本發(fā)明屬于冶金技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種低硅高鎂鐵礦球團制備方法。
背景技術(shù)：
我國的鋼鐵產(chǎn)能占世界總產(chǎn)能的50%，球團礦消耗接近2億噸，在高爐爐料結(jié)構(gòu)中占比平均不足20%，像太鋼、首鋼京唐等少數(shù)鋼鐵企業(yè)球團礦冶煉比例接近30%。目前球團工序比燒結(jié)工序廢氣排放量低、污染物排放量少、工序消耗低、煙氣處理難度小等優(yōu)點，但球團礦原燃料成本高、低鎂酸性球團軟化溫度低、軟熔區(qū)間寬成為制約高爐提高比例的限制性因素。歐美等西方國家為了減少燒結(jié)生產(chǎn)過程的環(huán)境污染，逐步減少或關(guān)閉燒結(jié)機而以球團礦冶煉為主。因此，從保護環(huán)境、節(jié)能減排的大局出發(fā)我們要轉(zhuǎn)變目前以燒結(jié)礦為主的高爐爐冶煉模式，逐步過渡為環(huán)境友好的球團生產(chǎn)為主的高爐冶煉模式。
我國的鐵礦粉資源是以貧礦復(fù)選后的鐵精礦為主，粒度較細適于造球。目前造球鐵精粉價格高，高硅低鎂球團不適于大比例冶煉，球團礦軟熔溫度區(qū)間寬，高爐球團礦冶煉不經(jīng)濟。
低硅高鎂球團冶金性能優(yōu)良，在高爐內(nèi)冶煉可以降低渣比，減少燃料消耗，降低CO2排放量，能夠進一步提高球團礦冶煉的經(jīng)濟性。
技術(shù)實現(xiàn)要素：
本發(fā)明的目的是提供一種低硅高鎂鐵礦球團礦制備工藝，是一種不添加含鎂熔劑、鈣鎂粉或其它含鎂固廢料來提高球團MgO含量的球團制備方法，可以進一步降低生產(chǎn)成本，提高球團礦冶煉的經(jīng)濟效益。
為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案：一種低硅高鎂鐵礦球團制備方法，所述制備方法如下：
1）鐵精礦混合、細磨得到鐵精礦粉；
2）將鐵精礦粉和粘結(jié)劑配成混合料，重量配比為：鐵精礦粉97%-99.5%，粘結(jié)劑0.5%-3%；
3）混合料經(jīng)過高壓輥磨、烘干，再經(jīng)過強力混合機混勻；
4）混合料經(jīng)圓盤造球機加水造球，經(jīng)過振動篩，篩分出合格生球；
5）合格生球輸送到鏈篦機進行干燥和預(yù)熱，然后進入回轉(zhuǎn)窯中進行焙燒；
6）焙燒后高溫球團進入環(huán)冷機通過空氣冷卻降溫，篩分除去爆裂粉化球團，得到合格低硅高鎂球團。
本發(fā)明所述步驟1）鐵精礦粉的-200目粒度≥65%。
本發(fā)明所述步驟1）鐵精礦粉為含鎂低硅鐵精礦粉，以質(zhì)量分數(shù)計，Si：0.5%-4.5%，鎂：0.5%-3.8%。
本發(fā)明所述步驟1）中鐵精礦粉為含鎂低硅鐵精礦粉與高硅鐵精礦粉的混合礦粉，質(zhì)量比為含鎂低硅鐵精礦粉：高硅鐵精礦粉=60-90：40-10。
本發(fā)明所述含鎂低硅鐵精礦粉，以質(zhì)量分數(shù)計，Si：0.5%-4.5%，鎂：0.5%-3.8%；所述高硅鐵精礦粉，以質(zhì)量分數(shù)計，Si：3.5%-8%，鎂：0.01%-2%。
本發(fā)明所述步驟2）中粘結(jié)劑為膨潤土、有機粘結(jié)劑、復(fù)合粘結(jié)劑中的任意一種或幾種。
本發(fā)明所述步驟3）中混合料烘干至水分含量為5%-9%；所述步驟4）中混合料經(jīng)圓盤造球機加水造球，加水量為物料總量的6%-10%；合格生球粒度為9-15mm。
本發(fā)明所述步驟5）預(yù)熱溫度控制在900-1100℃；焙燒溫度控制在1210-1330℃，焙燒時間15-25分鐘。
本發(fā)明所述步驟6）中高溫球團進入環(huán)冷機通過空氣冷卻降溫，降溫至溫度≤100℃。
本發(fā)明所述步驟6）中的合格低硅高鎂球團三元堿度≥1.5，含MgO≥3.30%,含SiO2≤3.5%。
本發(fā)明生球和成品球檢測方法依據(jù)國家標準和行業(yè)通用方法，具體如下：
1、生球性能檢測方法
(1)生球落下強度測定：取直徑10.0~12.5mm生球20個，從500mm高處自由落在10mm厚鋼板上，記錄每個球的不破裂次數(shù)，取20個球的落下總次數(shù)的算術(shù)平均值作為落下強度指標(次/個球)。
(2)生球抗壓強度測定：取直徑10.0~12.5mm生球20個，在壓力機上測定每個球的抗壓強度，取20個球的抗壓強度的算術(shù)平均值作為抗壓強度指標(N/個球)。
(3)生球爆裂溫度用“生球爆裂溫度測定裝置”測定，先將空氣時標態(tài)風(fēng)速調(diào)整為1.8m/s，然后將加熱爐預(yù)熱到預(yù)定溫度，再裝入50個生球，然后將一定溫度的熱風(fēng)從下往上吹到生球上，吹時5分鐘。取出后目測球團有無爆裂，產(chǎn)生爆裂的球團個數(shù)為4%(2個)時的溫度即為爆裂溫度。
2、成品球團礦抗壓強度測定方法，球團抗壓強度按照“鐵礦球團抗壓強度測定方法”(GB/T14201-1993)進行測定。
3、球團礦冶金性能測定方法
(1)低溫還原粉化性能測定：按照“鐵礦石低溫粉化實驗靜態(tài)還原后使用冷轉(zhuǎn)鼓的方法”(GB/T13242-91)進行測定。
(2)球團礦還原性能測定：按照“鐵礦石還原性的測定方法”(GB/T13241-1991)進行測定。
(3)荷重軟化性能測定：在升溫過程中，當料柱高度收縮10%時的溫度為軟化開始溫度(T10%)，收縮40%時的溫度為軟化終了溫度(T40%)，ΔT=T40%－T10%為軟化溫度區(qū)間。試樣粒度為2～3mm，荷重為1kg/cm2，料柱高度為40mm。
(4)球團礦還原膨脹：按照“鐵礦球團相對自由膨脹指數(shù)的測定方法”(GB/T13240-91)進行測定。
采用上述技術(shù)方案的有益效果在于：1、摒棄傳統(tǒng)高鎂球團制造方法中需要添加白云石粉、高鈣鎂粉、含鎂固廢料等提高MgO含量的方法，減少含鎂或含鈣物料在高溫分解時對球團的膨脹粉化破壞作用，提高球團生產(chǎn)效率，減少含鎂資源的浪費。2、將原本不適于造球的低硅高鎂鐵礦粉經(jīng)過細磨或重選后用于造球，其-200目達到65%以上。3、僅使用普通粘結(jié)劑可以生產(chǎn)三元堿度≥1.5，含MgO≥3.30%,含SiO2≤3.5%的球團礦，其冶金性能優(yōu)于高硅酸性球團。4、采用本方法制備的球團礦其生球強度復(fù)合國家標準：抗壓強度≥10N/P、落下強度≥5次，抗爆裂溫度≥450℃；焙燒后成品球抗壓強度大于2300N/個。
附圖說明
圖1為本發(fā)明制備工藝流程圖。
具體實施方式
以下結(jié)合附圖及具體實施方式對本發(fā)明做進一步詳細說明。
實施例1
1）含鎂低硅鐵精礦粉（以質(zhì)量分數(shù)計，Si：2.7%，鎂：1.6%）細磨得到鐵精礦粉，鐵精礦粉的-200目粒度為65%；
步驟1）鐵精礦粉為含鎂低硅鐵精礦粉，以質(zhì)量分數(shù)計，Si：0.5%-4.5%，鎂：0.5%-3.8%。2）將鐵精礦粉和粘結(jié)劑膨潤土配成混合料，重量配比為：鐵精礦粉97%，粘結(jié)劑3%；
3）混合料經(jīng)過高壓輥磨、烘干至水分含量為6%，再經(jīng)過強力混合機混勻；
4）混合料經(jīng)圓盤造球機加水造球，加水量為物料總量的8%，經(jīng)過振動篩，篩分出粒度9-15mm合格生球；
5）合格生球輸送到鏈篦機進行干燥和預(yù)熱，預(yù)熱溫度控制在900℃，然后進入回轉(zhuǎn)窯中進行焙燒，焙燒溫度控制在1210℃，焙燒時間25分鐘；
6）焙燒后高溫球團進入環(huán)冷機通過空氣冷卻降溫至溫度95℃，篩分除去爆裂粉化球團，得到合格低硅高鎂球團。
合格低硅高鎂球團三元堿度1.5，含MgO：3.30%,含SiO2：3.0%。
實施例2
1）含鎂低硅鐵精礦粉（以質(zhì)量分數(shù)計，Si：2.9%，鎂：1.9%）細磨得到鐵精礦粉，鐵精礦粉的-200目粒度為68%；
2）將鐵精礦粉和復(fù)合粘結(jié)劑按99.5:0.5配成混合料，重量配比為：鐵精礦粉99.5%，粘結(jié)劑0.5%；
3）混合料經(jīng)過高壓輥磨、烘干至水分含量為8%，再經(jīng)過強力混合機混勻；
4）混合料經(jīng)圓盤造球機加水造球，加水量為物料總量的9%，經(jīng)過振動篩，篩分出粒度9-15mm合格生球；
5）合格生球輸送到鏈篦機進行干燥和預(yù)熱，預(yù)熱溫度控制在1100℃，然后進入回轉(zhuǎn)窯中進行焙燒，焙燒溫度控制在1330℃，焙燒時間15分鐘；
6）焙燒后高溫球團進入環(huán)冷機通過空氣冷卻降溫至溫度90℃，篩分除去爆裂粉化球團，得到合格低硅高鎂球團。
合格低硅高鎂球團三元堿度2，含MgO：3.50%,含SiO2：3.5%。
實施例3
1）含鎂低硅鐵精礦粉（以質(zhì)量分數(shù)計，Si：0.5%，鎂：3.8%）與高硅鐵精礦粉（以質(zhì)量分數(shù)計，Si：3.5%，鎂：0.01%）混合采用高壓輥磨機鐵礦粉進行細磨得到混合鐵精礦粉，混合鐵精礦粉的-200目粒度為75%；含鎂低硅鐵精礦粉：高硅鐵精礦粉=60：40
2）將混合鐵精礦粉和粘結(jié)劑膨潤土98:2配成混合料，重量配比為：鐵精礦粉98%，粘結(jié)劑2%；
3）混合料經(jīng)過高壓輥磨、烘干至水分含量為9%，再經(jīng)過強力混合機混勻；
4）混合料經(jīng)圓盤造球機加水造球，加水量為物料總量的6%，經(jīng)過振動篩，篩分出粒度9-15mm合格生球；
5）合格生球輸送到鏈篦機進行干燥和預(yù)熱，預(yù)熱溫度控制在1000℃，然后進入回轉(zhuǎn)窯中進行焙燒，焙燒溫度控制在1300℃，焙燒時間20分鐘；
6）焙燒后高溫球團進入環(huán)冷機通過空氣冷卻降溫至溫度100℃，篩分除去爆裂粉化球團，得到合格低硅高鎂球團。
合格低硅高鎂球團三元堿度2.5，含MgO：4.00%,含SiO2：2.8%。
實施例4
1）含鎂低硅鐵精礦粉（以質(zhì)量分數(shù)計，Si：4.5%，鎂：0.5%）與高硅鐵精礦粉（以質(zhì)量分數(shù)計，Si：8%，鎂：2%）混合采用高壓輥磨機鐵礦粉進行細磨得到混合鐵精礦粉，混合鐵精礦粉的-200目粒度為75%；其中含鎂低硅鐵精礦粉和高硅鐵精礦粉混合質(zhì)量比為90：10；
2）將混合鐵精礦粉和復(fù)合粘結(jié)劑99.5:0.5配成混合料，重量配比為：鐵精礦粉99.5%，復(fù)合粘結(jié)劑0.5%；
3）混合料經(jīng)過高壓輥磨、烘干至水分含量為5%，再經(jīng)過強力混合機混勻；
4）混合料經(jīng)圓盤造球機加水造球，加水量為物料總量的10%，經(jīng)過振動篩，篩分出粒度9-15mm合格生球；
5）合格生球輸送到鏈篦機進行干燥和預(yù)熱，預(yù)熱溫度控制在1050℃，然后進入回轉(zhuǎn)窯中進行焙燒，焙燒溫度控制在1290℃，焙燒時間22分鐘；
6）焙燒后高溫球團進入環(huán)冷機通過空氣冷卻降溫至溫度97℃，篩分除去爆裂粉化球團，得到合格低硅高鎂球團。
合格低硅高鎂球團三元堿度2.0，含MgO：3.80%,含SiO2：3.2%。
采用本方法制備的鐵礦球團即球團礦，其生球強度復(fù)合國家標準：抗壓強度≥10N/P，落下強度≥5次，抗爆裂溫度≥450℃；焙燒后成品球抗壓強度大于2300N/個，其低溫還原粉化指數(shù)優(yōu)于酸性球團和高堿度燒結(jié)礦指標，還原性與現(xiàn)有酸性球團礦持平，其中低溫冶金性能如表1。
表1球團還原性和低溫還原粉化性能對比
本發(fā)明制備的球團礦其軟化和熔滴溫度高于現(xiàn)有酸性球團礦，與高堿度燒結(jié)礦接近，在高爐內(nèi)冶煉可以明顯降低軟熔帶寬度區(qū)間，減少高爐軟熔帶壓力損失，提高高爐透氣性，有利于高爐冶煉需求，其性能如表2：
表2球團軟化熔滴性能對比
以上實施例僅用以說明而非限制本發(fā)明的技術(shù)方案，盡管參照上述實施例對本發(fā)明進行了詳細說明，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當理解：依然可以對本發(fā)明進行修改或者等同替換，而不脫離本發(fā)明的精神和范圍的任何修改或局部替換，其均應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的權(quán)利要求范圍當中。