[发明专利]一种用大粒度铁矿粉制备熔剂性含碳低钛球团的方法

说明书

本发明涉及一种用大粒度铁矿粉制备熔剂性含碳球团的方法，以粒度为4～6mm的高铁低硅钛铁矿粉作为成球核心，进行两次造球，生产具有双碱度且含碳原料在球团内外层呈梯度分布的熔剂性含碳低钛球团，改善了熔剂性含碳低钛球团的冶金性能，拓宽了熔剂性含碳低钛球团的生产铁料范围，降低了球团的生产成本。

技术领域

本发明涉及球团生产技术领域，尤其涉及一种用大粒度铁矿粉制备熔剂性含碳低钛球团的方法。

背景技术

球团矿作为高炉炼铁的优质炉料，具有粒度均匀、冷强度大、铁品位高和还原性好的特点，所以炉料中使用球团矿的比例越来越高。球团矿是把铁矿石细磨成精矿，然后滚动成球后，再经高温焙烧固结成型的球形含铁原料。造球精矿准备是球团生产的重要环节，要求铁精矿具有一定的粒度、适宜的化学成分和水分含量，通常要求铁精矿粒度-0.074mm粒级的大于90％，比表面积为1500～1900cm²/g，TFe含量大于65.0％，硫含量小于0.2％，磷含量小于0.1％，碱金属(Na₂O+K₂O)含量小于0.1％，水分含量小于10％等。适宜的球团铁精矿资源相对较少，且成本相对较高，拓宽球团含铁原料资源对现代高炉炼铁具有重要的意义。

熔剂性球团因其独特的高温性能而倍受青睐，但生产中发现，当熔剂性球团的碱度值(CaO/SiO₂)大于1.0时，要求温度区间很窄，一旦操作不当，易粘结成大块，导致生产无法正常进行。这是由于熔剂性球团中的CaO含量较高，焙烧时生成的铁酸钙化合物熔点低，容易出现液相；随着温度的提高，液相量迅速增加，过多的液相会使球团粘结，降低料层的透气性，影响焙烧的正常进行。

针对上述问题，周明顺等在论文“复合熔剂性球团的开发研究”中，提出了一种新型的复合熔剂性球团工艺，该球团为双层结构球团，中心为高还原性的高碱度烧结矿结构，外层为酸性多孔氧化镁质含碳结构，采用两次造球工艺完成生球的制备。该球团矿将烧结与球团的结构优点完美地结合到一起，有利于低温和高温的还原，避免了高碱度烧结矿的低温还原粉化现象发生，实现所期望的理想结构。该工艺虽然部分解决了自熔性球团焙烧时的粘结问题，且在还原过程中的阻力低于普通酸性球团，但由于球团外层为酸性结构，其产品不可避免的存在“还原停滞现象”。

含碳球团是一种自身配加一定含量炭质还原剂的球团矿，同传统球团相比，含碳球团能扩大碳氧反应界面，减少气体在固相反应界面的扩散，同时其自身碳氧接触，气体由内而外排出，抑制了氧化气体的氧化作用，所以含碳球团生产应用是冶金企业降低高炉焦比的有效手段之一。现有研究表明，采用含碳球团后，进入高炉铁矿石的金属化率提高1％，焦比降低4％～5％，因此含碳球团在钢铁行业备受关注。

授权公告号为CN102978386B的中国发明专利提出了“一种高炉用含碳球团的复合式制备方法”，其步骤为：(1)按质量分数称取烧结机头电除尘灰11～13份、无钙铬渣17～19份、炉前矿槽除尘灰20～22份、氧化锆3～5份和消石灰1份；(2)将上述物料混合，并逐步加入盘式造球机制成7～9mm的球团；(3)按质量分数称取高炉瓦斯泥38～42份、钒钛磁铁精矿10～12份和膨润土1～2份；(4)将步骤(2)中制得的球团移入另一个盘式成球机，并将步骤(3)中的物料混合，混合后逐步加入该盘式成球机继续造球。该技术方案过分强调冶金废弃物的循环利用，没有充分考虑碱度和配碳量对含碳球团性质的影响。

采用压球方式生产含碳球团较为常见，如授权公告号为CN100355910C的中国发明专利公开的一种“复合含碳球团”，其含碳材料40％～80％，金属氧化物10％～42％，稀土氧化物5％～30％，粘结剂2％～10％，增强剂1％～5％，膨胀剂1％～5％，钢材加工屑1％～4％，所得产品用于钢水增碳。但该含碳球团的强度较低，不适用于高炉冶炼。

采用圆盘造球工艺生产含碳球团也较为常见，吴斌等人研究表明，在配煤比为13.1％～20.83％的情况下，将铁矿粉、煤粉和粘结剂均匀混合，然后采用圆盘造球机制备生球，并在1100℃下焙烧，最终获得最高强度为293N/个的成品球团。