一种含有高结晶水块矿的烧结矿生产方法

摘要

本发明提供一种含有高结晶水块矿的烧结矿生产方法，在烧结二次混料中，将高结晶水的天然块矿按一定比例加入烧结混合料中，混合均匀后，布入烧结机中，进行烧结生产。当烧结矿碱度以块矿和烧结混料综合计算、且块矿在混合料中均匀分布时，以局部烧结矿碱度≤2.45计算块矿在烧结混料中的配比：当烧结矿综合碱度为2.0时，以此计算的块矿比例≤20%。高结晶水天然块矿在烧结过程中可完全消除热爆裂现象，极大改善块矿的高温冶金性能，提高天然块矿的入炉比例，降低原料成本和能源消耗，减少环境污染。在入炉碱度相同的情况下，可相对提高烧结矿碱度，改善烧结矿质量，提高烧结生产率，有利于高炉生产顺行。

说明书

技术领域

本发明属于炼铁原料生产工艺领域，尤其涉及一种用于含有高结晶水块矿的烧结矿的生产方法。

背景技术

块矿是高炉使用的重要含铁原料之一，它与高碱度烧结矿、酸性氧化球团矿一起构成高炉的含铁炉料结构，块矿的使用为高炉实现合理炉料结构奠定了重要的基础。

近年来，随着国内外铁矿资源及高炉含铁炉料结构的变化，合理利用国内外两种铁矿资源，提高块矿入炉比例已成为高炉炉料结构发展变化的趋势。块矿虽属生矿，其冶金性能比球团矿略差，但由于块矿具有比球团矿价格低，可节省建造球团的设备费用及占地费用，减少环境污染等优点，从设备投资、能源消耗、资源安全性及环境保护等角度出发，高炉多用高品位天然块矿是有益的，在高炉生产中提高块矿配比具有重要的实际意义。

但块矿毕竟是“生料”，直接入高炉冶炼，会带来诸如热爆裂、结晶水分解吸热、软熔性能差等问题，这势必会影响高炉生产，给高炉操作造成困难。因此，如何在不影响高炉生产或对高炉生产影响较小的情况下增加块矿使用比例，是炼铁工作者热切关注的重要课题。

高炉配加块矿主要制约因素为块矿的热爆裂，热爆裂是块矿在加入高炉后升温过程中由于热应力的作用而发生破碎的现象，由于块矿含有结晶水和碳酸盐，在300～700℃范围内易发生爆裂，具有热爆性。块矿热爆裂产生的粉末，有可能引起煤气流通道堵塞、炉墙结厚等炉况不良的现象。

目前，各大钢厂提高入炉块矿比例主要采取提高冶炼技术水平（如高炉上下部制度调整相结合）或利用不同种类块矿的高温反应性之间的差异优化块矿的搭配模式和使用比例，从而达到提高块矿比例的目的。

专利“降低块矿低温还原粉化指数的助剂及其使用方法”介绍了降低块矿低温还原粉化指数的助剂及其使用方法，其化学成分重量百分比为：氯化钙35～50％，氯化铁20～36％，硼酸3～5％，硫酸锰25～30％。将助剂配制成一定浓度的水溶液，再按比例均匀喷涂到块矿表面，助剂可以在块矿表面和内部孔洞形成一层保护薄膜，升温后，部分薄膜形成结晶物，堵塞填充部分孔隙，在竖炉上部阻止含氢还原气体的侵入，改善块矿低温还原粉化现象，保持完整的粒度，为竖炉顺行创造条件，可提高块矿的用量。本发明可使块矿低温还原粉化率(-6.3mm)降低9.7～88.9％。在竖炉压差相同的情况下，助剂的使用可以提高块矿配比5～10％，降低铁水生产成本6～10元/t HM。

论文 “宝钢不锈钢2500m3高炉提高块矿配比实践”，介绍了宝钢不锈钢2500 m3高炉通过上下部制度的调整、改善炉渣性能、稳定原燃料质量、强化设备管理等多项措施，使块矿使用比例逐步提高，实现了降本增效。宝钢2座高炉澳矿配比达到12%～16%，但对块矿有较高要求：(l)品位高，有害杂质(S、P等)含量低；(2)软化温度低(979℃)，软化区间宽(>390℃)，不利于高炉料柱透气及炉况顺行；(3)低温爆裂粉化率一般为4%左右，爆裂区间380～600℃，420～650℃蒸汽逸出，易引起块状带透气性变差；(4)RDI_-3.15在8.87%，RDI_+6.3在87.02%，高炉使用比例提高后，常出现透气性指数下降、中心气流过小的现象；(5)脉石含量少。

鞍钢目前高炉的入炉块矿比例为5%～12%，而主要制约高炉块矿比例的因素是块矿较差的冶金性能，即块矿的中温爆裂现象。高结晶水块矿直接入炉，由于其结晶水含量高，在高炉上部热爆裂严重，热爆裂产生的粉末，将导致煤气流通道堵塞、炉墙结厚等炉况不良的现象。因此高结晶水块矿的热爆裂现象一直是高炉不能多吃块矿的主要原因。

发明内容

本发明旨在提供一种含有高结晶水块矿的烧结矿生产方法，通过将高结晶水天然块矿与烧结混料一同提前预烧，消除天然块矿含有的结晶水，从而改善块矿的高温冶金性能，提高天然块矿的入炉比例，提高烧结矿的碱度，改善烧结矿质量，提高烧结生产率。

为此，本发明所采取的解决方案是：

一种含有高结晶水块矿的烧结矿生产方法，其具体方法为：

在烧结二次混料中，将高结晶水的天然块矿按一定比例加入烧结混合料中，混合均匀后，布入烧结机中，进行烧结生产，烧结时间30～40min，烧结负压控制在10000±100Pa，制得成品烧结矿；

所述块矿在烧结混合料中的加入比例的计算方法是：当烧结矿碱度以块矿和烧结混料综合计算、并且块矿在混合料中均匀分布时，以局部烧结矿碱度≤2.45计算块矿在烧结混料中的配比：当烧结矿综合碱度为2.0时，以此计算的块矿比例≤20%。

所述高结晶水块矿的TFe＞50%，块矿结晶水含量＞3%，块矿粒度为6.3～50mm。

本发明的有益效果为：

1．高结晶水天然块矿在烧结过程中可完全消除热爆裂现象，极大改善块矿的高温冶金性能，从而可提高天然块矿的入炉比例，降低原料成本和能源消耗，减少环境污染。

2.在入炉碱度相同的情况下，可相对提高烧结矿碱度，改善烧结矿质量，提高烧结生产率，有利于高炉生产顺行。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明做进一步说明。

由于高结晶水块矿热爆裂严重，在生产中一般直接入炉不超过5%，而采用将高结晶水块矿与烧结混料一同烧结后再入炉，可使高结晶水块矿的入炉比例提高至20%。提高廉价块矿的入炉比例，可大大降低高炉生产成本。

采用精矿50%+粉矿50%的两种常用烧结用铁矿，高结晶水块矿选用结晶水含量8.93%的块矿，设定烧结混合料与块矿的综合碱度为2.0，MgO含量1.9%。

由于较大粒度的块矿与烧结混料不相熔，将导致烧结矿成品的碱度偏析，即除块矿以外的烧结矿局部碱度偏高，当配入10%块矿时，烧结矿局部碱度达到2.2；当配入20%块矿时，烧结矿局部碱度达到2.45。因此高结晶水块矿配量不能过高，此为限制性规定。

实施例与对比例配料比见表1。

表1   实施例与对比例配料及烧结工艺参数表

实例铁精矿粉矿块矿点火时间min烧结时间min烧结负压Pa对比例5050023510000±100实施例145451023010000±100实施例240402024010000±100

原燃料化学成分见表2。

表2  原燃料化学成分wt%含量表

矿种TFeFeOSiO₂CaOMgOAl₂O₃Ig结晶水铁精矿68.2716.983.360.110.0790.23-0.920.31粉矿65.821.443.540.050.050.302.031.61河块56.540.185.900.610.282.909.108.93

烧结矿检验结果见表3。

表3     烧结矿检验结果

从烧结矿检验结果看，配入10%和20%块矿的烧结矿：转鼓强度提高，烧结利用系数提高，成品率提高，粉末减少，烧结燃耗基本不变。结果表明，烧结中配入不超过20%的块矿，对烧结生产没有不利影响，相反对烧结生产指标有所改善。

经过烧结后的块矿与烧结矿直接入炉，可完全消除高结晶水块矿入炉后的易爆裂等不良反应，提高高结晶水块矿的入炉比例，并改善烧结矿质量，对高炉冶炼和烧结生产均有利。