一种细粒磁铁精矿球团热工参数优化的氧化方法

摘要

本发明涉及一种细粒磁铁精矿球团热工参数优化的氧化方法，包括铁矿球团生产的链箅机‑回转窑‑环冷机系统和烟气循环处理系统及其生产球团矿热工过程的操作参数，所述的热工过程的操作参数包括：风温(℃)、升温速度(℃/min)、料层高度(mm)、链篦机运行速度(m/min)和焙烧气氛氧含量(％)；其特征在于，对于由细粒磁铁精矿作为球团矿原料制备的生球，通过优化和调控球团生产的热工参数，控制预热段、焙烧段及冷却段球团矿的氧化比例，就能够实现球团矿深度氧化和高效固结。本发明的优点是：1)球团矿平均抗压强度提高290N/个以上，质量提高；2)本发明只需优化热工参数，适于工业应用推广。

权利要求

1.一种细粒磁铁精矿球团热工参数优化的氧化方法，包括铁矿球团生产的链箅机‑回转窑‑环冷机系统和烟气循环处理系统及其热工参数，所述的热工参数包括：风温，℃、升温速度，℃/min、料层高度，mm、链篦机运行速度，m/min和焙烧气氛氧含量，％；其特征在于，对于由细粒磁铁精矿作为球团矿原料制备的生球，通过优化和调控生产球团矿热工参数，控制预热段、焙烧段及冷却段三个热工阶段球团矿的氧化比例，实现球团矿深度氧化和高效固结，具体包括下列步骤：

1)链篦机预热Ⅰ段采用高风温的快速升温操作方法，控制其风温范围在600℃～750℃，升温速度范围在100℃/min～150℃/min；

2)链篦机预热Ⅱ段的风温范围控制在880℃～920℃；

3)链篦机的料层高度控制在180～250mm，链篦机的运行速度控制在2.8～3.5mm/min

4)回转窑的焙烧最高温度范围控制在1200～1250℃，焙烧气氛氧含量范围控制在

17.5％～18.5％；

5)对环冷机冷却Ⅰ段、冷却Ⅱ段进行优化，冷却Ⅰ段的冷却风量减少5％～10％，冷却Ⅱ段的出口风温提高100～150℃；

6)细粒磁铁精矿球团在链箅机预热段、回转窑焙烧段、环冷机冷却段的氧化比例控制在50～65:20～30:15～20。

2.根据权利要求1所述的一种细粒磁铁精矿球团热工参数优化的氧化方法，所述的细粒磁铁精矿为FeO含量≥24％、‑0.045mm粒级含量≥70％的磁铁精矿。

说明书

一种细粒磁铁精矿球团热工参数优化的氧化方法

技术领域

[0001] 本发明属于钢铁冶金球团工艺技术领域，具体涉及一种细粒磁铁精矿球团热工参数优化的氧化方法。

背景技术

[0002] 我国铁矿石以贫矿为主，主要通过选矿富集得到品位高的铁精矿，回收的铁精矿粒度细，更适合制备成球团矿。球团矿具有铁品位高、粒度均匀、强度好等诸多优点，可改善
高炉冶炼的技术经济指标，是一种优质炼铁炉料，近年我国球团行业发展迅速，产量已远超
一亿吨规模。

[0003] 伴随着球团规模的不断扩大，球团所用的原料也不断发生变化，人们逐步开始利用之前难以利用的贫细杂铁矿石。为了使矿石的品位达到炼铁要求，需要将嵌布粒度微细
的复杂铁矿经过细磨而实现单体解离，因此铁精矿粒度也向愈来愈细的方向发展。例如，美
国近年来加大了对铁燧岩的开发利用，其铁精矿年产量达5000万吨，其中克利夫兰公司回
收的铁燧岩精矿平均粒度仅为10μm。澳大利亚西部拥有丰富的磁铁矿资源，年产铁精矿达
2400万吨，特点是经过细磨深选产出的磁铁精矿粒度超细，粒度99％低于37μm。我国鞍钢、
包钢等企业，通过深度磨选，获得品位大于66％的铁精矿，但铁精矿‑0.074mm含量均大于
90％、‑0.045mm含量超过70％，属于微细粒磁铁精矿。综上，世界范围内铁矿石的开采已逐
步向嵌布粒度微细的复杂铁矿转移，经选矿后铁精矿粒度微细。

[0004] 目前，链箅机‑回转窑‑环冷机工艺是铁矿球团生产的主要生产工艺。

[0005] 该生产工艺在链箅机上对生球进行预热处理，链箅机运行速度一般为3～4m/min，生球料层厚度一般为150～180mm,通过热气流与料层间进行错流换热完成生球的干燥和预
热过程。按照传统热风流程，沿物料前进方向依次分为鼓风干燥段、抽风干燥段、预热Ⅰ段和
预热Ⅱ段；鼓风干燥段风温范围一般为150～250℃，抽风干燥段风温范围一般为300～500
℃，预热Ⅰ段风温范围一般为500～600℃，生球升温速度范围一般为70～100℃/min，预热Ⅱ
段风温范围一般为920～980℃。

[0006] 经过干燥、预热过程，生球完成脱水、升温过程，具备一定强度的球团进入回转窑，常规磁铁矿球团焙烧最高温度范围为1250～1300℃，焙烧气氛氧含量范围为17％～18％，
在窑内完成球团的焙烧过程，经过焙烧后的高温球团矿从回转窑卸入环冷机。

[0007] 在环冷机上，完成球团矿的冷却过程。按照传统热风流程，沿球团矿物料前进方向将环冷机依次为冷却Ⅰ段、冷却Ⅱ段和冷却Ⅲ段，各段均设有冷却风机，将常温空气鼓入环
冷机风箱，自下而上穿过料层，对球团矿进行冷却。

[0008] 链篦机‑回转窑‑环冷机工艺对于细粒磁铁精矿球团的处理，还存在以下问题：磁铁精矿粒度过细，颗粒间作用力强，使得颗粒接触紧密，球团在焙烧过程容易形成致密的壳
层，导致球团焙烧过程氧化受阻，球团呈现中心未氧化的核壳结构，造成球团矿的强度低，
在后续运输和冶炼过程容易破碎，品质下降。

发明内容

[0009] 针对细粒磁铁精矿球团存在难以氧化透彻、易形成壳层结构的问题，本发明的目的在于提供一种细粒磁铁精矿球团热工参数优化的氧化方法，通过优化预热、焙烧、冷却段
的热工参数，控制球团各个阶段的氧化程度，从而实现球团的深度氧化和高效固结，大幅提
升球团矿的强度和质量。

[0010] 本发明的目的是通过下述技术方案实现的：

[0011] 本发明的一种细粒磁铁精矿球团热工参数优化的氧化方法，包括铁矿球团生产的链箅机‑回转窑‑环冷机系统和烟气循环处理系统及其热工参数，所述的热工参数包括：温
度，℃、升温速度，℃/min、料层高度，mm、链篦机运行速度，m/min和焙烧气氛氧含量，％；其
特征在于，对于由细粒磁铁精矿作为球团矿原料制备的生球，通过优化和调控球团矿生产
的热工参数，控制预热段、焙烧段及冷却段三个热工阶段球团矿的氧化比例，实现球团矿深
度氧化和高效固结，具体包括下列步骤：

[0012] 1)链篦机预热Ⅰ段采用高风温的快速升温操作方法，控制其风温范围在600℃～750℃，升温速度范围在100℃/min～150℃/min；

[0013] 2)链篦机预热Ⅱ段的氧化温度范围控制在880℃～920℃；

[0014] 3)链篦机的料层高度控制在180～250mm，链篦机的运行速度控制在2.8～3.5m/min；

[0015] 4)回转窑的焙烧最高温度范围控制在1200～1250℃，焙烧气氛氧含量范围控制在17.5％～18.5％；

[0016] 5)对环冷机冷却Ⅰ段、冷却Ⅱ段进行优化，冷却Ⅰ段的冷却风量减少5％～10％，冷却Ⅱ段的出口风温提高100～150℃；

[0017] 6)细粒磁铁精矿球团在链箅机预热段、回转窑焙烧段、环冷机冷却段的氧化比例控制在50～65:20～30:15～20。

[0018] 所述的细粒磁铁精矿为FeO含量≥24％、‑0.045mm粒级含量≥70％的磁铁精矿。

[0019] 与现有技术相比，本发明的优点：

[0020] 本发明根据细粒磁铁精矿球团的氧化特征，提出了适合其氧化的热工制度，通过预热、焙烧、冷却这三个热工过程的协同配合，找到一套热工操作方法，实现不同热工过程
氧化比例的合理分配，同时避免球团已氧化的外层过早致密化，抑制壳层结构的形成，从而
在高效氧化的同时，实现球团内外层的均匀固结，提高了球团矿的强度和质量。

[0021] 本发明的适应范围广，不需对球团工艺进行改变，只需优化热工参数，容易实施，因而适于工业应用推广。

具体实施方式

[0022] 下面结合实施例对本发明作进一步说明。

[0023] 本发明的一种细粒磁铁精矿球团热工参数优化的氧化方法，包括铁矿球团生产的链箅机‑回转窑‑环冷机系统和烟气循环处理系统及其热工参数，所述的热工参数包括：风
温，℃、升温速度，℃/min、料层高度，mm、链篦机运行速度，m/min和焙烧气氛氧含量，％；其
特征在于，对于由细粒磁铁精矿作为球团矿原料制备的生球，通过优化和调控生产球团矿
热工参数，控制预热段、焙烧段及冷却段三个热工阶段球团矿的氧化比例，实现球团矿深度
氧化和高效固结，具体包括下列步骤：

[0024] 1)链篦机预热Ⅰ段采用高风温的快速升温操作方法，控制其风温范围在600℃～750℃，升温速度范围在100℃/min～150℃/min；

[0025] 2)链篦机预热Ⅱ段的风温范围控制在880℃～920℃；

[0026] 3)链篦机的料层高度控制在180～250mm，链篦机运行速度控制在2.8～3.5m/min

[0027] 4)回转窑的焙烧最高温度范围控制在1200～1250℃，焙烧气氛氧含量范围控制在17.5％～18.5％；

[0028] 5)对环冷机冷却Ⅰ段、冷却Ⅱ段进行优化，冷却Ⅰ段的冷却风量减少5％～10％，冷却Ⅱ段的出口风温提高100～150℃；

[0029] 6)细粒磁铁精矿球团在链箅机预热段、回转窑焙烧段、环冷机冷却段的氧化比例控制在50～65:20～30:15～20。

[0030] 所述的细粒磁铁精矿为FeO含量≥24％、‑0.045mm粒级含量≥70％的磁铁精矿。

[0031] 1、原方法对比例试验和本发明实施例试验采用的球团原料

[0032] 原方法对比例试验和本发明实施例试验采用的球团原料均为细粒磁铁精矿，该细粒磁铁精矿的化学成分和粒度组成分别见表1和表2。

[0033] 表1细粒磁铁精矿化学成分/％

[0034]

[0035] 表2细粒磁铁精矿粒度组成

[0036]

[0037] 2、原方法对比例试验

[0038] 采用链篦机‑回转窑‑环冷机球团生产常用的热工参数：预热Ⅰ段温度为550℃，升温速度80℃/min；预热Ⅱ段温度为950℃，预热时间为10min，焙烧最高温度1275℃，高温段
焙烧时间20min，获得球团矿平均强度2418N/个，其中低于2000N/个的球团占比达到35％。

[0039] 3、本发明实施例试验

[0040] 实施例1：

[0041] 优化的热工参数为：预热Ⅰ段风温温度提高到600℃，升温速度提高到100℃/min；预热Ⅱ段温度降低至920℃；链篦机采用厚料层、慢机速的操作方法，料层高度提高20％，机
速相应降低20％；回转窑焙烧最高温降低至1250℃，焙烧气氛氧含量由17％提高到17.5％；
环冷机Ⅰ段减少风量5％，环冷机Ⅱ段的出口风温温度提升100℃；此时细粒磁铁精矿球团在
预热段、焙烧段、冷却段的氧化比例为50:30:20，消除了球团壳层结构，球团矿平均强度提
高至2712N/个，其中低于2000N/个的球团占比降低至14％。

[0042] 实施例2：

[0043] 优化的热工参数为：预热Ⅰ段风温温度提高到750℃，升温速度提高到150℃/min；预热Ⅱ段温度降低至880℃；链篦机采用厚料层、慢机速的操作方法，料层高度提高30％，机
速相应降低30％；回转窑焙烧最高温降低至1200℃，焙烧气氛氧含量由18％提高到18.5％；
环冷机Ⅰ段减少风量10％，环冷机Ⅱ段的出口风温温度提升150℃；此时细粒磁铁精矿球团
在预热段、焙烧段、冷却段的氧化比例为65:20:15，消除了球团壳层结构，球团矿平均强度
提高至2779N/个，其中低于2000N/个的球团占比降低至10％。

[0044] 原方法对比例和本发明实施例的技术指标对比见表3。

[0045] 表3原方法对比例和本发明实施例的技术指标对比

[0046]

[0047] 由表3的技术指标对比可见，本发明根据细粒磁铁精矿球团的氧化特征，提出了适合其氧化的热工制度，通过预热、焙烧、冷却这三个热工过程的协同配合，找到一套热工操
作方法，实现不同热工过程氧化比例的合理分配，同时避免球团已氧化的外层过早致密化，
抑制壳层结构的形成，从而在高效氧化的同时，实现球团内外层的均匀固结，球团矿平均抗
压强度提高290N/个以上，提高了球团矿的强度和质量。

[0048] 本发明的适应范围广，容易实施，不需对球团工艺进行改变，只需优化热工参数，因而适于工业应用推广。