一种配加含氟磁铁精矿生产的熔剂性球团矿及其制备方法与流程

本发明属于炼铁原料球团矿造块技术,尤其涉及一种配加含氟磁铁精矿生产的熔剂性球团矿及其制备方法，主要是通过种链篦机-回转窑-环冷机工艺生产高镁低硅含氟熔剂性球团矿及其工艺。

背景技术：

在烧结和球团两类制备炼铁炉料的主要方法中，球团法最显著的优点是能耗低、污染小、产品含铁品位高，其中氧化球团工序能耗仅为烧结工序能耗的一半。由于球团的这些优点，发达国家很早就大力发展球团矿的生产，炼铁炉料中球团矿配比逐渐提高，目前有些高炉甚至采用全球团矿入炉炼铁。当球团矿配比提高时，酸性球团矿难以满足高炉炼铁所需的钙、镁等碱性成分。因此，国外在上世纪60年代就开始研究添加白云石、石灰石、镁橄榄石的熔剂性球团，发现熔剂性球团的某些冶金性能优于酸性球团。自上世纪60年代以来欧洲、北美和日本等国家就开始生产和在高炉中应用熔剂性及含镁球团。

我国由于历史的原因，高碱度烧结矿生产规模太大，虽然形成了高碱度烧结矿加酸性球团矿的炉料结构，但球团矿比例至今不足，提高球团矿碱度的空间有限，致使我国熔剂性球团的发展明显落后于其他国家。近年来，在钢铁生产节能减排的压力下，我国球团矿的生产突飞猛进。随着球团矿入炉比例的继续增加，发展熔剂性球团的条件日趋成熟，我国熔剂性球团的发展势在必然。

包钢白云鄂博铁精矿及蒙古精矿sio2含量低，尤其巴润精矿及蒙古精矿可低至1.5％左右，而cao含量和mgo含量较高，这也给基于白云鄂博铁精矿熔剂性球团开发创造了极为有利的原料条件。100％巴润精矿(小选厂)制备的氧化球团的自然碱度为1.2，适宜作为生产熔剂性球团的铁料。资料调研结果表明，国内没有发现同等水平的低sio2含量、高cao、mgo含量的铁矿，包括首钢及重钢开展过熔剂性球团的工业试验，其生产的熔剂性球团矿sio2含量均在4％以上。

技术实现要素：

为了解决上述技术问题，本发明的目的是提供一种配加含氟磁铁精矿生产的熔剂性球团矿，通过合理的原料搭配，并确定了适宜于链篦机-回转窑-环冷机工艺使用含氟磁铁精矿生产熔剂性球团矿的干燥、预热、焙烧及冷却制度，生产的球团矿抗压强度、转鼓强度及冶金性能均可满足高炉需求。

为解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：

一种配加含氟磁铁精矿生产的熔剂性球团矿，其原料按照重量百分比包括：含氟磁铁精矿85％～90％，无氟磁铁精矿10％～15％，膨润土2％，白云石4.5％-6.0％。

进一步的，按照重量百分比计，所述含氟磁铁精矿为90％，所述无氟磁铁精矿为10％，膨润土2％，白云石4.5％-6.0％。

进一步的，所述含氟磁铁精矿的化学成分按照重量百分比包括：tfe为65.5～66.5％，feo为28.5～29.5％，mgo为0.60～0.80％，cao为1.70％～2.40％，al2o3≤0.20％，sio2为0.80％～1.70％，s为0.65～1.05％，f为0.25％～0.35％，k2o≤0.10％，na2o≤0.10％；所述含氟磁铁精矿中粒度≤0.074mm的精矿占所述第一铁精矿总重量的百分比至少为95％。

进一步的，所述无氟磁铁精矿的化学成分按照重量百分比包括tfe为65.0～66.50％，feo为27.0％～29.0％，mgo为0.50％～0.70％，cao为0.60％～0.75％，al2o3为≤0.5％，sio2为4.50％～5.50％，s为0.10％～0.15％，f≤0.05％，k2o≤0.08％，na2o≤0.08％；所述无氟磁铁精矿中粒度≤0.074mm的精矿占所述无氟磁铁精矿总重量的百分比至少为80％。

进一步的，所述膨润土的化学成分按照重量百分比包括sio2为62.0％～65.0％，cao为3.0％～3.5％，mgo为1.0％～2.0％，ig≤11％。

进一步的，所述白云石的化学成分按照重量百分比包括cao为30.0％～33.0％，mgo为19.0％～21.0％，ig≤47％。

一种配加含氟磁铁精矿生产的熔剂性球团矿的制备方法，包括以下步骤：

s1、将所述混合料在φ6m造球盘中造球得到生球，然后将生球通过生球布料装置及筛分装置均匀铺在链篦机上，链篦机生球厚度为190mm～200mm，链篦机的机速为1.95m/min～2.05m/min；

s2、将生球经由链篦机鼓风干燥段及抽风干燥段进行干燥，所述鼓风干燥段的条件：鼓风干燥段风箱温度控制在230℃～250℃，鼓风干燥段风箱压力控制在0.10kpa～0.15kpa，鼓风干燥段烟罩温度控制在50℃～60℃，时间为2.90min～3.10min；所述抽风干燥段的条件：抽风干燥段烟罩温度控制在315℃～340℃，抽风干燥段风箱温度控制在105℃～120℃，抽风干燥段风箱压力控制在-0.90kpa～-1.10kpa，时间为5.90min～6.20min；

s3、将干球经由链篦机预热一段及预热二段进行预热，所述预热一段的条件：预热一段烟罩温度控制在640℃～690℃，预热一段风箱温度控制在160℃～190℃，预热一段风箱压力控制在-0.90kpa～-1.10kpa，时间为2.90min～3.10min；预热二段烟罩温度控制在960℃～1000℃，预热二段风箱温度控制在470℃～500℃，预热二段风箱压力控制在-0.80kpa～-1.00kpa，时间为8.80min～9.20min；

s4、将预热球经由回转窑进行焙烧，所述回转窑焙烧的条件：回转窑速度控制在0.90r/min～0.95r/min，窑尾罩温度控制在820℃～890℃，窑头罩温度控制在1020℃～1090℃，窑内焙烧时间35min～40min，给煤量3.7t/h～3.9t/h；

s5、将所述焙烧球经由环冷机进行冷却再结晶，所述环冷机的工艺条件：环冷机机速控制在0.85m/min～0.90m/min，二次风温度控制在1050℃～1100℃，二次风压力控制在-12kpa～-15kpa，环冷二段废气温度控制在950℃～1010℃，环冷三段废气温度控制在450℃～550℃，冷却时间40min～45min；焙烧球冷却后最终得到成品熔剂性球团矿。

进一步的，所述步骤s1中，所述造球盘工艺控制参数为：生球水分8.0％～8.5％，球盘倾斜角度为45°～45.5°，生球落下强度达到5次/p以上，生球粒度组成控制在11mm-14mm的比例达到95％以上，湿返率控制在20％以内。

进一步的，所述步骤s3中，所述预热球质量控制要求：feo含量＜5.0％，s含量＜0.70％，抗压强度≥550n/p。

进一步的，所述步骤s4中，焙烧球质量控制要求：feo含量＜3.0％，s含量＜0.40％，抗压强度≥1600n/p；所述步骤s5中，所述成品熔剂性球团矿质量控制要求：tfe≥62.5％，feo含量＜0.5％，s含量＜0.15％，mgo含量≥2.0％，sio2含量≤3.0，f含量≤0.30％，ro≥1.0，抗压强度≥2300n/p，转鼓强度≥95％，抗磨指数≤3％。

与现有技术相比，本发明的有益技术效果：

通过本发明实现了配加含氟磁铁精矿生产出质量优良的熔剂性球团矿，用该工艺生产的球团矿抗压强度、转鼓强度及冶金性能均可满足高炉需求；

同时提高球团矿碱度，有效的抑制了高比例含氟磁铁精矿配比条件下球团矿的还原膨胀率，改善还原性，优化高炉炉料结构，该基于含氟磁铁精矿开发熔剂性球团矿，实现其在烧结及球团工艺中合理配置，改善了高炉炉料冶金性能。

下面结合附图对本发明进一步说明。

附图说明

图1为本发明的制备流程图。

具体实施方式

一种配加含氟磁铁精矿生产的熔剂性球团矿，其原料按照重量百分比包括：含氟磁铁精矿85％～90％，无氟磁铁精矿10％～15％，膨润土2％，白云石4.5％-6.0％。

其中所述含氟磁铁精矿的化学成分按照重量百分比包括：tfe为65.5～66.5％，feo为28.5～29.5％，mgo为0.60～0.80％，cao为1.70％～2.40％，al2o3≤0.20％，sio2为0.80％～1.70％，s为0.65～1.05％，f为0.25％～0.35％，k2o≤0.10％，na2o≤0.10％；所述含氟磁铁精矿中粒度≤0.074mm的精矿占所述第一铁精矿总重量的百分比至少为95％。

其中所述无氟磁铁精矿的化学成分按照重量百分比包括tfe为65.0～66.50％，feo为27.0％～29.0％，mgo为0.50％～0.70％，cao为0.60％～0.75％，al2o3为≤0.5％，sio2为4.50％～5.50％，s为0.10％～0.15％，f≤0.05％，k2o≤0.08％，na2o≤0.08％；所述无氟磁铁精矿中粒度≤0.074mm的精矿占所述无氟磁铁精矿总重量的百分比至少为80％。

其中所述膨润土的化学成分按照重量百分比包括sio2为62.0％～65.0％，cao为3.0％～3.5％，mgo为1.0％～2.0％，ig≤11％。

其中所述白云石的化学成分按照重量百分比包括cao为30.0％～33.0％，mgo为19.0％～21.0％，ig≤47％。

如图1所示，一种配加含氟磁铁精矿生产的熔剂性球团矿的制备方法，包括以下步骤：

s1、将所述混合料在φ6m造球盘中造球得到生球，然后将生球通过生球布料装置及筛分装置均匀铺在链篦机上，链篦机生球厚度为190mm～200mm，链篦机的机速为1.95m/min～2.05m/min；

s2、将生球经由链篦机鼓风干燥段及抽风干燥段进行干燥，所述鼓风干燥段的条件：鼓风干燥段风箱温度控制在230℃～250℃，鼓风干燥段风箱压力控制在0.10kpa～0.15kpa，鼓风干燥段烟罩温度控制在50℃～60℃，时间为2.90min～3.10min；所述抽风干燥段的条件：抽风干燥段烟罩温度控制在315℃～340℃，抽风干燥段风箱温度控制在105℃～120℃，抽风干燥段风箱压力控制在-0.90kpa～-1.10kpa，时间为5.90min～6.20min；

s3、将干球经由链篦机预热一段及预热二段进行预热，所述预热一段的条件：预热一段烟罩温度控制在640℃～690℃，预热一段风箱温度控制在160℃～190℃，预热一段风箱压力控制在-0.90kpa～-1.10kpa，时间为2.90min～3.10min；预热二段烟罩温度控制在960℃～1000℃，预热二段风箱温度控制在470℃～500℃，预热二段风箱压力控制在-0.80kpa～-1.00kpa，时间为8.80min～9.20min；

s4、将预热球经由回转窑进行焙烧，所述回转窑焙烧的条件：回转窑速度控制在0.90r/min～0.95r/min，窑尾罩温度控制在820℃～890℃，窑头罩温度控制在1020℃～1090℃，窑内焙烧时间35min～40min，给煤量3.7t/h～3.9t/h；

s5、将所述焙烧球经由环冷机进行冷却再结晶，所述环冷机的工艺条件：环冷机机速控制在0.85m/min～0.90m/min，二次风温度控制在1050℃～1100℃，二次风压力控制在-12kpa～-15kpa，环冷二段废气温度控制在950℃～1010℃，环冷三段废气温度控制在450℃～550℃，冷却时间40min～45min；焙烧球冷却后最终得到成品熔剂性球团矿。

其中所述步骤s1中，所述造球盘工艺控制参数为：生球水分8.0％～8.5％，球盘倾斜角度为45°～45.5°，生球落下强度达到5次/p以上，生球粒度组成控制在11mm-14mm的比例达到95％以上，湿返率控制在20％以内。

其中所述步骤s3中，所述预热球质量控制要求：feo含量＜5.0％，s含量＜0.70％，抗压强度≥550n/p。

其中所述步骤s4中，焙烧球质量控制要求：feo含量＜3.0％，s含量＜0.40％，抗压强度≥1600n/p；所述步骤s5中，所述成品熔剂性球团矿质量控制要求：tfe≥62.5％，feo含量＜0.5％，s含量＜0.15％，mgo含量≥2.0％，sio2含量≤3.0，f含量≤0.30％，ro≥1.0，抗压强度≥2300n/p，转鼓强度≥95％，抗磨指数≤3％。

实施例

各实施例中利用链篦机-回转窑-环冷机工艺生产低硅高镁含氟熔剂性球团矿、原料成分、原料配置、工艺参数、成品球成分、成品球相关性能分别见表1-7。

表1各实施例原料化学成分及粒度统计

由表1可知：

各实施例中所用铁料品种较为单一，粒度细，成分稳定性好，有利于改善造球过程。

表2各实施例原料配比统计

表3各实施例生球质量数据统计

由表3可知：

(1)项目实施期间，通过采取在原有混匀设施基础上增配混合轮的技术措施改善了原料混合的均匀程度；通过采取将55％小巴润过再磨的技术措施，改善了生球质量，稳定了生球水分；通过采取精确调整辊筛间距的措施，保证了成品球具有了良好的粒度组成，工业试验期间，生球水分控制稳定，生球性能良好，球团粒度组成良好。

(2)配加白云石后生球水分无明显变化，且因混合料粒度较细，膨润土配比呈下降趋势，最低降到1.9％。

(3)项目实施期间，生球产、质量均提高，造球过程稳定性明显改善，湿返率明显降低，能稳定维持在20％的水平，可满足链篦机-回转窑-环冷机球团生产要求。这也证明将自产的细粒精矿用于球团生产对改善造球过程及球团质量极为有利。

表4各实施例主要工艺参数统计

由表4可知：

(1)项目实施期间，将鼓干段风箱温度提高了20℃，以保证球团充分干燥，减少爆裂，将预热二段温度提高10℃，以保证白云石充分分解。其他工艺参数无明显变化。

(2)项目实施期间，没有发生窑头掉块现象及严重的回转窑结圈现象，焙烧气氛较为清亮，这说明生产该种熔剂性球团不会大幅缩短回转窑结圈周期。

(3)项目实施期间，窑内喷煤量由生产酸性球团的19.5kg/t上升到22.7kg/t，提高约16.7％，说明生产高品质熔剂性球团热量需求提升，这主要因为配加白云石以后，在预热段分解大量吸热，同时在焙烧段形成铁酸钙、铁酸镁矿物也需大量吸热所致。工业试验后期煤耗有所上升，主要是由于窑尾铲料板挂块，链篦机回热不足，适当增加了喷煤量。

(4)项目实施期间，各环冷风机风量及压力均较为稳定，环冷机内没有发生板结现象，也没有发现成品球冷却不透下红料的现象，这说明生产该种熔剂性球团对环冷工艺的影响不大。

表5各实施例成品球化学成分统计

从表5分析可以看出：

(1)项目实施期间，成品球化学成分稳定范围：成品球tfe为62.5％左右，cao含量为3.5-3.8％，sio2含量为2.8-3.1％，f含量为0.20％-0.30％，自由碱度基本维持在1.10±0.5。

(2)项目实施期间，成品球品位提高0.35个百分点，sio2含量降低2.76个百分点，s含量升高0.08个百分点，mgo含量升高1.5个百分点(理论测算)，cao含量升高2.23个百分点。

表6各实施例成品球冷态强度及还原性能统计

由表6可知：

(1)抗压强度：发明实施期间成品球抗压强度均均值达到2450n/p。

(2)转鼓强度：发明实施期间成品球转鼓强度均值达到96.41％。

(3)还原膨胀率：发明实施期间，球团还原膨胀率均满足生产要求。试验期还原膨胀率比基准期稍高，但均在20％以内，还原性大幅提高，由酸性球团的40％提高到55％，提高约15个百分点。

(4)熔剂性球团还原粉化率(＞3.15mm，％)为92.2％，与酸性球团基本相当。

(5)从产量来看，发明实施期间均值产量较高，说明发明实施期间所设原料配比有利于提产。

表7工业试验期间烟气净化主要指标情况统计

由表7可知：发明实施期间，没有发生烟气超标排放情况，符合环保要求。

以上所述的实施例仅是对本发明的优选方式进行描述，并非对本发明的范围进行限定，在不脱离本发明设计精神的前提下，本领域普通技术人员对本发明的技术方案做出的各种变形和改进，均应落入本发明权利要求书确定的保护范围内。