專利名稱：一種鎂質(zhì)自熔性球團礦及其制備方法
一種鎂質(zhì)自熔性球團礦及其制備方法技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于煉鐵原料球團礦造塊技術(shù)，尤其涉及一種鎂質(zhì)自熔性球團礦及其制 備方法。二、背景技術(shù)
高爐爐料結(jié)構(gòu)是煉鐵生產(chǎn)能否實現(xiàn)優(yōu)質(zhì)、低耗、高產(chǎn)的重要前提和物質(zhì)基礎(chǔ)。 我國高爐爐料主要以高堿度燒結(jié)礦為主，配加部分酸性球團礦或塊礦，因此球團生產(chǎn)廠 家主要生產(chǎn)酸性球團礦，即球團礦生產(chǎn)基本上是控制在自然堿度，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(xiàn)代化高爐快速操作的要求，從改善冶金 性能的觀點出發(fā)，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(chǎn)廠家提高 球團質(zhì)量的優(yōu)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(nèi)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(qū)間減小，改善了球團礦的軟熔性；由于鐵酸鎂的熔化溫度比酸性 球團礦內(nèi)成份的熔化溫度高，CO與FeO的反應(yīng)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(chǎn).燒結(jié)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，F(xiàn)e2+更容易氧化，致使 Fe2O3增多，F(xiàn)eO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(jié) 球團，2002Q7)，4 11-12.)。資料顯示，目前生產(chǎn)自熔性球團礦主要的添加劑有石灰 石、輕燒白云石、蛇紋石、橄欖石等，由于這些添加劑會帶入較大含量的CaO、SO2等 組分，這樣就容易產(chǎn)生以下問題
1、球團中W^iO2)高。在大于1000°C氧化的過程中，由于氧化放熱球團局部過 熱，或者是氧化氣氛過弱的情況下，F(xiàn)e3O4易與幻02反應(yīng)生成相對較低熔點的(1205°C) 鐵橄欖石OFeOSiO2)，并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(xiàn)大量硅酸鹽液相，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(jié)晶，常成性脆、強度低的 玻璃質(zhì)，制備的球團礦的機械強度(抗壓強度)低。在高爐生產(chǎn)時，W^iO2)高還會使 球團還原度降低，粉化率增加，軟化區(qū)間和滴落區(qū)間擴大，導致爐渣過多，爐況不順， 嚴重影響生產(chǎn)。
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(xiàn)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(jié)， 降低料層透氣性，影響焙燒的正常進行。在高爐生產(chǎn)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(jīng)濟合理性，制備球團礦的磁鐵精礦品味不能太低。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是提供一種鎂質(zhì)自熔性球團礦及其制備方法，該方 法既不增加設(shè)備投資、又不改變原有的生產(chǎn)工藝、且制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(shù)問題，本發(fā)明采用的技術(shù)方案是在含鐵原料中外加2 4wt% 的鎂砂和1 2wt%的膨潤土并充分混勻，混勻后的混合料中的水分含量為5 10Wt%。 潤磨1 8min，造球，干燥，然后在溫度為800 1000°C條件下預熱，預熱時間為10 20min ；最后在溫度為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 原料中的占比為大于等于70wt%、小于等于90wt%，硫酸渣在含鐵原料中的占比為大于 0、小于等于20wt%，除塵灰在含鐵原料中的占比為大于0、小于等于10wt%。
所述的磁鐵精礦化學成分為TFe為62 64wt%，F(xiàn)eO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%，F(xiàn)eO 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%，F(xiàn)eO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，鎂砂粒度小于等于0.074mm的含量為 60wt%以上。
采用該制備方法制備的鎂質(zhì)自熔性球團礦，TFedgwt1^，MgO > 2wt%,三元 堿度> 0.8wt% ；成品球團礦抗壓強度22500N/P。
由于本發(fā)明采用鎂砂為添加劑，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，有利于高爐的冶煉過程；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(yōu)于現(xiàn)有的常規(guī)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(qū)間也大大縮小，滴下溫度 也明顯提高，滴下區(qū)間在160°C以內(nèi)，有利于高爐爐料的順行。同時，本發(fā)明可采用相對 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，有利于回收資源，節(jié) 約成本。
總之，本發(fā)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；對于高爐冶煉本發(fā)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(fā)明提高了高爐利用系數(shù)，有利于冶煉中脫 硫、降低了焦比、減少了工序能耗。四

下面結(jié)合附圖對本發(fā)明作進一步說明
圖1是鎂質(zhì)自熔性球團礦制備方法工藝流程圖。五具體實施方式
本發(fā)明的制備方法如下
在含鐵原料中外加2 4wt%的鎂砂和1 2wt%的膨潤土并充分混勻，混勻后 的混合料中的水分含量為5 10wt%;潤磨1 8η ι，造球，干燥，然后在溫度為800 1000°C條件下預熱，預熱時間為10 20min ；最后在溫度為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 原料中的占比為大于等于70wt%、小于等于90wt%，硫酸渣在含鐵原料中的占比為大于 0、小于等于20wt%，除塵灰在含鐵原料中的占比為大于0、小于等于10wt%。
所述的磁鐵精礦化學成分為TFe為62 64wt%，F(xiàn)eO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%，F(xiàn)eO 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%，F(xiàn)eO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，鎂砂粒度小于等于0.074mm的含量為 60wt%以上。
采用該制備方法制備的鎂質(zhì)自熔性球團礦，TFeSgwt1^，MgO > 2%,三元堿 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(fā)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、鎂砂后，進行混勻、潤磨、造球、干燥、預熱、焙燒等步驟后制得鎂 質(zhì)自熔性球團礦。各原料化學成分及制備的球團礦原料組成、化學成分及相關(guān)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(quán)利要求
1.一種鎂質(zhì)自熔性球團礦制備方法，其特征在于在含鐵原料中外加2 4wt%的鎂 砂和1 膨潤土并充分混勻，混勻后的混合料中的水分含量為5 10wt% ；潤 磨1 8min，造球，干燥，然后在溫度為800 1000°C條件下預熱，預熱時間為10 20min ；最后在溫度為1180 1300°C條件下焙燒，焙燒時間為15 35min。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鎂質(zhì)自熔性球團礦制備方法，其特征在于含鐵原料為 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占比為大于等于 70wt%>小于等于90wt%，硫酸渣在含鐵原料中的占比為大于0、小于等于20wt%，除 塵灰在含鐵原料中的占比為大于0、小于等于10wt%。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的鎂質(zhì)自熔性球團礦制備方法，其特征在于所述的磁鐵精 礦化學成分為TFe 為 62 64wt%，F(xiàn)eO 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%，F(xiàn)eO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(jù)權(quán)利要求1所述的鎂質(zhì)自熔性球團礦制備方法，其特征在于所述的鎂砂的 MgO含量在80wt%以上，鎂砂粒度小于等于0.074mm的含量為60wt%以上。
5.—種采用權(quán)利要求1-4任一種方法制備的鎂質(zhì)自熔性球團礦，其特征在于球團 礦中TFe^59wt%，MgO > 2wt%,三元堿度> 0.8wt% ；成品球團礦抗壓強度22500N/
全文摘要
本發(fā)明公開了一種鎂質(zhì)自熔性球團礦及其制備方法，在含鐵原料中外加2～4wt％的鎂砂和1～2wt％的膨潤土并充分混勻，混勻后的混合料中的水分含量為5～10wt％；潤磨1～8min，造球，干燥，然后在溫度為800～1000℃條件下預熱，預熱時間為10～20min；最后在溫度為1180～1300℃條件下焙燒，焙燒時間為15～35min。制備的鎂質(zhì)自熔性球團礦，TFe≥59wt％，MgO＞2wt％，三元堿度＞0.8wt％；成品球團礦抗壓強度≥2500N/P。該方法既不增加設(shè)備投資、又不改變原有的生產(chǎn)工藝、且制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(yōu)先權(quán)日2010年12月22日
發(fā)明者張一敏, 張興才, 徐春燕, 李圣輝, 王賓, 胡承凡, 陳鐵軍 申請人:武漢鋼鐵(集團)公司