[发明专利]一种抑制铁矿烧结矿低温还原粉化的方法

说明书

技术领域

本发明公开了一种抑制铁矿烧结矿低温还原粉化的方法，属于钢铁冶金技术领域。

背景技术

铁矿烧结矿的低温还原粉化指数是衡量其冶金性能优劣的重要指标之一，对高炉内料柱的透气性产生显著影响，关系到高炉生产的顺行与否。烧结矿产生低温还原粉化的原因是烧结矿中含有大量次生赤铁矿，特别是骸晶状菱形赤铁矿，在还原过程中由三方晶系的赤铁矿转变成等轴晶系的磁铁矿，晶格体积发生膨胀。由于烧结矿成分复杂，各物相膨胀性能有很大差异，从而导致烧结矿中产生极大的破碎应力，使烧结矿产生裂纹。随着还原的进一步发展，更多赤铁矿的还原，裂纹向周围烧结矿基质内扩展，暴露在裂纹壁的更多赤铁矿被还原，使得裂纹进一步发展。烧结矿最终的粉化程度决定于烧结矿中粘结相的含量、强度及孔隙的大小和分布，当裂纹发展得不到烧结矿中粘结相足够的缓冲和吸收时，其粉化程度会持续加剧。反之，裂纹的发展受到限制，粉化得到抑制。

因此，降低烧结矿中的赤铁矿含量，尤其是骸晶状菱形赤铁矿的含量；提高烧结过程中液相生成量，尤其是优质液相生成量，是抑制烧结矿低温还原粉化的根本措施；同时，烧结矿成分对其低温还原粉化也有着显著的影响。

采用配矿的方法调节烧结矿成分的研究表明，烧结矿中FeO含量每增加1%，RDI_+3.15提高3.5%；SiO₂含量每增加1%，RDI_+3.15提高1.46%；CaO含量每增加1%，RDI_+3.15提高4%；Al₂O₃含量每增加0.1%，RDI_+3.15降低1.1%；TiO₂含量增加，RDI_+3.15提高，但TiO₂>15%时，RD_I+3.15降低。因此，通过烧结矿成分调控来抑制烧结矿的低温还原粉化被认为是有效的措施。但通过配矿来调节烧结矿成分的措施受到资源供给、配矿成本等的限制，难以实现。

目前，在工业生产中，大多采用向烧结矿表面喷洒氯化物（如CaCl₂、MgCl₂等）溶液来抑制烧结矿低温还原粉化。但是，在高炉冶炼时氯化物带入的氯会降低焦炭强度和矿石软化温度、破坏高炉炉墙、腐蚀煤气管道和热风炉，给高炉生产带来严重的负面影响；同时，随烟气排入大气的氯会产生严重的环境污染问题。因此，喷洒氯化物抑制烧结矿低温还原粉化的措施越来越不被生产所接受，亟待开发新的、有效的抑制铁矿烧结矿低温还原粉化的方法。

随着优质铁矿资源的日渐枯竭，越来越复杂的原料来源使烧结矿低温还原粉化问题日趋严重，极大地恶化了高炉冶炼的技术经济指标。因此，研究和开发抑制烧结矿的低温还原粉化的方法显得尤为重要和迫切。

发明内容

为解决铁矿烧结矿低温还原粉化性能差的技术难题，本发明开发了一种能够抑制铁矿烧结矿低温还原粉化的方法，对改善烧结矿低温还原粉化性能有显著效果。

为实现上述目的，本发明的技术方案是：

一种抑制铁矿石烧结矿低温还原粉化的方法，其特征在于，在烧结原料中的含铁原料中添加石灰石粉或白云石粉或无烟煤粉制备成粒度为3mm～15mm的制粒料，然后将制粒料加入烧结混合料中混匀，再进行烧结焙烧，其中制粒料加入配比为：制粒料:烧结混合料=(20～60):(40～80)；

所述石灰石粉或白云石粉的粒度<0.2mm、添加量为制粒料总质量的0.1%～1.0%；所述无烟煤粉的粒度<0.1mm、添加量占制粒料总质量的0.2%～1.0%；

所述烧结焙烧抽风负压控制为8kPa～9kPa，冷却负压控制为3kPa～4kPa，冷却时间控制为6min～10min。

所述的含铁原料为粒度<0.1mm的铁精矿。

所述的含铁原料中Fe₃O₄的质量含量大于70%时，制粒料制备过程添加占制粒料总质量0.1%～1.0%、粒度<0.2mm的石灰石粉或白云石粉；当含铁原料中Fe₂O₃的质量含量大于70%时，制粒料制备过程添加占制粒料总质量0.2%～1.5%、粒度为0.045mm～0.1mm的无烟煤粉。