高爐用高矽鎂質熔劑性球團及其生產方法與流程
2023-06-01 19:27:16
本發明涉及一種高爐用球團，尤其是一種高爐用高矽鎂質熔劑性球團及其生產方法。
背景技術：
當前國內環保形勢非常嚴峻，而傳統的鋼鐵工藝流程主要是燒結礦為原料，汙染物排放量大、能耗高、環保壓力大。與燒結工藝相比，球團工藝汙染物排放低、能耗低，更符合當前的環保要求。由於高爐煉鐵對原料的要求，使用球團礦代替燒結礦，需要生產出成分和性能符合要求的鎂質熔劑性球團。當前，對於低矽型鎂質熔劑性球團的生產已經比較成熟，而使用鏈篦機迴轉窯生產高矽型鎂質熔劑性球團技術尚不成熟，尤其是存在迴轉窯結圈的問題。同時，我國鐵精粉粒度較細，適宜生產球團，但由於sio2含量普遍較高，更多的用於了生產普通酸性球團。因此，解決高矽鎂質熔劑性球團的生產問題，可以提高球團在高爐中的使用比例，同時拓寬鐵精粉的使用範圍，提高國內鐵精粉的使用比例。
技術實現要素：
本發明要解決的技術問題是提供一種高爐用高矽鎂質熔劑性球團；本發明還提供了一種高爐用高矽鎂質熔劑性球團的生產方法。
為解決上述技術問題，本發明成分要求的質量分數為：sio23.5%～5.5%，mgo1.5%～2.2%，鹼度0.8～1.2，al2o3≤1.5%，k2o+na2o≤0.1%、zn≤0.02%、s≤0.05%、p≤0.07%。
本發明所述球團的粒度為9～13.5mm，球團抗壓強度大於2200n/個球。
本發明方法以鐵精粉、紅土礦粉、無煙煤粉、熔劑和粘結劑為原料，根據球團成分要求確定配比；將各原料混合成混合料，再將混合料造成生球；所述生球經乾燥、預熱、焙燒、冷卻後，即可得到所述的球團。
本發明方法所述原料≤0.074mm粒級的比例≥86wt%。
本發明方法所述紅土礦質量配比為0～3%，無煙煤粉的質量配比為0～1%。
本發明方法所述鐵精粉採用鐵精粉ⅰ和鐵精粉ⅱ；所述鐵精粉ⅰ成分要求的質量分數為：sio25%～7%，mgo≤1%，cao≤1%；所述鐵精粉ⅱ成分要求的質量分數為：sio21%～2%，mgo1～3%，cao1～3%。
本發明方法所述焙燒溫度為1240℃～1280℃。
採用上述技術方案所產生的有益效果在於：本發明的矽含量較高，可使用高矽鐵精粉生產，提高了球團在高爐中的使用比例，同時拓寬了鐵精粉的使用範圍，提高了國內鐵精粉的使用比例。
本發明方法配加具有粘結性的紅土礦，改善了造球效果，提高生球強度，降低了粉率，有利於降低球團sio2含量。本發明方法配加的無煙煤粉燃燒後可提高球團孔隙率，增強了磁鐵礦周圍的氧勢，有利於磁鐵礦進行更充分的氧化，從而提高了球團強度，減少了粉率；另一方面，煤粉燃燒提供了熱量，從而降低了預熱、焙燒溫度，從而減少了採用迴轉窯焙燒時的結圈。本發明方法還採用了一種低矽含鎂含鈣鐵精粉，可以減少外配熔劑的使用量，減輕鐵精粉與熔劑混合後的偏析問題，從而提高生球爆裂溫度，減少粉率。綜上所述，本發明方法有效的降低了粉率，控制了迴轉窯焙燒時的結圈問題，生產出合格的高矽鎂質熔劑性球團。
本發明方法可使用高矽鐵精粉生產鎂質熔劑性球團，降低生產成本，同時能夠得到質量合格的球團，滿足高爐使用高比例球團的要求；採用本方法可以拓寬生產鎂質熔劑性球團所使用的鐵精粉範圍，尤其是可以提高國內高矽鐵精粉的使用量。本方法具有生產成本低、工藝簡單、產品性能優良的特點。
具體實施方式
本高爐用高矽鎂質熔劑性球團採用下述方法進行生產：（1）採用鐵精粉、紅土礦粉、無煙煤粉、熔劑和粘結劑作為原料。所述鐵精粉採用鐵精粉ⅰ和鐵精粉ⅱ，小於0.074mm粒級的比例均在80%及以上；所述鐵精粉ⅰ成分要求的質量分數為：sio25%～7%，mgo≤1%，cao≤1%；所述鐵精粉ⅱ成分要求的質量分數為：sio21%～2%，mgo1～3%，cao1～3%。所述紅土礦粉有粘結性，小於0.074mm粒級的比例均在80%及以上；其成分要求的質量分數為：sio21%～3%，mgo≤1%，cao≤1%。
所述熔劑採用鈣質熔劑或鎂質熔劑，小於0.074mm粒級的比例均在85%及以上；鈣質熔劑要求的質量分數為：cao≥49%。鎂質熔劑要求的質量分數為：mgo≥85%。
所述粘結劑中小於0.074mm粒級的比例在90%及以上。
所述無煙煤粉中小於0.074mm粒級的比例在90%及以上，固定碳含量≥75%，灰分含量≤10%，揮發分含量≤15%。
（2）上述原料按下述成分要求的質量分數進行配比：sio23.5%～5.5%，mgo1.5%～2.2%，鹼度0.8～1.2，al2o3≤1.5%，k2o+na2o≤0.1%、zn≤0.02%、s≤0.05%、p≤0.07%。成分配比中，紅土礦質量配比0～3%，無煙煤粉的質量配比0～1%。計算各原料配比過程中，根據sio2、mgo和鹼度進行計算，其他成分滿足上述要求即可。
（3）將各原料混合，過高壓輥磨機，使之小於0.074mm粒級的比例達到86wt%及以上；再用強力混合機混勻，得到混合料；混合料進入圓盤造球機形成生球，粒度9～13.5mm。
（4）所述生球進入鏈篦機經過鼓風乾燥、抽風乾燥、預熱1段、預熱2段，之後進入迴轉窯內，經過高溫焙燒，進入環式冷卻機進行冷卻至溫度低於100℃，即可得到所述的球團。其中，鏈篦機機速2.2～3.5m/min，鼓風乾燥風箱溫度180℃～250℃，抽風乾燥煙罩溫度450℃～550℃，預熱1段煙罩溫度650℃～750℃，預熱2段煙罩溫度990℃～1050℃；迴轉窯焙燒溫度1240℃～1280℃，窯速0.8～0.95r/min。
下面結合具體實施例對本發明作進一步詳細的說明。
實施例1：本高爐用高矽鎂質熔劑性球團的具體生產過程如下所述。
（1）按下述成分要求的質量分數進行配比：sio23.5%，mgo1.5%，鹼度1.2；其他成分要滿足al2o3≤1.5%，k2o+na2o≤0.1%、zn≤0.02%、s≤0.05%、p≤0.07%的要求。其中，紅土礦配比0.5wt%，無煙煤粉配比0.2wt%，其他原料配比根據上述成分要求計算得到。
（2）各原料混合後經過高壓輥磨，小於0.074mm粒級的比例達到88%；之後經過強力混合機混勻，混合料進入圓盤造球機形成生球，粒度9～13.5mm。
（3）生球進入鏈篦機經過鼓風乾燥、抽風乾燥、預熱1段、預熱2段，之後進入迴轉窯內，經過高溫焙燒，進入環式冷卻機進行冷卻至溫度低於100℃，即可得到所述的球團。鏈篦機機速3.5m/s，鼓風乾燥風箱溫度210℃，抽風乾燥煙罩溫度550℃，預熱1段煙罩溫度750℃，預熱2段煙罩溫度1050℃，迴轉窯焙燒溫度1280℃，窯速0.95r/min。
實施例2：本高爐用高矽鎂質熔劑性球團的具體生產過程如下所述。
（1）按下述成分要求的質量分數進行配比：sio24.5%，mgo2.0%，鹼度1.0；其他成分要滿足al2o3≤1.5%，k2o+na2o≤0.1%、zn≤0.02%、s≤0.05%、p≤0.07%的要求。其中，紅土礦配比1.5wt%，無煙煤粉配比0.5wt%，其他原料配比根據上述成分要求計算得到。
（2）各原料混合後經過高壓輥磨，小於0.074mm粒級的比例達到92%；之後經過強力混合機混勻，混合料進入圓盤造球機形成生球，粒度9～13.5mm。
（3）生球進入鏈篦機經過鼓風乾燥、抽風乾燥、預熱1段、預熱2段，之後進入迴轉窯內，經過高溫焙燒，進入環式冷卻機進行冷卻至溫度低於100℃，即可得到所述的球團。鏈篦機機速3.0m/s，鼓風乾燥風箱溫度250℃，抽風乾燥煙罩溫度500℃，預熱1段煙罩溫度700℃，預熱2段煙罩溫度1020℃，迴轉窯焙燒溫度1260℃，窯速0.85r/min。
實施例3：本高爐用高矽鎂質熔劑性球團的具體生產過程如下所述。
（1）按下述成分要求的質量分數進行配比：sio25.5%，mgo2.2%，鹼度0.8；其他成分要滿足al2o3≤1.5%，k2o+na2o≤0.1%、zn≤0.02%、s≤0.05%、p≤0.07%的要求。其中，紅土礦配比3.0wt%，無煙煤粉配比1.0wt%，其他原料配比根據上述成分要求計算得到。
（2）各原料混合後經過高壓輥磨，小於0.074mm粒級的比例達到86%；之後經過強力混合機混勻，混合料進入圓盤造球機形成生球，粒度9～13.5mm。
（3）生球進入鏈篦機經過鼓風乾燥、抽風乾燥、預熱1段、預熱2段，之後進入迴轉窯內，經過高溫焙燒，進入環式冷卻機進行冷卻至溫度低於100℃，即可得到所述的球團。鏈篦機機速2.2m/s，鼓風乾燥風箱溫度180℃，抽風乾燥煙罩溫度450℃，預熱1段煙罩溫度650℃，預熱2段煙罩溫度990℃，迴轉窯焙燒溫度1240℃，窯速0.8r/min。
實施例4：本高爐用高矽鎂質熔劑性球團的具體生產過程如下所述。
（1）按下述成分要求的質量分數進行配比：sio25.0%，mgo1.7%，鹼度0.9；其他成分要滿足al2o3≤1.5%，k2o+na2o≤0.1%、zn≤0.02%、s≤0.05%、p≤0.07%的要求。其中，紅土礦配比2.0wt%，無煙煤粉配比0.6wt%，其他原料配比根據上述成分要求計算得到。
（2）各原料混合後經過高壓輥磨，小於0.074mm粒級的比例達到90%；之後經過強力混合機混勻，混合料進入圓盤造球機形成生球，粒度9～13.5mm。
（3）生球進入鏈篦機經過鼓風乾燥、抽風乾燥、預熱1段、預熱2段，之後進入迴轉窯內，經過高溫焙燒，進入環式冷卻機進行冷卻至溫度低於100℃，即可得到所述的球團。鏈篦機機速2.8m/s，鼓風乾燥風箱溫度220℃，抽風乾燥煙罩溫度480℃，預熱1段煙罩溫度720℃，預熱2段煙罩溫度1000℃，迴轉窯焙燒溫度1250℃，窯速0.9r/min。
實施例5：本高爐用高矽鎂質熔劑性球團的具體生產過程如下所述。
（1）按下述成分要求的質量分數進行配比：sio24.0%，mgo1.8%，鹼度1.1；其他成分要滿足al2o3≤1.5%，k2o+na2o≤0.1%、zn≤0.02%、s≤0.05%、p≤0.07%的要求。其中，紅土礦配比0wt%，無煙煤粉配比0.8wt%，其他原料配比根據上述成分要求計算得到。
（2）各原料混合後經過高壓輥磨，小於0.074mm粒級的比例達到95%；之後經過強力混合機混勻，混合料進入圓盤造球機形成生球，粒度9～13.5mm。
（3）生球進入鏈篦機經過鼓風乾燥、抽風乾燥、預熱1段、預熱2段，之後進入迴轉窯內，經過高溫焙燒，進入環式冷卻機進行冷卻至溫度低於100℃，即可得到所述的球團。鏈篦機機速2.5m/s，鼓風乾燥風箱溫度230℃，抽風乾燥煙罩溫度500℃，預熱1段煙罩溫度680℃，預熱2段煙罩溫度1040℃，迴轉窯焙燒溫度1255℃，窯速0.9r/min。
實施例6：本高爐用高矽鎂質熔劑性球團的具體生產過程如下所述。
（1）按下述成分要求的質量分數進行配比：sio24.2%，mgo2.1%，鹼度1.0；其他成分要滿足al2o3≤1.5%，k2o+na2o≤0.1%、zn≤0.02%、s≤0.05%、p≤0.07%的要求。其中，紅土礦配比2.5wt%，無煙煤粉配比0wt%，其他原料配比根據上述成分要求計算得到。
（2）各原料混合後經過高壓輥磨，小於0.074mm粒級的比例達到92%；之後經過強力混合機混勻，混合料進入圓盤造球機形成生球，粒度9～13.5mm。
（3）生球進入鏈篦機經過鼓風乾燥、抽風乾燥、預熱1段、預熱2段，之後進入迴轉窯內，經過高溫焙燒，進入環式冷卻機進行冷卻至溫度低於100℃，即可得到所述的球團。鏈篦機機速3.2m/s，鼓風乾燥風箱溫度200℃，抽風乾燥煙罩溫度520℃，預熱1段煙罩溫度700℃，預熱2段煙罩溫度1030℃，迴轉窯焙燒溫度1270℃，窯速0.92r/min。
上述各實施例中所得球團的主要成分見表1，冶金性能見表2，熔滴性能見表3。
表1：各實施例所得球團的主要成分
表2：各實施例所得球團的冶金性能
表3：各實施例所得球團的熔滴性能