专利名称：：强化褐铁矿烧结的方法
技术领域：
：本发明涉及冶金行业烧结工艺领域，特别是一种强化褐铁矿烧结的方法。
背景技术：
：目前，随着钢铁行业的迅猛发展，可供烧结使用的高品位铁矿石越来越少，低品位的褐铁矿应用于烧结生产已成必然趋势。众所周知，褐铁矿结构较松散，结晶水含量较高，在烧结过程中影响烧结矿成品率、泠强度以及固体燃料消耗。其影响烧结矿生产的不良因素主要是制粒过程中原料颗粒内的吸水量增加，容易发生结晶水的分解和因热裂导致气孔的产生及同化反应，从而使烧结矿的粘结性和透气性变差。随着褐铁矿配比的增加，烧结台车内的原料填充密度会下降。降低生产成本是每个钢铁企业永恒的追求，故在保证烧结矿产质量的前提下，最大限度使用褐铁矿烧结是有效降低生产成本的途径。下面引用的是1998年9月《矿冶工程》——高炉原料准备技术的进步及展望的资料国内外钢铁公司如韩国、日本、宝钢等都进行过褐铁矿烧结的研究，且配比高达40%_50%，甚至达60%，都采取了不同的强化措施，保证烧结矿的产质量。日本钢铁公司炼铁工艺及炼铁技术研究所经过多年的研究，开发了豆状褐铁矿自身致密化和高熔点液相烧结工艺(SHS):将褐铁矿和细粒蛇纹石及少量的细粒级焦粉在圆盘制粒机中制粒，细蛇纹石的包裹作用，保护了褐铁矿石，避免其发生熔体反应，并在1300摄氏度左右形成致密结构，由于包裹粗粒褐铁矿的粘附粉熔点较高，使液相形成在豆状褐铁矿致密化之后；此方法要增加设备投资与人员配置，且场地有限难以实现。澳大利亚BHP公司开发了低混合料水分下扬迪矿烧结技术；只适用粒度较粗的褐铁矿烧结，应用范围不大；新日铁公司采取了一些方法使罗布河矿使用量增加，并采取选择性造球的一种工艺与布料装置(l)采用强化筛分式布料器、空气分级和支撑烧结来增加烧结机的生产率；(2)通过降低辅助料的使用，生产低Si02烧结矿；(3)通过充分制粒改变小球结构。新日铁2004年澳大利亚矿中褐铁矿的使用比例提高到60%。这些方法同样必须另外增加投资。日本的各大钢厂及韩国浦项的褐铁矿(扬迪矿、罗布河矿)的配比一般在30%以上，高的达40%45%，甚至60%。国内钢厂如宝钢从九十年代初开始研究褐铁矿，目前褐铁矿配比最高达到了51%。宝钢目前已经基本弄清了几种主要褐铁矿的特性，逐步掌握了一些工业生产上的技术对策，如水、炭的调节，机速、料层的调整，矿石品种、粒度的搭配，焦粉、熔剂粒度的改变，烧结热量的补充等。宝钢认为，高配比褐铁矿时要适当增加料场堆洒水；采取提高粉焦粒度，增加混合料水分改善造球等措施，改善料层透气性，使"传热速度与燃烧速度同步"，从而改善了褐铁矿烧结时烧结机下层的生料现象；褐铁矿烧结仍然需要有足够的铁酸钙粘结相，因而烧结矿碱度需要维持在1.8以上；由于褐铁矿结晶水的缘故，随着褐铁矿配比的增加，固体燃料没有增加，认为褐铁矿好的同化性、易熔性可以抵消大部分结晶水的影响。安阳钢铁股份有限公司与江阴兴澄特钢公司炼铁分厂使用澳大利亚FMG、扬迪粉矿烧结性能的试验研究中表明分别与结构致密的巴西CVRD粗粉、南非粉和MBR粗粉等进行合理搭配，选择适宜的工艺操作参数，通过实施高碱度厚料层、添加蛇纹石等工艺技术措施，更有利于改善此两种矿的烧结性能。但这些措施均有一定的限制，对于高褐铁矿配比烧结，调整有关操作工艺参数很难有明显的效果，且厚料层必须增加档板的高度，高碱度根据高炉冶炼的需求调整。
发明内容本发明的目的是提供一种简单易行、效果明显的强化褐铁矿烧结的方法，从而满足强化褐铁矿烧结、提高烧结矿产质量、降低固体燃料消耗的目的。本发明的目的由以下技术方案来实现本发明的工艺步骤为1)原料准备按烧结矿成品满足碱度Ca0/Si02=1.5-3.0、TFe的含量为50%-60%、Mg0的含量为2.0%-4.0%的要求配料，其原料重量配比为含铁原料10%-20%、褐铁矿50%_60%、生石灰2.0%-5.0%、白云石0_8%、石灰石5%_12%、煤粉或焦粉3%-8%、返矿30%-40%;向满足上述条件的原料中添加重量浓度为4%-10%的蔗糖溶液，其总量由混合料的物理含水量控制在6.0%-8.0%之间而定；2)—次混合将所选取的原料组份输送到一次圆锥混合机内，加入适量的水份湿润物料，使原料的物理含水量控制在6.0%-8.0%之间，并使原料混合均匀，混合时间lmin-3min;3)二次混合将混合均匀的原料输送到二次圆筒混合机中制粒，使粒级在3mm以上的原料颗粒的含量大于55%;4)布料先铺底料，将制粒后的原料颗粒均匀布撒在烧结杯上，使烧结料层的厚度控制在600mm-800mm的范围内；5)点火控制烧结点火温度为IOO(TC-125(TC、点火时间lmin-3min、点火负压为4000Pa-6000Pa;6)烧结烧结杯点火完毕后，原料中的煤粉或焦粉开始燃烧，控制烧结负压为8000Pa-11000Pa;7)冷却在烧结杯中，使烧结矿的温度降低至15(TC以下；8)筛分采用筛孔为6.3mm-40mm的多层振动筛对冷却处理后的颗粒进行筛分，小于6.3mm为烧结返矿，10mm_6.3mm为铺底料，其余则为成品烧结矿。上述含铁原料为各种铁粉矿、杂矿、返矿以及它们的任意组合。上述所选各原料中，生石灰粒度在0-3mm范围内的大于90%，石灰石、白云石、煤粉或焦粉粒度在0-3mm范围内的大于75X，含水率小于15%;含铁原料的粒度0-10mm，含水率小于15%。上述褐铁矿重量配比为53%。上述原料中添加重量浓度的蔗糖溶液为4%、6%、10%。上述工艺步骤2)中的混合时间为3min。上述工艺步骤8)中的多层振动筛为五层。本发明的优点在于采用纯度较高的蔗糖配制成重量浓度4%_10%的溶液改变混合料水溶液性质，可有效地强化褐铁矿烧结。具体体现在—、可以有效强化制粒效果，使混合料中+3.15mm含量上升7个百分点，-lmm含量降低8-9个百分点。二、可以增加烧结过程的热量，降低固体燃料消耗。三、可以有效提高垂直烧结速度，成品率上升，烧结矿产量增加。且强化剂浓度越高，效果越好。同时，本发明操作方法简单易行，只需用重量百分比浓度4%_10%蔗糖溶液替换原用的混合料水溶液进行混合制粒，若在现场实施需要增加蔗糖溶液配制设备。依照该方法可解决高褐铁矿烧结对生产带来的影响的问题，为烧结使用铁原料开辟了更广阔的资源领域，从而能有效降低生产成本，能为企业产生较大的经济效益，故具有较大的使用价值和推广价值。附图为本发明的工艺流程示意图。具体实施例方式下面结合附图及实施例对本发明作进一步描述如图所示，本发明实验步骤大致分为原料准备一一次混合一二次混合一布料一点火一烧结一冷却一筛分等阶段。其具体操作步骤如下1)原料准备按烧结矿成品满足碱度Ca0/Si02=1.5-3.0、TFe的含量为50%-60%、Mg0的含量为2.0%-4.0%的要求，各物料重量配比为含铁原料10%_20%、生石灰2.0%-5.0%、白云石0-8%、石灰石5%_12%、煤粉或焦粉3%_8%、返矿3%-40%。以不加蔗糖溶液为基准点，在同样配比条件下添加重量浓度4%-10%蔗糖溶液与之比较。采用常规的计算方法，计算出符合要求配比的各原料组份备用。其中含铁原料可以选择各种铁矿石如铁粉矿、杂矿、返矿以及它们的任意组合；所选各原料中，生石灰粒度在0-3mm范围内的大于90%，石灰石、白云石、煤粉或焦粉粒度在0-3mm范围内的大于75%，含水率小于15%;含铁原料的粒度0-10mm，含水率小于15%。2)—次混合将所选取的原料组份输送到一次圆锥混合机内，加入适量的水份湿润物料，使原料的物理含水量控制在6%_8%之间，混合时间3min，使各种原料充分混合均匀。3)二次混合将混合均匀的原料输送到二次圆筒混合机中制粒，混合时间大于3min，使粒级在3mm以上的原料颗粒的含量大于55%。4)布料将制粒后的原料颗粒经布料器均匀撒布在带式抽风烧结机台车上，使烧结层厚度为700mm。5)点火采用煤气点火，控制烧结机的点火温度为1050°C_1250"、点火时间3min、点火负压为6000Pa。6)烧结烧结杯点火完毕后，原料中的煤粉或焦粉开始燃烧，控制烧结负压为10000Pa-11000Pa。7)冷却在烧结杯内进行冷却，使烧结矿的温度降低至150°C以下。8)筛分采用筛孔为6.3mm-40mm的五层振动筛对冷却处理后的颗粒进行筛分，-6.3mm为烧结返矿，10mm_6.3mm为铺底料，其余为成品烧结矿。按照上述工艺流程，本发明完成了多批原料组分的实验室实验，其实施例如下，实验的原料条件及实验结果见表1至表6:表1、表2和表3分别列出了实验室中褐铁矿的化学成分及粒度组成、实验原料配比。表4、表5和表6分别列出实验室方案及混合料粒度组成和烧结工艺技术指标，实验编号0为没有添加强化剂的实施例，编号为l-3批次为添加蔗糖溶液的实施例，其中含铁原料为铁粉矿、杂矿等组成。表1褐铁矿化学成分％<table>tableseeoriginaldocumentpage6</column></row><table>表5实验室混合料的粒度组成mm%<table>tableseeoriginaldocumentpage7</column></row><table>表6实验室中的烧结工艺技术指标<table>tableseeoriginaldocumentpage7</column></row><table>从以上各表格可看出在原料中添加强化剂溶液(蔗糖溶液)浓度4%_10%可改善混合制粒效果，提高烧结矿的各项技术经济指标，从而达到强化褐铁矿烧结的目的。权利要求一种强化褐铁矿烧结的方法，其特征在于工艺步骤为1)原料准备按烧结矿成品满足碱度CaO/SiO2＝1.5-3.0、TFe的含量为50％-60％、MgO的含量为2.0％-4.0％的要求配料，其原料重量配比为含铁原料10％-20％、褐铁矿50％-60％、生石灰2.0％-5.0％、白云石0-8％、石灰石5％-12％、煤粉或焦粉3％-8％、返矿30％-40％；向满足上述条件的原料中添加重量浓度为4％-10％的蔗糖溶液；2)一次混合将所选取的原料组份输送到一次圆锥混合机内，加入适量的水份湿润物料，使原料的物理含水量控制在6.0％-8.0％之间，并使原料混合均匀，混合时间1min-3min；3)二次混合将混合均匀的原料输送到二次圆筒混合机中制粒，使粒级在3mm以上的原料颗粒的含量大于55％；4)布料先铺底料，将制粒后的原料颗粒均匀布撒在烧结杯上，使烧结料层的厚度控制在600mm-800mm的范围内；5)点火控制烧结点火温度为1000℃-1250℃、点火时间1min-3min、点火负压为4000Pa-6000Pa；6)烧结烧结杯点火完毕后，原料中的煤粉或焦粉开始燃烧，控制烧结负压为8000Pa-11000Pa；7)冷却在烧结杯中，使烧结矿的温度降低至150℃以下；8)筛分采用筛孔为6.3mm-40mm的多层振动筛对冷却处理后的颗粒进行筛分，小于6.3mm为烧结返矿，10mm-6.3mm为铺底料，其余则为成品烧结矿。2.按权利要求1所述的强化褐铁矿烧结的方法，其特征在于上述含铁原料为各种铁粉矿、杂矿、返矿以及它们的任意组合。3.按权利要求l所述的强化褐铁矿烧结的方法，其特征在于上述所选各原料中，生石灰粒度在0-3mm范围内的大于90%，石灰石、白云石、煤粉或焦粉粒度在0-3mm范围内的大于75%，含水率小于15%;含铁原料的粒度0-10mm，含水率小于15%。4.按权利要求1所述的强化褐铁矿烧结的方法，其特征在于上述褐铁矿重量配比为53%。5.按权利要求1所述的强化褐铁矿烧结的方法，其特征在于上述原料中添加重量浓度的蔗糖溶液为4%、6%、10%。6.按权利要求1所述的强化褐铁矿烧结的方法，其特征在于上述工艺步骤2)中的混合时间为3min。7.按权利要求1所述的强化褐铁矿烧结的方法，其特征在于上述工艺步骤8)中的多层振动筛为五层。全文摘要一种强化褐铁矿烧结的方法，它是通过添加重量浓度4％-10％蔗糖溶液改变混合料水份的性质。此溶液具有一定粘度，其粘度则随温度的增大而降低。在混合制粒过程中，使细颗粒的矿粉很好地粘附在小球表面，从而强化褐铁矿制粒，改善混合料小球强度，达到强化褐铁矿烧结、提高烧结矿产质量、降低固体燃料消耗的目的。特别是粒度较细的褐铁矿，此方法效果更好。蔗糖最大的特点是在烧结过程中全部发生反应而不残留在烧结矿中，对烧结矿质量没有影响。文档编号C21B3/00GK101701289SQ200910272339公开日2010年5月5日申请日期2009年9月29日优先权日2009年9月29日发明者冯红云,张望兴,李军,王素平,胡平,萧扬申请人:武汉钢铁(集团)公司