用于COREX熔融还原炼铁工艺的高质量烧结矿及其制备方法技术

本发明专利技术提供了一种用于COREX熔融还原炼铁工艺的烧结矿及其制备方法，从铁精矿总量中分流出30‑50％的铁精矿与4‑7％的熔剂1及1.0‑1.5％的固体燃料进行配料，混合均匀后制成熔剂性内配碳生球团；将分流后剩余铁精矿与含铁杂料、返矿、熔剂2以及固体燃料进行配料，混合均匀后得到混合料；再将所得生球团与混合料进行混合制粒、布料、点火、烧结、冷却、破碎和筛分，得到烧结矿和返矿。由上述方法制得的烧结矿在碱度为1.8时能满足COREX竖炉对烧结矿低温还原粉化值RDI+6.3≥50％的要求，且烧结矿入炉质量比可大于50％，能有效降低炼铁炉料的成本。

High-quality sinter used in COREX smelting reduction ironmaking process and its preparation method

The invention provides a sinter for COREX smelting reduction iron-making process and a preparation method thereof. 30 50% iron concentrate and 4 7% flux 1 and 1.0 1.5% solid fuel are separated from the total amount of iron concentrate for proportioning, and the mixture is evenly made into carbon-containing green pellets in flux, and the residual iron concentrate after diversion is proportioned with iron-containing impurities, returned ore, flux 2 and solid fuel. The raw pellets are mixed with the mixture to granulate, distribute, ignite, sinter, cool, crush and screen, and then sinter and return ore are obtained. When the basicity of sinter is 1.8, the sinter prepared by the above method can satisfy the requirement of COREX shaft furnace for RDI+6.3>50% of sinter low-temperature reduction pulverization value, and the sinter quality ratio can be more than 50%, which can effectively reduce the cost of iron-making burden.

【技术实现步骤摘要】
用于COREX熔融还原炼铁工艺的高质量烧结矿及其制备方法
本专利技术涉及钢铁冶金领域，特别涉及一种用于COREX熔融还原炼铁工艺的高质量烧结矿及其制备方法。
技术介绍
COREX是由奥钢联开发的一种使用块矿或球团矿作原料、使用非焦煤作还原剂和燃料的熔融还原炼铁工艺。COREX工艺是目前唯一实现工业化生产的一种熔融还原炼铁工艺，其采用非焦煤作为主要一次性能源和还原剂，仅仅使用少量焦炭，能生产出与高炉炼铁品质相当的铁水，大大降低了炼铁工艺对优质冶金焦的依赖，具有以煤代焦、流程短、对环境污染小等特点，符合我国钢铁工业的可持续发展战略要求。我国煤炭资源丰富，非焦煤储量巨大，发展COREX熔融还原技术具有先天能源优势。但是，COREX炼铁系统的炉料主要是球团矿和块矿，而我国球团矿产能有限、优质块矿资源匮乏。因此，我国在发展COREX熔融还原工艺时，沿用国外工业生产中的炉料结构，必须外购球团或自建球团厂，大大提高了COREX工艺的原料成本。另一方面，我国钢铁企业中烧结矿产能长期处于过剩状态，现有产能资源得不到充分利用。在COREX工艺中大量使用烧结矿，不仅能降低炼铁原料成本、促进该工艺在我国的发展，同时能优化我国钢铁企业的现有烧结矿产能资源分配。与球团矿、块矿相比，烧结矿的还原性能较好，而还原粉化性能则较差。据已有生产经验，在COREX炼铁系统中使用烧结矿时，应严格控制烧结矿在COREX竖炉中的低温还原粉化率。提高烧结矿的低温还原粉化性能，能减少烧结矿在COREX竖炉中低温区域还原时出现的破碎率和粉化率，提高COREX竖炉内料柱的透气性，提高烧结矿的入炉比例。采用配矿的方法调节烧结矿成分被认为是一种提高烧结矿在高炉中低温还原粉化的有效方法，但受资源条件、配矿成本等因素限制，难以推广应用；目前，在工业生产中，大多数企业采用向烧结矿表面喷洒一定浓度的氯化物来抑制烧结矿在高炉中的低温还原粉化，收到了良好的效果。但是，带入高炉的氯化物同时给高炉冶炼带来炉墙损坏、管道腐蚀和废气污染加剧等问题。中国专利CN103409616A公开了一种抑制铁矿烧结矿低温还原粉化的方法，通过将铁精矿制备成粒度为3mm-15mm的制粒料，再与烧结混合料混匀，然后布料、烧结焙烧；通过在制粒料中添加少量熔剂或固体燃料、优化烧结混合料中固体燃料用量和熔剂的用量，降低烧结焙烧抽风负压和烧结矿冷却速度，使得烧结矿的低温还原粉化被抑制，能够有效改善高炉冶炼的技术经济指标。目前，公开报道的文献均针对的是高炉炼铁体系，国内外尚无直接对用于COREX工艺的低还原粉化率烧结矿制备的技术研究或者工业生产的报道。
技术实现思路
为了解决上述技术问题，本专利技术提供了一种用于COREX熔融还原炼铁工艺的高质量烧结矿及其制备方法，目的是以国产铁精矿为主进行烧结，制备出具有良好质量指标和较高入炉比的烧结矿，且使其在COREX竖炉中低温还原粉化性能满足要求。为了达到上述目的，本专利技术的技术方案是：一种用于COREX熔融还原炼铁工艺的高质量烧结矿的制备方法，包括如下步骤：1)生球团的制备从铁精矿总量中分流出30-50％的铁精矿，将所述精铁矿与4-7％的熔剂1以及1.0-1.5％的固体燃料进行配料，混合均匀后制成生球团；其中，熔剂1包括生石灰，还包括石灰石、白云石、菱镁矿或蛇纹石中的一种或多种；2)混合料的制备将分流后剩余的铁精矿与含铁杂料、返矿、熔剂2以及固体燃料按质量份数比为(50-60)：5：(25-30)：(16-29)：(4-8)进行配料，混合均匀后得到混合料；其中，所述含铁杂料为钢厂含铁粉尘、含铁球团和含铁块矿筛下粉中的一种或多种；熔剂2包括石灰石，还包括生石灰、白云石、菱镁矿或蛇纹石中的一种或多种；3)烧结矿的制备再将步骤1)所得生球团与步骤2)所得混合料进行混合和制粒，得到制粒料；对所得制粒料进行布料、点火、烧结、冷却、破碎和筛分处理，得到烧结矿和返矿；其中，所得返矿返回步骤2)继续使用。优选地，所述铁精矿中铁元素含量大于62.5％；所述铁精矿粒度中小于0.074mm的粒级质量含量大于40％。优选地，所述固体燃料包括焦粉或无烟煤。优选地，步骤1)中所述生球团的碱度为0.8-1.2；所述生球团中MgO的质量分数为1.2-1.8％。优选地，步骤1)中所述生球团的直径为8-20mm。本专利技术还提供一种用于COREX熔融还原炼铁工艺的烧结矿，所述烧结矿由上述任意一种方法制备而成。优选地，所述烧结矿的粒径为5-40mm；所述烧结矿的碱度为1.6-2.0；所述烧结矿中MgO的含量为1.6-2.1％。优选地，所述烧结矿入炉质量比高于50％时能满足COREX竖炉对烧结矿低温还原粉化性能的要求。在常规烧结工艺中，烧结矿碱度大于1.8。烧结矿碱度越高，烧结矿强度越高，还原性越好，低温还原粉化率DRI+6.3和RDI+3.15的值越高，产量越高，越有利于后续的冶炼工序，铁水生产成本就低，燃料消耗量就少。烧结矿碱度低于1.2时，属于酸性烧结矿，碱度低，烧结矿强度升高，低温还原粉化性能改善，但能耗高，产量低。烧结矿碱度在1.4-1.6时强度和低温还原粉化性能最差。因此，为了能够使烧结矿用于COREX工艺炼铁，采用常规烧结工艺时，烧结矿碱度必须大于2.4及MgO含量大于2.4％，烧结矿强度和低温还原粉化性才能满足要求，而此时其入炉比例仅20％左右。烧结矿碱度和MgO含量的高低受后续冶炼限制，烧结矿碱度和MgO含量越高，在后续冶炼中的使用比例就越低。为了降低铁水生产成本，希望在后续冶炼中提高烧结矿使用比例，就必须降低烧结矿碱度和MgO含量，必然导致烧结矿强度变差，低温还原粉化率DRI+6.3和RDI+3.15下降，对后续冶炼铁水带来不得影响，导致铁水产量下降，能耗上升。因此，如何解决在烧结矿碱度和MgO含量降低时其强度和还原性、低温还原粉化性能指标基本维持不变，从而可提高烧结矿在后续冶炼工序中的比例，改善企业经济效益具有重大意义。本专利技术的上述方案有如下的有益效果：(1)采用本专利技术提供的方法可以实现超高比例铁精矿烧结，甚至是全铁精矿烧结，更合理地利用我国钢铁企业的自产铁精矿资源。本方法将部分铁精矿分流到圆盘造球机中进行造球，制备成具有8-20mm的生球，其他烧结矿原料仍按常规烧结工艺处理，一混后与生球混合进行二混制粒，提高了烧结料层的透气性，显著提高垂直烧结速度和利用系数，克服了传统烧结工艺中全精矿烧结时料层透气性差、烧结矿产质量指标差的问题。(2)采用本专利技术提供的方法，在烧结矿产品总体碱度和MgO含量稳定的情况下，通过向分流铁精矿中添加少量熔剂(生石灰、石灰石和白云石)和固体燃料，将生球碱度控制在熔剂性球团范围内、MgO含量适当提高，从而提高球团矿部分的强度，改善团矿部分的低温还原粉化性能；将常规烧结工艺处理部分的混合料碱度提高、MgO含量下降，使这部分烧结矿强度增大、低温还原粉化性能改善。通过以上措施使最终成品烧结矿的矿物组成和微观结构得到改善，最终形成强度高、低温还原粉化性能好的球团矿嵌布在强度高、低温还原粉化性能好的烧结矿中的镶嵌式结构，从而使最终的成品烧结矿强度升高，低温还原粉化值DRI+6.3和RDI+3.15升高。采用本专利技术制备的成品烧结矿在碱度为1.8时能够满足COREX竖炉对烧结本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于COREX熔融还原炼铁工艺的高质量烧结矿的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：1)生球团的制备从铁精矿总量中分流出30‑50％的铁精矿，将所述精铁矿与4‑7％的熔剂1以及1.0‑1.5％的固体燃料进行配料，混合均匀后制成生球团；其中，所述熔剂1包括生石灰，还包括石灰石、白云石、菱镁矿或蛇纹石中的一种或多种；2)混合料的制备将分流后剩余的铁精矿与含铁杂料、返矿、熔剂2以及固体燃料按质量份数比为(50‑60)：5：(25‑30)：(16‑29)：(4‑8)进行配料，混合均匀后得到混合料；其中，所述含铁杂料为钢厂含铁粉尘、含铁球团和含铁块矿筛下粉中的一种或多种；所述熔剂2包括石灰石，还包括生石灰、白云石、菱镁矿或蛇纹石中的一种或多种；3)烧结矿的制备再将步骤1)所得生球团与步骤2)所得混合料进行混合和制粒，得到制粒料；对所得制粒料进行布料、点火、烧结、冷却、破碎和筛分处理，得到烧结矿和返矿；其中，所得返矿返回步骤2)继续使用。

【技术特征摘要】
1.一种用于COREX熔融还原炼铁工艺的高质量烧结矿的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：1)生球团的制备从铁精矿总量中分流出30-50％的铁精矿，将所述精铁矿与4-7％的熔剂1以及1.0-1.5％的固体燃料进行配料，混合均匀后制成生球团；其中，所述熔剂1包括生石灰，还包括石灰石、白云石、菱镁矿或蛇纹石中的一种或多种；2)混合料的制备将分流后剩余的铁精矿与含铁杂料、返矿、熔剂2以及固体燃料按质量份数比为(50-60)：5：(25-30)：(16-29)：(4-8)进行配料，混合均匀后得到混合料；其中，所述含铁杂料为钢厂含铁粉尘、含铁球团和含铁块矿筛下粉中的一种或多种；所述熔剂2包括石灰石，还包括生石灰、白云石、菱镁矿或蛇纹石中的一种或多种；3)烧结矿的制备再将步骤1)所得生球团与步骤2)所得混合料进行混合和制粒，得到制粒料；对所得制粒料进行布料、点火、烧结、冷却、破碎和筛分处理，得到烧结矿和返矿；其中，所得返矿返回步骤2)继续...

【专利技术属性】
技术研发人员：朱德庆，潘建，郭正启，李启厚，薛钰霄，李思唯，田宏宇，石玥，鲁胜虎，徐继伟，王欣，
申请(专利权)人：中南大学，
类型：发明
国别省市：湖南,43