一種鎂質自熔性球團礦及其製備方法
2023-05-22 17:23:11 1
專利名稱：一種鎂質自熔性球團礦及其製備方法
一種鎂質自熔性球團礦及其製備方法技術領域：
本發明屬於煉鐵原料球團礦造塊技術，尤其涉及一種鎂質自熔性球團礦及其制 備方法。二、背景技術
高爐爐料結構是煉鐵生產能否實現優質、低耗、高產的重要前提和物質基礎。 我國高爐爐料主要以高鹼度燒結礦為主，配加部分酸性球團礦或塊礦，因此球團生產廠 家主要生產酸性球團礦，即球團礦生產基本上是控制在自然鹼度，其還原膨脹、軟熔滴 落、高溫還原性等冶金性能較差，已不能滿足現代化高爐快速操作的要求，從改善冶金 性能的觀點出發，通過添加不同的添加劑來改善球團的成分成為了各球團生產廠家提高 球團質量的優先方向。
研究表明，通過增加球團礦中MgO的添加量能較大地改善其冶金性能。隨著 MgO添加量的增加，球團礦的還原膨脹率逐漸減小(姜濤，何國強，李光輝，等.脈石 成分對鐵礦球團還原膨脹性能的影響.鋼鐵，2007 02)，5 9-10.)。球團焙燒時形成鐵 酸鎂，其熔化溫度比酸性球團礦內成份的熔化溫度一般提高80°C-16(TC，使熔化開始溫 度和熔化終了溫度的區間減小，改善了球團礦的軟熔性；由於鐵酸鎂的熔化溫度比酸性 球團礦內成份的熔化溫度高，CO與FeO的反應沒有受到阻礙，從而提高了間接還原率 (Kenneth G.Oja.自熔性球團礦生產.燒結球團，1989(14)，2:2-3)。MgO添加量增加， 使得球團礦的孔隙率增加，氧離子到達磁鐵礦表面的阻力減小，Fe2+更容易氧化，致使 Fe2O3增多，FeO減少(張亞平，傅菊英，江濤，等.脈石含量對球團礦性能的影響.燒結 球團，2002Q7)，4 11-12.)。資料顯示，目前生產自熔性球團礦主要的添加劑有石灰 石、輕燒白雲石、蛇紋石、橄欖石等，由於這些添加劑會帶入較大含量的CaO、SO2等 組分，這樣就容易產生以下問題
1、球團中W^iO2)高。在大於1000°C氧化的過程中，由於氧化放熱球團局部過 熱，或者是氧化氣氛過弱的情況下，Fe3O4易與幻02反應生成相對較低熔點的(1205°C) 鐵橄欖石OFeOSiO2)，並包圍著大顆粒的磁鐵礦，從而抑制了 R3O4氧化成Fe2O3，造成 氧化不完全；如果焙燒溫度過高，晶格中就會出現大量矽酸鹽液相，同時伴有大顆粒鐵 鎂橄欖石存在，易形成液相粘接2Fe0.&02，冷卻過程中很難結晶，常成性脆、強度低的 玻璃質，製備的球團礦的機械強度(抗壓強度)低。在高爐生產時，W^iO2)高還會使 球團還原度降低，粉化率增加，軟化區間和滴落區間擴大，導致爐渣過多，爐況不順， 嚴重影響生產。
2、球團中W(CaO)高。在焙燒時往往難以控制，因為生成的鐵酸鈣化合物熔點 低，容易出現液相，隨著溫度的增加，液相量便迅速增加，過多的液相會使球團粘結， 降低料層透氣性，影響焙燒的正常進行。在高爐生產時，W(CaO)過高容易引起爐渣過 粘、爐況不順、爐缸堆積等問題。
3、為保證經濟合理性，製備球團礦的磁鐵精礦品味不能太低。
發明內容
本發明所要解決的技術問題是提供一種鎂質自熔性球團礦及其製備方法，該方 法既不增加設備投資、又不改變原有的生產工藝、且製備的球團礦的低溫還原粉化性 能、還原膨脹性能、軟熔滴落性能、高溫還原性等冶金性能均有較大改善。
為解決上述技術問題，本發明採用的技術方案是在含鐵原料中外加2 4wt% 的鎂砂和1 2wt%的膨潤土並充分混勻，混勻後的混合料中的水分含量為5 10Wt%。 潤磨1 8min，造球，乾燥，然後在溫度為800 1000°C條件下預熱，預熱時間為10 20min ；最後在溫度為1180 1300°C條件下焙燒，焙燒時間為15 35min。
所述的含鐵原料為磁鐵精礦與硫酸渣、除塵灰的混合鐵精礦，磁鐵精礦在含鐵 原料中的佔比為大於等於70wt%、小於等於90wt%，硫酸渣在含鐵原料中的佔比為大於 0、小於等於20wt%，除塵灰在含鐵原料中的佔比為大於0、小於等於10wt%。
所述的磁鐵精礦化學成分為TFe為62 64wt%，FeO為18.6 26.8wt%， SiO2 為 3.9 6.0wt %，Al2O3 為 1.02 1.21wt %，CaO 為 1.28 1.69wt %，MgO 為 0.41 1.26wt%，S為0.37 1.00wt%，P為0.036 0.051wt% ；所述硫酸渣化學成分為 為TFe 為 57 59wt%，FeO 為 4.1 5.1wt%，SiO2 為 6.8 7.2wt%，Al2O3 為 1.54 1.65wt%, CaO 為 1.40 1.52wt%，MgO 為 0.80 0.89wt%，S 為 0.72 0.80wt%， P為0.036 0.045wt% ；所述除塵灰的化學成分為TFe為56 58wt%，FeO為9.1 10.1wt%，SiO2 為 6.4 7.0wt%，Al2O3 為 1.40 1.51wt%，CaO 為 1.95 2.10wt%， MgO 為 1.30 1.40wt%，S 為 1.20 1.35wt%，P 為 0.030 0.040wt%。。
所述的鎂砂的MgO含量在80Wt%以上，鎂砂粒度小於等於0.074mm的含量為 60wt%以上。
採用該製備方法製備的鎂質自熔性球團礦，TFedgwt1^，MgO > 2wt%,三元 鹼度> 0.8wt% ；成品球團礦抗壓強度22500N/P。
由於本發明採用鎂砂為添加劑，減少了 SiO2和CaO的過多引入，成品球團礦的 還原度有所提高，達到85%以上，有利於高爐的冶煉過程；低溫還原粉化率和膨脹性能 顯著改善，降幅超過50%，指標遠遠優於現有的常規酸性球團礦；軟熔性能也得到顯著 改善，軟化開始和終了溫度均有不同程度的提高，同時軟化區間也大大縮小，滴下溫度 也明顯提高，滴下區間在160°C以內，有利於高爐爐料的順行。同時，本發明可採用相對 品味較低的含鐵原料，也可以在磁鐵精礦中添加硫酸渣和除塵灰，有利於回收資源，節 約成本。
總之，本發明可顯著改善球團礦的還原膨脹性能、還原粉化性能、高溫還原性 能及軟熔性能；對於高爐冶煉本發明能夠增加爐渣的流動性，提高爐料的軟熔溫度、縮 小軟熔帶、壓縮滴落帶、降低幻02活度；本發明提高了高爐利用係數，有利於冶煉中脫 硫、降低了焦比、減少了工序能耗。四
下面結合附圖對本發明作進一步說明
圖1是鎂質自熔性球團礦製備方法工藝流程圖。五具體實施方式
本發明的製備方法如下
在含鐵原料中外加2 4wt%的鎂砂和1 2wt%的膨潤土並充分混勻，混勻後 的混合料中的水分含量為5 10wt%;潤磨1 8η ι，造球，乾燥，然後在溫度為800 1000°C條件下預熱，預熱時間為10 20min ；最後在溫度為1180 1300°C條件下焙燒， 焙燒時間為15 35η ι。
所述的含鐵原料為磁鐵精礦與硫酸渣、除塵灰的混合鐵精礦，磁鐵精礦在含鐵 原料中的佔比為大於等於70wt%、小於等於90wt%，硫酸渣在含鐵原料中的佔比為大於 0、小於等於20wt%，除塵灰在含鐵原料中的佔比為大於0、小於等於10wt%。
所述的磁鐵精礦化學成分為TFe為62 64wt%，FeO為18.6 26.8wt%， SiO2 為 3.9 6.0wt %，Al2O3 為 1.02 1.21wt %，CaO 為 1.28 1.69wt %，MgO 為 0.41 1.26wt%，S為0.37 1.00wt%，P為0.036 0.051wt% ；所述硫酸渣化學成分為 為TFe 為 57 59wt%，FeO 為 4.1 5.1wt%，SiO2 為 6.8 7.2wt%，Al2O3 為 1.54 1.65wt%, CaO 為 1.40 1.52wt%，MgO 為 0.80 0.89wt%，S 為 0.72 0.80wt%， P為0.036 0.045wt% ；所述除塵灰的化學成分為TFe為56 58wt%，FeO為9.1 10.1wt%，SiO2 為 6.4 7.0wt%，Al2O3 為 1.40 1.51wt%，CaO 為 1.95 2.10wt%， MgO 為 1.30 1.40wt%，S 為 1.20 1.35wt%，P 為 0.030 0.040wt%。
所述的鎂砂的MgO含量在80Wt%以上，鎂砂粒度小於等於0.074mm的含量為 60wt%以上。
採用該製備方法製備的鎂質自熔性球團礦，TFeSgwt1^，MgO > 2%,三元鹼 度> 0.8% ；成品球團礦抗壓強度22500N/P。
下面以具體實施例對本發明作進一步的說明
含鐵原料各組成的重量比例為磁鐵精礦硫酸渣除塵灰=90 7 3，按一定 比例加入膨潤土、鎂砂後，進行混勻、潤磨、造球、乾燥、預熱、焙燒等步驟後製得鎂 質自熔性球團礦。各原料化學成分及製備的球團礦原料組成、化學成分及相關性能分別 見表1、表2、表3、表4、表5、表6。
表1含鐵原料的化學成分(％ )
樣品TFeFeOSiO2Al2O5CaOMgOSP磁鐵精礦62.8725. 524. 271. 061. 611. 090.,480.038硫酸渣58.594. 287. 071. 611. 440. 850.,780.039除塵灰57.049. 716. 991. 472. 031. 351.,330.035
表2膨潤土及鎂砂的化學成分(％ )
權利要求
1.一種鎂質自熔性球團礦製備方法，其特徵在於在含鐵原料中外加2 4wt%的鎂 砂和1 膨潤土並充分混勻，混勻後的混合料中的水分含量為5 10wt% ；潤 磨1 8min，造球，乾燥，然後在溫度為800 1000°C條件下預熱，預熱時間為10 20min ；最後在溫度為1180 1300°C條件下焙燒，焙燒時間為15 35min。
2.根據權利要求1所述的鎂質自熔性球團礦製備方法，其特徵在於含鐵原料為 磁鐵精礦與硫酸渣、除塵灰的混合鐵精礦，磁鐵精礦在含鐵原料中的佔比為大於等於 70wt%>小於等於90wt%，硫酸渣在含鐵原料中的佔比為大於0、小於等於20wt%，除 塵灰在含鐵原料中的佔比為大於0、小於等於10wt%。
3.根據權利要求2所述的鎂質自熔性球團礦製備方法，其特徵在於所述的磁鐵精 礦化學成分為TFe 為 62 64wt%，FeO 為 18.6 26.8wt%，SiO2 為 3.9 6.0wt%， Al2O3 為 1.02 1.21wt%，CaO 為 1.28 1.69wt%，MgO 為 0.41 1.26wt%，S 為 0.37 1.00wt%, P為0.036 0.051wt% ；所述硫酸渣化學成分為為TFe為57 59wt%， FeO 為 4.1 5.1wt%，SiO2 為 6.8 7.2wt%，Al2O3 為 1.54 1.65wt%，CaO 為 1.40 1.52wt%, MgO 為 0.80 0.89wt%，S 為 0.72 0.80wt%，P 為 0.036 0.045wt % ； 所述除塵灰的化學成分為TFe為56 58wt%，FeO為9.1 10.1wt%，SiO2為6.4 7.0wt%, Al2O3 為 1.40 1.5Iwt%，CaO 為 1.95 2.10wt%，MgO 為 1.30 1.40wt%，S 為 1.20 1.35wt%，P 為 0.030 0.040wt%。
4.根據權利要求1所述的鎂質自熔性球團礦製備方法，其特徵在於所述的鎂砂的 MgO含量在80wt%以上，鎂砂粒度小於等於0.074mm的含量為60wt%以上。
5.—種採用權利要求1-4任一種方法製備的鎂質自熔性球團礦，其特徵在於球團 礦中TFe^59wt%，MgO > 2wt%,三元鹼度> 0.8wt% ；成品球團礦抗壓強度22500N/
全文摘要
本發明公開了一種鎂質自熔性球團礦及其製備方法，在含鐵原料中外加2～4wt％的鎂砂和1～2wt％的膨潤土並充分混勻，混勻後的混合料中的水分含量為5～10wt％；潤磨1～8min，造球，乾燥，然後在溫度為800～1000℃條件下預熱，預熱時間為10～20min；最後在溫度為1180～1300℃條件下焙燒，焙燒時間為15～35min。製備的鎂質自熔性球團礦，TFe≥59wt％，MgO＞2wt％，三元鹼度＞0.8wt％；成品球團礦抗壓強度≥2500N/P。該方法既不增加設備投資、又不改變原有的生產工藝、且製備的球團礦的低溫還原粉化性能、還原膨脹性能、軟熔滴落性能、高溫還原性等冶金性能均有較大改善。
文檔編號C21B5/00GK102021318SQ20101060075
公開日2011年4月20日 申請日期2010年12月22日 優先權日2010年12月22日
發明者張一敏, 張興才, 徐春燕, 李聖輝, 王賓, 胡承凡, 陳鐵軍 申請人:武漢鋼鐵(集團)公司