1.一種高品位燒結礦的燒結方法，其特征是：第一，將豆狀褐鐵礦中+5mm粒度部分篩出；第二，將豆狀褐鐵礦中-5mm粒度部分和生石灰、固體燃料混合制粒，制成二元堿度（CaO/SiO₂）為6.0-10.0的燒結準顆粒，所述固體燃料粒度為-3mm，將這部分原料記為P1；第三，將豆狀褐鐵礦中+5mm粒度部分和混勻礦、返礦、燒結粉混合，制成燒結準顆粒，將這部分原料記為P2，所述混勻礦不包括豆狀褐鐵礦；將原料P1和P2混合、布料、點火、燒結，得到成品燒結礦。

2.根據權利要求1所述的高品位燒結礦的燒結方法，其特征是：所述第二步中的生石灰粒度為-1mm。

[0001] 本發(fā)明涉及鋼鐵冶金中的燒結礦的燒結工藝方法技術領域。

[0002] 燒結礦是高爐最重要的含鐵爐料，據統(tǒng)計，某企業(yè)2013年高爐爐料結構中燒結礦占比將近70%。受到近年鐵礦石資源劣質化的影響，燒結粉礦中脈石含量持續(xù)提高，自2001年至今，燒結礦T.Fe含量已從最高時的59.15%降到了目前的57.70%左右，同時SiO₂升高了0.5%，Al₂O₃上升了0.25%，分別提高至4.92%和1.74%。在保證入爐品位的前提下，燒結鐵品位的降低，直接導致高價位球團礦用量增加，不利于鐵水成本降低。

[0003] 在目前的資源條件下，提高燒結鐵品位的技術措施有以下二條：

[0004] （1）燒結配礦中多用高品位礦石，比如高品位精粉資源。但是，一方面，由于精粉資源自身特點（粒度細，含水高；同化溫度高，液相流動性好等），多用精粉可能給物料裝卸、轉運過程帶來困難，也可能給制粒、燒結過程帶來負面影響；另一方面，市場上精粉資源有限，加之價格較高，多用精粉成本上不一定合算。

[0005] （2）降低燒結礦CaO含量、降低燒結礦MgO含量。在目前的配礦結構和操作制度下，降低CaO用量，意味著燒結粘接液相的減少，有可能對燒結產量、質量產生負面影響，且降低幅度不可能很大，提品位的效果相對有限。至于降低燒結MgO含量，同時要與高爐MgO添加方式相匹配，需要“燒結-高爐”統(tǒng)籌兼顧。

[0006] 本發(fā)明的目的在于提供一種高品位燒結礦的燒結方法，該燒結方法能提升成品燒結礦的鐵品位，為優(yōu)化高爐爐料結構、降低鐵水成本提供有效技術手段。

[0007] 為了實現(xiàn)上述技術目的，本發(fā)明采用如下技術方案：

[0008] 一種高品位燒結礦的燒結方法，其步驟是：

[0009] 第一，將豆狀褐鐵礦中+5mm粒度部分篩出；

[0010] 第二，將豆狀褐鐵礦中-5mm粒度部分和生石灰、固體燃料混合制粒，制成二元堿度（CaO/SiO₂）為4.0-10.0的燒結準顆粒，將這部分原料記為P1；

[0011] 第三，將豆狀褐鐵礦中+5mm粒度部分和混勻礦、返礦、燒結粉混合，制成燒結準顆粒，將這部分原料記為P2，所述混勻礦不包括豆狀褐鐵礦；

[0012] 第四，將原料P1和P2混合、布料、點火、燒結，得到成品燒結礦。

[0013] 所述第二步中的生石灰粒度為-1mm。

[0014] 所述第二步中的固體燃料粒度為-3mm。

[0015] 本發(fā)明以提高CaO利用效率為基本出發(fā)點，適當提高豆狀褐鐵礦為核礦石的燒結準顆粒的二元堿度，使燒結準顆粒全部生成液相，因為液相具有比較高的堿度，這部分液相流動性較好，具有較高的粘接效率。雖然這部分豆狀褐鐵礦的局部堿度較高，意味著這部分礦石周圍需要的CaO量增加，但是由于其生成的液相具有較高的粘接效率，對整個燒結體系而言，CaO的需求量反而降低，因此燒結礦鐵品位得以提升。

[0016] 本發(fā)明的燒結方法可明顯的提高燒結熔劑的利用效率，從而在配礦結構相同的條件下，與傳統(tǒng)燒結相比，燒結熔劑用量降低，從而成品燒結礦的鐵品位得以提升，為優(yōu)化高爐爐料結構、降低鐵水成本提供有效的技術手段。

[0020] 下面結合附圖和具體實施例對本發(fā)明作進一步說明。

[0021] 參見圖1，一種高品位燒結礦的燒結方法，其步驟是：

[0022] 第一，將豆狀褐鐵礦中+5mm粒度部分篩出；

[0023] 第二，將豆狀褐鐵礦中-5mm粒度部分和生石灰、固體燃料混合制粒，制成二元堿度（CaO/SiO₂）為4.0-10.0的燒結準顆粒，將這部分原料記為P1；所述生石灰粒度為-1mm，固體燃料粒度為-3mm；

[0024] 第三，將豆狀褐鐵礦中+5mm粒度部分和混勻礦、返礦、燒結粉混合，制成燒結準顆粒，將這部分原料記為P2，所述混勻礦不包括豆狀褐鐵礦；

[0025] 第四，將原料P1和P2混合、布料、點火、燒結，得到成品燒結礦。

[0026] 本發(fā)明的一種高品位燒結礦的燒結方法在下文中簡稱為分堿度燒結。

[0027] 本發(fā)明分堿度燒結與傳統(tǒng)燒結過程中豆狀褐鐵礦的反應行為如圖2和圖3所示。對于分堿度燒結而言，-5mm的豆狀褐鐵礦最終全部生成液相，由于液相具有較高的二元堿度，其液相流動相大，粘接效率高，因此可以降低燒結熔劑的用量，從而提升成品燒結礦的鐵品位。對于傳統(tǒng)燒結而言，由于豆狀褐鐵礦形成的燒結準顆粒的二元堿度相對較低（對于小顆粒而言二元堿度為2.0-2.2；對于大顆粒而言二元堿度為0.6-0.7），同時豆狀褐鐵礦具有極強的反應性，豆狀褐鐵礦核礦石快速的溶入其粘附粉層生成的初始液相，因而液相中Fe₂O₃/CaO的比例升高，二元堿度CaO／SiO₂降低，SiO₂和Al₂O₃的含量升高，這導致液相的流動性降低，粘接性能下降，實際上這部分CaO生產的液相沒有被有效利用，為了提高液相的粘接效率，需要較多的熔劑用量，因此成品燒結礦鐵品位較低。

[0028] 對于本發(fā)明的分堿度燒結法有以下幾點說明：

[0029] （1）將豆狀褐鐵礦中+5mm部分篩出的原因如下：

[0030] 一方面，這部分大粒度的礦石在分堿度制粒時雖然會粘附生石灰而形成燒結準顆粒，但是礦石粒度越大，要達到設定的燒結準顆粒的高堿度所需粘附的生石灰也越多，粘附層也就越厚。經計算，核礦石的直徑為5mm時，燒結準顆粒的二元堿度達到8.0，那么粘附層的厚度要達到1mm，隨著核礦石尺寸的進一步增大，粘附層的厚度也逐漸增厚，而在目前的制粒工藝條件下，粘附層厚度達到1mm以上相對困難。

[0031] 另一方面，核礦石尺寸越大，其形成的燒結準顆粒完全同化，即完全生成液相的時間也越長，因此大粒度核礦石形成的燒結準顆粒即便達到了設定的二元堿度（足夠的粘附層厚度），在燒結過程中也難以完全同化，導致生石灰殘存，既浪費了燒結熔劑，又對燒結礦的結構強度產生負面影響。

[0032] （2）豆狀褐鐵礦中+5mm部分和混勻礦（不包括豆狀褐鐵礦）、返礦、燒結粉混合制粒，這樣做有以下兩點好處：第一，豆狀褐鐵礦中+5mm部分的礦石表面形成粘附層，由于粘附層以礦石成分為主，所以這層粘附層有阻擋初生液相（源自P1）和核礦石反應的作用，在一定程度上有助于提高熔劑的利用效率；第二，豆狀褐鐵礦中+5mm部分的礦石在燒結過程中殘存下來的可能性加大，這樣燒結料層透氣性得到改善。

[0033] （3）將全部固體燃料加入到豆狀褐鐵礦-5mm以下部分（同時加入生石灰，混合制粒，形成燒結準顆粒），即燒結準顆粒P2不含有固體燃料，這樣做的原因是：首先，分堿度燒結時，將全部生石灰加入-5mm部分的豆狀褐鐵礦中，意味著燒結過程中絕大部分液相發(fā)源于-5mm的豆狀褐鐵礦與生石灰的反應，因此，需要較多的熱量以保證這部分固體原料全部轉化為液相；其次，為抑制源自P1的液相與燒結準顆粒P2發(fā)生化學反應（即盡量不改變源自P1的液相成分），而只發(fā)生物理粘接，因此需要較少的熱量以保證上述過程的進行；最后，即便燒結準顆粒P2中不含固體燃料，由于燒結過程的傳熱作用，也可以確保P2部分的燒結原料被加熱到適宜的溫度，使燒結過程得以維持。

[0034] （4）生石灰和固體燃料的粒度控制。生石灰粒度控制在-1mm，是為了優(yōu)化生石灰和-5mm的豆狀褐鐵礦的制粒過程，強化燒結準顆粒P1的強度。固體燃料粒度控制在-3mm，是防止大粒度（比如+3mm）的燃料顆粒自身形核（即生石灰包裹固體燃料形成燒結準顆粒），從而降低CaO的利用效率。

[0035] 本發(fā)明分堿度燒結方法與常規(guī)燒結方法的主要差異如表1所示。

[0036] 表1分堿度燒結方法與常規(guī)燒結方法的主要差異

[0037]

[0039] 為了表明分堿度燒結和常規(guī)燒結的差異，進行了一系列的燒結鍋試驗，對試驗有以下幾點說明：

[0040] （1）改變-5mm部分豆狀褐鐵礦形成的燒結準顆粒的二元堿度（CaO/SiO₂），考察的二元堿度分別為10.0、8.0、6.0和4.0，與實施例1-4相對應。常規(guī)燒結試驗簡記為JZ（即基準），而分堿度燒結以RX表示，X代表具體的二元堿度（即10.0、8.0、6.0或4.0）；

[0041] （2）在單個實施例中保證JZ試驗和分堿度試驗的配礦結構相同，也就是燒結配料中豆狀褐鐵礦和巴西礦的比例相同。需要指出，由于不同的分堿度值會導致初生液相的粘接效率有所差異，因此不同實施例之間的配礦結構并不相同；

[0042] （3）在單個實施例中保證JZ試驗和分堿度試驗的焦粉用量相同，同時要求保證燒結成品率近似。

[0043] （4）根據以上所述的分堿度燒結的技術特點，即分堿度燒結時燒結液相的粘接效率更高，因此與常規(guī)燒結相比，在燃料配比相同、燒結成品率近似的條件下，燒結熔劑（生石灰）用量有降低的空間。具體表現(xiàn)在燒結配料結構表中（比如表2中），R10的生石灰用量低于JZ試驗。同時由于生石灰用量不同，所以在表中（比如表2中），JZ試驗和分堿度試驗R10的礦石配比有所差異；

[0044] （5）由于分堿度燒結在燃料配比相同、燒結成品率近似的條件下，允許更低的生石灰用量，因此成品燒結礦JZ試驗的二元堿度（CaO/SiO₂）較高，全鐵（T.Fe）較低，而分堿度燒結的二元堿度（CaO/SiO₂）較低，全鐵（T.Fe）較高。

[0045] 實施例一（分堿度為10.0）：

[0046] 當-5mm部分豆狀褐鐵礦形成的燒結準顆粒的二元堿度為10.0時，保證配礦結構相同的前提下（豆狀褐鐵礦:巴西礦=26:74），分堿度燒結與常規(guī)燒結的燒結鍋試驗結果對比如下，燒結配料結構如表2所示，燒結成品率及成品燒結礦成分見表3。

[0047] 表2燒結配料結構（mass%）

[0048]

[0049] 注：上表中豆狀褐鐵礦簡稱為豆礦

[0050] 表3燒結成品率及成品燒結礦成分（mass%）

[0051]

[0052] 由試驗結果可知，在配礦結構相同及燃料配比相同的條件下，分堿度燒結（-5mm部分豆狀褐鐵礦形成的燒結準顆粒的二元堿度為10.0）與常規(guī)燒結相比，燒結成品率基本相同，但是成品燒結礦鐵品位提高，提高幅度達到1.11個百分點。

[0053] 實施例二（分堿度為8.0）：

[0054] 當-5mm部分豆狀褐鐵礦形成的燒結準顆粒的二元堿度為8.0時，保證配礦結構相同的前提下（豆狀褐鐵礦:巴西礦=30:70），分堿度燒結與常規(guī)燒結的燒結鍋試驗結果對比如下，燒結配料結構如表4所示，燒結成品率及成品燒結礦成分見表5。

[0055] 表4燒結配料結構（mass%）

[0056]

[0057] 注：上表中豆狀褐鐵礦簡稱為豆礦

[0058] 表5燒結成品率及成品燒結礦成分（mass%）

[0059]

[0060] 由試驗結果可知，在配礦結構相同及燃料配比相同的條件下，分堿度燒結（-5mm部分豆狀褐鐵礦形成的燒結準顆粒的二元堿度為8.0）與常規(guī)燒結相比，燒結成品率基本相同，但是成品燒結礦鐵品位顯著提高，提高幅度達到1.45個百分點。

[0061] 實施例三（分堿度為6.0）：

[0062] 當-5mm部分的豆狀褐鐵礦形成的燒結準顆粒的二元堿度為6.0時，保證配礦結構相同的前提下（豆狀褐鐵礦:巴西礦=41:59），分堿度燒結與常規(guī)燒結的燒結鍋試驗結果對比如下，燒結配料結構如表6所示，燒結成品率及成品燒結礦成分見表7。

[0063] 表6燒結混合料配料結構（mass%）

[0064]

[0065] 注：上表中豆狀褐鐵礦簡稱為豆礦

[0066] 表7燒結成品率及成品燒結礦成分（mass%）

[0067]

[0068] 由試驗結果可知，在配礦結構相同及燃料配比相同的條件下，分堿度燒結（-5mm部分豆狀褐鐵礦形成的燒結準顆粒的二元堿度為6.0）與常規(guī)燒結相比，燒結成品率基本相同，但是成品燒結礦鐵品位提高，提高幅度達到1.16個百分點。

[0069] 實施例四（分堿度為4.0）：

[0070] 當-5mm部分的豆狀褐鐵礦形成的燒結準顆粒的二元堿度為4.0時，保證配礦結構相同的前提下（豆狀褐鐵礦:巴西礦=70:30），分堿度燒結與常規(guī)燒結的燒結鍋試驗結果對比如下，燒結配料結構如表8所示，燒結成品率及成品燒結礦成分見表9。

[0071] 表8燒結混合料配料結構（mass%）

[0072]

[0073] 注：上表中豆狀褐鐵礦簡稱為豆礦

[0074] 表9燒結成品率及成品燒結礦成分（mass%）

[0075]

[0076] 由試驗結果可知，在配礦結構相同及燃料配比相同的條件下，分堿度燒結（-5mm部分豆狀褐鐵礦形成的燒結準顆粒的二元堿度為4.0）與常規(guī)燒結相比，燒結成品率基本相同，成品燒結礦鐵品位提高了0.72個百分點，可見分堿度燒結表現(xiàn)出了一定的優(yōu)勢，但是提品位的效果不及分堿度為6.0-10.0時的效果。

[0017] 圖1為本發(fā)明高品位燒結礦的燒結方法流程圖。

[0018] 圖2為本發(fā)明分堿度燒結豆狀褐鐵礦（-5mm）的反應行為示意圖；圖中豆狀褐鐵礦簡稱豆礦；L代表液相。

[0019] 圖3為常規(guī)燒結豆狀褐鐵礦的反應行為示意圖；圖中豆狀褐鐵礦簡稱豆礦；L代表液相；P代表孔洞；小多邊形代表二次赤鐵礦。