(19)中华人民共和国国家知识产权局
*CN101724745A*
(10)申请公布号 CN 101724745 A(43)申请公布日 2010.06.09
(12)发明专利申请
(21)申请号 200810171284.5(22)申请日 2008.10.30
(71)申请人攀钢集团研究院有限公司
地址611731 四川省成都高新区(西区)天
朗路1号
申请人攀枝花钢铁(集团)公司
攀枝花新钢钒股份有限公司(72)发明人刘功国 薛逊 邓君 何群
汤天宇 文永才 何绍刚(74)专利代理机构北京润平知识产权代理有限
公司 11283
代理人王崇 王凤桐(51)Int.Cl.
C22B 1/16(2006.01)
权利要求书 1 页 说明书 4 页 附图 1 页
(54)发明名称
一种金属化球团的生产方法(57)摘要
一种金属化球团的生产方法，其中，该方法包括对从下到上依次层叠铺置形成的底料层、矿煤球团层、还原剂层和烧结料层进行烧结，所述烧结使得矿煤球团层中的含铁化合物还原为单质铁，同时使烧结料形成烧结矿。采用本发明的多层装料技术能够规模化生产金属化球团，在生产金属化球团的同时得到烧结矿，充分利用了现有设备和工艺，且生产得到的金属化球团的金属化率较高，此外，还具有能耗低、金属化球团生产能力大的特点。
CN 101724745 ACN 101724745 A
权 利 要 求 书
1/1页
1.一种金属化球团的生产方法，其特征在于，该方法包括对从下到上依次层叠铺置形成的底料层、矿煤球团层、还原剂层和烧结料层进行烧结，所述烧结使得矿煤球团层中的含铁化合物还原为单质铁，同时使烧结料形成烧结矿。
2.根据权利要求1所述的方法，其中，所述底料层、矿煤球团层、还原剂层和烧结料层的厚度比为(10-25)∶(100-350)∶(10-30)∶(150-400)。
3.根据权利要求1所述的方法，其中，形成矿煤球团层的矿煤球团含有铁精矿、还原剂和粘结剂。
4.根据权利要求3所述的方法，其中，铁精矿、还原剂和粘结剂的质量比为100∶(20-40)∶(1-3)。
5.根据权利要求3或4所述的方法，其中，所述还原剂为含单质碳的材料，所述粘结剂为无机粘结剂和/或有机粘结剂。
6.根据权利要求5所述的方法，其中，所述含单质碳的材料选自煤、焦炭和石墨中的一种或几种；所述无机粘结剂为膨润土；所述有机粘结剂为聚乙烯醇和/或纤维素基聚合物。
7.根据权利要求2或3所述的方法，其中，所述矿煤球团为球形或椭球形，球形的直径为10-25毫米；椭球形的长轴直径为15-35毫米。
8.根据权利要求1所述的方法，其中，所述烧结在带式烧结机中进行。9.根据权利要求1或2所述的方法，所述还原剂层中的还原剂为煤和/或焦粒。10.根据权利要求1或2所述的方法，所述底料层中的底料为烧结矿，所述烧结矿为将铁精矿或富矿粉、固体燃料和熔剂的混合物烧结后得到的块、粒状炉料；所述烧结料层中的烧结料为铁精矿或富矿粉、固体燃料和熔剂的混合物。
2
CN 101724745 A
说 明 书
一种金属化球团的生产方法
1/4页
技术领域
[0001]
本发明涉及一种金属化球团的生产方法。
背景技术
铁精矿采用直接还原技术生产金属化球团或海绵铁，传统工艺设备主要为竖炉、
回转窑或流化床。采用竖炉直接还原，还原温度为1100℃，还原时间为8小时，金属化率不超过83％；采用回转窑直接还原，还原温度为1050℃，还原时间为6小时，金属化率只能达到75％；采用流化床直接还原，还原温度为850℃，还原时间为4小时，金属化率最高可达到85％。无论采用上述何种还原方式，都存在着还原时间长、金属化率不高、生产效率低的缺点。而采用转底炉或固定床直接还原技术还原铁精矿，在还原温度1300℃和还原时间30分钟的条件下，金属化率虽然可以达到90％以上，但是由于转底路炉或固定床炉内气氛影响，金属化球团再氧化程度严重，出炉时金属化率会降低到85％以下。而且转底炉或固定床的料层厚度为25-40毫米，生产能力只能达到65千克/(平方米·小时)左右，具有生产能力小、生产效率低的缺点。[0003] 《烧结球团》第23卷第2期(1998年3月)公开的“包壳矿煤球团烧结法还原——细磨选矿的试验研究”描述了在制备矿煤球团时，先将精矿粉、煤粉和消石灰按质量比为100∶40∶10的比例配好并混匀然后造球，然后将造好的球加适量水和耐火泥进行包壳，采用带式焙烧结机进行焙烧还原生产优质铁粉的方法。该方法存在的问题是：(1)采用全装矿煤球团工艺，上层球团还原后的再氧化难于避免；(2)在球团外面包裹耐火材料，烧结后分离困难，降低了还原得到的铁粉的纯度，且耐火材料和消石灰的加入加大了对后续工序处理的难度；(3)在矿煤球团外包裹耐火材料的工序能耗和控制精度要求高。[0004] CN101126121A公开了一种预还原复合烧结矿的生产方法，该方法采用高碱度烧结矿和酸性球团矿两种炉料进行混合，并在酸性球团矿制球的原料中配加煤粉，然后将混合均匀的高碱度烧结矿和酸性球团矿一起在烧结机上进行烧结，生产预还原高炉用炉料。该方法的特点和存在的问题是：(1)将烧结矿和球团矿混合后烧结，生产出的物料成分一致，不能分离；(2)烧结后物料的金属化率较低，理论上不超过40％，只能作为高炉炉料使用；(3)上层烧结料还原后的再氧化难于避免。
[0002]
发明内容
[0005] 本发明的目的是为了克服现有技术中对现有设备不能充分利用，不能规模化生产金属化球团的缺陷而提供一种能够充分利用现有设备和工艺，使铁精矿金属化球团规模化生产的方法。
[0006] 本发明公开了一种金属化球团的生产方法，其中，该方法包括对从下到上依次层叠铺置形成的底料层、矿煤球团层、还原剂层和烧结料层进行烧结，所述烧结使得矿煤球团层中的含铁化合物还原为单质铁，同时使烧结料形成烧结矿。[0007] 与现有技术相比，采用本发明的多层装料技术能够实现规模化生产金属化球团，
3
CN 101724745 A
说 明 书
2/4页
在生产金属化球团的同时得到烧结矿，充分利用了现有设备和工艺，且生产得到的金属化球团的金属化率较高，此外，还具有能耗低、金属化球团生产能力大的特点。为铁精矿生产金属化球团或海绵铁开辟了一条新途径，具有较大的经济效益和社会意义。附图说明
[0008] 图1为本发明的金属化球团的生产方法中的多层装料示意图。
具体实施方式
[0009] 根据本发明，该方法包括对从下到上依次层叠铺置形成的底料层、矿煤球团层、还原剂层和烧结料层进行烧结，所述烧结使得矿煤球团层中的含铁化合物还原为单质铁，同时使烧结料形成烧结矿。例如，如图1所示，a1为底料层，a2为矿煤球团层，a3为还原剂层，a4为烧结料层。
[0010] 根据本发明的方法，所述层叠铺置形成的底料层、矿煤球团层、还原剂层和烧结料层的厚度比可以为(10-25)∶(100-350)∶(10-30)∶(150-400)。[0011] 按照本发明，所述形成矿煤球团层的矿煤球团可以是本领域公知的各种矿煤球团，例如，可以为包覆或不包覆耐火材料的矿煤球团，为了使制得的金属化球团不受耐火材料污染，本发明优选为不包覆耐火材料的矿煤球团，例如，所述矿煤球团可以含有铁精矿、还原剂和粘结剂。
[0012] 所述铁精矿是将贫铁矿经过细磨、精选获得的铁品位较高的铁矿粉。铁精矿按照含铁矿物的不同，分为磁铁精矿、赤铁精矿和褐铁精矿；按照选矿方法的不同，分为弱磁精矿、强磁精矿、浮选精矿以及重选精矿。铁精矿的铁品位较高，一般在50％以上。[0013] 所述还原剂可以为各种含单质碳的材料，例如，所述含单质碳的材料可以选自煤、焦炭和石墨中的一种或几种；所述还原剂的颗粒直径一般可以为0.05-0.15毫米。[0014] 所述粘结剂可以为各种粘结剂，如无机粘结剂和/或有机粘结剂。所述无机粘结剂可以为膨润土，所述无机粘结剂的颗粒大小一般可以为0.05-0.15毫米；所述有机粘结剂可以为聚乙烯醇和/或纤维素基聚合物，所述纤维素基聚合物可以为各种纤维素基聚合物，例如，可以选自甲基纤维素、乙基纤维素、丙基纤维素、羧甲基纤维素和羟丙基甲基纤维素中的一种或几种。[0015] 按照本发明，所述矿煤球团中的铁精矿、还原剂和粘结剂的重量比的可调节范围较宽，只要能够形成球团状，并能够使铁精矿充分被还原即可，优选情况下，所述铁精矿、还原剂和粘结剂的重量比可以为100∶(20-40)∶(1-3)。[0016] 按照本发明，可以采用手工的方法或采用各种设备制备矿煤球团，例如，可以将铁精矿、还原剂和粘结剂按照100∶(20-40)∶(1-3)的质量比混匀后，与或不与水混匀后采用外加机械力的方式压制成长轴直径为15-35毫米的椭球形矿煤球团，所述椭球形的长轴直径与短轴直径的比例的可在较宽的范围内调整，一般情况下，所述长轴直径与短轴直径的比例可以为1∶0.2-0.8；也可直接采用圆盘造球机制成直径为10-25毫米的球形矿煤球团，并在100-250℃下干燥至矿煤球团的含水量为2％左右。[0017] 所述底料为烧结工艺正常生产中铺设的烧结矿底料。所述烧结矿为将铁精矿或富矿粉、固体燃料和熔剂的混合物烧结后得到的块、粒状炉料。
4
CN 101724745 A[0018]
说 明 书
3/4页
所述还原剂层中的还原剂一般可以为煤和/或焦粒，所述煤通常为块状，块煤的
体积可以为4-25立方厘米；所述焦粒为焦炭颗粒，所述焦粒的颗粒体积可以为4-20立方厘米；所述焦粒可以商购得到。
[0019] 所述烧结料层中的烧结料可以为本领域技术人员公知的各种烧结料，例如，所述烧结料可以是铁精矿或富矿粉、固体燃料(或其它的含碳物料)和熔剂的混合物。富矿指铁品位较高的铁矿石，含铁量一般在50％以上。其中，所述固体燃料可以是焦碳、煤等燃料；所述熔剂可以为石灰石等。铁精矿或富矿粉、固体燃料和熔剂的比例的可调节范围较宽，只要保证在点火温度下能够点燃并使烧结料烧结即可。[0020] 在焙烧还原过程中，所述烧结料层不但可以防止下层的矿煤球团的二次氧化，还可以对矿煤球团起到预热和保温的作用，有利于进一步提高矿煤球团的金属化率。此外，在焙烧还原过程中，生产金属化球团的同时，还能够同时使烧结料烧结生成烧结矿。[0021] 按照本发明，所述焙烧还原的条件可以为常规的烧结条件，一般情况下，在烧结过程中，烧结温度较难控制，一般只要保证在点火温度下使上层烧结料点燃，点火温度一般低于烧结温度，所述点火温度一般为1000-1100℃，烧结温度一般可以为1200-1350℃。关于焙烧还原的时间，一般认为从上层烧结料层一直烧结至底料层后烧结结束，可以根据出料观察断面和烧结机各风箱温度判断烧结是否结束，判断方法为本领域技术人员公知。[0022] 按照本发明，可以采用多种用于生产金属化球团的设备实施本发明的方法，优选情况下，采用多层装料技术，为了更好地实现在下层生产金属化球团的同时在上层同时兼顾生产烧结矿，本发明优选采用带式烧结机进行烧结。[0023] 下面通过实施例的方式进一步详细说明本发明。[0024] 实施例1
[0025] 本实施例用于说明本发明提供的金属化球团的生产方法。[0026] 将钒钛铁精矿(取样测定钒钛铁精矿的主要成分为TFe：54.01％，FeO：27.02％，V2O5：0.56％，Cr2O3：1.08％，TiO2：12.18％)，与煤粉(颗粒直径为0.074毫米＞75％)和膨润土(颗粒直径为0.074毫米＞70％)按照100∶25∶1.5的重量比混合后压制成长轴直径为25毫米椭圆形矿煤球团，在200℃下干燥4小时，至矿煤球团的含水量为2.1％。将烧结矿底料、矿煤球团、焦炭和烧结料按照由下向上的顺序依次向带式烧结机中进行装料，烧结矿底料层、矿煤球团层、焦炭层(焦炭颗粒直径为10-15毫米)和烧结料层的厚度分别为15毫米、200毫米、25毫米和250毫米。点火温度1100℃，焙烧还原结束后，上层由烧结料得到的烧结矿直接作为高炉炉料，下层还原球团作为钒钛矿综合利用炉料加入电炉使用。
矿煤球团的金属化率为81％(金属化率(％)＝矿煤球团还原后金属铁含量/矿
煤球团中全铁(TFe)含量)，残碳含量为1.7％(采用红外碳硫分析仪进行测定(美国力可公司生产))，生产能力为240千克/(平方米·小时)。[0028] 实施例2
[0029] 本实施例用于说明本发明提供的金属化球团的生产方法。[0030] 将普通铁精矿(取样测定普通铁精矿的主要成分为TFe：59.01％，FeO：15.6％)与焦粉(颗粒直径为0.074毫米＞40％)和聚乙烯醇按照100∶20∶1的重量比混合后采用圆盘造球生产直径为15毫米的矿煤球团。在150℃下烘干6小时至矿煤球团的含水量
[0027]
5
CN 101724745 A
说 明 书
4/4页
为1.9％。将烧结矿底料、矿煤球团、焦炭和烧结料按照由下向上的顺序依次向带式烧结机中进行装料，烧结矿底料层、矿煤球团层、焦炭层(颗粒直径为10-15毫米)和烧结料层的厚度分别为20毫米、250毫米、25毫米和300毫米。点火温度1060℃，焙烧还原结束后，上层由烧结料得到的烧结矿直接作为高炉炉料，下层还原球团可直接作为海绵铁产品。
[0031] 矿煤球团的金属化率为％(金属化率(％)＝矿煤球团还原后金属铁含量/矿煤球团中全铁(TFe)含量)，残碳含量为0.8％(采用红外碳硫分析仪进行测定(美国力可公司生产))，生产能力为300千克/(平方米·小时)。[0032] 从上述结果可以看出，采用本发明的多层装料技术能够实现规模化生产金属化球团，且在生产金属化球团的同时还得到烧结矿，充分利用了现有设备，且生产得到的金属化球团的金属化率较高。
6
CN 101724745 A
说 明 书 附 图
1/1页
图1
7
