一種燒結(jié)原料組合物和堿性釩鈦燒結(jié)礦及其制備方法和應(yīng)用
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及釩鈦磁鐵礦燒結(jié)的技術(shù)領(lǐng)域，具體地，涉及一種燒結(jié)原料組合物、堿性 釩鈦燒結(jié)礦的制備方法、由該方法制備得到的堿性釩鈦燒結(jié)礦以及該堿性釩鈦燒結(jié)礦作為 護(hù)爐燒結(jié)礦在高爐冶煉中的應(yīng)用。
【背景技術(shù)】
[0002] 一直以來(lái)，高爐的長(zhǎng)壽化都是煉鐵工作者不懈努力及追求的目標(biāo)，而釩鈦礦護(hù)爐 技術(shù)也得到了廣泛的認(rèn)可。目前，鈦礦護(hù)爐技術(shù)通常采取的三種方法是：高爐風(fēng)口區(qū)域在線 喂線；在高爐入爐料中添加釩鈦塊礦或者釩鈦球團(tuán)礦；在燒結(jié)混勻料堆料時(shí)按照一定的配 比添加含鈦礦粉。
[0003] 然而，上述三種鈦礦護(hù)爐技術(shù)存在的主要問(wèn)題有：第一種護(hù)爐方法一次性投入成 本較大，裝備復(fù)雜，理論上這種護(hù)爐方法效果最好，但由于不能很好的將高鈦粉定點(diǎn)投放到 爐缸侵蝕區(qū)域，因此生產(chǎn)實(shí)踐中這種護(hù)爐方法效果最不明顯。第二種護(hù)爐方法采用含鈦塊 礦或者含鈦球團(tuán)進(jìn)行護(hù)爐，但是由于含鈦塊礦和含鈦球團(tuán)價(jià)格普遍較高，因此采用這種護(hù) 爐方法成本最高。第三種護(hù)爐方法采用的是含鈦粉礦，價(jià)格相對(duì)便宜，成本較低，方法是把 含鈦粉礦和其它含鐵物料一起進(jìn)行混勻，形成燒結(jié)用混勻料，實(shí)際生產(chǎn)中，一堆混勻料有數(shù) 萬(wàn)噸，可供燒結(jié)生產(chǎn)連續(xù)使用10天左右，也就是說(shuō)在該堆混勻料用完之前，如果高爐要求 臨時(shí)變換原料中的[Ti]含量是比較困難的，因此該方法對(duì)于高爐生產(chǎn)來(lái)說(shuō)，靈活性不佳。
[0004] 針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的不足，急需開(kāi)發(fā)一種制備方法簡(jiǎn)單、生產(chǎn)成本低以及能夠滿足高 爐冶煉用護(hù)爐燒結(jié)礦的入爐性能要求的釩鈦?zhàn)o(hù)爐燒結(jié)礦。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 本發(fā)明的目的在于解決現(xiàn)有技術(shù)的上述問(wèn)題，而提供一種燒結(jié)原料組合物、堿性 釩鈦燒結(jié)礦的制備方法、由該方法制備得到的堿性釩鈦燒結(jié)礦以及該堿性釩鈦燒結(jié)礦作為 護(hù)爐燒結(jié)礦在高爐冶煉中的應(yīng)用。
[0006] 為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供了一種燒結(jié)原料組合物，其中，該燒結(jié)原料組合物 含有海砂釩鈦磁鐵精礦粉、活性石灰、硅石和燃料，以所述燒結(jié)原料組合物的總重量為基 準(zhǔn)，所述海砂軌鈦磁鐵精礦粉的含量為86-89重量％，所述活性石灰的含量為5-7重量％， 所述娃石的含量為1 -2重量％，所述燃料的含量為4. 5-5重量％。
[0007] 此外，本發(fā)明還提供了一種堿性釩鈦燒結(jié)礦的制備方法，該方法包括：
[0008] (1)將上述燒結(jié)原料組合物、返礦和水進(jìn)行混合制料，得到混合料；
[0009] (2)將步驟（1)所述混合料依次進(jìn)行布料和燒結(jié)。
[0010] 本發(fā)明還提供了一種由上述方法制備得到的堿性釩鈦燒結(jié)礦。
[0011] 此外，本發(fā)明還提供了上述堿性釩鈦燒結(jié)礦作為護(hù)爐燒結(jié)礦在高爐冶煉中的應(yīng) 用。
[0012] 通過(guò)上述技術(shù)方案，本發(fā)明獲得了制備方法簡(jiǎn)單、生產(chǎn)成本低以及能夠滿足高爐 冶煉用護(hù)爐燒結(jié)礦的入爐性能要求的堿性釩鈦?zhàn)o(hù)爐燒結(jié)礦。
[0013] 本發(fā)明的其它特征和優(yōu)點(diǎn)將在隨后的【具體實(shí)施方式】部分予以詳細(xì)說(shuō)明。
【具體實(shí)施方式】
[0014] 以下對(duì)本發(fā)明的【具體實(shí)施方式】進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明。應(yīng)當(dāng)理解的是，此處所描述的具體 實(shí)施方式僅用于說(shuō)明和解釋本發(fā)明，并不用于限制本發(fā)明。
[0015] 本發(fā)明提供了一種燒結(jié)原料組合物，其中，該燒結(jié)原料組合物含有海砂釩鈦磁鐵 精礦粉、活性石灰、硅石和燃料，以所述燒結(jié)原料組合物的總重量為基準(zhǔn)，所述海砂釩鈦磁 鐵精礦粉的含量為86-89重量％，所述活性石灰的含量為5-7重量％，所述娃石的含量為 1-2重量％，所述燃料的含量為4. 5-5重量％。
[0016] 在本發(fā)明中，控制海砂釩鈦磁鐵精礦粉的配比在86-89重量％范圍內(nèi)以及控制活 性石灰的配比在5-7重量％范圍內(nèi)，有利于將堿性釩鈦燒結(jié)礦的堿度控制在2-3之間，從而 保證生產(chǎn)出的堿性釩鈦燒結(jié)礦能夠滿足高爐冶煉對(duì)護(hù)爐燒結(jié)礦性能指標(biāo)的要求。
[0017] 在本發(fā)明中，所述海砂釩鈦磁鐵精礦粉可以源自印尼及其周邊地區(qū)的海砂礦。通 常所述海砂釩鈦磁鐵礦粉中TFe的含量可以為57. 5-58. 5重量％，F(xiàn)eO含量可以為29-31重 量％，TiO2的含量可以為12-13重量％和SiO2的含量可以為0.5-1重量％。
[0018] 本發(fā)明所述活性石灰能夠保證燒結(jié)礦的成球性。所述活性石灰亦稱為高反應(yīng)石灰 或軟燒石灰，是一種純度高的石灰，具有體積密度小、氣孔率高（一般為50 %以上）、結(jié)晶 細(xì)、強(qiáng)度大、比表面積大、含硫量小以及反應(yīng)力強(qiáng)等特點(diǎn)，因此，被廣泛應(yīng)用于燒結(jié)工藝中。 以氧化物計(jì)，所述活性石灰中CaO的含量?jī)?yōu)選為85-90重量％。所述活性石灰的活性度優(yōu) 選為280-400mL。在本發(fā)明中，在未作相反說(shuō)明的情況下，使用的術(shù)語(yǔ)"活性度"通常用石灰 與水的反應(yīng)速度來(lái)表示，也就是在標(biāo)準(zhǔn)大氣壓下，IOmin內(nèi)，50g石灰溶于40°C恒溫水中所 消耗4mol/L HCl水溶液的毫升數(shù)。
[0019] 本發(fā)明的發(fā)明人通過(guò)研宄發(fā)現(xiàn)，硅石的成分組成以及粒度組成都對(duì)燒結(jié)礦品質(zhì)有 很大影響。為了強(qiáng)化燒結(jié)過(guò)程的制粒效果，增加燒結(jié)過(guò)程的粘結(jié)相量，從而有利于提高燒結(jié) 礦的成品率和質(zhì)量，優(yōu)選地，所述娃石中Si〇d9含量占90-95重量％ ;更優(yōu)選地，所述娃石 中粒度不大于200目的硅石占80-90重量％。
[0020] 在本發(fā)明中，所述燃料可以選自燒結(jié)工藝常用的各種燃料，例如可以為焦粉和/ 或煤粉。從進(jìn)一步提高堿性釩鈦燒結(jié)礦質(zhì)量的角度出發(fā)，優(yōu)選所述燃料為焦粉。
[0021] 本發(fā)明提供的堿性釩鈦燒結(jié)礦的制備方法包括以下步驟：
[0022] (1)將上述燒結(jié)原料組合物、返礦和水進(jìn)行混合制料，得到混合料；
[0023] (2)將步驟（1)所述混合料依次進(jìn)行布料和燒結(jié)。
[0024] 本發(fā)明對(duì)步驟（1)所述混合制料的過(guò)程沒(méi)有特別的限定，優(yōu)選地，所述混合制料 的過(guò)程可以包括：一混混勻和二混制粒。所述一混混勻的方法可以包括將燒結(jié)原料組合 物、返礦和水混合4-5min，其中，所述水的用量使得一混混勻過(guò)程獲得的混合料的含水量為 7-7. 5重量％，所述返礦的用量為20-30重量份；所述二混制粒的方法可以包括將一混混勻 所得混合料與水混合3-4min，其中，所述水的用量使得二混制粒過(guò)程獲得的混合料的含水 量為7. 5-8重量％。
[0025] 本發(fā)明的發(fā)明人發(fā)現(xiàn)，通過(guò)合理控制所述混合制料的條件，例如控制一混混勻和 二混制粒的條件，將混合料的水分含量控制在上述范圍內(nèi)，可以更有利地控制混合料中粒 度不小于3mm的混合料占80重量％以上，如此，可以有效改善混合料的粒度組成，顯著改善 燒結(jié)混合料的透氣性，從而有效提高燒結(jié)礦的質(zhì)量，進(jìn)一步保證生產(chǎn)出各項(xiàng)性能指標(biāo)能夠 滿足高爐冶煉用護(hù)爐燒結(jié)礦的入爐性能要求的堿性釩鈦?zhàn)o(hù)爐燒結(jié)礦。此外，在混合制料的 過(guò)程中將返礦的用量控制在上述范圍內(nèi)，可以進(jìn)一步提高燒結(jié)礦的質(zhì)量。所述返礦為成品 堿性釩鈦燒結(jié)礦經(jīng)篩分后得到的粒度不大于5mm的堿性釩鈦燒結(jié)礦。
[0026] 根據(jù)本發(fā)明，對(duì)步驟（2)所述布料的過(guò)程并沒(méi)有特別的限定，可以采用本領(lǐng)域常 規(guī)的布料過(guò)程進(jìn)行實(shí)施，優(yōu)選地，所述布料使得料層的高度為550-650mm。將所述料層的高 度控制在上述范圍內(nèi)可以有效控制燒結(jié)速度，并可以利用料層自動(dòng)蓄熱作用減少配碳量。
[0027] 優(yōu)選地，本發(fā)明所述堿性釩鈦燒結(jié)礦的制備方法還包括在所述布料過(guò)程中在所述 混合料底部布置鋪底料。在本發(fā)明中，所述鋪底料可以為本領(lǐng)域制備燒結(jié)礦時(shí)常用的鋪底 料，優(yōu)選情況下，所述鋪底料為成品堿性釩鈦燒結(jié)礦經(jīng)篩分后得到的粒度為l〇-16mm的堿 性釩鈦燒結(jié)礦。此外，本發(fā)明對(duì)鋪底料的高度并沒(méi)有具體的限定，優(yōu)選地，所述鋪底料的高 度為 20-30mm。
[0028] 優(yōu)選地，本發(fā)明所述堿性釩鈦燒結(jié)礦的制備方法還包括在所述布料過(guò)程中對(duì)料層 進(jìn)行壓料，從而使得燒結(jié)原料的堆密度上升，燒結(jié)原料緊密接觸，可以有效地降低燒結(jié)速 度，延長(zhǎng)高溫保持時(shí)間，使礦物結(jié)晶更充分，改善燒結(jié)礦礦物組成和結(jié)構(gòu)，進(jìn)一步提高燒結(jié) 礦的質(zhì)量。優(yōu)選所述壓料使得料層壓下20-40mm。
[0029] 本發(fā)明對(duì)步驟（2)中所述燒結(jié)的條件沒(méi)有特別的限定，可以按照常規(guī)的燒結(jié)條件 進(jìn)行實(shí)施。優(yōu)選地，所述燒結(jié)的點(diǎn)火溫度為1000_1150°C，燒結(jié)的負(fù)壓為14-16kPa，燒結(jié)機(jī) 速為 2-2. 2m/min〇
[0030] 本發(fā)明還提供了由上述方法制備得到的堿性釩鈦燒結(jié)礦。
[0031] 采用本發(fā)明上述方法制備的堿性釩鈦燒結(jié)礦的轉(zhuǎn)鼓強(qiáng)度為72-74%，二元堿度為 2-3,所述堿性釩鈦燒結(jié)礦中TFe的含量為52-53重量％、SiO 2的含量為2-4重量％以及TiO2 的含量為Il-Il. 5重量％。
[0032] 此外，本發(fā)明還提供了上述堿性釩鈦燒結(jié)礦作為護(hù)爐燒結(jié)礦在高爐冶煉中的應(yīng) 用。
[0033] 以下結(jié)合實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行進(jìn)一步說(shuō)明，但本發(fā)明并不僅限于下述實(shí)施例。
[0034] 以下實(shí)施例和對(duì)比例中：
[0035] 海砂釩鈦磁鐵精礦粉來(lái)自印度尼西亞及其周邊地區(qū)，主要化學(xué)組成為：TFe的含 量為58. 22重量％，F(xiàn)eO含量為30. 07重量％，1102的含量為12. 64重量％和SiO2的含量 為〇. 73重量％ ;
[0036] 硅石中SiOjA含量占90重量％ ;
[0037] 活性石灰中CaO的含量為86. 41重量％，活性度為300mL ;
[0038] 焦粉的碳含量為83. 75重量％，揮發(fā)分為1. 14重量％、灰分為12. 4重量％ ;
[0039] 燒結(jié)礦的強(qiáng)度的測(cè)定方法為：根據(jù)GB13242定義的ISO轉(zhuǎn)鼓強(qiáng)度，是指取7. 5公斤 10-40mm燒結(jié)礦在ISO轉(zhuǎn)鼓機(jī)中轉(zhuǎn)動(dòng)200轉(zhuǎn)后，> 6. 3mm粒級(jí)燒結(jié)礦占整個(gè)燒結(jié)礦重量的百 分比，而轉(zhuǎn)鼓強(qiáng)度是衡量燒結(jié)