1.一種高品位燒結(jié)礦的燒結(jié)方法，其特征是：第一，將豆?fàn)詈骤F礦中+5mm粒度部分篩出；第二，將豆?fàn)詈骤F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(jié)準(zhǔn)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?fàn)詈骤F礦中+5mm粒度部分和混勻礦、返礦、燒結(jié)粉混合，制成燒結(jié)準(zhǔn)顆粒，將這部分原料記為P2，所述混勻礦不包括豆?fàn)詈骤F礦；將原料P1和P2混合、布料、點(diǎn)火、燒結(jié)，得到成品燒結(jié)礦。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高品位燒結(jié)礦的燒結(jié)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(jié)礦的燒結(jié)工藝方法技術(shù)領(lǐng)域。

[0002] 燒結(jié)礦是高爐最重要的含鐵爐料，據(jù)統(tǒng)計(jì)，某企業(yè)2013年高爐爐料結(jié)構(gòu)中燒結(jié)礦占比將近70%。受到近年鐵礦石資源劣質(zhì)化的影響，燒結(jié)粉礦中脈石含量持續(xù)提高，自2001年至今，燒結(jié)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(jié)鐵品位的降低，直接導(dǎo)致高價位球團(tuán)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(jié)鐵品位的技術(shù)措施有以下二條：

[0004] （1）燒結(jié)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(diǎn)（粒度細(xì)，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(zhuǎn)運(yùn)過程帶來困難，也可能給制粒、燒結(jié)過程帶來負(fù)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(jié)礦CaO含量、降低燒結(jié)礦MgO含量。在目前的配礦結(jié)構(gòu)和操作制度下，降低CaO用量，意味著燒結(jié)粘接液相的減少，有可能對燒結(jié)產(chǎn)量、質(zhì)量產(chǎn)生負(fù)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(jié)MgO含量，同時要與高爐MgO添加方式相匹配，需要“燒結(jié)-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(jié)礦的燒結(jié)方法，該燒結(jié)方法能提升成品燒結(jié)礦的鐵品位，為優(yōu)化高爐爐料結(jié)構(gòu)、降低鐵水成本提供有效技術(shù)手段。

[0007] 為了實(shí)現(xiàn)上述技術(shù)目的，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案：

[0008] 一種高品位燒結(jié)礦的燒結(jié)方法，其步驟是：

[0009] 第一，將豆?fàn)詈骤F礦中+5mm粒度部分篩出；

[0010] 第二，將豆?fàn)詈骤F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(jié)準(zhǔn)顆粒，將這部分原料記為P1；

[0011] 第三，將豆?fàn)詈骤F礦中+5mm粒度部分和混勻礦、返礦、燒結(jié)粉混合，制成燒結(jié)準(zhǔn)顆粒，將這部分原料記為P2，所述混勻礦不包括豆?fàn)詈骤F礦；

[0012] 第四，將原料P1和P2混合、布料、點(diǎn)火、燒結(jié)，得到成品燒結(jié)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(diǎn)，適當(dāng)提高豆?fàn)詈骤F礦為核礦石的燒結(jié)準(zhǔn)顆粒的二元堿度，使燒結(jié)準(zhǔn)顆粒全部生成液相，因?yàn)橐合嗑哂斜容^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?fàn)詈骤F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(jié)體系而言，CaO的需求量反而降低，因此燒結(jié)礦鐵品位得以提升。

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

[0020] 下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施例對本發(fā)明作進(jìn)一步說明。

[0021] 參見圖1，一種高品位燒結(jié)礦的燒結(jié)方法，其步驟是：

[0022] 第一，將豆?fàn)詈骤F礦中+5mm粒度部分篩出；

[0023] 第二，將豆?fàn)詈骤F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(jié)準(zhǔn)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?fàn)詈骤F礦中+5mm粒度部分和混勻礦、返礦、燒結(jié)粉混合，制成燒結(jié)準(zhǔn)顆粒，將這部分原料記為P2，所述混勻礦不包括豆?fàn)詈骤F礦；

[0025] 第四，將原料P1和P2混合、布料、點(diǎn)火、燒結(jié)，得到成品燒結(jié)礦。

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

[0027] 本發(fā)明分堿度燒結(jié)與傳統(tǒng)燒結(jié)過程中豆?fàn)詈骤F礦的反應(yīng)行為如圖2和圖3所示。對于分堿度燒結(jié)而言，-5mm的豆?fàn)詈骤F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(jié)熔劑的用量，從而提升成品燒結(jié)礦的鐵品位。對于傳統(tǒng)燒結(jié)而言，由于豆?fàn)詈骤F礦形成的燒結(jié)準(zhǔn)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?fàn)詈骤F礦具有極強(qiáng)的反應(yīng)性，豆?fàn)詈骤F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(dǎo)致液相的流動性降低，粘接性能下降，實(shí)際上這部分CaO生產(chǎn)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(jié)礦鐵品位較低。

[0028] 對于本發(fā)明的分堿度燒結(jié)法有以下幾點(diǎn)說明：

[0029] （1）將豆?fàn)詈骤F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(jié)準(zhǔn)顆粒，但是礦石粒度越大，要達(dá)到設(shè)定的燒結(jié)準(zhǔn)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(jīng)計(jì)算，核礦石的直徑為5mm時，燒結(jié)準(zhǔn)顆粒的二元堿度達(dá)到8.0，那么粘附層的厚度要達(dá)到1mm，隨著核礦石尺寸的進(jìn)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(dá)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(jié)準(zhǔn)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(jié)準(zhǔn)顆粒即便達(dá)到了設(shè)定的二元堿度（足夠的粘附層厚度），在燒結(jié)過程中也難以完全同化，導(dǎo)致生石灰殘存，既浪費(fèi)了燒結(jié)熔劑，又對燒結(jié)礦的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度產(chǎn)生負(fù)面影響。

[0032] （2）豆?fàn)詈骤F礦中+5mm部分和混勻礦（不包括豆?fàn)詈骤F礦）、返礦、燒結(jié)粉混合制粒，這樣做有以下兩點(diǎn)好處：第一，豆?fàn)詈骤F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(yīng)的作用，在一定程度上有助于提高熔劑的利用效率；第二，豆?fàn)詈骤F礦中+5mm部分的礦石在燒結(jié)過程中殘存下來的可能性加大，這樣燒結(jié)料層透氣性得到改善。

[0033] （3）將全部固體燃料加入到豆?fàn)詈骤F礦-5mm以下部分（同時加入生石灰，混合制粒，形成燒結(jié)準(zhǔn)顆粒），即燒結(jié)準(zhǔn)顆粒P2不含有固體燃料，這樣做的原因是：首先，分堿度燒結(jié)時，將全部生石灰加入-5mm部分的豆?fàn)詈骤F礦中，意味著燒結(jié)過程中絕大部分液相發(fā)源于-5mm的豆?fàn)詈骤F礦與生石灰的反應(yīng)，因此，需要較多的熱量以保證這部分固體原料全部轉(zhuǎn)化為液相；其次，為抑制源自P1的液相與燒結(jié)準(zhǔn)顆粒P2發(fā)生化學(xué)反應(yīng)（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(jìn)行；最后，即便燒結(jié)準(zhǔn)顆粒P2中不含固體燃料，由于燒結(jié)過程的傳熱作用，也可以確保P2部分的燒結(jié)原料被加熱到適宜的溫度，使燒結(jié)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?fàn)詈骤F礦的制粒過程，強(qiáng)化燒結(jié)準(zhǔn)顆粒P1的強(qiáng)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(jié)準(zhǔn)顆粒），從而降低CaO的利用效率。

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

[0036] 表1分堿度燒結(jié)方法與常規(guī)燒結(jié)方法的主要差異

[0037]

[0039] 為了表明分堿度燒結(jié)和常規(guī)燒結(jié)的差異，進(jìn)行了一系列的燒結(jié)鍋試驗(yàn)，對試驗(yàn)有以下幾點(diǎn)說明：

[0040] （1）改變-5mm部分豆?fàn)詈骤F礦形成的燒結(jié)準(zhǔn)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(shí)施例1-4相對應(yīng)。常規(guī)燒結(jié)試驗(yàn)簡記為JZ（即基準(zhǔn)），而分堿度燒結(jié)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(shí)施例中保證JZ試驗(yàn)和分堿度試驗(yàn)的配礦結(jié)構(gòu)相同，也就是燒結(jié)配料中豆?fàn)詈骤F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(dǎo)致初生液相的粘接效率有所差異，因此不同實(shí)施例之間的配礦結(jié)構(gòu)并不相同；

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

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

[0044] （5）由于分堿度燒結(jié)在燃料配比相同、燒結(jié)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(jié)礦JZ試驗(yàn)的二元堿度（CaO/SiO₂）較高，全鐵（T.Fe）較低，而分堿度燒結(jié)的二元堿度（CaO/SiO₂）較低，全鐵（T.Fe）較高。

[0045] 實(shí)施例一（分堿度為10.0）：

[0046] 當(dāng)-5mm部分豆?fàn)詈骤F礦形成的燒結(jié)準(zhǔn)顆粒的二元堿度為10.0時，保證配礦結(jié)構(gòu)相同的前提下（豆?fàn)詈骤F礦:巴西礦=26:74），分堿度燒結(jié)與常規(guī)燒結(jié)的燒結(jié)鍋試驗(yàn)結(jié)果對比如下，燒結(jié)配料結(jié)構(gòu)如表2所示，燒結(jié)成品率及成品燒結(jié)礦成分見表3。

[0047] 表2燒結(jié)配料結(jié)構(gòu)（mass%）

[0048]

[0049] 注：上表中豆?fàn)詈骤F礦簡稱為豆礦

[0050] 表3燒結(jié)成品率及成品燒結(jié)礦成分（mass%）

[0051]

[0052] 由試驗(yàn)結(jié)果可知，在配礦結(jié)構(gòu)相同及燃料配比相同的條件下，分堿度燒結(jié)（-5mm部分豆?fàn)詈骤F礦形成的燒結(jié)準(zhǔn)顆粒的二元堿度為10.0）與常規(guī)燒結(jié)相比，燒結(jié)成品率基本相同，但是成品燒結(jié)礦鐵品位提高，提高幅度達(dá)到1.11個百分點(diǎn)。

[0053] 實(shí)施例二（分堿度為8.0）：

[0054] 當(dāng)-5mm部分豆?fàn)詈骤F礦形成的燒結(jié)準(zhǔn)顆粒的二元堿度為8.0時，保證配礦結(jié)構(gòu)相同的前提下（豆?fàn)詈骤F礦:巴西礦=30:70），分堿度燒結(jié)與常規(guī)燒結(jié)的燒結(jié)鍋試驗(yàn)結(jié)果對比如下，燒結(jié)配料結(jié)構(gòu)如表4所示，燒結(jié)成品率及成品燒結(jié)礦成分見表5。

[0055] 表4燒結(jié)配料結(jié)構(gòu)（mass%）

[0056]

[0057] 注：上表中豆?fàn)詈骤F礦簡稱為豆礦

[0058] 表5燒結(jié)成品率及成品燒結(jié)礦成分（mass%）

[0059]

[0060] 由試驗(yàn)結(jié)果可知，在配礦結(jié)構(gòu)相同及燃料配比相同的條件下，分堿度燒結(jié)（-5mm部分豆?fàn)詈骤F礦形成的燒結(jié)準(zhǔn)顆粒的二元堿度為8.0）與常規(guī)燒結(jié)相比，燒結(jié)成品率基本相同，但是成品燒結(jié)礦鐵品位顯著提高，提高幅度達(dá)到1.45個百分點(diǎn)。

[0061] 實(shí)施例三（分堿度為6.0）：

[0062] 當(dāng)-5mm部分的豆?fàn)詈骤F礦形成的燒結(jié)準(zhǔn)顆粒的二元堿度為6.0時，保證配礦結(jié)構(gòu)相同的前提下（豆?fàn)詈骤F礦:巴西礦=41:59），分堿度燒結(jié)與常規(guī)燒結(jié)的燒結(jié)鍋試驗(yàn)結(jié)果對比如下，燒結(jié)配料結(jié)構(gòu)如表6所示，燒結(jié)成品率及成品燒結(jié)礦成分見表7。

[0063] 表6燒結(jié)混合料配料結(jié)構(gòu)（mass%）

[0064]

[0065] 注：上表中豆?fàn)詈骤F礦簡稱為豆礦

[0066] 表7燒結(jié)成品率及成品燒結(jié)礦成分（mass%）

[0067]

[0068] 由試驗(yàn)結(jié)果可知，在配礦結(jié)構(gòu)相同及燃料配比相同的條件下，分堿度燒結(jié)（-5mm部分豆?fàn)詈骤F礦形成的燒結(jié)準(zhǔn)顆粒的二元堿度為6.0）與常規(guī)燒結(jié)相比，燒結(jié)成品率基本相同，但是成品燒結(jié)礦鐵品位提高，提高幅度達(dá)到1.16個百分點(diǎn)。

[0069] 實(shí)施例四（分堿度為4.0）：

[0070] 當(dāng)-5mm部分的豆?fàn)詈骤F礦形成的燒結(jié)準(zhǔn)顆粒的二元堿度為4.0時，保證配礦結(jié)構(gòu)相同的前提下（豆?fàn)詈骤F礦:巴西礦=70:30），分堿度燒結(jié)與常規(guī)燒結(jié)的燒結(jié)鍋試驗(yàn)結(jié)果對比如下，燒結(jié)配料結(jié)構(gòu)如表8所示，燒結(jié)成品率及成品燒結(jié)礦成分見表9。

[0071] 表8燒結(jié)混合料配料結(jié)構(gòu)（mass%）

[0072]

[0073] 注：上表中豆?fàn)詈骤F礦簡稱為豆礦

[0074] 表9燒結(jié)成品率及成品燒結(jié)礦成分（mass%）

[0075]

[0076] 由試驗(yàn)結(jié)果可知，在配礦結(jié)構(gòu)相同及燃料配比相同的條件下，分堿度燒結(jié)（-5mm部分豆?fàn)詈骤F礦形成的燒結(jié)準(zhǔn)顆粒的二元堿度為4.0）與常規(guī)燒結(jié)相比，燒結(jié)成品率基本相同，成品燒結(jié)礦鐵品位提高了0.72個百分點(diǎn)，可見分堿度燒結(jié)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(jié)礦的燒結(jié)方法流程圖。

[0018] 圖2為本發(fā)明分堿度燒結(jié)豆?fàn)詈骤F礦（-5mm）的反應(yīng)行為示意圖；圖中豆?fàn)詈骤F礦簡稱豆礦；L代表液相。

[0019] 圖3為常規(guī)燒結(jié)豆?fàn)詈骤F礦的反應(yīng)行為示意圖；圖中豆?fàn)詈骤F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。