CN103305690A - 细粒铁精矿预压成型强化烧结的方法 - Google Patents

Abstract

一种细粒铁精矿预压成型强化烧结的方法，首先，将细粒铁精矿与生石灰混合均匀，采用高压辊式成型机预压成型为圆柱体料粒；然后，将圆柱体料粒与其它烧结原料组成混合料，在圆筒制粒机内制成烧结料粒后，将烧结料粒布料、点火、烧结，得到烧结矿。本发明关键在于对铁精矿进行预压成型处理，通过强大的外力作用，使难制粒物料强制成型，改善混合料粒度组成，再通过与其它混合料一同制粒，提高烧结料层透气性；改善其烧结性能和冶金性能，强化烧结；在保持烧结矿质量的前提下，提高烧结矿产量和铁品位，降低能耗，为强化高炉冶炼提供优质炉料。

Description

细粒铁精矿预压成型强化烧结的方法

技术领域

本发明公开了一种细粒铁精矿预压成型强化烧结的方法；通过对细粒铁精矿粉预压成型强化制粒，有效改善混合料粒度组成和透气性，从而强化烧结。属于钢铁冶金技术领域。

背景技术

铁矿烧结矿是我国高炉炼铁的主要炉料,约占入炉铁料的70%-80%。全国烧结矿年产量为5-6亿吨。强化铁矿烧结，节省燃料、降低生产成本具有重要意义。

如何提高烧结矿铁品位、保证烧结矿产量和质量、降低烧结矿能耗是众多生产厂家共同面临的课题。在烧结混合料中添加少量细粒磁铁精矿（通常占总铁原料的比例为10-20%）是提高烧结矿铁品位的有效措施之一，但细粒磁铁精矿加入量的进一步升高，将会影响烧结混合料的制粒效果和烧结料层透气性，从而对烧结矿的强度、产量和能耗等指标产生不利影响。目前国内外主要采用圆筒混合机进行混合和制粒，为了强化制粒、改善制粒效果，大多生产厂家采用加长圆筒混合机、增加混合机段数（由二段混合机增加为三段混合机）或在混合机结构上进行改进，焦粉分加、生石灰分加等技术，高压辊磨或润磨预处理提高表面活性技术及采用圆盘造球机强化制粒等技术，取得了一定的效果，但需对生产流程进行改造，投资大，生产成本高。

发明新的方法，改善高配比细粒磁铁精矿烧结混合料的制粒效果，具有重要意义。

发明内容

本发明的目的在于针对难制粒的高配比细粒磁铁精矿粉，提供一种细粒铁精矿预压成型强化烧结的方法，通过对细粒铁精矿粉预压成型、制粒，有效改善混合料粒度组成和透气性，从而强化烧结；在保持烧结矿质量的前提下，提高烧结矿产量和铁品位，降低能耗，为强化高炉冶炼提供优质炉料。

本发明一种细粒铁精矿预压成型强化烧结的方法，包括下述步骤：

第一步，细粒铁精矿预压成型

将细粒铁精矿与生石灰混合均匀，形成细粒铁精矿混合料，控制细粒铁精矿混合料中水的质量百分含量为8～10%；将细粒铁精矿混合料预压成型，预压成型的料粒为直径3～12mm的圆柱体；预压成型料粒在下落过程中自动断裂成直径固定的不同长度的圆柱体；

第二步，制粒

将第一步制备的预压成型料粒与其它烧结原料（铁矿粉、生石灰、石灰石、白云石、返矿、焦粉）组成制粒混合料，控制制粒混合料中水的质量百分含量为7～9%，将制粒混合料置于圆筒制粒机中制成粒度为3～12mm的烧结料粒；预压成型料粒与其它烧结原料中的铁矿粉构成制粒混合料中的总铁原料；其它烧结原料中的生石灰、石灰石、白云石、返矿、焦粉均为现有烧结生产使用的原材料；

第三步，烧结

将烧结料粒在烧结机上进行布料、点火、烧结，得到烧结矿。

本发明一种细粒铁精矿预压成型强化烧结的方法，所述细粒铁精矿与生石灰混合时，生石灰添加量占细粒磁铁精矿质量的3%-10%，生石灰作为粘结剂，提高预压成球率；细粒铁精矿的粒度小于等于1mm；生石灰的粒度小于等于3mm；所述细粒铁精矿选自细粒磁铁精矿或钒钛磁铁精矿。

本发明一种细粒磁铁精矿预压成型强化烧结的方法，将细粒铁精矿混合料预压成型的压力为（8～10）×10⁴N。

本发明一种细粒磁铁精矿预压成型强化烧结的方法，细粒铁精矿预压成型料粒占总铁原料的质量百分比为30-50%。

本发明一种细粒铁精矿预压成型强化烧结的方法，预压成型料粒与其它烧结原料在圆筒制粒机内混合、制粒。

本发明一种细粒铁精矿预压成型强化烧结的方法，所述预压成型采用高压辊式成型机，所述高压辊式成型机包括机架、定压辊、动压辊、压辊驱动电机、液压驱动装置、料斗，所述定压辊、动压辊通过轴承座平行安装在机架上，在所述定压辊、动压辊的上方设有所述料斗，料斗的出料口处于所述定压辊、动压辊的轴线之间；所述液压驱动装置驱动所述动压辊沿水平方向移动，以调节两个压辊间距以及压辊施加于物料的压力；所述压辊驱动电机分别驱动所述定压辊、动压辊作相对转动。

本发明一种细粒铁精矿预压成型强化烧结的方法，所述高压辊式成型机中，所述定压辊、动压辊为圆柱体，沿所述定压辊和动压辊的圆柱体的外表面圆周均布有环型凹槽型模，所述凹槽的横截面为半圆形，所述定压辊和动压辊表面的半圆形凹槽相互匹配，在定压辊和动压辊相切的位置形成多个均布的圆形型模；所述圆形型模的直径为3-12mm。

本发明一种细粒铁精矿预压成型强化烧结的方法，所述高压辊式成型机中，液压驱动装置施加在动压辊上的压力（0.2－10）×10⁴N。

本发明由于采用预压成型强化烧结法，改善了难处理铁精粉的制粒性能和烧结性能，可使铁精粉占总铁原料的配比提高到30-50%，能保持烧结矿产量基本不变，提高烧结矿强度和铁品位，降低烧结能耗。

本发明的技术关键在于对铁精矿进行预压成型处理，通过强大的外力作用，使难制粒物料强制成型，改善混合料粒度组成，再通过圆筒制粒机与其它混合料一同制粒，提高烧结料层透气性；在高压成型过程中因物料产生静压粉碎而粘结，可增大颗粒表面晶格缺陷，颗粒表面能的增加可增强高温反应活性，从而改善其烧结性能和冶金性能。此外，在细粒铁精矿中参杂表面亲水性好的预压生石灰，在高压辊式成型机的作用下，预压生石灰粘附于铁矿颗粒表面，改善其表面亲水性，即便在高压成型中的散料，在圆筒混合机中也能参与制粒，从而使料层透气性得到显明改善。同时，由于给料压力方向与排料方向一致，使高压辊式成型机具有脱模容易，团块直径与球团直径相近及团块产量高等优点。

本发明中，高压辊式成型机的工作原理简述于下：驱动电机驱动两个压辊作相对转动，物料从料斗的出口流出，在物料自身向下重力推动及压辊咬力作用下，细粒物料被挤入两个压辊之间，在两个压辊相切位置，在两个相对的半圆形凹槽空间内细粒物料被挤压成型为圆柱状。随着两压辊继续相对转动离开切线位置，圆柱状的压型料被自动挤出压模。在整个圆周方向上，由于每一个压辊是连续的半圆柱形状，挤出的物料是连续的圆柱状，在下落过程中将自动断裂成直径固定的不同长度的圆柱体，圆柱体直径取决于压辊表面设置的圆形型模的直径模。压辊转速及压辊尺寸决定物料通过能力，即设备的生产能力。通过调节压辊转速及压辊尺寸，可控制设备的生产能力。

发明的优点和积极效果

本发明的关键在于对细粒磁铁精矿粉与生石灰的混合料进行预压成型处理，可改善烧结混合料制粒性能和烧结性能。磁铁精粉或钒钛磁铁精粉经过预压成型处理后，混合料平均粒径增加，3-12mm粒级增加10-20％，透气性提高10-15%，固体燃耗下降3-5kg/t。在烧结矿强度基本相近时，烧结矿产量提高5%-10%。本发明提供的高压辊式成型机集成了对辊压团机和高压辊磨机的优点，产量大、成型率高及容易脱模。

此外，磁铁精粉或钒钛磁铁精粉经过预压成型处理，可减少一段圆筒制粒机，占地面积减少、生产效率增大，流程大大简化。在炼铁行业中有广阔的推广价值和应用前景，可以拓宽炼铁原料来源，使用大量磁铁精矿、钒钛磁铁精矿，提高烧结矿铁品位，提高烧结矿产量,节省烧结能耗。从而降低炼铁成本。

附图说明

附图1为本发明工艺流程图。

附图2为本发明中高压辊式成型机结构示意图。

附图3为附图2中的定压辊、动压辊安装结构示意图。

图中：1-机架、2-定压辊、3-动压辊、4-压辊驱动电机、5-液压驱动装置、6-料斗、7-凹槽型模、8-圆形型模。

具体实施方式

下面结合具体实施例对本发明作进一步详细说明。

参见附图2、3，本发明中高压辊式成型机包括机架1、定压辊2、动压辊3、压辊驱动电机4、液压驱动装置5、料斗6，所述定压辊2、动压辊3通过轴承座平行安装在机架1上，在所述定压辊2、动压辊3的上方设有所述料斗6，料斗6的出料口处于所述定压辊2、动压辊3的轴线之间；所述液压驱动装置5驱动所述动压辊3沿水平方向移动，以调节两个压辊间距以及压辊施加于物料的压力；所述压辊驱动电机4分别驱动所述定压辊2、动压辊3作相对转动；所述定压辊2、动压辊3为圆柱体，沿所述定压辊2和动压辊3的圆柱体的外表面圆周均布有环型凹槽型模7，所述凹槽的横截面为半圆形，所述定压辊2和动压辊3表面的半圆形凹槽相互匹配，在定压辊2和动压辊3相切的位置形成多个均布的圆形型模8；所述圆形型模8的直径为3-12mm；所述液压驱动装置5施加在动压辊3上的压力（0.2－10）×10⁴N。

实施例1：

磁铁矿精粉在总铁原料的配比为30%，在磁铁精粉中添加3%的生石灰后混匀，混合料水分8.4%，在辊压压力8×10⁴N/mm下经高压辊式成型机压制成3-12mm的团块，再与其它烧结原料混合。原料的配比按烧结矿化学成份控制目标（铁品位57-58%，碱度CaO/SiO2=2.0，MgO1.5%,SiO₂5.8%）进行计算后添加。混合料经二次圆筒混合制粒后,混合粒料水分为8.3%，进行烧结。制粒混合料中3-12mm粒级含量为89.3%，料层透气性阻力下降为70mmH₂O，烧结矿成品率为70.14%，利用系数1.42t/m²·h，转鼓强度62.45%，烧结固体燃耗64.6kg/t。

对比例1

磁铁矿精粉在总铁原料中的配比为30%时，按常规烧结工艺，混合料经二次圆筒混合制粒,混合粒料水分8.7%，然后对混合粒料进行烧结。烧结原料的配比按烧结矿化学成份控制目标（铁品位57-58%，碱度CaO/SiO2=2.0，MgO1.5%,SiO₂5.8%）进行计算后添加。制粒混合料中3-12mm粒级含量为70.5%，料层透气性阻力为96mmH₂O，烧结矿成品率为65.44%，利用系数1.29t/m²·h，转鼓强度61.87%，烧结固体燃耗68.9kg/t。

实施例2：

磁铁矿精粉在总铁原料中的配比为40%，磁铁精粉中再添加5%的生石灰混合均匀，混合料水分8.7%，在辊压压力9×10⁴N/mm下，经高压辊式成型机压制成3-12mm团块，再与其它烧结原料混合。其它烧结原料的配比按烧结矿化学成份控制目标（铁品位57-58%，碱度CaO/SiO2=2.0，MgO1.5%,SiO₂5.8%）进行计算后添加。混合料经二次圆筒混合制粒,混合粒料水分8.4%，然后对混合粒料进行烧结。制粒混合料中3-12mm粒级含量为77.2%，料层透气性阻力下降为100mmH₂O，烧结矿成品率为70.74%，利用系数1.30t/m²·h，转鼓强度62.78%，烧结固体燃耗70.54kg/t。

对比例2

磁铁矿精粉在总铁原料中的配比为40%时，按常规烧结工艺，混合料经二次圆筒混合制粒,混合粒料水分8.6%，然后对混合粒料进行烧结。烧结原料的配比按烧结矿化学成份控制目标（铁品位57-58%，碱度CaO/SiO2=2.0，MgO1.5%,SiO₂5.8%）进行计算后添加。制粒混合料中3-12mm粒级含量为68.3%，料层透气性阻力为120mmH₂O，烧结矿成品率为64.46%，利用系数1.29t/m²·h，转鼓强度55.87%，烧结固体燃耗75.6kg/t。

实施例3：

磁铁矿精粉在总铁原料中的配比为50%，在磁铁精粉中添加10%生石灰后混合均匀，混合料水分9.2%，在辊压压力8×10⁴N/mm下，经高压辊式成型机压制成3-12mm团块，再与其它烧结原料混合。烧结原料的配比按烧结矿化学成份控制目标（铁品位57-58%，碱度CaO/SiO2=2.0，MgO1.5%,SiO₂5.8%）进行计算后添加。混合料经二次圆筒混合制粒,混合粒料水分8.7%，然后对混合粒料进行烧结。制粒混合料中3-12mm粒级含量为65.3%，料层透气性阻力下降为110mmH₂O，烧结矿成品率为65.21%，利用系数1.33t/m²·h，转鼓强度61.09%，烧结固体燃耗65.62kg/t。

对比例3

磁铁矿精粉在总铁原料中的配比为50%时，按常规烧结工艺，混合料经二次圆筒混合制粒后烧结。烧结原料的配比按烧结矿化学成份控制目标（铁品位57-58%，碱度CaO/SiO2=2.0，MgO1.5%,SiO₂5.8%）进行计算后添加。制粒混合料中3-12mm粒级含量为65.3%，料层透气性阻力为135mmH₂O，烧结矿成品率为63.35%，利用系数1.21t/m²·h，转鼓强度60.12%，烧结固体燃耗69.50kg/t。

实施例4：

钒钛磁铁矿精粉在总铁原料的配比为40%，在钒钛磁铁精粉中添加5%的生石灰后混匀，混合料水分8.9%，在辊压压力8×10⁴N/mm下经高压辊式成型机压制成3-12mm的团块，再与其它烧结原料混合。烧结原料的配比按烧结矿化学成份控制目标（铁品位55-56%，碱度CaO/SiO2=2.0，MgO1.5%,SiO₂5.8%）进行计算后添加。混合料经二次圆筒混合制粒后,混合粒料水分为8.4%，进行烧结。制粒混合料中3-12mm粒级含量为87.0%，料层透气性阻力下降为100mmH₂O，烧结矿成品率为70.20%，利用系数1.31t/m²·h，转鼓强度60.39%，烧结固体燃耗70.2kg/t。

对比例4

钒钛磁铁矿精粉在总铁原料中的配比为40%时，按常规烧结工艺，混合料经二次圆筒混合制粒,混合粒料水分8.8%，然后对混合粒料进行烧结。烧结原料的配比按烧结矿化学成份控制目标（铁品位57-58%，碱度CaO/SiO2=2.0，MgO1.5%,SiO₂5.8%）进行计算后添加。制粒混合料中3-12mm粒级含量为66.0%，料层透气性阻力为130mmH₂O，烧结矿成品率为68.69%，利用系数1.19t/m²·h，转鼓强度60.12%，烧结固体燃耗75.3kg/t。

实施例5：

钒钛磁铁矿精粉在总铁原料中的配比为40%，磁铁精粉中再添加7%的生石灰混合均匀，混合料水分9.3%，在辊压压力9×10⁴N/mm下，经高压辊式成型机压制成3-12mm团块，再与其它烧结原料混合。烧结原料的配比按烧结矿化学成份控制目标（铁品位55-56%，碱度CaO/SiO2=2.0，MgO1.5%,SiO₂5.8%）进行计算后添加。混合料经二次圆筒混合制粒,混合粒料水分8.7%，然后对混合粒料进行烧结。制粒混合料中3-12mm粒级含量为75.3%，料层透气性阻力下降为110mmH₂O，烧结矿成品率为69.74%，利用系数1.30t/m²·h，转鼓强度61.57%，烧结固体燃耗69.32kg/t。

对比例5

钒钛磁铁矿精粉在总铁原料中的配比为40%时，按常规烧结工艺，混合料经二次圆筒混合制粒,混合粒料水分8.9%，然后对混合粒料进行烧结。烧结原料的配比按烧结矿化学成份控制目标（铁品位55-56%，碱度CaO/SiO2=2.0，MgO1.5%,SiO₂5.8%）进行计算后添加。制粒混合料中3-12mm粒级含量为65.3%，料层透气性阻力为135mmH₂O，烧结矿成品率为63.33%，利用系数1.15t/m²·h，转鼓强度58.87%，烧结固体燃耗77.9kg/t。

实施例6：

钒钛磁铁矿精粉在总铁原料中的配比为60%，在磁铁精粉中添加10%生石灰后混合均匀，混合料水分9.3%，在辊压压力10×10⁴N/mm下，经高压辊式成型机压制成3-12mm团块，再与其它烧结原料混合。烧结原料的配比按烧结矿化学成份控制目标（铁品位55-56%，碱度CaO/SiO2=2.0，MgO1.5%,SiO₂5.8%）进行计算后添加。混合料经二次圆筒混合制粒,混合粒料水分8.9%，然后对混合粒料进行烧结。制粒混合料中3-12mm粒级含量为72.3%，料层透气性阻力下降为135mmH₂O，烧结矿成品率为68.21%，利用系数1.22t/m²·h，转鼓强度60.43%，烧结固体燃耗75.7kg/t。

对比例6

钒钛磁铁矿精粉在总铁原料中的配比为60%时，按常规烧结工艺（流程图1中没有安装高压辊式成型机），混合料经二次圆筒混合制粒后烧结。烧结原料的配比按烧结矿化学成份控制目标（铁品位55-56%，碱度CaO/SiO2=2.0，MgO1.5%,SiO₂5.8%）进行计算后添加。制粒混合料中3-12mm粒级含量为64.2%，料层透气性阻力为150mmH₂O，烧结矿成品率为64.56%，利用系数1.03t/m²·h，转鼓强度59.12%，烧结固体燃耗78.7kg/t。

从以上实施例与对比例得到的参数可知：磁铁精粉或钒钛磁铁精粉经过预压成型处理后，混合料平均粒径增加，3-12mm粒级增加10-20％，透气性提高10-15%，固体燃耗下降3-5kg/t。在烧结矿强度基本相近时，烧结矿产量提高5%-10%。

Claims (8)

1.一种细粒铁精矿预压成型强化烧结的方法，包括下述步骤：

第一步，细粒铁精矿预压成型

将细粒铁精矿与生石灰混合均匀，形成细粒铁精矿混合料，控制细粒铁精矿混合料中水的质量百分含量为8～10%；将细粒铁精矿混合料预压成型，预压成型的料粒为直径3～12mm的圆柱体；

第二步，制粒

将第一步制备的预压成型料粒与其它烧结原料组成制粒混合料，控制制粒混合料中水的质量百分含量为7～9%，将制粒混合料制成粒度为3～12mm的烧结料粒；

第三步，烧结

将烧结料粒在烧结机上进行布料、点火、烧结，得到烧结矿。

2.根据权利要求1所述的一种细粒磁铁精矿预压成型强化烧结的方法，其特征在于：所述细粒铁精矿与生石灰混合时，生石灰添加量占细粒铁精矿质量的3%-10%；细粒铁精矿的粒度小于等于1mm；生石灰的粒度小于等于3mm；所述细粒铁精矿选自细粒磁铁精矿或钒钛磁铁精矿。

3.根据权利要求1所述的一种细粒磁铁精矿预压成型强化烧结的方法，其特征在于：将细粒磁铁精矿混合料预压成型的压力为（8～10）×10⁴N。

4.根据权利要求1所述的一种细粒磁铁精矿预压成型强化烧结的方法，其特征在于：预压成型料粒占总铁原料的质量百分比为30-50%。

5.根据权利要求1所述的一种细粒铁精矿预压成型强化烧结的方法，其特征在于：预压成型料粒与其它烧结原料在圆筒制粒机内混合、制粒。

6.根据权利要求1-5任意一项所述的一种细粒铁精矿预压成型强化烧结的方法，其特征在于：所述预压成型采用高压辊式成型机，所述高压辊式成型机包括机架、定压辊、动压辊、压辊驱动电机、液压驱动装置、料斗，所述定压辊、动压辊通过轴承座平行安装在机架上，在所述定压辊、动压辊的上方设有所述料斗，料斗的出料口处于所述定压辊、动压辊的轴线之间；所述液压驱动装置驱动所述动压辊沿水平方向移动，以调节两个压辊间距以及压辊施加于物料的压力；所述压辊驱动电机分别驱动所述定压辊、动压辊作相对转动。

7.根据权利要求6所述的一种细粒铁精矿预压成型强化烧结的方法，其特征在于：所述高压辊式成型机中，所述定压辊、动压辊为圆柱体，沿所述定压辊和动压辊的圆柱体的外表面圆周均布有环型凹槽型模，所述凹槽的横截面为半圆形，所述定压辊和动压辊表面的半圆形凹槽相互匹配，在定压辊和动压辊相切的位置形成多个均布的圆形型模；所述圆形型模的直径为3～12mm。

8.根据权利要求6所述的一种细粒铁精矿预压成型强化烧结的方法，其特征在于：所述高压辊式成型机中，液压驱动装置施加在动压辊上的压力（0.2－10）×10⁴N。

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