一种提高钒钛烧结矿成品率的烧结方法
【专利摘要】本发明公开了一种高钒钛烧结矿成品率的烧结方法，将燃料进行预处理，按一定质量比例将攀精矿、56钒钛矿、巴西矿、毛矿、国高粉、中加粉、瓦斯灰、石灰石、生石灰和预处理后的燃料一起加水配料，生石灰分两次配加且第二次配加的比例占生石灰总质量的25％～75％，控制混合料的含水量和燃料含量，然后将混合料造球、布料后点火烧结，点火烧结时提高料层高度；烧结完成后，将烧结矿破碎，喷洒CaCl2溶液。本发明通过改善混合料粒度组成，优化配料结构，提高料层的透气性和蓄热作用，从而提高烧结矿产质量和成品率。
【专利说明】
一种提高钒钛烧结矿成品率的烧结方法
技术领域
[0001]本发明的实施方式涉及钢铁冶金技术领域，适用于高钛低硅型钒钛铁精矿烧结， 更具体地，本发明的实施方式涉及一种提高钒钛烧结矿成品率的烧结方法。【背景技术】
[0002]攀钢集团公司烧结采用的主要原料为高钛型钒钛磁铁精矿，该矿具有Ti02含量高 ((12%-13%))、Al2〇3高(4%以上)、Si〇2含量低(3.5%-4%左右)的特点，烧结性能差，硅酸盐粘结相含量少，且烧结过程中易生成性脆的钙钛矿(CaO ? Ti02)，导致烧结矿强度差、成品率低、低温还原粉化率(RD1-3.15)高，烧结过程中产生的粉尘和高炉瓦斯灰量大。为了强化烧结，攀钢集团公司采用了配加部分普通粉矿(进口矿、国产高品位矿粉、中品位矿粉)，对提高烧结矿产质量起到了重要作用。但近年来，为了降低炼铁生产成本，钒钛矿配比逐渐提高，普通粉矿配比减少，由于钒钛磁铁精矿烧结性能差，导致混合料粒度组成变差、烧结性能恶化，钒钛矿配比越高，对烧结矿强度和成品率的影响越严重。同时，为了优化高炉炉料结构，降低炼铁成本，高炉降低了球团矿配比。随着球团矿配比下降，烧结矿碱度降低， Si02、Ca0含量下降，造成烧结矿强度和成品率较大下降，粉化率增加，能耗及生产成本上升，这是目前攀钢烧结生产中存在的一个重要问题。因此，研发创新性的提高钒钛烧结矿成品率的烧结强化技术，对合理利用钒钛矿资源、降低生产成本、以及攀钢的生存和发展具有重要的作用。目前国内外少数钢铁企业在高铁低硅普通精矿烧结生产中采用了部分强化技术，但没有对原料结构及相关的配加工艺参数进行优化，故强化效果不甚理想。迄今为止， 提尚尚钦型I凡钦烧结矿成品率有关的专利尚未见报道。
【发明内容】
[0003]本发明克服了现有技术的不足，提供一种提高钒钛烧结矿成品率的烧结方法，以期望可以提尚尚钦型I凡钦烧结矿成品率。
[0004]为解决上述的技术问题，本发明的一种实施方式采用以下技术方案:
[0005]—种提高钒钛烧结矿成品率的烧结方法，包括依次进行的燃料预处理、配料、加水混合、造球、点火烧结、喷洒CaCl2溶液、高炉冶炼，具体包括以下步骤:
[0006](1)将燃料进行预处理，使处理后燃料中粒度大于3mm的颗粒占12%?20%，粒度小于0.25mm的颗粒占10%?15% ;
[0007](2)按质量百分比计，取48%?54%攀精矿、0?12%56钒钛矿、0?3%巴西矿、0? 2.5%毛矿、11 %?16%国高粉、2.8%?8.5%中加粉、2%?4%瓦斯灰、3.7%?6.8%石灰石、5.5 %?6.5 %生石灰;将上述原料和所述预处理后的燃料一起加水配料，生石灰分两次配加且第二次配加的比例占生石灰总质量的25%?75%，所得混合料的含水量为7.4%? 7.5%，混合料中的燃料含量为4.8%?5.0% ;
[0008](3)将混合料造球、布料后点火烧结，点火烧结时料层高度为710?720mm;
[0009](4)烧结完成后，将烧结矿破碎，喷洒浓度为2.0 %?2.5 %的CaCl2溶液。
[0010]含铁原料(攀精矿、56钒钛矿、巴西矿、毛矿、国高粉、中加粉、瓦斯灰)在上述范围内可以保证烧结矿的品位(TFe含量)较高，原料成本较低，并能满足高炉冶炼的需要。如果低铁料(中加粉、瓦斯灰)高于其各自上限值、高铁料(56钒钛矿、巴西矿、毛矿、国高粉)低于其各自的下限值，则烧结矿的品位低，不能满足高炉冶炼的要求;相反地，如果低铁料(中加粉、瓦斯灰)低于其各自的下限值、高铁料(56钒钛矿、巴西矿、国高粉)高于其各自上限值， 虽然烧结矿的品位高，但由于高铁料价格高，必然导致生产成本增加。熔剂(石灰石、生石灰)配比范围值是根据烧结矿的碱度(Ca0/Si02)确定的，其配比过高或过低将导致烧结矿碱度不合格，不能满足高炉冶炼的要求。
[0011]需要说明的是，56钒钛矿:即铁分56%左右的钒钛磁铁精矿，简称56钒钛矿；巴西矿:即巴西产矿粉，简称巴西矿；毛矿:即毛里求斯矿粉，简称毛矿，与巴西矿同为进口富矿粉，铁分较高(TFe为60%?62%左右)。瓦斯灰:即高炉重力除尘灰，由于除尘管道中气流主要为高炉煤气，而高炉煤气为含有C0等有毒易爆气体，故又简称瓦斯灰，即瓦斯气体带出的灰，烧结配加瓦斯灰的目的主要为废物再利用。国高粉:即国内产高品位矿粉，简称国高粉， 铁分较高(TFe为58?60 %左右)。中加粉:即中品位加工矿粉，简称中加粉，铁分中等(TFe为 35?50%左右)。优选地，步骤(2)所述原料是由51.0%?52.0%攀精矿、11.0%?12.0%56 钒钛矿、2.0%?2.5%巴西矿、1.5%?2.0%毛矿、11.0%?16.0%国高粉、2.8%?8.5% 中加粉、2 ? 0%?3 ? 0%瓦斯灰、4.5%?6 ? 5%石灰石、5 ? 5%?6 ? 5%生石灰组成。[〇〇12]控制适宜的燃料粒度有利于燃料在混合料中均匀分布，使燃烧速度与传热速度趋于同步。优选地，所述燃料预处理后，粒度大于3mm的颗粒占13%、15%、17%或19%，粒度小于 0.25mm 的颗粒占 11 %、12%、13%或 14%。
[0013]采用熔剂分加的方式，由于CaO和燃料混合在一起对燃料有催化作用，可加快燃烧速度，另外，小球表面碱度比内部相对提高，可形成局部高碱度，加速Ca2+离子的扩散，有利于表面生成更多的铁酸钙，提高烧结矿强度和成品率。优选地，所述生石灰第二次配加的比例占生石灰总质量的30%、40%、50%或70%。
[0014]由于配加的56钒钛铁精矿的粒度较细且毛细水含量高，适当提高烧结混合料水分含量可以改善混合料的粒度组成，提高料层的透气性，从而提高烧结矿产质量。优选地，所述混合料的含水量为7.42 %、7.45 %、7.5 %或7.55 %。若混合料水分含量低于7.4%，会导致混合料的成球性能下降，料层的透气性变差，烧结矿产、质量及成品率下降；若混合料水分含量高于7.6%，烧结过程中会加厚过湿层，导致料层阻力增大，同时燃料消耗量增加，不利于烧结矿产、质量及成品率。
[0015]若混合料水分含量低于7.4%，会导致混合料的成球性能下降，料层的透气性变差，烧结矿产、质量及成品率下降；若混合料水分含量高于7.6%，烧结过程中会加厚过湿层，导致料层阻力增大，同时燃料消耗量增加，不利于烧结矿产、质量及成品率。优选地，所述料层高度为715_或720_;加水混合后的混合料中的配碳量由5.2%降低到4.8?5.0%， 优选地，所述混合料中的燃料含量为4.85%、4.90%、4.95%或4.98%。混合料中的配碳量过低则不能满足烧结过程中热量的需要，导致液相量生成不足，烧结矿粘结性差、强度低， 烧结矿产质量及成品率低;相反，混合料中的配碳量过高则烧结过程中燃烧带过宽，料层阻力增大，烧结速度下降，同时烧结矿过熔，强度下降，燃料消耗量增加，同样不利于烧结矿产、质量及成品率。
[0016]对烧结矿喷晒CaCl2溶液可以使烧结矿表面的孔隙被CaCl2覆盖，形成复合体膜，从而抑制烧结矿在450?550 °C时六面体的Fe2〇3被还原成立方体的Fe3〇4的转变速度，减弱烧结矿所产生的碎裂粉化作用，降低低温还原粉化率(RD1-3.15)。优选地，所述CaCl2溶液的质量浓度为 1.6%、2.0%、2.4%或2.8%。[〇〇17]更进一步的技术方案是:所述烧结参数为点火负压5.5?6.5kPa，烧结负压12? 13kPa，点火温度1000?1050°C，点火时间2.0?2.5min。
[0018]采用上述提高钒钛烧结矿成品率技术方法可以改善烧结过程，提高Si02含量，弥补碱度下降对烧结的不利影响，生成更多的优质硅酸盐和铁酸钙粘结相，改善烧结矿的矿物组成和结构，从而达到提高烧结矿产、质量和成品率的目的。
[0019]下面对本发明的技术方案进行进一步的说明。
[0020]提高烧结料层，可以延长料层高温保持时间，使矿物结晶更充分，有利于增加烧结液相含量，改善烧结矿矿物组成和结构，提高烧结矿强度和成品率，同时，由于料层自动蓄热作用增强，可以减少配碳量;56钒钛铁精矿Ti02含量较低，配加部分56钒钛铁精矿可以降低烧结矿Ti02含量，改善其成矿性能。由于56钒钛铁精矿粒度较细，毛细水含量高，适当提高烧结混合料水分，可以改善混合料粒度组成，提高料层的透气性，从而提高烧结矿产质量；中加粉Si02含量高，提高中加粉配比可以增加烧结矿中Si02含量，改善烧结矿的矿物组成和结构，提高烧结矿强度和成品率;控制适宜的燃料粒度，有利于燃料在混合料中均匀分布，使燃烧速度与传热速度趋于同步;熔剂分加时CaO和燃料混合在一起，对燃料有催化作用，可加快燃烧速度，另外，小球表面碱度比内部相对提高，可形成局部高碱度，加速Ca2+离子的扩散，有利于表面生成更多的铁酸钙，提高烧结矿强度和成品率；采用烧结矿喷晒 CaCl2溶液的方法，可以使其表面与孔隙为CaCl2所复盖，形成复合体膜，抑制烧结矿在450-550°C时六面体的Fe2〇3还原成立方体Fe3〇4的转变速度，减弱烧结矿所产生的碎裂粉化作用，降低低温还原粉化率(RD1-3.15)。因此，采用上述高钛型钒钛磁铁矿烧结的综合强化技术方法，可以改善烧结过程，提高Si02含量，弥补碱度下降对烧结的不利影响，生成更多的优质硅酸盐和铁酸钙粘结相，改善烧结矿的矿物组成和结构，从而达到提高烧结矿产质量和成品率的目的。
[0021]与现有技术相比，本发明具有以下有益效果:
[0022](1)采用本发明技术后，可改善混合料粒度组成，提高料层的透气性，从而提高烧结矿产质量和成品率。
[0023](2)采用本发明技术后，可改善燃料的粒度组成，使其在烧结混合料中分布更均匀，提高燃料燃烧效率，强化烧结过程，从而提高烧结矿产质量和成品率。
[0024](3)采用本发明技术后，可优化配料结构，改善烧结过程，提高Si02含量，生成更多的优质娃酸盐和铁酸1丐粘结相，从而提尚烧结矿广质量和成品率。
[0025](4)采用本发明技术后，烧结料层自动蓄热作用增强，高温保持时间延长，有利于改善烧结矿的矿物组成和结构，使烧结矿产质量和成品率提高，燃料消耗下降。[〇〇26](5)采用本发明技术后，CaO在混合料中的分布更为合理，有利于生成更多的铁酸钙优质粘结相，从而提高烧结矿的强度和成品率，降低固体燃料消耗。[〇〇27](6)采用本发明技术后，可改善烧结矿低温还原粉化率(RD1-3.15)，有利于提高高炉冶炼的技术经济指标。【具体实施方式】
[0028]为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
[0029]各实施例中原料的比例按质量百分比计量。
[0030]实施例1:[0031 ] 在攀精矿配比51 %、56钒钛矿11.7 %、巴西矿2 %、毛矿1.5 %、国高粉16 %、中加粉 2.8%、瓦斯灰2 %、石灰石6.5 %和生石灰6.5 %的攀钢烧结原料条件下，燃料预处理后大于 3mm粒级为19%，小于0.25mm为14%，生石灰第一次配加比例为70%，第二次配加比例为 30%，加水混合后的混合料中的水分为7.42%，混合料中的燃料为4.98%，将混合料造球、 布料后点火烧结，料层高度为715mm，烧结参数为点火负压6.5kPa，烧结负压12kPa，点火温度1025°C，点火时间2.5min，烧结完成后，向烧结矿喷洒质量浓度为1.6 %的CaCl2溶液。结果表明，与基准期(即不采用本技术的试验期)相比，烧结矿转鼓强度提高0.87%，成品率提高1.85 %，产量提高2.08 %，固体燃料消耗下降1.64Kg/t矿，烧结矿低温还原粉化率 (RDI—3.15)从56.28%降低至丨」17.42%，下降了69.05%。[〇〇32] 实施例2:[〇〇33] 在攀精矿配比52%、56钒钛矿11.5%、巴西矿2.5%、毛矿2.0%、国高粉14.7%、中加粉4.6%、瓦斯灰2.5 %、石灰石4.5 %和生石灰5.7 %的攀钢烧结原料条件下，燃料预处理后大于3mm粒级为17%，小于0.25mm为14%，生石灰第一次配加比例为60%，第二次配加比例为40%，加水混合后的混合料中的水分为7.45 %，混合料中的燃料含量为4.95 %，将混合料造球、布料后点火烧结，料层高度为720mm，烧结参数为点火负压6.5kPa，烧结负压12kPa， 点火温度l〇25°C，点火时间2.5min，烧结完成后，向烧结矿喷洒质量浓度为2.0%的CaCl2溶液。结果表明，与基准期(即不采用本技术的试验期)相比，烧结矿转鼓强度提高1.12%，成品率提高2.26%，产量提高2.38%，固体燃料消耗下降2.19Kg/t矿，烧结矿低温还原粉化率 (RDI—3.15)从56.28% 降低到14.36%，下降了74.48%。[〇〇34] 实施例3:[〇〇35] 在攀精矿配比51.5%、56钒钛矿11.3%、巴西矿2%、毛矿2%、国高粉13.0%、中加粉6.7%、瓦斯灰3%、石灰石5.0%和生石灰5.5%的攀钢烧结原料条件下，燃料预处理后大于3mm粒级为15%，小于0.25mm为12%，生石灰第一次配加比例为50%，第二次配加比例为 50%，加水混合后的混合料中的水分为7.55%，混合料中的燃料含量为4.85%，将混合料造球、布料后点火烧结，料层高度为715mm，烧结参数为点火负压6.5kPa，烧结负压12kPa，点火温度1025 °C，点火时间2.5min，烧结完成后，向烧结矿喷洒质量浓度为2.4%的CaCl2溶液。 结果表明，与基准期(即不采用本技术的试验期)相比，烧结矿转鼓强度提高1.53%，成品率提高2.84%，产量提高2.95 %，固体燃料消耗下降2.76Kg/t矿，烧结矿低温还原粉化率 (RDI—3.15)从56.28%降低至丨」11.32%，下降了79.89%。[〇〇36] 实施例4:[〇〇37] 在攀精矿配比51.9%、56钒钛矿11.0%、巴西矿2.3%、毛矿1.8%、国高粉11.0%、 中加粉8.5%、瓦斯灰2.3%、石灰石4.7%和生石灰6.5%的攀钢烧结原料条件下，燃料预处理后大于3mm粒级为12%，小于0.25mm为10%，生石灰第一次配加比例为30%，第二次配加比例为70 %，加水混合后的混合料中的水分为7.55 %，混合料中的燃料含量为4.80%，将混合料造球、布料后点火烧结，料层高度为720mm，烧结参数为点火负压5.5kPa，烧结负压 13kPa，点火温度1050 °C，点火时间2.0min，烧结完成后，向烧结矿喷洒质量浓度为2.8 %的 CaCl2溶液。结果表明，与基准期(即不采用本技术的试验期)相比，烧结矿转鼓强度提高 1.89%，成品率提高3.21 %，产量提高3.32%，固体燃料消耗下降3.29Kg/t矿，烧结矿低温还原粉化率(RDI—3.15)从56.28%降低到9.84%，下降了82.51 %。[〇〇38]综上所述，本发明通过优化配料结构及烧结工艺参数，综合应用燃料预处理、提高烧结混合料的水分、适当降低烧结混合料的配碳量、提高料层高度、熔剂分加、向烧结矿喷洒CaCl2溶液等处理步骤，较大地改善了混合料粒度组成、燃料燃烧效率、熔剂矿化、烧结热制度、矿物结晶等，从而达到强化烧结过程，提高烧结矿产质量和成品率的目的，使烧结矿成品率、低温还原粉化性能有较大提高且燃料消耗下降。
[0039]尽管这里参照本发明的解释性实施例对本发明进行了描述，但是，应该理解，本领域技术人员可以设计出很多其他的修改和实施方式，这些修改和实施方式将落在本申请公开的原则范围和精神之内。更具体地说，在本申请公开的范围内，可以对主题组合布局的组成部件和/或布局进行多种变型和改进。除了对组成部件和/或布局进行的变型和改进外， 对于本领域技术人员来说，其他的用途也将是明显的。
【主权项】
1.一种提高钒钛烧结矿成品率的烧结方法，其特征在于包括以下步骤:(1)将燃料进行预处理，使处理后燃料中粒度大于3mm的颗粒占12%?20%，粒度小于 0.25mm的颗粒占10%?15% ;(2)按质量百分比计，取48%?54%攀精矿、0?12%56钒钛矿、0?3%巴西矿、0? 2.5%毛矿、11 %?16%国高粉、2.8%?8.5%中加粉、2%?4%瓦斯灰、3.7%?6.8%石灰 石、5.5 %?6.5 %生石灰;将上述原料和所述预处理后的燃料一起加水配料，生石灰分两次 配加且第二次配加的比例占生石灰总质量的25%?75%，所得混合料的含水量为7.4%? 7.5%，混合料中的燃料含量为4.8%?5.0% ;(3)将混合料造球、布料后点火烧结，点火烧结时料层高度为710?720mm;(4)烧结完成后，将烧结矿破碎，喷洒浓度为2.0 %?2.5 %的CaCl2溶液。2.根据权利要求1所述的提高钒钛烧结矿成品率的烧结方法，其特征在于步骤(2)所述 原料是由51.0%?52.0%攀精矿、11.0%?12.0%56钒钛矿、2.0%?2.5%巴西矿、1.5% ?2.0%毛矿、11.0%?16.0%国高粉、2.8%?8.5%中加粉、2.0%?3.0%瓦斯灰、4.5% ?6 ? 5%石灰石、5 ? 5%?6 ? 5%生石灰组成。3.根据权利要求1所述的提高钒钛烧结矿成品率的烧结方法，其特征在于所述燃料预 处理后，粒度大于3mm的颗粒占13%、15%、17%或19%，粒度小于0.25mm的颗粒占11%、 12%、13% 或 14%。4.根据权利要求1所述的提高钒钛烧结矿成品率的烧结方法，其特征在于所述生石灰 第二次配加的比例占生石灰总质量的30%、40%、50%或70%。5.根据权利要求1所述的提高钒钛烧结矿成品率的烧结方法，其特征在于所述混合料 的含水量为7.42%、7.45%、7.5%或7.55%。6.根据权利要求1所述的提高钒钛烧结矿成品率的烧结方法，其特征在于所述混合料 中的燃料含量为4.85%、4.90%、4.95%或4.98%。7.根据权利要求1所述的提高钒钛烧结矿成品率的烧结方法，其特征在于所述料层高 度为 715mm 或 720mm。8.根据权利要求1所述的提高钒钛烧结矿成品率的烧结方法，其特征在于所述CaCl2溶 液的质量浓度为1.6%、2.0%、2.4%或2.8%。9.根据权利要求1所述的提高钒钛烧结矿成品率的烧结方法，其特征在于所述烧结参 数为点火负压5.5?6.5kPa，烧结负压12?13kPa，点火温度1000?1050°C，点火时间2.0? 2.5min〇
【文档编号】C22B1/16GK105969980SQ201610595010
【公开日】2016年9月28日
【申请日】2016年7月26日
【发明人】甘勤, 何木光, 付卫国, 林文康, 蒋大军, 胡鹏
【申请人】攀钢集团攀枝花钢铁研究院有限公司