MgO含量为3.0％～4.0％，BaO含量为0.8％～1.0％，MnO含量为1.2％～1.5％，烧损为8.0％～10.0％。与现有技术相比，本发明的烧结矿低温还原粉化率RDI_(+3.15mm)，可提高30％～40％，显著改善高炉入炉量质量，有利于高炉顺行。并且本发明通过将铁精矿直接加入到铁矿粉中，与熔剂、燃料一起形成烧结原料，不需要额外增加任何添加剂，也无需改造任何设备，是一种操作简单，易于推广应用的提高烧结矿入炉质量的方法。

Description

一种改善铁矿烧结矿低温还原粉化率的铁精矿及制备方法

技术领域

本发明属于钢铁行业铁矿烧结技术领域，主要涉及一种改善铁矿烧结矿低温还原粉化率的铁精矿及方法。

背景技术

烧结矿的低温还原粉化性能是指铁矿石在低温还原过程中发生碎裂粉化的特性。烧结矿装入高炉后在400℃～600℃的低温条件下发生还原粉化的主要原因是烧结矿骸晶状赤铁矿(又称再生赤铁矿)在低温下还原发生晶格转变(由αFe₂O₃转变为γFe₂O₃过程中由六方晶格变为立方晶格)产生了极大的内应力，导致烧结矿碎裂。在竖炉直接还原工艺中，低温还原粉化性能是决定球团能否适应竖炉反应器以及还原气体组成的关键因素之一，球团粉化越严重，炉子的透气性就越差，严重时破坏炉况顺行。

我国国家标准(GB13242-91)规定：烧结矿低温还原粉化指数以RDI_(+3.15mm)的百分数为主要指标，RDI_(+6.3mm)，RDI_(-0.5mm)的百分数为参考指标。已有的数据表明，烧结矿的RDI_(+3.15mm)每降低10％，将影响高炉产量3％以上，燃料比上升1.5％以上，且煤气利用率降低，RDI_(+3.15mm)过低时甚至不利于高炉顺行。因此，业内认为，当烧结矿RDI_(+3.15mm)低于62％时，应采取有效措施，以改善烧结矿的低温还原强度，保持高炉上部顺行稳定，所以，提高烧结矿低温还原粉化对高炉冶炼具有重要意义。

由新兴铸管股份有限公司申请的《一种提高烧结矿质量的方法》(申请号：201510649103.5)中，通过降低烧结矿中MgO的含量，使MgO的含量为烧结矿总质量的1.75％～2.05％。虽然该方法有利于提高烧结生产效率，提高烧结矿冷态强度，改善烧结矿低温还原粉化率指标，减薄烧结矿软熔带温度区间，提高烧结矿品位。但各钢铁厂烧结原料结构千差万别，不同配矿、不同质量标准所要求的MgO含量也不尽相同，该方法整体适应性还有待进一步考究。由西安建筑科技大学申请的《一种改善铁矿烧结矿低温还原粉化的方法》(申请号：201710501040.8)中，通过在烧结原料配料工序中加入适量及一定粒度组成的铁质添加剂，与烧结混合料充分混匀制粒后，进行布料烧结焙烧，可有效改善烧结矿低温还原粉化率。但从化学成分看，该铁质添加剂中二氧化硅等杂质含量高，极大地降低了烧结矿品质，打破了现有炉料结构平衡，造成工业应用受限。由鞍山股份有限公司申请的《一种改善烧结矿低温还原粉化性的方法》(申请号：CN201911028007.3)中，通过分3层布料，优化每层混合料中燃料组成及配比，均衡每层热量分布和烧结矿的矿物组成，同时，在每层混合料制粒时喷洒特制的粉化抑制剂，可实现大幅度提高烧结矿低温还原粉化率。进行分层布料，且每层的燃料配比与种类不同，与现行烧结工艺相比，需要做分层布料等设备上的大幅改造，加之每层需要喷洒特制的粉化抑制剂，同样增加了操作难度，存在操作难度大、成本高、推广受限等问题。因此，现有技术中，改善铁矿烧结矿低温还原粉化性能技术的工业应用实例还是较少。因此，急需开发一种操作简单，易于推广应用的提高烧结矿入炉质量的方法。

发明内容

为解决现有技术中存在的问题，本发明提供了一种改善铁矿烧结矿低温还原粉化的铁精矿及方法，通过该方法能够有效提高铁矿烧结矿低温还原粉化率，提高烧结矿入炉质量,并且本方法不需要额外增加任何添加剂，也无需改造任何设备，是一种操作简单，易于推广应用的提高烧结矿入炉质量的方法。

本发明的目的通过如下技术方案实现：

一种改善铁矿烧结矿低温还原粉化率的铁精矿，所述铁精矿由以下质量分数的组分组成:Fe₂O₃:55％～60％，FeO:15.5％～17.5％，CaO:1％～2％，SIO₂:7％～9％，Al₂O₃:1.1％～1.3％，MgO:3.0％～4.0％，BaO:0.8％～1.0％，MnO:1.2％～1.5％，烧损:8.0％～10.0％；

烧损指的是物料(干料)在烧结状态的高温下(1200-1400℃)灼烧后失去重量对于原试样重量的百分数。主要反应为菱铁矿的分解、褐铁矿结晶水的蒸发等，不能称之为杂质；

将所述铁精矿按照一定比例加入到铁矿粉中形成混合物，按质量分数计，烧结原料由混合物80％、熔剂15％和燃料5％组成；

优选地，所述铁精矿粒径不超过0.09mm，其中粒径小于0.074mm的铁精矿含量大于85％。

优选地,按质量分数计，烧结原料中，铁精矿的含量不低于5％，不超过70％。

一种改善铁矿烧结矿低温还原粉化率的铁精矿的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1:将烧结原料在烧结工序配料室经过一次混合；

S2:向步骤S1混合后的原料中，加水润湿、混合制粒；

S3:布料至烧结机上进行点火烧结；

S4:步骤S3得到的成品矿经鼓风冷却、粒级筛分后制得普通烧结矿；

S5:步骤S3中烧结后不成矿的物质，返矿进入步骤S1继续循环步骤S1-S4。

优选地，所述熔剂由石灰石、生石灰、白云石中的一种或多种按一定比例混合。

优选地，所述燃料由焦粉、无烟精煤中的一种或多种按一定比例混合。

与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：本发明生产的烧结矿低温还原粉化率RDI_(+3.15mm)显著提高,最高达30％～40％，显著改善高炉入炉量质量，有利于高炉顺行。并且本发明通过将铁精矿直接加入到铁矿粉中，与熔剂、燃料形成烧结混合料，不需要额外增加任何添加剂，也无需改造任何设备，是一种操作简单，易于推广应用的提高烧结矿入炉质量的方法。

附图说明

图1是制备方法流程图。

具体实施方式

为进一步说明一种改善铁矿烧结矿低温还原粉化率的铁精矿，现结合具体实例作出解释如下：

本发明的一种改善铁矿烧结矿低温还原粉化率的铁精矿，按质量分数计，由以下质量分数的组分组成：Fe₂O₃:55％～60％，FeO:15.5％～17.5％，CaO:1％～2％，SiO₂:7％～9％，Al₂O₃:1.1％～1.3％，MgO:3.0％～4.0％，BaO:0.8％～1.0％，MnO:1.2％～1.5％，烧损:8.0％～10.0％。

将铁精矿按照一定比例加入到铁矿粉中形成混合物，按质量分数计，烧结原料由混合物80％、熔剂15％和燃料5％组成。

铁精矿粒度要求为：粒径不超过0.09mm，其中粒径小于0.074mm的颗粒含量大于85％。

按质量分数计，烧结原料中，铁精矿的含量不低于5％，不超过70％。

一种改善铁矿烧结矿低温还原粉化率的铁精矿的制备方法，包括以下步骤：

S1:将烧结原料铁矿粉、熔剂和燃料，在烧结工序配料室经过一次混合；

S2:向步骤S1混合后的原料中，加水润湿、混合制粒；

S3:布料至烧结机上进行点火烧结；

熔剂由石灰石、生石灰、白云石中的一种或多种按一定比例混合。

燃料由焦粉、无烟精煤中的一种或多种按一定比例混合。

将烧结矿试样通过中国国家标准(GB/T13242—91)静态检测法检测低温还原粉化率，具体计算方式如下：

RDI_(+6.3mm)＝M_6.3/M₀×100％ (1)

RDI_(+3.15mm)＝M_3.15/M₀×100％ (2)

RDI_(-0.5mm)＝(M₀-M_6.3-M_3.15-M_0.5)/M₀×100％ (3)

式中，M₀--转鼓测试前试样的质量，g；

M_6.3--留在6.3mm筛上的试样质量，g；

M_3.15--留在3.15mm筛上的试样质量，g；

M_0.5--留在0.5mm筛上的试样质量，g；

RDI_(+6.3mm)--大于6.3mm粒径颗粒占测试前试样的百分比；

RDI_(+3.15mm)--大于3.15mm粒径颗粒占测试前试样的百分比；

RDI_(-0.5mm)--小于0.5mm粒径颗粒占测试前试样的百分比。

实施例1

本发明提供的铁精矿按质量分数计，主要由以下组分组成：Fe₂O₃：57.83％，FeO：16.29％，CaO：1.47％，SiO₂：8.23％，Al₂O₃：1.28％；MgO：3.14％；BaO：0.85％，MnO：1.28％,烧损为8.48％。

按质量分数计，将5％的铁精矿与75％的铁矿粉形成混合物，由混合物：80％、熔剂：15％和燃料：5％组成烧结原料。

铁精矿粒径不超过0.09mm，其中粒径小于0.074mm的颗粒含量为90％,

S1:将烧结原料在烧结工序配料室经过一次混合；

S2:向步骤S1混合后的原料中，加水润湿、混合制粒；

S3:布料至烧结机上进行点火烧结；

熔剂由石灰石、生石灰、白云石按一定比例混合。

燃料由焦粉、无烟精煤按一定比例混合。

将烧结矿试样通过中国国家标准(GB/T13242—91)静态检测法检测低温还原粉化率。

实施例2

本发明与实施例1相比，区别在于将铁精矿占烧结原料的比例改变为20％，铁矿粉占烧结原料的比例改变为60％，其他组分含量保持不变。

实施例3

本发明与实施例1相比，区别在于将铁精矿占烧结原料的比例改变为35％，铁矿粉占烧结原料的比例改变为45％，其他组分含量保持不变。

将以上3个实例结果的RDI与不添加本铁精矿的基准例进行比较分析，如表1所示。由表1可以发现，在铁矿粉中添加了本铁精矿后，随着铁精矿含量由5％分别增加至20％、30％时，其低温还原粉化率RDI_(+3.15mm)分别由59.30％增加至74.43％、92.42％，低温还原粉化率RDI_(+3.15mm)呈逐步升高的趋势。

表1实施例与基准例的低温还原粉化率(wt，％)

Claims

1.一种改善铁矿烧结矿低温还原粉化率的铁精矿，其特征在于，所述铁精矿由以下质量分数的组分组成:Fe₂O₃：55％～60％，FeO：15.5％～17.5％，CaO：1％～2％，SiO₂：7％～9％，Al₂O₃：1.1％～1.3％，MgO：3.0％～4.0％，BaO：0.8％～1.0％，MnO：1.2％～1.5％，烧损：8.0％～10.0％；

将所述铁精矿按照一定比例加入到铁矿粉中形成混合物，按质量分数计，烧结原料由混合物80％、熔剂15％和燃料5％组成。

2.根据权利要求1所述的一种改善铁矿烧结矿低温还原粉化率的铁精矿，其特征在于，所述铁精矿粒径不超过0.09mm，其中粒径小于0.074mm的铁精矿含量大于85％。

3.根据权利要求1所述的一种改善铁矿烧结矿低温还原粉化率的铁精矿的制备方法，其特征在于，按质量分数计，烧结原料中，铁精矿的含量不低于5％，不超过70％。

4.根据权利要求1所述的一种改善铁矿烧结矿低温还原粉化率的铁精矿的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1:将烧结原料在烧结工序配料室经过一次混合；

S2:向步骤S1混合后的原料中，加水润湿、混合制粒；

S3:布料至烧结机上进行点火烧结；

5.根据权利要求4所述的一种改善铁矿烧结矿低温还原粉化率的铁精矿的制备方法，其特征在于，所述熔剂由石灰石、生石灰、白云石中的一种或多种按一定比例混合。

6.根据权利要求4所述的一种改善铁矿烧结矿低温还原粉化率的铁精矿的制备方法，其特征在于，所述燃料由焦粉、无烟精煤中的一种或多种按一定比例混合。