酸性復(fù)合金屬化球團(tuán)及其生產(chǎn)工藝的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及冶金和礦物工程技術(shù)領(lǐng)域，具體的說是一種用于高爐調(diào)整堿度，可提高高爐產(chǎn)能、降低焦比的酸性復(fù)合金屬化球團(tuán)及其生產(chǎn)工藝。
【背景技術(shù)】
[0002]我國(guó)鐵礦石資源中難選鐵礦石比例約為95%以上，此類難選礦生產(chǎn)的鐵精礦大多為高硅鐵精礦，硅含量在8?18%，因自身硅含量較高，在燒結(jié)配加使用時(shí)需配入大量石灰石調(diào)整堿度，從而增加了原料成本，降低了燒結(jié)礦入爐品位，降低了高爐產(chǎn)能，增加了煉鐵能耗，因此這類鐵精礦利用率較低。
[0003]國(guó)內(nèi)部分高爐為大量使用高堿度燒結(jié)礦，需要配加酸性爐料來平衡堿度，以酒鋼為例，由于酸性球團(tuán)與高堿度燒結(jié)礦比例不能滿足高爐生產(chǎn)要求，為平衡堿度維持正常生產(chǎn)，被迫配加一定比例的硅石，造成高爐爐渣量大，生產(chǎn)成本高。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的是提供一種酸性復(fù)合金屬化球團(tuán)，代替硅石和部分酸性氧化球團(tuán)配入高爐調(diào)整堿度，充分發(fā)揮此類鐵精礦硅含量高的特點(diǎn)，提升高硅鐵精礦的利用率，優(yōu)化爐料結(jié)構(gòu)，降低生產(chǎn)成本。
[0005]為達(dá)到上述目的，本發(fā)明所采取的技術(shù)方案為:
一種酸性復(fù)合金屬化球團(tuán)，用于高爐調(diào)整堿度，它包括內(nèi)核、包裹在內(nèi)核外部的外殼，所述內(nèi)核由高硅鐵精礦、煤炭粉、水泥按100:17?26:1?2的比例混合而成，所述外殼由尚娃鐵精礦與膨潤(rùn)土按質(zhì)量比為100:2?3的比例混合而成，其中內(nèi)核中的尚娃鐵精礦的質(zhì)量為高硅鐵精礦總質(zhì)量的70?80%、外殼中高硅鐵精礦的質(zhì)量為高硅鐵精礦總質(zhì)量的20?30%，所述內(nèi)核的粒度為20?25mm，所述外殼的厚度為5?10mm。
[0006]作為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)，所述外殼的外部還覆蓋有一層還原劑。
[0007]作為本發(fā)明的更進(jìn)一步改進(jìn)，所述還原劑為煤炭粉，其質(zhì)量為所述外殼中鐵精礦質(zhì)量的5?8%，其中粒度為-120目的煤炭粉顆粒的質(zhì)量百分比含量大于80%。
[0008]作為本發(fā)明的更進(jìn)一步改進(jìn)，所述鐵精礦的鐵品位為54?66%、Si02含量8?18%，其中粒度為-200目的鐵精礦顆粒的質(zhì)量百分比含量大于80%。
[0009]作為本發(fā)明的更進(jìn)一步改進(jìn)，所述煤炭粉中固定碳、灰分、揮發(fā)分的質(zhì)量百分比為72 ?76:11 ?15:11 ?14。
[0010]作為本發(fā)明的更進(jìn)一步改進(jìn)，所述酸性復(fù)合金屬化球團(tuán)中金屬化率大于90%，抗壓強(qiáng)度為2000N/個(gè)球，堿度為0.05?0.3。
[0011]基于上述的一種酸性復(fù)合金屬化球團(tuán)的生產(chǎn)工藝，它包括以下步驟:
步驟一、制備內(nèi)核，將高硅鐵精礦、煤炭粉、水泥按100:17?26:1?2的比例配料并混合均勻，混合物料加入少量水潤(rùn)濕后靜置45min，當(dāng)水泥開始初凝時(shí)進(jìn)行圓盤或圓筒造球，造球中控制球團(tuán)中水的質(zhì)量百分比含量為7?10%、內(nèi)核的粒度為20?25mm ； 步驟二、包裹外殼形成復(fù)合金屬化球團(tuán)，將鐵精礦與膨潤(rùn)土按質(zhì)量比為100:2?3的比例配料并混合均勻，將步驟一所生產(chǎn)的內(nèi)核放入該混合物料中，采用造球圓盤或圓筒將混合物料均勾包裹在所述內(nèi)核的外壁上，形成所述外殼，外殼的厚度為5?10mm，得到粒度為25?35mm的濕復(fù)合金屬化球團(tuán)，其中內(nèi)核中的高硅鐵精礦的質(zhì)量為高硅鐵精礦總質(zhì)量的70?80%、外殼中高硅鐵精礦的質(zhì)量為高硅鐵精礦總質(zhì)量的20?30% ；
步驟三、復(fù)合金屬化球團(tuán)外壁包裹還原層，將所述步驟二中制備的濕復(fù)合金屬化球團(tuán)放入質(zhì)量為鐵精礦質(zhì)量5?8%的煤炭粉中，采用圓盤造球機(jī)使其外部均勻覆蓋一層煤炭粉，形成還原層；
步驟四、復(fù)合金屬化球團(tuán)的布料與干燥，在還原窯的窯車底部、周邊鋪設(shè)一層10?20_厚度的殘?zhí)炕驌]發(fā)分較低的煤炭，將復(fù)合金屬化球團(tuán)采用分級(jí)分層布料的方式鋪設(shè)在窯車上，在復(fù)合金屬化球團(tuán)的上表層鋪設(shè)一層10?20mm厚度的蓋面煤炭，靜置干燥；步驟五、復(fù)合金屬化球團(tuán)的還原焙燒，干燥后的復(fù)合金屬化球團(tuán)在還原窯內(nèi)經(jīng)過溫度1150?1250°C、還原時(shí)間90?120min的直接還原及高溫固結(jié)，得到高溫還原復(fù)合金屬化球團(tuán)；
步驟六、高溫還原復(fù)合金屬化球團(tuán)的冷卻與分選，將步驟五所得的高溫還原復(fù)合金屬化球團(tuán)無氧冷卻到常溫后進(jìn)行磁性物料與非磁性物料分選，得到金屬化率大于90%、抗壓強(qiáng)度2000N/個(gè)球、堿度為0.05?0.3的酸性復(fù)合金屬化球團(tuán)產(chǎn)品。
[0012]作為本發(fā)明的更進(jìn)一步改進(jìn)，所述還原窯為隧道窯或者車底爐或者室式爐。
[0013]本發(fā)明在復(fù)合金屬化球團(tuán)礦粒度選擇中，主要是根據(jù)大粒度復(fù)合金屬化球團(tuán)礦在還原爐內(nèi)布料后，球團(tuán)之間的孔隙較大，有利于球團(tuán)上下層之間的輻射傳熱，減小物料的傳熱熱阻及上下層物料的溫差，使整個(gè)物料沿厚度方向得到均勻還原，實(shí)現(xiàn)厚料層的還原焙燒。但當(dāng)球團(tuán)的粒度超過40mm時(shí)，由于球團(tuán)內(nèi)部傳熱熱阻的增大及球團(tuán)還原需要吸收一定的熱量，球團(tuán)的內(nèi)外溫差隨之增大，影響內(nèi)核中鐵精礦還原及煤炭的氣化反應(yīng)。當(dāng)球團(tuán)粒度小于20mm時(shí)，上下球團(tuán)之間的傳熱主要為傳導(dǎo)傳熱，不利于厚料層的球團(tuán)還原。同時(shí)，本工藝生產(chǎn)的復(fù)合金屬化球團(tuán)作為高爐爐料進(jìn)行利用時(shí)，為提高高爐的透氣性，復(fù)合金屬化球團(tuán)的粒度應(yīng)盡可能增大。因此，本發(fā)明復(fù)合金屬化球團(tuán)的粒度選擇為25?35_。
[0014]本發(fā)明的有益效果:
(I)本發(fā)明在復(fù)合金屬化球團(tuán)還原過程中，為使大粒度復(fù)合金屬化球團(tuán)中鐵礦石能完全還原，通過在球團(tuán)的內(nèi)核中配加過剩煤炭、在復(fù)合金屬化球團(tuán)的外部外裹一層煤炭粉，可使球團(tuán)礦中的鐵精礦與還原劑充分接觸并進(jìn)行快速還原。同時(shí)內(nèi)核中鐵精礦與煤炭還原反應(yīng)放出的CO2又使煤炭發(fā)生碳?xì)饣磻?yīng)而生成CO，CO在部分參與內(nèi)核中鐵礦石還原外，部分CO向外擴(kuò)散在通過包裹層時(shí)，又使裹層中鐵精礦發(fā)生還原反應(yīng)而放出CO2，CO2在向內(nèi)、向外擴(kuò)散過程中，再使內(nèi)核中的碳、球團(tuán)外裹碳發(fā)生氣化反應(yīng)而放出CO，從而可使大粒度鐵礦石進(jìn)行完全還原。
[0015](2)本發(fā)明生產(chǎn)的堿度為0.05?0.3、金屬化率90%以上、抗壓強(qiáng)度2000N以上的酸性復(fù)合金屬化球團(tuán)，可代替硅石和部分酸性氧化球團(tuán)配入高爐調(diào)整堿度，充分發(fā)揮了此類鐵精礦娃含量尚的特點(diǎn)，提升了尚娃鐵精礦的利用率；
(3)本發(fā)明所述的酸性復(fù)合金屬化球團(tuán)高爐配加使用后，能夠提高高爐產(chǎn)能、降低煉鐵焦比和鐵水生產(chǎn)成本，高爐配加30%本發(fā)明所述的酸性復(fù)合金屬化球團(tuán)后焦比降低25%，可替代酸性氧化性球團(tuán)或硅石，優(yōu)化高爐的爐料結(jié)構(gòu)，為高爐優(yōu)化爐料結(jié)構(gòu)提供原料。
【附圖說明】
[0016]圖1是酸性復(fù)合金屬化球團(tuán)的結(jié)構(gòu)示意圖；
圖2是酸性復(fù)合金屬化球團(tuán)的生產(chǎn)工藝流程圖。
【具體實(shí)施方式】
[0017]下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步詳細(xì)的說明。
[0018]如圖1所示的一種酸性復(fù)合金屬化球團(tuán)，用于高爐調(diào)整堿度，它包括內(nèi)核1、包裹在內(nèi)核I外部的外殼2，內(nèi)核I由高硅鐵精礦、煤炭粉、水泥按100:17?26:1?2的比例混合而成，外殼2由高硅鐵精礦與膨潤(rùn)土按質(zhì)量比為100:2?3的比例混合而成，其中內(nèi)核I中的高硅鐵精礦的質(zhì)量為高硅鐵精礦總質(zhì)量的70?80%、外殼2中高硅鐵精礦的質(zhì)量為高硅鐵精礦總質(zhì)量的20?30%，內(nèi)核I的粒度為20?25mm，外殼2的厚度為5?1mm0
[0019]外殼2的外部還覆蓋有一層由煤炭粉構(gòu)成的還原劑3，煤炭粉的質(zhì)量為外殼2中鐵精礦質(zhì)量的5?8%，其中粒度為-120目的煤炭粉顆粒的質(zhì)量百分比含量大于80%