一种使用轻烧镁球的铁矿烧结方法技术

本发明专利技术公开了一种使用轻烧镁球的铁矿烧结方法，主要是在铁矿石烧结工艺中，将轻烧镁球与铁矿粉、返矿、焦粉、熔剂按比例配置，然后加水混匀、制粒、布料、点火、烧结、冷却、破碎，得到烧结矿成品。通过轻烧镁球替代白云石粉，从而提高烧结矿化速率，获得合理的矿物组成和矿相结构，该方法既能保证高炉冶炼对烧结矿化学成分MgO的要求，又能不恶化烧结过程，具有重要的现实意义。

【技术实现步骤摘要】
一种使用轻烧镁球的铁矿烧结方法
本专利技术涉及铁矿石烧结方面，具体涉及一种使用轻烧镁球的铁矿烧结方法。
技术介绍
烧结(抽风烧结)是国内外钢铁企业最广泛采用的含铁原料造块方法。烧结过程可概括为：将烧结混合料(含铁原料、燃料、熔剂及返矿等)配以适量的水分，经混匀及制粒后铺到烧结机的台车上，烧结料表面点火后，在下部风箱强制抽风作用下，料层内燃料自上而下燃烧并放热，混合料在高温作用下发生一系列物理、化学变化，最终固结成烧结矿。作为一种主要高炉炼铁原料，烧结矿除强度、粒度合格外，还需满足化学成分的要求，主要包括铁品位、二元碱度R2(CaO/SiO2)、MgO、Al2O3、P、S、Zn、Pb等，其中Al2O3、P、S、Zn、Pb这5种越低越好，而铁品位、二元碱度R2(CaO/SiO2)、MgO这3种需保持在合适的范围内。烧结常用的熔剂包括粉状(粒度0～3mm)的石灰石、白云石、蛇纹石和硅砂。其中石灰石高温煅烧后主要提供CaO，白云石高温煅烧后主要提供CaO和MgO，蛇纹石主要提供MgO和SiO2，硅砂主要提供SiO2。随着炼铁精料方针的普及，生产高铁低硅烧结矿逐渐成为共识，加之近年来铁矿石资源劣化脉石增多，因此烧结过程中，已很少加入蛇纹石、硅砂类含硅熔剂，因此白云石往往成为铁矿烧结最主要的含镁熔剂。但白云石在改善烧结矿低温还原粉化性能的同时，会带来诸多不利影响，包括烧结产量的降低、燃料消耗的增加等。烧结矿添加含镁熔剂是为了满足高炉造渣的需要，通常高炉渣二元碱度R2(CaO/SiO2)1.10～1.25范围内，Al2O3含量14～18％条件下，MgO含量需维持在4-8％之间，以保证炉渣的流动性及冶炼过程的顺行。目前，介绍含镁熔剂的相关专利及公知技术文献情况如下：专利CN100465306C介绍了“改善高炉炉渣粘度的烧结矿及其制备方法”，主要解决铁矿石劣化后高Al2O3富集而导致高炉炉渣流动性变差的问题。专利权利要求核心是在传统烧结的基础上，将白云石和轻烧氧化镁粉搭配使用，增加烧结矿矿的MgO含量，可在1.5-4.0％范围内调整，此措施能有效降低高炉炉渣的粘度，改善高炉炉渣的流动性。其中烧结中添加的轻烧镁粉粒度细0-3mm含量大于90％，含镁高达80-95％，烧损率为1.5-4.5％。与本专利技术使用的轻烧镁球在粒度、成分、性质、目的上均不同。专利CN104531923A介绍了“一种高炉冶炼原料及高炉冶炼方法”，提供了一种高铝低镁高炉冶炼原料包括高铝低镁烧结矿、球团矿以及生矿组成，这些炉料均未配加含镁矿石，以及使用该炉料进行高铝低镁高铝冶炼的方法。该专利的权利要求书重点在于高炉操作方法，在冶炼原料方面描述含糊。如专利原文中多次强调高炉冶炼炉料均未配加含镁矿石，但表1中，高品位铁精矿中含MgO仅0.06-0.55％，但由该铁精矿焙烧制出的球团含镁为1.22-2.75％，如不配加含镁矿石，球团中MgO来自何处？专利CN101906533介绍了“一种低硅含镁球团及其生产方法”，专利技术的初衷是解决常规烧结矿氧化镁含量过高，对烧结矿产质量很不利的缺陷，因此，通过向球团中添加含镁熔剂，确保高炉冶炼中，渣中氧化镁的含量。将1-4％的含镁熔剂与铁精矿、粘结剂混合配料，造球、干燥、预热、焙烧，得到强度和冶金性能优良的含镁球团，这个措施，可很好的解决白云石类常规熔剂对烧结矿产质量的不利影响。但将难题留给了球团生产，通常，添加含镁熔剂后，如果保持同样的焙烧制度，因高熔点含镁矿物的加入，球团强度将降低，如果想保持同样的强度，则需要适当提高球团的焙烧温度。专利CN103131851介绍了“一种球团用富镁膨润土粘结剂”，主要做法是将20-30％菱镁石粉先混入膨润土中，其思路与前一专利CN101906533类似，也存在类似的问题，此外还存在另一个问题，即MgO的添加量受膨润土配比的限制，不能太高，否则将带入冶炼过程中不需要的铝硅酸盐，进而影响球团的铁品位。专利CN103898316介绍“一种球团用镁质复合膨润土”，主要做法是将20-30％的轻烧镁石粉先混入膨润土中，与前一个专利比，膨润土中MgO含量略有提高，但同样存在膨润土的用量需加大带来的杂质增多的问题，与前面两个专利存在同样的问题，即需提高焙烧温度，才能保证成品球团的抗压强度不下降。专利CN94110210.6介绍“炼钢用轻烧镁球团配镁造渣剂”，一种炼钢造渣用轻烧镁球团，主要是于转炉炼钢强化配镁造渣工艺中使用。其特征是以MgO含量为90％以上的轻烧镁粉为原料，以水为结合剂，按两者的配比为100∶5～10的重量比配料，经混合、成型、干燥制成轻烧镁球团。用于炼钢配镁造渣可大大降低成本，提高炉龄，增加钢产量，经济效益显著。该专利主要是用廉价的轻烧镁球替代原有的块状优质轻烧镁块，熔化后形成液态渣保护转炉炉衬。本方案是利用轻烧镁球高熔点及含镁高的特性，使其在铁矿烧结过程中，起到改善热态透气性的作用。同时，轻烧镁球碳酸盐含量低，替代白云石中碳酸镁后，可减少烧结过程CO2的排放。且轻烧镁球中MgO在高炉内部与常规烧结矿一样，可参与高炉造渣，不会影响高炉炉渣的性能。本方案中轻烧镁球粒度、用途、使用工序和作用原理均与CN94110210.6不同。夏世元，申爱民等介绍了“济钢烧结配加复合轻烧镁粉的试验研究与应用”(江西冶金，2013，Vol.33，No.6，P1-5)，试验研究了复合轻烧镁粉取代轻烧白云石粉对烧结生产指标的影响，所用的粉状(粒度0～325目占90％以上)轻烧镁粉MgO含量为90.74％，烧结杯试验结果表明，采用复合轻烧镁粉后，烧结利用系数、垂直烧结速度、成品率、转鼓指数、低温还原粉化指数都有所改善，但同时烧结的固体燃耗也增加了1.7kg/t，另外碱度也增加了0.04，及采用复合轻烧镁粉在改善烧结矿部分产质量指标的同时，增加了燃料消耗和排放。限制该技术推广的原因包括两点：一是高纯轻烧镁粉(含MgO90％以上)价格高；二是超细轻烧镁粉运输过程将带来扬尘等污染。该技术中，超细轻烧镁粉的活性高，易于烧结过程中CaO和SiO2形成透辉石(CaO·MgO·2SiO2，熔点1391℃)、钙镁橄榄石(因成分不同，熔点1357-1890℃)等。本方案使用块状轻烧镁球团块，主要利用其高熔点，在烧结过程中，形成支撑作用，改善热态透气性，以提高烧结速度，增加产量。因此，如能通过使用新型含镁熔剂，改变其添加方式，既能保证高炉冶炼对烧结矿化学成分MgO的要求，又能不恶化烧结过程，无疑具有重要的现实意义。
技术实现思路
本专利技术的一个目的是提供一种使用轻烧镁球的铁矿烧结方法，通过轻烧镁球替代白云石粉，从而提高烧结矿化速率，获得合理的矿物组成和矿相结构，主要解决现有技术中的成本问题。本专利申请所采用的技术方案是：在铁矿石烧结工艺中，将轻烧镁球与铁矿粉、返矿、焦粉、熔剂按比例配置，然后加水混匀、制粒、布料、点火、烧结、冷却、破碎，得到烧结矿成品，具体操作步骤如下：1)按重量百分比将如下组分配成干物料：轻烧镁球0.5～3.5％、铁矿粉60～65％、返矿20～25％、焦粉3.5～4.5％、熔剂5～11％；再加入干物料总重量7.0～8.5％的水进行混合均匀；2)将混好的物料放入混合机中，进行混合制粒，制粒时间5～8min；3)将制粒后本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种使用轻烧镁球的铁矿烧结方法，其特征在于，其包括以下步骤：1)按重量百分比将如下组分配成干物料：轻烧镁球0.5～3.5％、铁矿粉60～65％、返矿20～25％、焦粉3.5～4.5％、熔剂5～11％；再加入干物料总重量7.0～8.5％的水进行混合均匀；2)将混好的物料放入混合机中，进行混合制粒，制粒时间5～8min；3)将制粒后混合料均匀布入烧结杯中；4)对烧结杯中混合料进行点火，点火温度为1050℃±50℃，点火时间1.5～2.5min，点火负压7～8kPa；5)点火完成后，混合料层中焦粉被点燃，调节负压至14～16kPa，混合料开始烧结，烧结结束后，继续在烧结杯中进行冷却；6)将冷却后的烧结矿破碎后，得到烧结矿成品。

【技术特征摘要】
1.一种使用轻烧镁球的铁矿烧结方法，其特征在于，其包括以下步骤：1)按重量百分比将如下组分配成干物料：轻烧镁球0.5～3.5％、铁矿粉60～65％、返矿20～25％、焦粉3.5～4.5％、熔剂5～11％；再加入干物料总重量7.0～8.5％的水进行混合均匀；2)将混好的物料放入混合机中，进行混合制粒，制粒时间5～8min；3)将制粒后混合料均匀布入烧结杯中；4)对烧结杯中混合料进行点火，点火温度为1050℃±50℃，点火时间1.5～2.5min，点火负压7～8kPa；5)点火完成后，混合料层中焦粉被点燃，调节负压至14～16kPa，混合料开始烧结，烧结结束后，继续在烧结杯中进行冷却；6)将冷却后的烧结矿破碎后，得到烧结矿成品。2.如权利要求1所述的铁矿烧结方法，其特征在于，步骤1)中，所述的轻烧镁球的成分以重量百分数计算包括：MgO含量60～85％，CaO含量<2.5％，SiO2含量<3.0％，Al2O3含量<0.3％。3.如...

【专利技术属性】
技术研发人员：李建，毛晓明，熊林，沈红标，彭新，齐伟，
申请(专利权)人：宝山钢铁股份有限公司，
类型：发明
国别省市：上海,31