本发明涉及冶金球团制备领域，具体涉及一种不锈钢冶炼用氧化球团的制备方法。
背景技术：
近年来，我国不锈钢的产量和消费量增长迅速，其中，镍铬系不锈钢的产量占不锈钢总产量的60wt％以上(wt％为质量百分数)。镍和铬作为生产不锈钢的主要合金元素，我国每年都需要大量的铬铁和镍铁。然而，随着全球矿产资源的劣质化，铬铁和含镍材料的生产成本不断升高，从而增加了不锈钢的生产成本。
为保证不锈钢具有较好的耐腐蚀性，不锈钢中必须含有16wt％以上的铬和8wt％以上的镍。全球约有63wt％的镍用于生产不锈钢，导致不锈钢行业对镍消费的影响居首位。目前，能够供给人类开发利用的镍资源只有硫化镍矿和红土镍矿。其中，大约30wt％为硫化镍矿、70wt％为红土镍矿，而硫化镍矿提供了全部镍金属产量的60wt％。红土镍矿的储量虽然很大，但是由于技术和经济的限制，许多红土镍矿还没有得到大规模的开发。
用于处理红土镍矿的火法工艺中，采用的最主要的工艺为还原熔炼镍铁工艺。该工艺中，反应器包括电炉和鼓风炉。其它的火法工艺还包括克虏伯流程、回转窑-电炉熔炼、炉外还原冶炼镍铁等工艺。但是，这些工艺都需要保证红土镍矿为块矿或烧结矿，并且具有较高的品位。国内部分企业采用高炉冶炼制备含镍铁水的方法来利用红土镍矿，但是高炉炉料主要通过烧结制备。由于红土镍矿的含水量较高，在烧结过程中，其中的水分会大量脱除，导致红土镍矿的体积收缩较大，料层中易形成通道，气体分布不均，进而影响烧结效果。同时，水分的脱除造成烧结矿内部的孔洞增多，烧结矿的强度低，烧结机的产量低，影响高炉的顺行和高产。并且，由于红土镍矿中结晶水的含量较高，自身的粘性强，单独使用红土镍矿造球时难度大、效率低、球团强度差。目前，世界上还没有将红土镍矿制备成球团用于高炉冶炼镍铁的成功案例。
目前，世界上铬铁矿的开采量约为2000万吨/年。其中，粒径小于8mm的粉矿约占80wt％。由于铬铁矿粉矿的价格比铬铁矿块矿的价格低，因此很多不锈钢生产企业都希望能够有效利用铬铁矿粉矿来冶炼生产不锈钢，以降低生产成本。但是，在冶炼过程中，铬铁矿粉矿过多时会使炉中物料的透气性变差，炉况恶化。从而严重影响各项技术经济指标，导致成品率降低，造成严重的损失。
铬铁矿粉矿主要的利用途径是进行烧结造块，其中一部分可用于制备氧化球团。但是，由于铬铁矿的水润性较差，单独采用铬铁矿粉矿时难以制粒成球，对烧结和球团的焙烧效果都会产生负面影响。并且，铬尖晶石的熔点较高，铬铁矿在较高的温度时才会生成液相。这些因素都增加了铬铁矿粉矿烧结和球团焙烧的技术难度，铬铁矿粉矿在焙烧时，需要添加绿泥石、石英石、蛇纹石、镁砂等大量的溶剂，并相应的提高配碳量来增加液相量，从而提升烧结的效果。但是，这种方式中碳的消耗量较大，能耗较高，添加的大量溶剂导致后续不锈钢冶炼工序中炉渣的种类和排放量增加，使得不锈钢生产企业面临巨大的节能减排压力。同时，虽然铬铁矿粉矿的价格较低，但是铬铁矿粉矿烧结过程所额外增加的溶剂和配碳量的成本较高，导致其原料成本的优势难以在不锈钢生产整体成本中得到明显的体现，难以达到有效提升市场竞争力的目的。
技术实现要素：
鉴于现有技术中存在的缺点和不足，本发明提供了一种不锈钢冶炼用氧化球团的制备方法。本发明制备的不锈钢冶炼用氧化球团，抗压强度高、焙烧温度区间大、还原性好。
本发明提供了一种不锈钢冶炼用氧化球团的制备方法，包括步骤:
a、将红土镍矿、铬铁矿粉矿、添加剂按照质量配比为44％～70％：30％～50％：0％～6％混合均匀，得到混合料，其中，红土镍矿的含水量为8～16wt％，铬铁矿粉矿的含水量≤5wt％；
b、将所述混合料造球，得到生球；
c、所述生球经干燥、预热、焙烧，得到不锈钢冶炼用氧化球团。
上述不锈钢冶炼用氧化球团的制备方法中，在步骤a之前还包括：将红土镍矿原料、铬铁矿粉矿原料研磨至粒径≤0.074mm的颗粒的质量含量≥80％，分别得到所述红土镍矿和所述铬铁矿粉矿。
优选的，所述添加剂由硅石、石灰石、菱镁石组成，其中，各组分的质量配比为：硅石：石灰石：菱镁石＝50％～60％：20％～30％：10％～20％。
优选的，步骤b中，所述造球过程选用圆盘造球机或圆筒造球机。
优选的，所述生球的粒度为8～16mm，含水量为10～12wt％。
进一步的，所述生球的落下强度≥4次/(0.5m)。
优选的，步骤c中，生球的干燥、预热、焙烧过程选用链篦机-回转窑或带式焙烧机。
优选的，所述干燥过程中，控制干燥温度为200～400℃，干燥时间为6～12min。
优选的，所述预热过程中，控制预热温度为900～1100℃，预热时间为10～16min。
优选的，，所述焙烧过程中，控制焙烧温度为1200～1300℃，焙烧时间为12～18min。
本发明选用来源广泛、价格低廉的红土镍矿和铬铁矿粉矿作为主要原料，来生产不锈钢冶炼用氧化球团，大大降低了不锈钢的冶炼成本。相比于常规的制备工艺中，将镍铁合金和铬铁合金的处理分别作为两个独立的工艺而言，本发明的制备方法工艺流程短、成本低、能耗低。
本发明分别利用红土镍矿和铬铁矿粉矿各自的特点，将红土镍矿和铬铁矿粉矿按照一定的比例混合、造球、焙烧，制备不锈钢冶炼用氧化球团，能够实现二者的优势互补，改善氧化球团的技术经济指标。通过本发明的方法制备的不锈钢冶炼用氧化球团，其抗压强度达到了2186n/个以上，与单独采用红土镍矿或铬铁矿粉矿制备的烧结矿、球团矿相比，具有更高的强度，更易于工业化生产的热工制度，为不锈钢冶炼提供优质的氧化球团炉料。
附图说明
图1为本发明中不锈钢冶炼用氧化球团的制备方法流程示意图。
具体实施方式
以下结合附图和实施例，对本发明的具体实施方式进行更加详细的说明，以便能够更好地理解本发明的方案以及其各个方面的优点。然而，以下描述的具体实施方式和实施例仅是说明的目的，而不是对本发明的限制。
由图1所示，本发明提供的不锈钢冶炼用氧化球团的制备方法，是通过如下技术方案实现的：
(1)制备混合料
将红土镍矿原料烘干至含水量为8～16wt％。将铬铁矿粉矿原料烘干至含水量≤5wt％。本发明中，还包括步骤：分别对红土镍矿原料、铬铁矿粉矿原料进行研磨，直至得到的颗粒中，粒径≤0.074mm的颗粒的质量含量≥80％，分别得到红土镍矿和铬铁矿粉矿。然后，将红土镍矿、铬铁矿粉矿、添加剂按照质量配比为44％～70％：30％～50％：0％～6％混合均匀，得到混合料。本发明的混合过程中，选用润磨机对物料进行润磨混匀，得到混合料。
本发明中的添加剂由硅石、石灰石、菱镁石组成。其中，添加剂中，各组分的质量配比为：硅石：石灰石：菱镁石＝50％～60％：20％～30％：10％～20％。
(2)制备生球
上述步骤得到的混合料进行造球处理，并控制造球时间为12～20分钟，得到生球。本发明中，造球处理过程选用圆盘造球机或圆筒造球机。并且，控制得到的生球的粒度为8～16mm，含水量为10～12wt％。
本发明得到的生球的落下强度≥4次/(0.5m)，以满足生球生产过程中的倒运要求，该处测定的是生球从0.5m的高度落下时的结果。
(3)制备不锈钢冶炼用氧化球团
上述步骤得到的生球经干燥、预热、焙烧处理之后，得到不锈钢冶炼用氧化球团。其中，该步骤中的干燥、预热、焙烧处理过程，选用的是链篦机-回转窑或带式焙烧机。
本发明的生球干燥过程中，控制干燥温度为200～400℃，干燥时间为6～12min。进一步的，预热过程中，控制预热温度为900～1100℃，预热时间为10～16min。更进一步的，焙烧过程中，控制焙烧温度为1200～1300℃，焙烧时间为12～18min。
本发明选用来源广泛、价格低廉的红土镍矿和铬铁矿粉矿为原料，用来制备不锈钢冶炼用氧化球团。其中，铬铁矿粉矿中的孔隙较少、强度高，在生球中能够充当“骨架”的作用，用来削弱生球焙烧过程中红土镍矿的体积收缩现象，从而提高不锈钢冶炼用氧化球团的质量。同时，红土镍矿具有亲水性好、容易产生液相的特点，可以有效改善铬铁矿粉矿难成球、液相产生不足的问题。红土镍矿和铬铁矿粉矿按照一定的比例混合后，进行造球、焙烧等处理，能够实现两者的优势互补，提升生球的技术经济指标，为冶炼制备不锈钢提供优质的氧化球团炉料。
实施例1
(1)将红土镍矿原料烘干至含水量为13wt％，将铬铁矿粉矿原料烘干至含水量为3wt％，并将红土镍矿原料、铬铁矿粉矿原料分别研磨至粒径≤0.074mm的颗粒的质量含量为84.2％，得到红土镍矿和铬铁矿粉矿。
将红土镍矿、铬铁矿粉矿按照55％：45％的质量配比配料，采用润磨机润磨混匀，得到混合料。
(2)采用圆盘造球机将混合料造球，得到粒度为8～10mm、含水量为11.2wt％的生球。
(3)采用链篦机-回转窑对生球进行处理，分别在200℃的温度下干燥8min、在950℃的温度下预热12min、在1250℃的温度下焙烧15min，得到不锈钢冶炼用氧化球团。
本实施例制备的不锈钢冶炼用氧化球团的抗压强度为2186n/个。
实施例2
(1)将红土镍矿原料烘干至含水量为8wt％，将铬铁矿粉矿原料烘干至含水量为4wt％，并将红土镍矿原料、铬铁矿粉矿原料分别研磨至粒径≤0.074mm的颗粒的质量含量为83.5％，得到红土镍矿和铬铁矿粉矿。
将红土镍矿、铬铁矿粉矿、添加剂按照44％：50％：6％的质量配比配料，采用润磨机润磨混匀，得到混合料。
其中，添加剂的组成为(按质量计)：硅石：石灰石：菱镁石＝50％：30％：20％。
(2)采用圆筒造球机将混合料造球，得到粒度为10～12mm、含水量为10.8wt％的生球。
(3)采用带式焙烧机对生球进行处理，分别在300℃的温度下干燥12min、在900℃的温度下预热16min、在1200℃的温度下焙烧18min，得到不锈钢冶炼用氧化球团。
本实施例制备的不锈钢冶炼用氧化球团的抗压强度为2989n/个。
实施例3
(1)将红土镍矿原料烘干至含水量为16wt％，将铬铁矿粉矿原料烘干至含水量为2wt％，并将红土镍矿原料、铬铁矿粉矿原料分别研磨至粒径≤0.074mm的颗粒的质量含量为82.7％，得到红土镍矿和铬铁矿粉矿。
将红土镍矿、铬铁矿粉矿、添加剂按照65％：30％：5％的质量配比配料，采用润磨机润磨混匀，得到混合料。
其中，添加剂的组成为(按质量计)：硅石：石灰石：菱镁石＝60％：30％：10％。
(2)采用圆筒造球机将混合料造球，得到粒度为12～16mm、含水量为11.8wt％的生球。
(3)采用带式焙烧机对生球进行处理，分别在400℃的温度下干燥6min、在1100℃的温度下预热10min、在1300℃的温度下焙烧12min，得到不锈钢冶炼用氧化球团。
本实施例制备的不锈钢冶炼用氧化球团的抗压强度为2736n/个。
最后应说明的是：显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明本发明所作的举例，而并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引申出的显而易见的变化或变动仍处于本发明的保护范围之中。