一種強化高結(jié)晶水褐鐵礦燒結(jié)的方法與流程

本發(fā)明涉及冶金工業(yè)燒結(jié)工藝，尤其涉及一種強化高結(jié)晶水褐鐵礦燒結(jié)的方法。
背景技術：
：隨著鋼鐵工業(yè)的快速發(fā)展，優(yōu)質(zhì)高品位資源逐步減少、低品位礦不斷增加，為拓展燒結(jié)原料使用種類和降低生產(chǎn)成本，國內(nèi)外鋼鐵企業(yè)開始越來越多地使用劣質(zhì)鐵礦資源，特別是資源量大的褐鐵礦。自褐鐵礦大量進入鐵礦市場以來，國內(nèi)外研究者對這種高結(jié)晶水鐵礦的燒結(jié)行為進行了大量研究，普遍認為進行高配比褐鐵礦燒結(jié)時，具有燒結(jié)速度慢，生產(chǎn)率低、燒結(jié)礦強度差、成品率低及燃耗高等特點。因此如何充分利用褐鐵礦這一資源，提高褐鐵礦配礦比例，并獲得滿足高爐冶煉需求的高質(zhì)量燒結(jié)礦，已成為目前各鋼鐵企業(yè)的重要任務。中國專利CN101608256B公開了一種高結(jié)晶水褐鐵礦生產(chǎn)燒結(jié)礦的方法，以高物理水和結(jié)晶水褐鐵礦、褐鐵礦粉、精礦粉、返礦為含鐵原料。經(jīng)過配料、攪拌制粒、臺車裝料、點火燒結(jié)、噴灑CaCl2溶液，得到燒結(jié)礦。中國專利CN103215443B公開了一種高配礦比褐鐵礦燒結(jié)工藝，通過采取科學配比、均勻混料、提升料溫、強化制粒、壓料、高負壓抽風、厚料層燒結(jié)、蘭炭燒結(jié)、燒結(jié)劑催化的技術手段進行高配礦比褐鐵礦燒結(jié)。中國專利CN101701289A公開了一種強化褐鐵礦燒結(jié)的方法，它是通過添加重量濃度4％-10％蔗糖溶液改變混合料水份的性質(zhì)，強化褐鐵礦制粒，達到強化褐鐵礦燒結(jié)、提高燒結(jié)礦產(chǎn)質(zhì)量、降低固體燃料消耗的目的。中國專利CN104278144A公開了一種提高褐鐵礦燒結(jié)生產(chǎn)率的方法，其特征在于，在褐鐵礦燒結(jié)生產(chǎn)中，先進行第一次布料，料層布滿后，實施抽風，待料層收縮后，停止抽風，進行第二次布料，直至料層布滿，最后進行正常的燒結(jié)生產(chǎn)。上述專利通過優(yōu)化配礦結(jié)構(gòu)、改善褐鐵礦制粒性能和分層布料等措施在一定程度上提了高褐鐵礦燒結(jié)的生產(chǎn)率和燒結(jié)指標，但都沒有涉及高結(jié)晶水褐鐵礦在燒結(jié)過程中對固體燃料、熔劑和堿度的特殊要求，并以此為出發(fā)點強化褐鐵礦燒結(jié)。技術實現(xiàn)要素：本發(fā)明的目的在于提供一種強化高結(jié)晶水褐鐵礦燒結(jié)的方法，即根據(jù)高結(jié)晶水褐鐵礦在燒結(jié)臺車混合料高度方向從上到下的偏析指數(shù)相應配置固體燃料、熔劑和堿度的偏析指數(shù)范圍。從而實現(xiàn)強化高結(jié)晶水褐鐵礦燒結(jié)，提高燒結(jié)礦產(chǎn)質(zhì)量，降低燃料消耗。為實現(xiàn)上述發(fā)明目的，本發(fā)明采用了如下技術方案：一種強化高結(jié)晶水褐鐵礦燒結(jié)的方法，其特征在于，根據(jù)高結(jié)晶水褐鐵礦在燒結(jié)臺車高度方向從上到下的偏析指數(shù)相應配置固體燃料、碳酸鹽熔劑中CaO和堿度的偏析指數(shù)，包括下述步驟：(1)對燒結(jié)臺車混合料進行取樣，分析化學成分的含量和熱重-示差掃描量熱(TG-DSC)，根據(jù)分析結(jié)果計算混合料從上到下的高結(jié)晶水褐鐵礦偏析指數(shù)a、固體燃料偏析指數(shù)b、碳酸鹽熔劑中CaO偏析指數(shù)c和堿度偏析指數(shù)d；(2)調(diào)整制粒工藝參數(shù)使得固體燃料偏析指數(shù)b、碳酸鹽熔劑中CaO偏析指數(shù)c和堿度偏析指數(shù)d分別與高結(jié)晶水褐鐵礦偏析指數(shù)a滿足如下條件：b的取值范圍是(0.0857a+1.5357)～(0.0857a+1.6357)，c的取值范圍是(0.0357a+0.6557)～(0.0357a+0.7857)，d的取值范圍是(0.0393a+0.6393)～(0.0393a+0.7393)，其中，所述高結(jié)晶水褐鐵礦偏析指數(shù)a的取值范圍是-1～-15。優(yōu)選的，b＝0.0857a+1.5857，c＝0.0357a+0.7357，d＝0.0393a+0.6893，其中，所述高結(jié)晶水褐鐵礦偏析指數(shù)a的取值范圍是-1～-15。步驟(1)所述對燒結(jié)臺車混合料進行取樣的方法為將未經(jīng)點火燒結(jié)的混合料沿臺車寬度方向分1～8列，沿高度方向分3-5層進行取樣。步驟(1)所述的化學成分為CaO、MgO和SiO2。所述固體燃料為焦粉、煤粉、含碳粉塵中的一種或多種的混合物。所述高結(jié)晶水褐鐵礦中結(jié)晶水的重量百分比大于5％。步驟(1)所述TG-DSC試驗條件為：使用高純氮氣或氬氣，氣體流量20mL/min，以10℃/min從20℃升至700℃，保溫3小時，再以10℃/min升溫到 1000℃，保溫6小時后結(jié)束試驗。所述計算高結(jié)晶水褐鐵礦偏析指數(shù)a、固體燃料偏析指數(shù)b、碳酸鹽熔劑中CaO偏析指數(shù)c和堿度偏析指數(shù)d的方法為：(1)由以下公式計算混合料樣品高結(jié)晶水褐鐵礦含量、固體燃料含量、碳酸鹽熔劑中CaO含量和堿度：式中：Kl為TG-DSC中20-400℃失重，％；Fl為TG-DSC中580-700℃失重，％；Cl為TG-DSC中700-1000℃失重，％；Il為高結(jié)晶水褐鐵礦結(jié)晶水含量，％；Cf為固體燃料固定碳含量，％；Mc為混合料MgO含量，％；Rf為返礦占混合料的比例，％；Sc為混合料SiO2含量，％。(2)根據(jù)各混合料樣品的高結(jié)晶水褐鐵礦含量、固體燃料含量、碳酸鹽熔劑中CaO含量和堿度分別按照如下公式計算它們的偏析指數(shù)：式中：上層定義為混合料樣品位于臺車頂層的水平層，下層定義為混合料樣品最接近臺車底層的水平層，料層為臺車中的混合料樣品。步驟(2)所述調(diào)整制粒工藝參數(shù)的方法為通過調(diào)整固體燃料和碳酸鹽熔劑中CaO粒度組成來實現(xiàn)偏析指數(shù)的優(yōu)化。調(diào)整粒度組成優(yōu)化偏析指數(shù)的理論依據(jù)為：通過燒結(jié)臺車混合料取樣分析發(fā)現(xiàn)不同粒級的混合料在燒結(jié)臺車上的偏析程度是不一樣的，因而通過調(diào)整某種物料的粒度組成可以改變其在燒結(jié)臺車中的偏析情況，從而實現(xiàn)其偏析指數(shù)的優(yōu)化。采用上述技術方案的強化高結(jié)晶水褐鐵礦燒結(jié)的方法，通過合理配置燒結(jié)臺車混合料中高結(jié)晶水褐鐵礦、固體燃料、碳酸鹽熔劑中CaO和堿度的分布，為高結(jié)晶水褐鐵礦在燒結(jié)過程中提供了更加合理的加熱制度和保證液相流動性的CaO 補充源，既可避免高結(jié)晶水褐鐵礦燒結(jié)時臺車下部熱量不足，又能抑制高結(jié)晶水褐鐵礦因晶粒細小，結(jié)構(gòu)疏松，在燒結(jié)過程中易與初生液相反應，從而導致次生液相的流動性降低，粘接性能下降的問題，從而最終實現(xiàn)強化高結(jié)晶水褐鐵礦燒結(jié)，提高燒結(jié)礦產(chǎn)質(zhì)量，降低燃料消耗。本發(fā)明與現(xiàn)有技術相比具有以下有益效果：(1)可以拓展燒結(jié)原料來源，降低燒結(jié)生產(chǎn)成本，提高經(jīng)濟效益；(2)可以提高燒結(jié)礦產(chǎn)質(zhì)量，降低燃料消耗，減少污染物排放。附圖說明圖1為臺車混合料取樣點橫截面示意圖。圖2為不同粒級混合料在燒結(jié)臺車中的偏析情況。具體實施方式對照例本發(fā)明按照如下步驟強化高結(jié)晶水褐鐵礦燒結(jié)：將未經(jīng)點火燒結(jié)的混合料沿臺車寬度方向均分3列(第1、2、3列)，沿高度方向分均3層(第A、B、C層)，在九個取樣點提取樣品，取樣點如圖1所示。取樣完成后，首先將九個樣品分別縮分至0.2kg，在120℃烘干6小時后，磨細至0.074㎜含量達到80％以上，然后分別對九個樣品進行CaO、MgO和SiO2含量分析以及TG-DSC檢測。TG-DSC試驗條件為：使用高純氮氣，氣體流量20mL/min，以10℃/min的加熱速度從20℃升至700℃，分別記錄在20-400℃失重K1和在580-700℃失重F1，700℃保溫3小時，再以10℃/min的加熱速度升溫到1000℃，記錄在700-1000℃失重700-1000℃失重C1，在1000℃保溫6小時后結(jié)束試驗。CaO、MgO和SiO2含量測定所得的Sc，Ct，Mc數(shù)據(jù)以及TG-DSC檢測結(jié)果分別如表1和表2所示。表1化學成分分析結(jié)果，含量，％Sc(SiO2)Ct(CaO)MC(MgO)A14.588.871.62A24.589.281.60A34.498.741.64B14.728.071.47B24.697.671.43B34.717.661.43C14.907.271.37C24.886.981.32C34.976.741.29表2TG-DSC檢測結(jié)果，失重，％根據(jù)表1和表2所列數(shù)據(jù)及Cf和Rf分別為85.46％和16％，由以下公式可計算得到混合料樣品高結(jié)晶水褐鐵礦、固體燃料、碳酸鹽熔劑中CaO和堿度：計算結(jié)果如表3所示。式中：Kl為TG-DSC中20-400℃失重；Fl為TG-DSC中580-700℃失重，％；Cl為TG-DSC中700-1000℃失重，％；Il為高結(jié)晶水褐鐵礦結(jié)晶水含量，％；Cf為固體燃料固定碳含量，％；Mc為混合料MgO含量，％；Rf為返礦占混合料的比 例，％；Sc為混合料SiO2含量，％。表3含量和堿度計算結(jié)果在表3計算結(jié)果的基礎上將A1-A3、B1-B3和C1-C3求平均值，并將A層定義為上層，C層定義為下層，料層高度為0.8m，然后按照如下公式計算偏析指數(shù)：偏析指數(shù)計算結(jié)果如表4所示。表4偏析指數(shù)計算結(jié)果高結(jié)晶水褐鐵礦固體燃料含量碳酸鹽熔劑中CaO堿度偏析指數(shù)-100.80.360.7實施例1對照例中的固體燃料粒度組成為大于5mm含量7.7％，3-5mm含量16.4％，1-3mm含量34.3％，0.5-1mm含量23.6％，小于0.5mm含量18.0％，碳酸鹽熔劑粒度組成為大于3mm含量6.5％，1-3mm含量53.2％，0.5-1mm含量19.0％，小于0.5mm含量21.3％，根據(jù)圖2的規(guī)律，通過調(diào)整固體燃料和碳酸鹽熔劑粒度組成來實現(xiàn)偏析指數(shù)的優(yōu)化，將固體燃料粒度組成調(diào)整為大于5mm含量3.9％，3-5mm含量11.9％，1-3mm含量29.2％，0.5-1mm含量24.3％，小于0.5mm含量30.7％，碳酸鹽熔劑粒度組成調(diào)整為大于3mm含量12.9％，1-3mm含量43.9％，0.5-1mm含量22.8％，小于0.5mm含量20.4％，調(diào)整后的高結(jié)晶水褐鐵礦偏析指數(shù)a為-10，固體燃料偏析指數(shù)b為0.7，碳酸鹽熔劑中CaO偏析指數(shù)c為0.4，堿度偏析指數(shù)d為0.3。即，a，b，c，d之間滿足了如下方程：b＝0.0857a+1.5857，c＝0.0357a+0.7357，d＝0.0393a+0.6893。實施例2通過調(diào)整固體燃料和碳酸鹽熔劑粒度組成來實現(xiàn)偏析指數(shù)的優(yōu)化，將固體燃料粒度組成調(diào)整為大于5mm含量6％，3-5mm含量15.7％，1-3mm含量34.1％，0.5-1mm含量26.7％，小于0.5mm含量22.8％，碳酸鹽熔劑粒度組成調(diào)整為大于3mm含量6.5％，1-3mm含量36.7％，0.5-1mm含量12.5％，小于0.5mm含量44.3％，調(diào)整后的高結(jié)晶水褐鐵礦偏析指數(shù)a為-1，固體燃料偏析指數(shù)b為1.5，碳酸鹽熔劑中CaO偏析指數(shù)c為0.7，堿度偏析指數(shù)d為0.65。即，a，b，c，d之間滿足了如下方程：b＝0.0857a+1.5857，c＝0.0357a+0.7357，d＝0.0393a+0.6893。實施例3通過調(diào)整固體燃料和碳酸鹽熔劑粒度組成來實現(xiàn)偏析指數(shù)的優(yōu)化，將固體燃料粒度組成調(diào)整為大于5mm含量4.8％，3-5mm含量12.4％，1-3mm含量28.6％，0.5-1mm含量21.4％，小于0.5mm含量27.4％，碳酸鹽熔劑粒度組成調(diào)整為大于3mm含量11.5％，1-3mm含量40.6％，0.5-1mm含量17.9％，小于0.5mm含量30.0％，調(diào)整后的高結(jié)晶水褐鐵礦偏析指數(shù)a為-5，固體燃料偏析指數(shù)b為1.16，碳酸鹽熔劑中CaO偏析指數(shù)c為0.56，堿度偏析指數(shù)d為0.5。即，a，b，c，d之間滿足了如下方程：b＝0.0857a+1.5857，c＝0.0357a+0.7357，d＝0.0393a+0.6893。實施例4通過調(diào)整固體燃料和碳酸鹽熔劑粒度組成來實現(xiàn)偏析指數(shù)的優(yōu)化，將固體燃料粒度組成調(diào)整為大于5mm含量3.5％，3-5mm含量10.2％，1-3mm含量24.8％，0.5-1mm含量31.9％，小于0.5mm含量29.6％，碳酸鹽熔劑粒度組成調(diào)整為大于3mm含量14.5％，1-3mm含量49.1％，0.5-1mm含量15.9％，小于0.5mm含量20.5％，調(diào)整后的高結(jié)晶水褐鐵礦偏析指數(shù)a為-15，固體燃料偏析指數(shù)b為0.3，碳酸鹽熔劑中CaO偏析指數(shù)c為0.2，堿度偏析指數(shù)d為0.1。即，a，b，c，d之間滿足了如下方程：b＝0.0857a+1.5857，c＝0.0357a+0.7357，d＝0.0393a+0.6893。測試例將對照例和實施例1-4的技術方案得到的燒結(jié)礦分別進行成品率、利用系數(shù)、轉(zhuǎn)鼓強度和固體燃耗的測試，測試結(jié)果見表5。表5實施結(jié)果成品率，％利用系數(shù)，t/m2·h轉(zhuǎn)鼓強度，％固體燃耗，kg/t對照例174.541.1975.2550.25實施例179.171.3676.8845.39實施例276.921.2575.7549.07實施例377.931.2976.2046.85實施例476.501.2875.9648.51注：轉(zhuǎn)鼓強度應用ISO3271:2007標準檢測由表5數(shù)據(jù)可見，使用本發(fā)明的技術方案，得到的燒結(jié)礦成品率、利用系數(shù)、轉(zhuǎn)鼓強度更高，固體燃耗更少，尤其是實施例1，其與對照例1相比，其成品率提高6.2％，利用系數(shù)提高14.3％，轉(zhuǎn)鼓強度提高2.2％，固體燃耗降低4.86kg/t-s。以上僅為本發(fā)明的較佳實施例而已，并非用于限定本發(fā)明的保護范圍，因此，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)所作的任何修改、等同替換、改進等，均應包含在本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。當前第1頁1 2 3