一种褐铁矿球团带式焙烧的生产方法与流程

1.本发明涉及球团焙烧技术领域，具体涉及一种褐铁矿球团带式焙烧的生产方法。


背景技术：

2.近年来随着高炉球团配比的提高，球团带式焙烧机开始蓬勃发展起来，但是国内基本所有的球团产线都是以100%磁铁矿为主来生产球团的，少部分搭配小比例的赤铁矿来生产球团，至于以褐铁矿作为原料生产球团基本没有。采用褐铁矿作为球团原料生产，即将烧结原料转移用于球团生产，对行业发展起到了引领作用，并极大降低球团原料成本。
3.褐铁矿用于球团焙烧生产主要有以下几个特点：1）褐铁矿由于难以过滤，需选用疏水好的原料进行搭配；2）褐铁矿易于造球，成球形好，有利于降低膨润土消耗；3）不同于磁铁矿在氧化焙烧过程中有放热反应，褐铁矿含结晶水，容易导致干燥和固结反应耗热较大；4）褐铁矿生产的球团成品质量指标较差，尤其抗压强度无法保障，且含粉率较高，同时成品球的还原度和还原膨胀指标当原料中硅含量波动时将十分不稳定。因此，以上问题亟需解决。


技术实现要素：

4.本发明要解决的技术问题是提供一种褐铁矿球团带式焙烧的生产方法，采用褐铁矿作为原料用于球团生产，扩展了球团生产的原料资源，同时由于褐铁矿价格较低，可最大程度降低球团原料成本，对行业也起到了开创引领作用。
5.为解决上述技术问题，本发明采取如下技术方案：本发明的一种褐铁矿球团带式焙烧的生产方法，其创新点在于包括以下步骤：（1）将褐铁矿按第一质量比搭配镜铁矿或磁铁矿进行磨矿、压滤后得到第一自产矿粉；（2）将经磨矿、压滤后的第一自产矿粉按第二质量比搭配磁铁矿进行充分混匀后得到第二自产矿粉；（3）将第二自产矿粉按第三质量比搭配消石灰进行充分混匀后得到第三自产矿粉；（4）将第三自产矿粉按第四质量比搭配氧化镁粉进行充分混匀后得到第四自产矿粉；（5）将焦化环境除尘灰加入第四自产矿粉中充分混匀得到第一混合精粉；（6）将膨润土加入第一混合精粉中充分混匀得到第二混合精粉；（7）将第二混合精粉通过皮带运送至造球盘进行造球，并经筛分得到符合粒径要求的生球；（8）将生球均匀布料在带式焙烧机上进行焙烧得到球团。
6.优选的，在上述步骤（1）中，褐铁矿选用mac或者纽曼粉，且第一质量比为褐铁矿占第一自产矿粉的总占比不高于50%；经磨矿后，粒度需控制在粒径200目以下的粒级质量占
比达到80~90%，水分控制在9~10%，进而确保压滤效果和后续造球成球性能。
7.优选的，在上述步骤（2）中，第二质量比为褐铁矿占第二自产矿粉的总占比不高于30%。
8.优选的，在上述步骤（3）中，第三质量比根据第二自产矿粉中二氧化硅含量进行确定，即满足低硅高碱度、高硅低碱度的原则，具体为：（3.1）当二氧化硅含量为2.5%~4%时，碱度需控制在0.8~1.1，此时消石灰的配加占比为2%~5%；（3.2）当二氧化硅含量为4%~8%时，碱度需控制在0.4~0.6，此时消石灰的配加占比为2%~6%；（3.3）当生产酸性球团时，为确保全铁品位不降低，同时确保还原度和还原膨胀≤15%情况，需微配消石灰，且碱度需控制在0.15~0.3。
9.优选的，在上述步骤（3）中，消石灰中二氧化钙的纯度需不低于80%，且消石灰中粒径200目以下的粒级质量占比需不低于90%。
10.优选的，在上述步骤（4）中，第四质量比为氧化镁粉的配加占比控制在1.5%~2.0%。
11.优选的，在上述步骤（5）中，焦化环境除尘灰的质量占比控制在0.5%以下。
12.优选的，在上述步骤（6）中，膨润土的质量占比为0.6%。
13.优选的，在上述步骤（7）中，经筛分后得到粒径为8~16mm的生球。
14.优选的，在上述步骤（8）中，生球高温焙烧的具体流程为：（8.1）将生球均匀布料在带式焙烧机上，并控制铺底料厚度为60~80mm，即采用低铺底料厚生产模式；（8.2）对生球进行鼓风干燥，且鼓风干燥段采用低风温高风箱压力高风速控制，确保料层下部充分干燥；其中，风温控制在250℃以下，风箱压力控制在2.5~5kpa；（8.3）对生球进行焙烧，且焙烧温度控制在1280~1320℃。
15.本发明的有益效果：（1）本发明采用褐铁矿作为原料用于球团生产，扩展了球团生产的原料资源，同时由于褐铁矿价格较低，可最大程度降低球团原料成本，对行业也起到了开创引领作用；（2）本发明利用褐铁矿中黏土成份，可最大程度降低球团生产过程中粘结剂配加量，从而降低了加工成本，同时减少了高炉入炉碱金属总量；（3）本发明利用褐铁矿特点，配加焦化灰可实现焙烧补热，并改善球团还原性和还原膨胀指标；（4）本发明将烧结褐铁矿原料转移至球团生产，由于球团生产工序能耗远远低于烧结生产的工序能耗，可大比例降低钢铁行业的能源消耗和碳排放总量，对环保有极大的改善作用。
附图说明
16.为了更清晰地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明中记载的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
17.图1为本发明一种褐铁矿球团带式焙烧的生产方法的工艺流程图。
实施方式
18.下面将通过具体实施方式对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述。
19.本发明的一种褐铁矿球团带式焙烧的生产方法，采用褐铁矿作为球团带式焙烧机生产用原料，褐铁矿结晶水和烧损较高，有利于球团的还原度和还原膨胀指标，降低膨润土消耗和极大降低原料成本。褐铁矿球团生产只能用于带式焙烧方法，无法用于链回环工艺（主要造成回转窑严重结圈无法正常生产）。如图1所示，具体包括以下步骤：（1）将褐铁矿按第一质量比搭配镜铁矿或磁铁矿进行磨矿、压滤后得到第一自产矿粉；在上述步骤中，褐铁矿选用mac或者纽曼粉，且第一质量比为褐铁矿占第一自产矿粉的总占比不高于50%；经磨矿后，粒度需控制在粒径200目以下的粒级质量占比达到80~90%，水分控制在9~10%，进而确保压滤效果和后续造球成球性能。
20.本发明将褐铁矿用镜铁矿或磁铁矿或其他疏水性较好的原料进行搭配，主要目的是为了确保压滤效果。因为褐铁矿含黏土成份不易过滤，若褐铁矿比例过高则压滤过程中将无法有效排除混合料中的水分；同时粒级下限控制主要是为了满足后道造球工序，粒级上限控制是为了保障混合料易于压滤排水。
21.（2）将经磨矿、压滤后的第一自产矿粉按第二质量比搭配磁铁矿进行充分混匀后得到第二自产矿粉；在上述步骤中，因褐铁矿比例过高将导致球团焙烧过程耗热较大，同时由于褐铁矿烧损较高，大比例配加容易造成料层透气性变差，从而影响球团焙烧以及成品球抗压强度，因此本发明第二质量比为褐铁矿占第二自产矿粉的总占比不高于30%，从而降低了褐铁矿比例。
22.（3）将第二自产矿粉按第三质量比搭配消石灰进行充分混匀后得到第三自产矿粉；本发明因褐铁矿生产的球团成品质量较差，尤其抗压强度偏低，为了改善褐铁矿焙烧后成品球质量，提高成品球抗压强度、还原度和还原膨胀指标，在第二自产矿粉中添加消石灰和氧化镁粉，用以生产褐铁矿含镁碱性球团改善成品质量。
23.其中，消石灰中二氧化钙的纯度需不低于80%，且消石灰中粒径200目以下的粒级质量占比需不低于90%。
24.在上述步骤中，第三质量比根据第二自产矿粉中二氧化硅含量进行确定，即满足低硅高碱度、高硅低碱度的原则，具体为：（3.1）当二氧化硅含量为2.5%~4%时，碱度需控制在0.8~1.1，此时消石灰的配加占比为2%~5%；（3.2）当二氧化硅含量为4%~8%时，碱度需控制在0.4~0.6，此时消石灰的配加占比为2%~6%；本发明通过配加消石灰，焙烧过程中生产抗压和还原性更好的铁酸钙，不仅改进成品球团抗压强度，同时还确保全铁品位的稳定。
25.本发明当生产酸性球团时，为确保全铁品位不降低，同时确保还原度和还原膨胀
≤15%情况，需微配消石灰，且碱度需控制在0.15~0.3，也可有效改善球团抗压强度。
26.（4）将第三自产矿粉按第四质量比搭配氧化镁粉进行充分混匀后得到第四自产矿粉；在上述步骤中，第四质量比为氧化镁粉的配加占比控制在1.5%~2.0%。
27.本发明因褐铁矿球团配加消石灰后成品球主要矿相为铁酸钙，可有效改善抗压强度和还原度，但成品球还原膨胀会有所升高，为了改善成品球还原膨胀指标，所以在第三自产矿粉中添加氧化镁粉。
28.氧化镁添加后可增加球团孔隙率改善还原度，此外在球团还原过程中，镁离子可以有效起到稳定晶格作用，降低还原膨胀。
29.（5）为解决褐铁矿耗热问题，将焦化环境除尘灰加入第四自产矿粉中充分混匀得到第一混合精粉；在上述步骤中，焦化环境除尘灰的质量占比控制在0.5%以下；焦化环境除尘灰配加不易过高，过高的焦化环境除尘灰配加将容易导致生产过程中的料层板结问题，同时焙烧过程将在球团内部产生还原气氛，导致feo含量升高，进而影响球团固结强度。
30.本发明配加的焦化环境除尘灰既可以补偿焙烧过程中的热量，同时由于产生co2和少量液相在球团内部生成微孔可以改善成品球还原性能。褐铁矿在焙烧过程中由于烧损高，在氧化固结过程中也产生一定量的微孔作用，在配加焦化环境除尘灰的协同作用下可进一步改善球团还原性和还原膨胀。
31.（6）将膨润土加入第一混合精粉中充分混匀得到第二混合精粉；目前国内大部分球团产线膨润土配加达到1.5-3%，而本发明利用褐铁矿含有黏土成份易成球属性，可大幅度降低膨润土配加；所以本发明膨润土的质量占比为0.6%。
32.（7）将第二混合精粉通过皮带运送至造球盘进行造球，并经筛分得到符合粒径要求的生球；在上述步骤中，经筛分后得到粒径为8~16mm的生球。
33.（8）将生球均匀布料在带式焙烧机上进行焙烧得到球团。
34.在上述步骤中，生球高温焙烧的具体流程为：（8.1）将生球均匀布料在带式焙烧机上，并控制铺底料厚度为60~80mm，即采用低铺底料厚生产模式，一方面保护焙烧机台车，另一方面降低焙烧机台车速度，保障球团生球有较长的干燥时间和氧化焙烧时间；（8.2）对生球进行鼓风干燥，且鼓风干燥段采用低风温高风箱压力高风速控制，确保料层下部充分干燥；其中，风温控制在250℃以下，风箱压力控制在2.5~5kpa；（8.3）对生球进行焙烧，且焙烧温度控制在1280~1320℃，进而满足成品球抗压要求。
35.本发明的有益效果：（1）本发明采用褐铁矿作为原料用于球团生产，扩展了球团生产的原料资源，同时由于褐铁矿价格较低，可最大程度降低球团原料成本，对行业也起到了开创引领作用；（2）本发明利用褐铁矿中黏土成份，可最大程度降低球团生产过程中粘结剂配加量，从而降低了加工成本，同时减少了高炉入炉碱金属总量；（3）本发明利用褐铁矿特点，配加焦化灰可实现焙烧补热，并改善球团还原性和还
原膨胀指标；（4）本发明将烧结褐铁矿原料转移至球团生产，由于球团生产工序能耗远远低于烧结生产的工序能耗，可大比例降低钢铁行业的能源消耗和碳排放总量，对环保有极大的改善作用。
36.上面所述的实施例仅仅是本发明的优选实施方式进行描述，并非对本发明的构思和范围进行限定，在不脱离本发明设计构思的前提下，本领域中普通工程技术人员对本发明的技术方案作出的各种变型和改进均应落入本发明的保护范围，本发明的请求保护的技术内容，已经全部记载在技术要求书中。

技术特征：
1.一种褐铁矿球团带式焙烧的生产方法，其特征在于包括以下步骤：（1）将褐铁矿按第一质量比搭配镜铁矿或磁铁矿进行磨矿、压滤后得到第一自产矿粉；（2）将经磨矿、压滤后的第一自产矿粉按第二质量比搭配磁铁矿进行充分混匀后得到第二自产矿粉；（3）将第二自产矿粉按第三质量比搭配消石灰进行充分混匀后得到第三自产矿粉；（4）将第三自产矿粉按第四质量比搭配氧化镁粉进行充分混匀后得到第四自产矿粉；（5）将焦化环境除尘灰加入第四自产矿粉中充分混匀得到第一混合精粉；（6）将膨润土加入第一混合精粉中充分混匀得到第二混合精粉；（7）将第二混合精粉通过皮带运送至造球盘进行造球，并经筛分得到符合粒径要求的生球；（8）将生球均匀布料在带式焙烧机上进行焙烧得到球团。2.根据权利要求1所述的一种褐铁矿球团带式焙烧的生产方法，其特征在于：在上述步骤（1）中，褐铁矿选用mac或者纽曼粉，且第一质量比为褐铁矿占第一自产矿粉的总占比不高于50%；经磨矿后，粒度需控制在粒径200目以下的粒级质量占比达到80~90%，水分控制在9~10%，进而确保压滤效果和后续造球成球性能。3.根据权利要求1所述的一种褐铁矿球团带式焙烧的生产方法，其特征在于：在上述步骤（2）中，第二质量比为褐铁矿占第二自产矿粉的总占比不高于30%。4.根据权利要求1所述的一种褐铁矿球团带式焙烧的生产方法，其特征在于：在上述步骤（3）中，第三质量比根据第二自产矿粉中二氧化硅含量进行确定，即满足低硅高碱度、高硅低碱度的原则，具体为：（3.1）当二氧化硅含量为2.5%~4%时，碱度需控制在0.8~1.1，此时消石灰的配加占比为2%~5%；（3.2）当二氧化硅含量为4%~8%时，碱度需控制在0.4~0.6，此时消石灰的配加占比为2%~6%；（3.3）当生产酸性球团时，为确保全铁品位不降低，同时确保还原度和还原膨胀≤15%情况，需微配消石灰，且碱度需控制在0.15~0.3。5.根据权利要求1所述的一种褐铁矿球团带式焙烧的生产方法，其特征在于：在上述步骤（3）中，消石灰中二氧化钙的纯度需不低于80%，且消石灰中粒径200目以下的粒级质量占比需不低于90%。6.根据权利要求1所述的一种褐铁矿球团带式焙烧的生产方法，其特征在于：在上述步骤（4）中，第四质量比为氧化镁粉的配加占比控制在1.5%~2.0%。7.根据权利要求1所述的一种褐铁矿球团带式焙烧的生产方法，其特征在于：在上述步骤（5）中，焦化环境除尘灰的质量占比控制在0.5%以下。8.根据权利要求1所述的一种褐铁矿球团带式焙烧的生产方法，其特征在于：在上述步骤（6）中，膨润土的质量占比为0.6%。9.根据权利要求1所述的一种褐铁矿球团带式焙烧的生产方法，其特征在于：在上述步骤（7）中，经筛分后得到粒径为8~16mm的生球。10.根据权利要求1所述的一种褐铁矿球团带式焙烧的生产方法，其特征在于：在上述步骤（8）中，生球高温焙烧的具体流程为：
（8.1）将生球均匀布料在带式焙烧机上，并控制铺底料厚度为60~80mm，即采用低铺底料厚生产模式；（8.2）对生球进行鼓风干燥，且鼓风干燥段采用低风温高风箱压力高风速控制，确保料层下部充分干燥；其中，风温控制在250℃以下，风箱压力控制在2.5~5kpa；（8.3）对生球进行焙烧，且焙烧温度控制在1280~1320℃。

技术总结
本发明公开了一种褐铁矿球团带式焙烧的生产方法，包括以下步骤：（1）将褐铁矿搭配镜铁矿或磁铁矿进行磨矿、压滤后得到第一自产矿粉；（2）将第一自产矿粉搭配磁铁矿充分混匀后得到第二自产矿粉；（3）将第二自产矿粉搭配消石灰充分混匀后得到第三自产矿粉；（4）将第三自产矿粉搭配氧化镁粉充分混匀后得到第四自产矿粉；（5）将焦化环境除尘灰加入第四自产矿粉中充分混匀得到第一混合精粉；（6）将膨润土加入第一混合精粉中充分混匀得到第二混合精粉；（7）将第二混合精粉通过皮带运送至造球盘进行造球，并经筛分得到生球；（8）将生球均匀布料在带式焙烧机上进行焙烧得到球团。本发明采用褐铁矿作为原料用于球团生产，降低了成本。降低了成本。降低了成本。


技术研发人员：刘胜歌 张俊杰 张巧玉 贾来辉 顾建苛 刘桐 唐佳润 张俊峰 刘建波 郭愚 王玉会 宋亚龙 张天啸 李明珠
受保护的技术使用者：中天钢铁集团（南通）有限公司
技术研发日：2023.05.16
技术公布日：2023/7/18