专利名称：一种由赤铁精矿制备炼铁用氧化球团矿的方法
技术领域：
本发明涉及一种铁矿球团矿的制取方法，特别是涉及一种用赤铁精矿制取炼铁用氧化焙烧球团矿的方法。
背景技术：
高碱度烧结矿配加酸性球团矿这一高炉合理炉料结构模式已被中国炼铁业所接受，各炼铁厂近年来酸性球团矿入炉比例在逐年提高。随着我国钢铁工业规模的不断扩大，对酸性球团矿的需求量也在逐年增长，国内适于铁矿球团生产的铁矿资源供应日趋紧张，利用国外铁矿资源已成为我国铁矿球团生产必须面临的一个重要课题。但是，目前进口的国外铁精矿绝大多数属赤铁矿，而我国铁矿球团厂主要以磁铁精矿为原料，因此，研究用赤铁矿精矿制备炼铁用氧化球团矿的方法具有重要意义。
利用赤铁矿制备氧化球团矿，研究表明，其固结机理主要为Fe2O3晶粒长大和高温下再结晶。在1200℃以下，赤铁矿的矿石颗粒及球团矿结构一直保持其原有形态，各颗粒虽然彼此靠近，但无任何的连接。只有温度达到1300℃时，才能观察到晶体颗粒明显长大，小晶体之间才形成初期的连接桥。到了1350℃时，可以观察到再结晶。与此同时，球团矿的抗压强度亦随温度升高而增加。但焙烧温度不能太高，在温度超过1350℃时，赤铁矿便开始发生分解6Fe2O3→4Fe3O4+O2，生成磁铁矿和氧，结果将导致球团矿强度的下降。这表明，利用赤铁矿制备氧化球矿，其要求的预热焙烧温度高、时间长、适宜的焙烧温度区间窄，因而在实际生产过程中对设备材质及生产操作提出了更为严格的要求。
为了改善赤铁矿球团的预热焙烧性能，国内外进行了大量研究。研究较多的方法主要有内配碳和配加磁铁矿，或添加消石灰、石灰石、白云石等。内配碳可在一定程度上改善赤铁矿球团的预热焙烧性能，但效果并不显著，而且生球强度和爆裂温度还会因内配碳而有所下降。配加磁铁矿其配比须在30％以上才能显著改善赤铁矿球团的预热焙烧性能，这一方法须外购大量的磁铁矿。添加消石灰、石灰石、白云石等生产的产品为熔剂性球团矿，用于高炉炼铁时将会改变高炉的炉料结构，而且其生产过程也较难控制。此外，也有研究对混合料进行润磨处理来改善赤、褐铁矿球团的预热焙烧性能的，虽然有一定的效果，但存在着润磨处理能力低、能耗及钢耗高等实际问题。
为了有效解决赤铁矿精矿球团矿在预热焙烧过程中存在的预热焙烧温度高、时间长、适宜的焙烧温度区间窄，以及由此带来的在实际生产过程中对设备材质及生产操作要求高等问题，实现高效、低耗的利用赤铁矿制备炼铁用氧化球团矿，特提出本发明。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种在预热焙烧过程中显著降低赤铁矿球团的预热、焙烧温度，缩短预热、焙烧时间，适宜的焙烧温度区间宽的由赤铁精矿制备炼铁用氧化球团矿的方法。
为了解决上述技术问题，本发明采用的由赤铁精矿制备炼铁用氧化球团矿的方法，将组成按质量百分比为Fe3O4占60％～80％、CaO占5％～20％、B2O3占5％～20％的添加剂细磨至粒度小于0.074mm，然后按质量百分比以1％～5％的比例配入混合料中，经混匀后造球，所得生球经干燥后进行预热焙烧，预热温度900℃～950℃，预热时间8min～12min，焙烧温度1250℃～1300℃，焙烧时间10min～15min即可。
当添加剂配比取低值时，添加剂中CaO、B2O3的质量百分比取上限。配加该添加剂可使赤铁矿球团适宜的预热温度降低100℃左右，焙烧温度降低50℃左右，预热时间和焙烧时间均缩短1/3以上。
本发明的原理在于经过细磨的添加剂，其中的Fe3O4在球团焙烧过程中，能够形成Fe2O3微晶键结构，其中的CaO能与Fe2O3形成铁酸钙系低熔点物质，破坏赤铁矿晶格结构，增强赤铁矿晶粒表面质点迁移能力，而其中的B2O3能显著强化固相扩散。添加剂的上述作用促进了相邻颗粒之间在较低预热温度下形成微晶键连接结晶，在高温焙烧过程中使球团内Fe2O3再结晶良好，Fe2O3晶体互连成片，使球团内颗粒连接成一个较致密、均匀的整体，从而使球团矿的强度提高。
本发明的优点主要在于添加剂来源广泛，价格低廉，配比少，基本不改变成品球团矿的化学组成，能显著降低赤铁矿球团的预热、焙烧温度，缩短预热焙烧时间，有利于提高提高生产效率，降低能耗。适用于以赤铁精矿为主制取炼铁用氧化焙烧球团矿，能有效解决赤铁矿精矿球团在预热焙烧过程中存在的预热焙烧温度高、时间长、适宜的焙烧温度区间窄以及由此带来的在实际生产过程中对设备材质及生产操作要求高等问题，实现高效、低耗的利用赤铁矿制备炼铁用氧化球团矿。
下面结合附图和具体实施方式
对本发明作进一步详细说明。
附图是本发明的工艺流程示意图。
具体实施例方式
参见附图，实施例1采用巴西卡拉加斯赤铁精矿制备氧化球团矿，其主要化学成分为TFe 66.54％、FeO 0.8％、SiO21.21％、Al2O31.51％、CaO 0.028％、MgO 0.045％。配加适量造球粘结剂膨润土，经混匀后造球，所得生球经干燥后进行预热焙烧，在预热温度1000℃～1050℃，预热时间18min～21min，焙烧温度1310℃，焙烧时间21min的条件下，预热球抗压强度为440N/个左右，焙烧球抗压强度仅达到1860N/个左右。在造球膨润土配比不变的前提下，将按质量百分比组成为Fe3O4占60％、CaO占20％、B2O3占20％的添加剂细磨至粒度小于0.074mm以下，然后按质量百分比1％的比例配入混合料中，经混匀后造球，所得生球经干燥后进行预热焙烧，在预热温度950℃，预热时间8min，焙烧温度1300℃，焙烧时间10min的条件下，预热球抗压强度可达到462N/个，焙烧强度可达到2820N/个。
参见附图，实施例2采用巴西卡拉加斯赤铁精矿制备氧化球团矿，其主要化学成分为TFe 66.54％、FeO 0.8％、SiO21.21％、Al2O31.51％、CaO 0.028％、MgO 0.045％。配加适量造球粘结剂膨润土，经混匀后造球，所得生球经干燥后进行预热焙烧，在预热温度1000℃～1050℃，预热时间18min～21min，焙烧温度1310℃，焙烧时间21min的条件下，预热球抗压强度为440N/个左右，焙烧球抗压强度仅达到1860N/个左右。在膨润土配比不变的前提下，将按质量百分比组成为Fe3O4占80％、CaO占10％、B2O3占10％的添加剂细磨至小于0.074mm以下，然后按质量百分比5％的比例配入混合料中，经混匀后造球，所得生球经干燥后进行预热焙烧，在预热温度900℃，预热时间12min，焙烧温度1250℃，焙烧时间15min的条件下，预热球抗压强度可达到442N/个，焙烧强度可达到2590N/个。
参见附图，实施例3采用巴西卡拉加斯赤铁精矿制备氧化球团矿，其主要化学成分为TFe 66.54％、FeO 0.8％、SiO21.21％、Al2O31.51％、CaO 0.028％、MgO 0.045％。配加适量造球粘结剂膨润土，经混匀后造球，所得生球经干燥后进行预热焙烧，在预热温度1000℃～1050℃，预热时间18min～21min，焙烧温度1310℃，焙烧时间21min的条件下，预热球抗压强度为440N/个左右，焙烧球抗压强度仅达到1860N/个左右。在膨润土配比不变的前提下，将按质量百分比组成为Fe3O4占80％、CaO占5％、B2O3占15％的添加剂细磨至小于0.074mm以下，然后按质量百分比以3％的比例配入混合料中，经混匀后造球，所得生球经干燥后进行预热焙烧，在预热温度930℃，预热时间10min，焙烧温度1270℃，焙烧时间12min的条件下，预热球抗压强度可达到458N/个，焙烧强度可达到2720N/个。
权利要求
一种由赤铁精矿制备炼铁用氧化球团矿的方法，其特征是将组成按质量百分比为Fe3O4占60％～80％、CaO占5％～20％、B2O3占5％～20％的添加剂细磨至粒度小于0.074mm，然后按质量百分比以1％～5％的比例配入混合料中，经混匀后造球，所得生球经干燥后进行预热焙烧，预热温度900℃～950℃，预热时间8min～12min，焙烧温度1250℃～1300，焙烧时间10min-15min即可。
全文摘要
一种由赤铁精矿制备炼铁用氧化球团矿的方法，将一种添加剂细磨至小于0.074mm以下，按一定的比例与赤铁精矿混匀后造球，所得生球经干燥后进行预热焙烧，可获得满足高炉冶炼要求的氧化球团矿。该添加剂是由B
文档编号C22B1/02GK101045955SQ20071003483
公开日2007年10月3日 申请日期2007年4月28日 优先权日2007年4月28日
发明者郭宇峰, 姜涛, 邱冠周, 张艳明, 杨永斌, 李光辉, 黄柱成, 范晓慧, 张元波, 董海刚 申请人:中南大学