[發明專利]一種高爐煉鐵用高堿度球團礦及其生產方法

有效

• 申請號: 201710794596.0
• 申請日: 2017-09-06
• 公開（公告）號: CN107488784B
• 公開（公告）日: 2019-07-26
• 發明（設計）人: 楊佳龍;楊建;郭其飛;李家新;佘文文;楊樂彪;汪志鵬
• 申請（專利權）人: 安徽工業大學
• 主分類號: C22B1/243
• 分類號: C22B1/243;C22B1/02
• 代理公司: 安徽知問律師事務所 34134
• 代理人: 平靜

本發明公開了一種高爐煉鐵用高堿度球團礦及其生產方法，屬于鋼鐵冶金技術領域。本發明的一種高爐煉鐵用高堿度球團礦，該球團礦是以精礦粉、精煉渣和膨潤土為原料制成的，且各組分的質量百分比分別為：精礦粉60?76％、精煉渣22?38％、膨潤土1.5?2.5％；本發明的高堿度球團礦的生產方法，其步驟為：原料配加、生球形成、生球預熱、生球焙燒、球團冷卻。本發明以精礦粉和精煉渣為原料，生產出的合格球團堿度高達2.0以上，能夠完全替代高堿度燒結礦作為主要入爐原料，且實現了廢渣的內部消耗，解決了廢棄物的堆放和污染問題，在降低球團生產和廢渣處理成本的同時降低了能源消耗和污染排放，且生產出的球團抗壓強度大、S含量低、冶金性能優良。

技術領域

本發明屬于鋼鐵冶金技術領域，更具體地說，涉及一種利用精礦粉和精煉渣生產高堿度球團礦的方法。

背景技術

在鋼鐵生產中，BF-BOF流程一直占據著主導地位，而高爐煉鐵是鐵水的主要來源，占總生鐵產量的90％以上。高爐煉鐵原料主要有鐵礦石、燃料、熔劑以及鼓風等，我國高爐爐料結構是采用以高堿度燒結礦為主，酸性球團礦和塊礦為輔的爐料結構，為高爐提供了含鐵原料。燒結礦和球團礦堿度的控制也利于高爐造渣，保證爐渣堿度和流動性，利于高爐脫硫和出鐵。但在整個鋼鐵生產BF-BOF流程中，燒結工藝能耗占7.4％，球團工藝占比1.2％；燒結工藝產生的環境污染也遠遠超過球團工藝。伴隨著鋼鐵行業競爭的加劇和環保壓力的日益加大，降本增效、環境友好的生產方式越來越受到行業的廣泛關注。因此，生產高堿度球團礦，以替代高能耗高污染的燒結礦將成為未來含鐵原料生產發展的新方向。

高堿度球團礦生產工藝的開發和發展有助于節能減排、降本增效。當前國內生產的球團礦大部分為酸性球團礦，熔劑型球團礦生產一直沒有工業規模，只有小部分企業生產低堿度的熔劑型球團礦。熔劑型球團礦是在造球過程中，直接在含鐵物料中加入CaO、MgO等助熔劑，使其含有一定的堿度，從而改善球團礦的冶金性能。經過長期高爐冶煉實踐探索，我國生產出的球團堿度CaO/SiO₂＝0.9-1.2、MgO＝2.7-3.5％，具有還原度高、膨脹率低、軟熔溫度高、軟熔溫度區間窄等良好的冶金性能。但由于MgO熔劑來源少、原料成本高、脫硫能力較差，且高爐生產中需加入一定量CaO以調節爐渣堿度、流動性，因此一般企業不使用含鎂原料作為球團來生產添加熔劑。含鈣原料(主要為CaO和CaCO₃)來源廣泛，生產成本低廉，但CaO會大量吸水，在干燥預熱或焙燒過程中易發生膨脹，致使球團裂開，因此現有技術中一般僅使用CaO來生產堿度在0.9-1.2之間的低堿度球團礦。而采用CaCO₃作為熔劑時，在高爐中會發生C的熔損反應，加速爐內焦炭的消耗，因此工業中一般不采用CaCO₃作為球團生產用熔劑。因此，探尋新型助熔劑，實現高堿度球團礦的生產是煉鐵工作者追求的目標。

通過專利檢索，目前已有相關的球團生產方法公開。如中國專利申請號CN201110275404.8公開了一種利用金礦尾渣和褐鐵礦生產氧化球團的方法，該申請案中氧化球團生產方法是將金礦尾渣、褐鐵礦和磁鐵礦的粉料按重量百分比分別為40％、30％和30％的比例混合，制成生球團，然后在鏈篦機中預熱，通過延長生球預熱時間提高球團爆裂溫度，改善球團冶金性能，再進入回轉窯燒制成型，最后通過環冷機冷卻，制成氧化球團。該方法采用了金礦尾渣作為原料之一，進行了廢物利用，且通過溫度控制小幅提高生球爆裂性能，但其生產所得產品仍是酸性球團，沒有從根本上提高球團堿度，生產高堿度的自熔性球團礦，應用范圍有限。專利申請號CN201410007020.1公開了一種富鈦球團及其生產方法，該申請案中提供了富鈦球團的生產方法，生產過程中向原料中添加含鈦原料，生球TiO₂含量在10-15％，TFe在40-55％，該申請案制備的富鈦球團同樣是酸性球團，只是在冶金性能方面作了改進，不能從本質上替代高能耗高污染的高堿度燒結礦作為高爐入爐主要原料。