一种制备烧结铬铁矿的系统及方法与流程

本发明属于铁合金冶炼技术领域，具体地，涉及一种制备烧结铬铁矿的系统及方法。

背景技术：

铬铁矿是铁合金生产高碳铬铁的重要原料，其中大部分是粉料。铬铁冶炼时若直接用铬铁粉矿会使电炉透气性变差，恶化炉况、增加能耗，不利于电炉的安全运行，因而必须对铬铁矿粉进行预处理。目前主要的铬铁矿粉烧结方法有直接烧结法和球团焙烧法。

烧结法的原料不需要细磨处理，所得铬铁矿烧结产品疏松多孔，表面积大，反应性能好，工艺比较成熟；但由于铬铁矿熔点高，难形成低熔点的液相，铬铁矿粉粒度细，恶化料层的透气性，使得烧结法产量低，返矿率高，能耗高的缺点。

现有的球团焙烧法是将铬铁矿粉和煤粉(或焦粉)干燥、混合研磨、混料、然后外加膨润土和水造球，最后进行干燥和焙烧获得还原(氧化)球团，但要求将铬铁矿粉研磨至粒度小于0.074mm的质量分数80％，工艺需要大型研磨设备，能耗大，工艺流程复杂，投资较大。

技术实现要素：

针对现有技术的不足，本发明旨在提供一种工艺流程简单、能耗低、烧结效果好的铬铁矿粉的烧结系统及烧结方法。

本发明提供的制备烧结铬铁矿的系统，包括：

混料装置，具有铬铁矿粉入口、石灰石入口、硅石入口、高挥发性煤入口和混合粉出口；

压块装置，具有混合粉入口和球团出口，所述混合粉入口与所述混料装置的混合粉出口相连；

裹粉装置，具有球团入口、低挥发性煤入口和裹粉球团出口，所述球团入口与所述压块装置的球团出口相连；

烧结装置，具有裹粉球团入口和烧结球团出口，所述裹粉球团入口与所述裹粉装置的裹粉球团出口相连；

破碎装置，具有烧结球团入口和碎矿出口，所述烧结球团入口与所述烧结装置的烧结球团出口相连；

筛分装置，具有碎矿入口和成品烧结矿出口，所述碎矿入口与所述破碎装置的碎矿出口相连。

优选地，所述混料装置为卧式滚筒混料机，所述压块装置为对辊压球机，所述裹粉装置为圆盘造球机，所述烧结装置为抽风式烧结机。

本发明提供的利用上述系统制备烧结铬铁矿的方法，包括如下步骤：

将铬铁矿粉、石灰石、硅石和高挥发性煤送入所述混料装置中混合均匀，获得混合粉；

将所述混合粉送入所述压块装置中进行压块，获得球团；

将所述球团送入所述裹粉装置中，在所述球团表面均匀裹覆一层低挥发性煤，获得裹粉球团；

将所述裹粉球团送入所述烧结装置中进行烧结，获得烧结球团；

将所述烧结球团冷却后破碎、筛分，得到成品烧结矿。

优选地，所述铬铁矿粉、所述石灰石、所述硅石、所述高挥发性煤的质量比为1：(0.05～0.15)：(0.05～0.15)：(0.05～0.10)。

优选地，所述铬铁矿粉中cr2o3的含量≥40wt％、mgo的含量≤8wt％，cr2o3与feo的质量比≥2.2。

优选地，所述石灰石中caco3的含量≥90wt％，所述硅石中sio2的含量≥90wt％。

优选地，烧结的点火温度为1000～1300℃。

优选地，所述高挥发性煤中c的含量≥50wt％，挥发分含量≥40wt％，平均粒径≤1mm。

优选地，所述低挥发性煤中c的含量≥80wt％，挥发分含量≤10wt％，平均粒径≤0.5mm。

本发明通过将铬铁矿粉、石灰石、硅石和高挥发性煤混匀压球，将球团外面裹一层低挥发性煤烧结，烧结后进行冷却、破碎、筛分获得成品烧结矿，所得烧结矿还原性好，强度高，且具有烧结温度低，能耗低等优点。

本发明中，石灰石和硅石形成低熔点物质提供固结液相，强度高，降低烧结温度；烧结过程中石灰石释放co2、高挥发性煤释放挥发性物质，使烧结矿疏松多孔，挥发性物质促进烧结矿预还原，提高其还原性好，低挥发性煤提供烧结燃料，保证烧结温度和还原性气氛，促进烧结矿预还原，降低后续冶炼能耗。

附图说明

图1为本发明实施例中的制备烧结铬铁矿的系统的结构示意图。

图2为本发明实施例中的一种制备烧结铬铁矿的工艺流程图。

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。本发明中wt％指的是质量百分含量。

如图1所示，本发明提供的制备烧结铬铁矿的系统包括混料装置1、压块装置2、裹粉装置3、烧结装置4、破碎装置5和筛分装置6。

混料装置1用于混合铬铁矿粉、石灰石、硅石和高挥发性煤。混料装置1具有铬铁矿粉入口、石灰石入口、硅石入口、高挥发性煤入口和混合粉出口。在本发明优选的实施例中，混料装置1为卧式滚筒混料机。

压块装置2用于将混料装置1制备出的混合粉压制成球团。压块装置2具有混合粉入口和球团出口，混合粉入口与混料装置1的混合粉出口相连。在本发明优选的实施例中，压块装置2为对辊压球机。

裹粉装置3用于在球团表面均匀裹覆一层低挥发性煤。裹粉装置3具有球团入口、低挥发性煤入口和裹粉球团出口，球团入口与压块装置2的球团出口相连。在本发明优选的实施例中，裹粉装置3为圆盘造球机。

烧结装置4用于制备烧结球团。烧结装置4具有裹粉球团入口和烧结球团出口，裹粉球团入口与裹粉装置3的裹粉球团出口相连。在本发明优选的实施例中，烧结装置4为抽风式烧结机。

烧结后的球团经过冷却后在破碎装置5中进行破碎，再在筛分装置6中筛选出大小合适的成品烧结矿。

破碎装置5具有烧结球团入口和碎矿出口，烧结球团入口与烧结装置4的烧结球团出口相连。筛分装置6具有碎矿入口和成品烧结矿出口，碎矿入口与破碎装置5的碎矿出口相连。

本发明通过将铬铁矿粉、石灰石、硅石和高挥发性煤混匀压球，将球团外面裹一层低挥发性煤烧结，烧结后进行冷却、破碎、筛分获得成品烧结矿，所得烧结矿还原性好，强度高，且具有烧结温度低，能耗低等优点。

如图2所示，本发明提供的利用上述系统制备烧结铬铁矿的方法，包括如下步骤：

将铬铁矿粉、石灰石、硅石和高挥发性煤送入混料装置1中混合均匀，获得混合粉；

将混合粉送入压块装置2中进行压块，获得球团；

将球团送入裹粉装置3中，在球团表面均匀裹覆一层低挥发性煤，获得裹粉球团；

将裹粉球团送入烧结装置4中进行烧结，获得烧结球团；

将烧结球团依次送入破碎装置5和筛分装置6中冷却后破碎、筛分，得到成品烧结矿。

石灰石和硅石形成低熔点物质提供固结液相，强度高，降低烧结温度；烧结过程中石灰石释放co2、高挥发性煤释放挥发性物质，使烧结矿疏松多孔，挥发性物质促进烧结矿预还原，提高其还原性好，低挥发性煤提供烧结燃料，保证烧结温度和还原性气氛，促进烧结矿预还原，降低后续冶炼能耗。

在本发明优选的实施例中，铬铁矿粉、石灰石、硅石、高挥发性煤的质量比为1：(0.05～0.15)：(0.05～0.15)：(0.05～0.10)。

铬铁矿粉中cr2o3的含量越高、mgo的含量越低、cr2o3与feo的质量比(cr2o3/feo)越大，制得的烧结球团质量越好。在本发明优选的实施例中，铬铁矿粉中cr2o3≥40wt％，mgo的含量≤8wt％，cr2o3/feo≥2.2。

石灰石中caco3的质量百分含量、硅石中sio2的质量百分含量越高，制得的烧结球团质量越好。在本发明优选的实施例中石灰石中caco3≥90％、硅石中sio2≥90wt％。

烧结的点火温度太低，烧结效果不好；温度太高，浪费能源。在本发明优选的实施例中，烧结的点火温度为1000℃～1300℃。

铬铁矿粉、石灰石、硅石、高挥发性煤、低挥发性煤越细，制得的球团的烧结效果越好，但会提高工艺成本，降低生产效率。在本发明优选的实施例中，铬铁矿粉、石灰石、硅石、高挥发性煤的粒径≤1mm，低挥发性煤的粒径≤0.5mm。

烧结装置中料层的高度太低，浪费空间；高度太大，影响烧结效果。在本发明优选的实施例中，烧结装置中料层的高度为400mm～800mm。

球团的直径一定的粒度范围才能保证铺设料层厚度空隙大小合适，烧结效果佳。在本发明优选的实施例中，球团的直径为20mm～50mm。

高挥发性煤中挥发份的含量越多，在烧结时更容易使球团疏松多孔。在本发明优选的实施例中，高挥发性煤中c的含量≥50wt％，挥发分含量≥40wt％。

本发明中，低挥发性煤作为燃料煤和预还原碳源使用，因此含c量越高、挥发分含量越低越好。在本发明优选的实施例中，低挥发性煤中c的含量≥80wt％，挥发分含量≤10wt％。

下面参考具体实施例，对本发明进行说明。下述实施例中所取工艺条件数值均为示例性的，其可取数值范围如前述发明内容中所示。下述实施例所用的检测方法均为本行业常规的检测方法。

实施例1

采用图1所示的系统及图2所示的工艺流程制备烧结铬铁矿，具体如下：

准备铬铁矿、石灰石、硅石、高挥发性煤和低挥发性煤。所用的铬铁矿中cr2o3的含量为42.5wt％，cr2o3/feo＝2.4，mgo的含量为6.5wt％；石灰石中caco3的含量为92.3wt％，硅石中sio2的含量为97.5wt％；高挥发性煤中c的含量为51.5wt％，挥发分含量为41.3wt％；低挥发性煤中c的含量为82.4wt％，挥发分含量为7.2wt％。

分别将铬铁矿、石灰石、硅石、高挥发性煤破碎至1mm以下，将低挥发性煤破碎至粒径小于0.4mm。

按照铬铁矿粉、石灰石、硅石、高挥发性煤的质量比为1:0.05:0.05:0.05比例在混料装置1混匀后在压块装置2中压块，球团粒度为20mm。

按照球团、低挥发性煤的质量比为1:0.01比例，在裹粉装置3中将球团表面裹一层低挥发性煤，获得裹粉球团。

将裹粉球团送入烧结装置4中进行烧结，获得烧结球团。烧结装置4中料层的高度为400mm。烧结的点火温度为1000℃。

将烧结球团依次送入破碎装置5和筛分装置6中冷却后破碎、筛分，选取粒度为20mm的成品烧结矿。

烧结矿的转鼓强度为87.25％，还原膨胀率为6.33％，还原粉化率rdi+3.15大于91％。

实施例2

采用图1所示的系统及图2所示的工艺流程制备烧结铬铁矿，具体如下：

准备铬铁矿、石灰石、硅石、高挥发性煤和低挥发性煤。所用的铬铁矿中cr2o3的含量为45.8wt％，cr2o3/feo＝2.3，mgo的含量为5.8wt％；石灰石中caco3的含量为91.5wt％，硅石中sio2的含量为91.3wt％；高挥发性煤中c的含量为52.3wt％，挥发分含量为43.5wt％；低挥发性煤中c的含量为82.5wt％，挥发分含量为7.6wt％。

分别将铬铁矿、石灰石、硅石、高挥发性煤破碎至1mm以下，将低挥发性煤破碎至粒径小于0.4mm。

按照铬铁矿粉、石灰石、硅石、高挥发性煤的质量比为1:0.15:0.1:0.07比例在混料装置1混匀后在压块装置2中压块，球团粒度为30mm。

按照球团、低挥发性煤的质量比为1:0.02比例，在裹粉装置3中将球团表面裹一层低挥发性煤，获得裹粉球团。

将裹粉球团送入烧结装置4中进行烧结，获得烧结球团。烧结装置4中料层的高度为800mm。烧结的点火温度为1300℃。

将烧结球团依次送入破碎装置5和筛分装置6中冷却后破碎、筛分，选取粒度为30mm的成品烧结矿。

烧结矿的转鼓强度为87.13％，还原膨胀率为6.83％，还原粉化率rdi+3.15大于92％。

实施例3

采用图1所示的系统及图2所示的工艺流程制备烧结铬铁矿，具体如下：

准备铬铁矿、石灰石、硅石、高挥发性煤和低挥发性煤。所用的铬铁矿中cr2o3的含量为46.3wt％，cr2o3/feo＝2.2，mgo的含量为6.1wt％；石灰石中caco3的含量为92.8wt％，硅石中sio2的含量为96.5wt％；高挥发性煤中c的含量为54.3wt％，挥发分含量为42.6wt％；低挥发性煤中c的含量为84.5wt％，挥发分含量为8.5wt％。

分别将铬铁矿、石灰石、硅石、高挥发性煤破碎至1mm以下，将低挥发性煤破碎至粒径小于0.4mm。

按照铬铁矿粉、石灰石、硅石、高挥发性煤的质量比为1:0.1:0.15:0.1比例在混料装置1混匀后在压块装置2中压块，球团粒度为20mm。

按照球团、低挥发性煤的质量比为1:0.02比例，在裹粉装置3中将球团表面裹一层低挥发性煤，获得裹粉球团。

将裹粉球团送入烧结装置4中进行烧结，获得烧结球团。烧结装置4中料层的高度为600mm。烧结的点火温度为1200℃。

将烧结球团依次送入破碎装置5和筛分装置6中冷却后破碎、筛分，选取粒度为20mm的成品烧结矿。

烧结矿的转鼓强度为88.31％，还原膨胀率为6.85％，还原粉化率rdi+3.15大于93％。

从上述实施例可知，本发明的工艺简单，能耗小，成本低，制得的烧结矿质量好。

综上，本发明通过将铬铁矿粉、石灰石、硅石和高挥发性煤混匀压球，将球团外面裹一层低挥发性煤烧结，烧结后进行冷却、破碎、筛分获得成品烧结矿，所得烧结矿还原性好，强度高，且具有烧结温度低，能耗低等优点。

本发明中，石灰石和硅石形成低熔点物质提供固结液相，强度高，降低烧结温度；烧结过程中石灰石释放co2、高挥发性煤释放挥发性物质，使烧结矿疏松多孔，挥发性物质促进烧结矿预还原，提高其还原性好，低挥发性煤提供烧结燃料，保证烧结温度和还原性气氛，促进烧结矿预还原，降低后续冶炼能耗。

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。