酸性复合金属化球团及其生产工艺制造技术

本发明专利技术公开了一种酸性复合金属化球团及其生产工艺，它包括内核、外壳，内核由高硅铁精矿、煤炭粉、水泥按100：17～26：1～2的比例混合而成，外壳由高硅铁精矿与膨润土按质量比为100：2～3的比例混合而成，其中内核中的高硅铁精矿的质量为高硅铁精矿总质量的70～80%、外壳中高硅铁精矿的质量为高硅铁精矿总质量的20～30%，内核的粒度为20～25mm，外壳的厚度为5～10mm。其生产工艺包括制备内核、包裹外壳形成复合金属化球团、复合金属化球团外壁包裹还原层、复合金属化球团的布料与干燥、复合金属化球团的还原焙烧、高温还原复合金属化球团的冷却与分选等步骤。用于高炉调整碱度，能够提高高炉产能、降低焦比，增加高硅铁精矿的应用范围。

【技术实现步骤摘要】
酸性复合金属化球团及其生产工艺
本专利技术涉及冶金和矿物工程
，具体的说是一种用于高炉调整碱度，可提高高炉产能、降低焦比的酸性复合金属化球团及其生产工艺。
技术介绍
我国铁矿石资源中难选铁矿石比例约为95%以上，此类难选矿生产的铁精矿大多为高硅铁精矿，硅含量在8～18%，因自身硅含量较高，在烧结配加使用时需配入大量石灰石调整碱度，从而增加了原料成本，降低了烧结矿入炉品位，降低了高炉产能，增加了炼铁能耗，因此这类铁精矿利用率较低。国内部分高炉为大量使用高碱度烧结矿，需要配加酸性炉料来平衡碱度，以酒钢为例，由于酸性球团与高碱度烧结矿比例不能满足高炉生产要求，为平衡碱度维持正常生产，被迫配加一定比例的硅石，造成高炉炉渣量大，生产成本高。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种酸性复合金属化球团，代替硅石和部分酸性氧化球团配入高炉调整碱度，充分发挥此类铁精矿硅含量高的特点，提升高硅铁精矿的利用率，优化炉料结构，降低生产成本。为达到上述目的，本专利技术所采取的技术方案为：一种酸性复合金属化球团，用于高炉调整碱度，它包括内核、包裹在内核外部的外壳，所述内核由高硅铁精矿、煤炭粉、水泥按100：17～26：1～2的比例混合而成，所述外壳由高硅铁精矿与膨润土按质量比为100：2～3的比例混合而成，其中内核中的高硅铁精矿的质量为高硅铁精矿总质量的70～80%、外壳中高硅铁精矿的质量为高硅铁精矿总质量的20～30%，所述内核的粒度为20～25mm，所述外壳的厚度为5～10mm。作为本专利技术的进一步改进，所述外壳的外部还覆盖有一层还原剂。作为本专利技术的更进一步改进，所述还原剂为煤炭粉，其质量为所述外壳中铁精矿质量的5～8%，其中粒度为-120目的煤炭粉颗粒的质量百分比含量大于80%。作为本专利技术的更进一步改进，所述铁精矿的铁品位为54～66%、SiO2含量8～18%，其中粒度为-200目的铁精矿颗粒的质量百分比含量大于80%。作为本专利技术的更进一步改进，所述煤炭粉中固定碳、灰分、挥发分的质量百分比为72～76：11～15：11～14。作为本专利技术的更进一步改进，所述酸性复合金属化球团中金属化率大于90%，抗压强度为2000N/个球，碱度为0.05～0.3。基于上述的一种酸性复合金属化球团的生产工艺，它包括以下步骤：步骤一、制备内核，将高硅铁精矿、煤炭粉、水泥按100：17～26：1～2的比例配料并混合均匀，混合物料加入少量水润湿后静置45min，当水泥开始初凝时进行圆盘或圆筒造球，造球中控制球团中水的质量百分比含量为7～10%、内核的粒度为20～25mm；步骤二、包裹外壳形成复合金属化球团，将铁精矿与膨润土按质量比为100：2～3的比例配料并混合均匀，将步骤一所生产的内核放入该混合物料中，采用造球圆盘或圆筒将混合物料均匀包裹在所述内核的外壁上，形成所述外壳，外壳的厚度为5～10mm，得到粒度为25～35mm的湿复合金属化球团，其中内核中的高硅铁精矿的质量为高硅铁精矿总质量的70～80%、外壳中高硅铁精矿的质量为高硅铁精矿总质量的20～30%；步骤三、复合金属化球团外壁包裹还原层，将所述步骤二中制备的湿复合金属化球团放入质量为铁精矿质量5～8%的煤炭粉中，采用圆盘造球机使其外部均匀覆盖一层煤炭粉，形成还原层；步骤四、复合金属化球团的布料与干燥，在还原窑的窑车底部、周边铺设一层10～20mm厚度的残炭或挥发分较低的煤炭，将复合金属化球团采用分级分层布料的方式铺设在窑车上，在复合金属化球团的上表层铺设一层10～20mm厚度的盖面煤炭，静置干燥；步骤五、复合金属化球团的还原焙烧，干燥后的复合金属化球团在还原窑内经过温度1150～1250℃、还原时间90～120min的直接还原及高温固结，得到高温还原复合金属化球团；步骤六、高温还原复合金属化球团的冷却与分选，将步骤五所得的高温还原复合金属化球团无氧冷却到常温后进行磁性物料与非磁性物料分选，得到金属化率大于90%、抗压强度2000N/个球、碱度为0.05～0.3的酸性复合金属化球团产品。作为本专利技术的更进一步改进，所述还原窑为隧道窑或者车底炉或者室式炉。本专利技术在复合金属化球团矿粒度选择中，主要是根据大粒度复合金属化球团矿在还原炉内布料后，球团之间的孔隙较大，有利于球团上下层之间的辐射传热，减小物料的传热热阻及上下层物料的温差，使整个物料沿厚度方向得到均匀还原，实现厚料层的还原焙烧。但当球团的粒度超过40mm时，由于球团内部传热热阻的增大及球团还原需要吸收一定的热量，球团的内外温差随之增大，影响内核中铁精矿还原及煤炭的气化反应。当球团粒度小于20mm时，上下球团之间的传热主要为传导传热，不利于厚料层的球团还原。同时，本工艺生产的复合金属化球团作为高炉炉料进行利用时，为提高高炉的透气性，复合金属化球团的粒度应尽可能增大。因此，本专利技术复合金属化球团的粒度选择为25～35mm。本专利技术的有益效果：（1）本专利技术在复合金属化球团还原过程中，为使大粒度复合金属化球团中铁矿石能完全还原，通过在球团的内核中配加过剩煤炭、在复合金属化球团的外部外裹一层煤炭粉，可使球团矿中的铁精矿与还原剂充分接触并进行快速还原。同时内核中铁精矿与煤炭还原反应放出的CO2又使煤炭发生碳气化反应而生成CO，CO在部分参与内核中铁矿石还原外，部分CO向外扩散在通过包裹层时，又使裹层中铁精矿发生还原反应而放出CO2，CO2在向内、向外扩散过程中，再使内核中的碳、球团外裹碳发生气化反应而放出CO，从而可使大粒度铁矿石进行完全还原。（2）本专利技术生产的碱度为0.05～0.3、金属化率90%以上、抗压强度2000N以上的酸性复合金属化球团，可代替硅石和部分酸性氧化球团配入高炉调整碱度，充分发挥了此类铁精矿硅含量高的特点，提升了高硅铁精矿的利用率；（3）本专利技术所述的酸性复合金属化球团高炉配加使用后，能够提高高炉产能、降低炼铁焦比和铁水生产成本，高炉配加30%本专利技术所述的酸性复合金属化球团后焦比降低25%，可替代酸性氧化性球团或硅石，优化高炉的炉料结构，为高炉优化炉料结构提供原料。附图说明图1是酸性复合金属化球团的结构示意图；图2是酸性复合金属化球团的生产工艺流程图。具体实施方式下面结合附图对本专利技术做进一步详细的说明。如图1所示的一种酸性复合金属化球团，用于高炉调整碱度，它包括内核1、包裹在内核1外部的外壳2，内核1由高硅铁精矿、煤炭粉、水泥按100：17～26：1～2的比例混合而成，外壳2由高硅铁精矿与膨润土按质量比为100：2～3的比例混合而成，其中内核1中的高硅铁精矿的质量为高硅铁精矿总质量的70～80%、外壳2中高硅铁精矿的质量为高硅铁精矿总质量的20～30%，内核1的粒度为20～25mm，外壳2的厚度为5～10mm。外壳2的外部还覆盖有一层由煤炭粉构成的还原剂3，煤炭粉的质量为外壳2中铁精矿质量的5～8%，其中粒度为-120目的煤炭粉颗粒的质量百分比含量大于80%。铁精矿的铁品位为54～66%、SiO2含量8～18%，其中粒度为-200目的铁精矿颗粒的质量百分比含量大于80%。煤炭粉中固定碳、灰分、挥发分的质量百分比为72～76：11～15：11～14。酸性复合金属化球团中金属化率大于90%，抗压强度为2000N/个球，碱度为0.05～0.本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种酸性复合金属化球团，用于高炉调整碱度，它包括内核（1）、包裹在内核（1）外部的外壳（2），其特征在于：所述内核（1）由高硅铁精矿、煤炭粉、水泥按100：17～26：1～2的比例混合而成，所述外壳（2）由高硅铁精矿与膨润土按质量比为100：2～3的比例混合而成，其中内核（1）中的高硅铁精矿的质量为高硅铁精矿总质量的70～80%、外壳（2）中高硅铁精矿的质量为高硅铁精矿总质量的20～30%，所述内核（1）的粒度为20～25mm，所述外壳（2）的厚度为5～10mm。

【技术特征摘要】
1.一种酸性复合金属化球团，用于高炉调整碱度，它包括内核（1）、包裹在内核（1）外部的外壳（2），其特征在于：所述内核（1）由高硅铁精矿、煤炭粉、水泥按100：17～26：1～2的比例混合而成，所述外壳（2）由高硅铁精矿与膨润土按质量比为100：2～3的比例混合而成，其中内核（1）中的高硅铁精矿的质量为高硅铁精矿总质量的70～80%、外壳（2）中高硅铁精矿的质量为高硅铁精矿总质量的20～30%，所述内核（1）的粒度为20～25mm，所述外壳（2）的厚度为5～10mm；所述外壳（2）的外部还覆盖有一层还原剂（3）；所述还原剂（3）为煤炭粉，其质量为所述外壳（2）中铁精矿质量的5～8%，其中粒度为-120目的煤炭粉颗粒的质量百分比含量大于80%。2.根据权利要求1所述的酸性复合金属化球团，其特征在于：所述铁精矿的铁品位为54～66%、SiO2含量8～18%，其中粒度为-200目的铁精矿颗粒的质量百分比含量大于80%。3.根据权利要求1所述的酸性复合金属化球团，其特征在于：所述煤炭粉中固定碳、灰分、挥发分的质量百分比为72～76：11～15：11～14。4.根据权利要求1所述的酸性复合金属化球团，其特征在于：所述酸性复合金属化球团中金属化率大于90%，抗压强度为2000N/个球以上，碱度为0.05～0.3。5.一种根据上述权利要求1或2或3或4所述的酸性复合金属化球团的生产工艺，其特征在于：它包括以下步骤：步骤一、制备内核，将高硅铁精矿、煤炭粉、水泥按100：17～26：1～2的比例配料并混合均匀，混合物料加入少量水润湿后静置45min，当水泥开始初凝时进行圆盘或圆筒造...

【专利技术属性】
技术研发人员：王明华，权芳民，展仁礼，雷鹏飞，鲁逢霖，高泽宾，马胜军，邢德军，李慧春，郭忆，边立国，寇明月，白江虎，付涛，
申请(专利权)人：甘肃酒钢集团宏兴钢铁股份有限公司，
类型：发明
国别省市：甘肃;62