CN101880765B

CN101880765B - 添加褐铁矿的高钛型钒钛磁铁矿烧结矿的制备方法

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Publication number: CN101880765B
Application number: CN2010102120283A
Authority: CN
Inventors: 饶家庭; 张义贤; 向绍红
Original assignee: Pangang Group Steel Vanadium and Titanium Co Ltd; Pangang Group Research Institute Co Ltd; Pangang Group Panzhihua Steel and Vanadium Co Ltd; Pangang Group Panzhihua Iron and Steel Research Institute Co Ltd
Current assignee: Pangang Group Steel Vanadium and Titanium Co Ltd; Pangang Group Research Institute Co Ltd; Pangang Group Panzhihua Steel and Vanadium Co Ltd; Pangang Group Panzhihua Iron and Steel Research Institute Co Ltd
Priority date: 2010-06-29
Filing date: 2010-06-29
Publication date: 2012-05-30
Anticipated expiration: 2030-06-29
Also published as: CN101880765A

Abstract

本发明属于烧结矿制备方法技术领域，特别涉及添加褐铁矿的高钛型钒钛磁铁矿烧结矿的制备方法。本发明所要解决的第一个技术问题是提供一种强度大、成品率高的添加褐铁矿的高钛型钒钛磁铁矿烧结矿的制备方法，该方法具体为在烧结矿原料中添加褐铁矿后制备烧结矿，烧结矿原料与褐铁矿重量比为88～92∶8～12，褐铁矿破碎至1mm以下，其中粒度小于0.074mm的占总重的10％～50％。本发明提高了褐铁矿粉在高钛型钒钛磁铁矿中的配加比例，降低了生产原料成本。

Description

添加褐铁矿的高钛型钒钛磁铁矿烧结矿的制备方法

技术领域

本发明属于烧结矿制备方法技术领域，特别涉及添加褐铁矿的高钛型钒钛磁铁矿烧结矿的制备方法。

背景技术

由于在烧结生产过程中，原料成本占烧结矿总成本的80％，冶金工作者们开始研究多配加褐铁矿和廉价铁矿石的烧结技术和生产工艺，从源头抓起，大幅度降低烧结矿成本，来达到进一步降低生铁成本的目的。褐铁矿是含结晶水的三氧化二铁，无磁性，它可由其它铁矿石风化形成，化学式常用mFe₂O₃·nH₂O来表示。按结晶水含量多少，褐铁矿的理论含铁量可从55.2％增加到66.1％。其中大部分含铁矿物以2Fe₂O₃·3H₂O形式存在。褐铁矿一般粒度较粗，疏松多孔、还原性好，融化温度低，易同化，堆比重小。褐铁矿用于烧结一般影响成品率和台时产量，粉焦单耗上升，高配比时使烧结矿转鼓指数、低温还原粉化指数变差。因而限制了褐铁矿在钢铁企业烧结生产上的推广应用。

目前，高配比褐铁矿的研究生产主要在澳洲、日本、法国、韩国和中国等国家。褐铁矿已经在澳大利亚BHP钢铁公司、日本新日铁、日本住友金属小仓钢铁厂、韩国浦项钢铁公司光阳厂等企业使用。日本各大钢厂和韩国浦项的褐铁矿配比普遍在30％以上，高的达40％～45％、甚至50％。我国中南工业大学曾对褐铁矿烧结进行过详细研究，他们认为，适当调节褐铁矿烧结的工艺制度，也可以用褐铁矿生产出以针状铁酸钙为主的优质烧结矿。我国目前在烧结中应用褐铁矿的企业以宝钢为代表。宝钢从九十年代初开始研究褐铁矿，通过多年的工业试验，大幅度地提高了罗布河矿和扬迪矿的配比，达35％左右，生产数据显示，烧结生产正常、烧结矿质量可以满足高炉的要求，而且在烧结配矿上取得了良好的经济效益。

攀钢烧结原料主要由高钛型钒钛磁铁精矿，钒钛磁铁精矿由于含有较高的TiO₂，MgO、Al₂O₃，且SiO₂含量低，精矿粒度粗，成球性和吸水性差，不易烧结，且在烧结过程中生成了性脆的钙钛矿，烧结铁酸钙低温粘结相少且其形态与普通烧结矿铁酸钙不同，导致烧结矿强度差、成品率低。

强化褐铁矿烧结措施研究(四川冶金，2004年05期)阐述了高钛型钒钛磁铁矿烧结配加8％褐铁矿强化措施：强化混合料偏析、高氧位厚料层操作，高碱度烧结矿、优化物料结构、适当放宽燃料粒度上限，以克服提高褐铁矿比例后对烧结矿的产质量不利影响。

武钢集团昆明钢铁股份有限公司的专利：高结晶水褐铁矿生产烧结矿的方法，提供一种高结晶水褐铁矿生产烧结矿的方法，其特征在于它以高物理水和结晶水褐铁矿为原料，经过配料、搅拌制粒、台车装料、点火烧结、喷洒CaCl₂溶液，得烧结矿。有效克服了高结晶水褐铁矿在烧结过程中因烧损高，易收缩形成薄壁大气孔，从而降低烧结矿强度，影响烧结矿产量的不足，尤其是SYP烧结增效剂的加入，以抑制烧结矿的晶型转变，改善烧结矿低温还原粉化性能，加上在烧结矿上喷洒CaCl₂溶液，抑制烧结矿在450～550℃温度范围内发生还原和粉化，有效降低烧结矿在高炉内450～550℃范围内还原气氛条件下产生的二次粉末量，有利于改善高炉料柱透气性，提高高炉的炉况顺行程度，最终解决铁矿资源紧张的问题，为工业化推广使用褐铁矿提供保障。

南京第二钢铁厂的专利：低温烧结赤铁矿和褐铁矿粉的方法，提供了一种低温烧结赤铁矿和褐铁矿粉的方法，用于在烧结机上烧结铁矿石和石灰等辅料成烧结矿，其特征在于：烧结温度在1200～1295℃，在1100℃以上温度保持4～8分钟，烧结料层厚度为360～420mm，烧结机台车低速行驶，采用偏析布料。碱度控制在1.5～2.0，Al₂O₃/SiO₂比值控制在0.2～0.3，控制低碳配量，炭粉量为总混合料的4％～5％。低温烧结可生产出夹有未熔矿石非均质结构的还原性好的烧结矿。

但现有方法褐铁矿添加量较低，如果不对褐铁矿粉进行处理，则由于其对烧结的不利影响将大大限制在高钛型钒钛磁铁矿烧结矿中的使用。

发明内容

本发明所要解决的第一个技术问题是提供一种强度大、成品率高的添加褐铁矿的高钛型钒钛磁铁矿烧结矿的制备方法，该方法具体为在高钛型钒钛磁铁矿烧结矿原料中添加褐铁矿后制备烧结矿，高钛型钒钛磁铁矿烧结矿原料与褐铁矿重量比为88～92∶8～12，褐铁矿破碎至1mm以下，其中粒度小于0.074mm的占总重的10％～50％。

粒度未细化的褐铁矿粉粒度大、含结晶水高、熔化温度低、易同化，用于烧结时可增大烧结矿孔隙率，使烧结矿容易粉化，从而降低烧结矿强度。经本发明方法处理过的褐铁矿粉，由于其粒度小，在烧结混合料制粒过程中不作为制粒核心，主要包裹在大颗粒的外部，而且在烧结过程中由于褐铁矿粉粒度小，其结晶水分解产生的气孔较小，从而减弱了大颗粒褐铁矿粉产生烧结矿时对烧结矿的不利影响，制得的烧结矿强度大、成品率高。

进一步的，所述高钛型钒钛磁铁矿烧结矿原料按重量比计由钒钛磁铁精矿44～48份、国内高品位普通粉矿4～6份、进口粉矿17～21份、消石灰配比5～8份，石灰石配比5～6.5份，焦粉配比4～6份和外配返矿37～43份组成。焦粉粒度中1～3mm的比例达到70％以上。矿石主要成分如表1所示。烧结参数：抽风负压10～12kPa，点火温度1050～1100℃，点火时间2～2.5min，铺底料2～2.5kg。

表1矿石主要成分/重量百分比％

名称

钒钛磁铁精矿

国内高品位普通粉矿

进口粉矿

国内低品位粉矿

外配返矿

褐铁粉矿

TFe

53.5～54.0

57.0～59.0

61.0～63.0

45.0～48.0

48.0～49.0

45.0～48.0

FeO

30.0～33.0

15.0～20.0

0.5～1.0

7.0～9.0

SiO₂

3.0～3.5

6.0～9.0

2.0～4.0

17.0～20.0

5.0～6.0

15.0～18.0

CaO

0.8～1.2

1.0～2.0

＜0.5

1.0～3.0

10.0～12.0

＜0.5

MgO

2.0～3.5

1.0～2.0

＜0.5

1.0～3.0

2.0～3.0

＜1.0

Al₂O₃

3.0～4.0

1.0～2.0

2.0～3.0

3.0～5.0

3.0～4.0

1.0～2.0

TiO₂

12.0～13.0

6.0～8.0

Ig

-1.0～-2.0

1.0～2.0

2.0～4.0

0.5～1.0

8.0～12.0

更进一步的，添加褐铁矿的高钛型钒钛磁铁矿烧结矿的制备方法包括以下步骤：1)将褐铁粉矿进行破碎处理，使其平均粒度小于1mm，其中粒度小于0.074mm的占总重的10～50％；2)将烧结用焦粉进行筛分处理，使焦粉粒度中1～3mm的比例达到70％以上；3)将褐铁粉矿与钒钛磁铁精矿、国内高品位普通粉矿、进口粉矿、消石灰，石灰石，焦粉和外配返矿按比例称取后加水，使混合料水分7.2～7.4％，混合制粒4min后进入二次混料机再次制粒4min；4)将制粒后的混合料进行点火抽风烧结。烧结参数：抽风负压10～12kPa，点火温度1050～1100℃，点火时间2～2.5min，铺底料2～2.5kg。

本发明与现有的高钛型钒钛磁铁精矿烧结中配加10％(平均粒度3mm，＞3mm所占比例为50％以上)褐铁粉矿的技术方案相比，提高了褐铁矿粉在高钛型钒钛磁铁矿中的配加比例，降低了生产原料成本。还可提高烧结矿ISO转鼓指数0.33～2.00个百分点，烧结矿平均粒度提高1.2～1.7mm，＞5mm成品率提高3.7～4.8个百分点。

具体实施方式

试验例1未配褐铁矿

将钒钛磁铁精矿46重量份，国内高品位普通粉矿14重量份，进口粉矿14重量份，国内低品位粉矿6重量份，消石灰配比7重量份，石灰石配比4.6重量份，焦粉配比4.8重量份，外配返矿配比40重量份配入混料仓后混匀，在一次混料机中加水使混合料水分7.15～7.2％，进行混合制粒4min后进入二次混料机再次制粒4min。制粒后的混合料装入φ240×730mm烧结杯中按制粒效果进行压料处理，烧结时料层厚度650mm，烧结碱度CaO/SiO₂为2.2。

表2矿石主要成分/重量百分比％

名称	钒钛磁铁精矿	国内高品位普通粉矿	进口粉矿	国内低品位粉矿	外配返矿
						TFe	53.90	58.0	62.40	45.0	48.6
FeO	31.3	16.2	0.5	0.5	7.8
						SiO₂	3.4	7.6	3.5	18.2	5.7
CaO	0.9	1.3	0.3	1.7	12.5
						MgO	2.65	1.2	0.2	1.4	2.7
Al₂O₃	3.5	1.8	2.2	3.7	3.3
						TiO₂	12.6				6.8
Ig	-1.5	1.7	2.6	2.8	0.5

烧结参数：抽风负压12kPa，点火温度1050℃，点火时间2.5min，铺底料2.5kg。

基准1烧结矿指标为：烧结矿平均粒度27.35mm，烧结矿ISO转鼓指数57.3％烧结杯利用系数1.509t/(m².h)，＞5mm成品率79.88％。

试验例2配加未处理过的褐铁矿

矿石成分见表2，钒钛磁铁精矿配加46重量份，国内高品位普通粉矿配比5重量份，进口粉矿19重量份，褐铁粉矿10重量份，消石灰配比7重量份，石灰石配比5.9重量份，焦粉配比4.9重量份，外配返矿配比40重量份配入混料仓后混匀，在一次混料机中加水使混合料水分7.15～7.25％，进行混合制粒4min后进入二次混料机再次制粒4min。制粒后的混合料装入φ240×730mm烧结杯中按制粒效果进行压料处理，料层厚度650mm，烧结碱度CaO/SiO₂为2.2。

基准2烧结矿指标为：烧结矿平均粒度22.52mm，烧结矿ISO转鼓指数54.33％，烧结杯利用系数1.518t/(m².h)，＞5mm成品率74.78％。

实施例1

矿石成分见表2，配料参数为：钒钛磁铁精矿配加46重量份，国内高品位普通粉矿配比5重量份，进口粉矿19重量份，褐铁粉矿10重量份(经细磨处理，其中＜0.074mm所占比例为13％)，消石灰配比7重量份，石灰石配比5.9重量份，焦粉配比4.9重量份和外配返矿配比40重量份配入混料仓后混匀，在一次混料机中加水使混合料水分7.25～7.35％，进行混合制粒4min后进入二次混料机再次制粒4min。制粒后的混合料装入φ240×730mm烧结杯中按制粒效果进行压料处理，料层厚度650mm，烧结碱度CaO/SiO₂为2.2。

得到的烧结矿指标为：烧结矿平均粒度23.74mm，烧结矿ISO转鼓指数54.67％，烧结杯利用系数1.498t/(m².h)，＞5mm成品率78.53％。

实施例2

矿石成分见表2，配料参数为：钒钛磁铁精矿配加46重量份，国内高品位普通粉矿配比5重量份，进口粉矿19重量份，褐铁粉矿10重量份(经细磨处理，其中＜0.074mm所占比例为35％)，消石灰配比7重量份，石灰石配比5.9重量份，焦粉配比4.9重量份和外配返矿配比40重量份配入混料仓后混匀，在一次混料机中加水使混合料水分7.25～7.35％，进行混合制粒4min后进入二次混料机再次制粒4min。制粒后的混合料装入φ240×730mm烧结杯中按制粒效果进行压料处理，料层厚度650mm，烧结碱度CaO/SiO₂为2.2。

得到的烧结矿指标为：烧结矿平均粒度24.16mm，烧结矿ISO转鼓指数56.00％，烧结杯利用系数1.528t/(m².h)，＞5mm成品率79.31％。

实施例3

矿石成分见表2，配料参数为：钒钛磁铁精矿配加46重量份，国内高品位普通粉矿配比5重量份，进口粉矿19重量份，褐铁粉矿10重量份(经细磨处理，其中＜0.074mm所占比例为49％)，外配返矿配比40重量份，消石灰配比7重量份，石灰石配比5.9重量份，焦粉配比4.9重量份配入混料仓后混匀，在一次混料机中加水使混合料水分7.3～7.4％，进行混合制粒4min后进入二次混料机再次制粒4min。制粒后的混合料装入φ240×730mm烧结杯中按制粒效果进行压料处理，料层厚度650mm，烧结碱度CaO/SiO₂为2.2。

烧结参数：抽风负压12kPa，点火温度1050℃，点火时间2.5min，铺底料2.5kg。烧结矿指标为：烧结矿平均粒度24.24mm，烧结矿ISO转鼓指数56.33％，烧结杯利用系数1.537t/(m².h)，＞5mm成品率78.67％。

Claims

1.添加褐铁矿的高钛型钒钛磁铁矿烧结矿的制备方法，在高钛型钒钛磁铁矿烧结矿原料中添加褐铁矿后制备烧结矿，其特征在于：高钛型钒钛磁铁矿烧结矿原料与褐铁矿重量比为88～92∶8～12，褐铁矿破碎至1mm以下，其中粒度小于0.074mm的占总重的10％～50％；所述高钛型钒钛磁铁矿烧结矿原料按重量比计由钒钛磁铁精矿44～48份、国内高品位普通粉矿4～6份、进口粉矿17～21份、消石灰5～8份，石灰石5～6.5份，焦粉4～6份和外配返矿37～43份组成，褐铁粉矿主要成分按重量百分比计为TFe 45.0～48.0％，SiO₂ 15.0～18.0％，CaO＜0.5％，MgO＜1.0％，Al₂O₃ 1.0～2.0％，Ig 8.0～12.0％。

2.根据权利要求1所述添加褐铁矿的高钛型钒钛磁铁矿烧结矿的制备方法，其特征在于：焦粉粒度中1～3mm的比例达到70％以上。

3.根据权利要求1或2所述添加褐铁矿的高钛型钒钛磁铁矿烧结矿的制备方法，其特征在于：所述烧结矿的制备是将高钛型钒钛磁铁矿烧结矿原料与褐铁矿混匀成混合料，加水使混合料水分7.2～7.4％，制粒后烧结。

4.根据权利要求3所述添加褐铁矿的高钛型钒钛磁铁矿烧结矿的制备方法，其特征在于：烧结参数为抽风负压10～12kPa，点火温度1050～1100℃，点火时间2～2.5min，铺底料2～2.5kg。