本發(fā)明屬于鐵合金冶煉技術領域，具體地，涉及一種鉻鐵礦粉的燒結系統(tǒng)及燒結方法。

背景技術：

鉻鐵冶煉時若直接用鉻鐵粉礦會使電爐透氣性變差，惡化爐況、增加能耗，不利于電爐的安全運行，因而必須對鉻鐵礦粉進行預處理。目前主要的鉻鐵礦粉預處理有燒結法和球團焙燒法。

燒結法的原料不需要細磨處理，所得鉻鐵礦燒結產品疏松多孔，表面積大，反應性能好，工藝比較成熟；但由于鉻鐵礦熔點高，難形成低熔點的液相，鉻鐵礦粉粒度細，惡化料層的透氣性，使得燒結法產量低，返礦率高，能耗高的缺點。

現有的球團焙燒法是將鉻鐵礦粉和煤粉(或焦粉)干燥、混合研磨、混料、然后外加膨潤土和水造球，最后進行干燥和焙燒獲得還原(氧化)球團，但要求將鉻鐵礦粉研磨至粒度小于0.074mm的質量分數80％，工藝需大型研磨設備，能耗大，工藝流程復雜，投資較大。

技術實現要素：

針對現有技術的不足，本發(fā)明旨在提供一種工藝流程簡單、能耗低、燒結效果好的鉻鐵礦粉的燒結系統(tǒng)及燒結方法。

本發(fā)明提供的鉻鐵礦粉的燒結系統(tǒng)，包括：

混料裝置，包括原料入口和混合料出口；

壓塊裝置，包括混合料入口和團塊出口，所述混合料入口與所述混料裝置的混合料出口相連；

裹粉裝置，包括團塊入口、焦粉入口和裹粉團塊出口，所述團塊入口與所述壓塊裝置的團塊出口相連；

燒結裝置，包括裹粉團塊入口、燒結團塊出口和點火燒嘴，所述裹粉團塊入口與所述裹粉裝置的裹粉團塊出口相連，所述點火燒嘴位于所述燒結裝置內；

所述燒結裝置為環(huán)形，所述點火燒嘴與所述裹粉團塊入口形成預熱干燥區(qū)，所述點火燒嘴與所述燒結團塊出口形成燒結區(qū)。

優(yōu)選地，所述燒結裝置還包括熱尾氣入口和熱尾氣出口，所述熱尾氣入口位于所述預熱干燥區(qū)的頂部，所述熱尾氣出口位于所述燒結區(qū)的底部，所述熱尾氣入口與所述熱尾氣出口相連。

優(yōu)選地，所述裹粉團塊入口與所述燒結團塊出口之間的扇形區(qū)域的弧度為10°～30°。

優(yōu)選地，所述預熱干燥區(qū)的弧度為50°～100°。

優(yōu)選地，所述燒結區(qū)的弧度為200°～250°。

本發(fā)明提供的利用上述系統(tǒng)燒結鉻鐵礦粉的方法，包括如下步驟：

將鉻鐵礦粉、石灰石、硅石和焦粉送入所述混料裝置中混合均勻，獲得混合料；

將所述混合料送入所述壓塊裝置中制備成團塊；

將所述團塊送入所述裹粉裝置中，在所述團塊表面均勻裹覆一層焦粉，獲得裹粉團塊；

將所述裹粉團塊送入所述燒結裝置中，所述裹粉團塊在所述預熱干燥區(qū)干燥，然后在所述燒結區(qū)被燒結成鉻鐵礦燒結團塊。

優(yōu)選地，所述混合料中鉻鐵礦粉、石灰石、硅石、焦粉的質量比為1:(0.05～0.15):(0.05～0.15):(0.05～0.10)。

優(yōu)選地，所述燒結裝置中料層的高度為400mm～600mm。

優(yōu)選地，所述團塊的直徑為20mm～50mm。

優(yōu)選地，燒結的點火溫度為1000℃～1300℃。

本發(fā)明將鉻鐵礦粉配料壓塊后在燒結裝置中燒結并獲得預還原，充分利用了燒結尾氣余熱，能耗小，成本低。

本發(fā)明中對鉻鐵礦粉的粒度要求低，不需要將其磨至很細，節(jié)約了能耗及處理時間。

此外，本發(fā)明采用石灰石和硅石提供燒結液相，固結鉻鐵礦球團，燒結礦強度高；燒結過程石灰石釋放co2形成疏松多孔的燒結礦，石灰石和硅石共同作用促進焦粉預還原鉻鐵礦，燒結礦還原性好，降低了后續(xù)礦熱爐冶煉難度。

附圖說明

圖1為本發(fā)明實施例中的一種鉻鐵礦粉的燒結系統(tǒng)的結構示意圖。

圖2為圖1所示的系統(tǒng)中預熱干燥區(qū)和燒結區(qū)的連接關系示意圖。

圖3為本發(fā)明實施例中的一種燒結鉻鐵礦粉的工藝流程圖。

具體實施方式

以下結合附圖和實施例，對本發(fā)明的具體實施方式進行更加詳細的說明，以便能夠更好地理解本發(fā)明的方案以及其各個方面的優(yōu)點。然而，以下描述的具體實施方式和實施例僅是說明的目的，而不是對本發(fā)明的限制。

圖1所示為本發(fā)明提供的一種鉻鐵礦粉的燒結系統(tǒng)的結構示意圖，包括混料裝置1、壓塊裝置2、裹粉裝置3和燒結裝置4。

本發(fā)明將鉻鐵礦粉配料壓塊后在燒結裝置中燒結并獲得預還原，能耗小，成本低。

混料裝置1用于混合鉻鐵礦粉、石灰石、硅石和焦粉。混料裝置1包括原料入口和混合料出口。

壓塊裝置2用于將混合料壓制成團塊。壓塊裝置2包括混合料入口和團塊出口，混合料入口與混料裝置1的混合料出口相連。

裹粉裝置3用于在團塊表面均勻裹覆一層焦粉。裹粉裝置3包括團塊入口、焦粉入口和裹粉團塊出口，團塊入口與壓塊裝置2的團塊出口相連。

燒結裝置4用于將裹粉團塊燒結成鉻鐵礦燒結團塊。燒結裝置4包括裹粉團塊入口402、燒結團塊出口403和點火燒嘴401，裹粉團塊入口402與裹粉裝置3的裹粉團塊出口相連，點火燒嘴401位于燒結裝置4內；燒結裝置4為環(huán)形，點火燒嘴401與裹粉團塊入口402形成預熱干燥區(qū)a，點火燒嘴401與燒結團塊出口403形成燒結區(qū)b。

如圖1和圖2所示，燒結裝置4還包括熱尾氣入口405和熱尾氣出口404，熱尾氣入口405位于預熱干燥區(qū)a的頂部，熱尾氣出口404位于燒結區(qū)b的底部。熱尾氣入口405與熱尾氣出口404相連。燒結區(qū)b底部抽取的熱尾氣通過預熱干燥區(qū)a的頂部通入，預熱裹粉團塊后變成冷尾氣，并從預熱干燥區(qū)a的底部排出，充分利用了燒結尾氣余熱，降低成本。顯然，熱尾氣也可不用于預熱裹粉團塊，另作他用，或處理后直接排出系統(tǒng)。

預熱干燥區(qū)a的弧度越大，裹粉團塊的預熱時間越長，在本發(fā)明優(yōu)選的實施例中，預熱干燥區(qū)a的弧度為50°～100°。燒結區(qū)b的弧度越大，裹粉團塊燒結的時間越長，預熱時間越短，在本發(fā)明優(yōu)選的實施例中，燒結區(qū)b的弧度為200°～250°。相應地，裹粉團塊入口402與燒結團塊出口403之間的扇形區(qū)域的弧度優(yōu)選為10°～30°。

圖1中所示的虛線箭頭表示燒結裝置4中物料的運動方向。裹粉團塊從裹粉團塊入口402進入燒結裝置4，在預熱干燥區(qū)a中首先被熱尾氣預熱，然后再進入燒結區(qū)b進行燒結，制成鉻鐵礦燒結團塊，從燒結團塊出口403出系統(tǒng)，能耗小，成本低，制得的燒結團塊質量好。

圖3所示為本發(fā)明實施例中的一種燒結鉻鐵礦粉的工藝流程圖，具體包括如下步驟：

混勻：將鉻鐵礦粉、石灰石、硅石和焦粉送入混料裝置1中混合均勻，獲得混合料；

壓塊：將混合料送入壓塊裝置2中制備成團塊；

表面裹覆：將團塊送入裹粉裝置3中，在團塊表面均勻裹覆一層焦粉，獲得裹粉團塊；

燒結：將裹粉團塊送入燒結裝置4中，裹粉團塊在預熱干燥區(qū)a干燥，然后在燒結區(qū)b被燒結成鉻鐵礦燒結團塊。

石灰石和硅石提供燒結液相，固結鉻鐵礦球團，燒結礦強度高；燒結過程石灰石釋放co2形成疏松多孔的燒結礦，石灰石和硅石共同作用促進焦粉預還原鉻鐵礦，燒結礦還原性好，降低后續(xù)礦熱爐冶煉難度。在本發(fā)明優(yōu)選的實施例中，混合料中鉻鐵礦粉、石灰石、硅石、焦粉的質量比為1:(0.05～0.15):(0.05～0.15):(0.05～0.10)。

鉻鐵礦粉中cr2o3的含量越高、cr2o3與feo的質量比(cr2o3/feo)越大，制得的燒結團塊質量越好。在本發(fā)明優(yōu)選的實施例中，鉻鐵礦粉中cr2o3≥40％，cr2o3/feo≥2.2。

石灰石中caco3的質量百分含量、硅石中sio2的質量百分含量及焦粉中c的質量百分含量越高，制得的燒結團塊質量越好。在本發(fā)明優(yōu)選的實施例中石灰石中caco3≥90％、硅石中sio2≥90％，焦粉中c≥80％。

鉻鐵礦粉、石灰石、硅石、焦粉越細，制得的團塊的燒結效果越好，但會提高工藝成本，降低生產效率。在本發(fā)明優(yōu)選的實施例中，混合前，鉻鐵礦粉、石灰石、硅石、焦粉的粒徑≤1mm。

燒結裝置中料層的高度太低，浪費空間；高度太大，影響燒結效果。在本發(fā)明優(yōu)選的實施例中，燒結裝置中料層的高度為400mm～600mm。

團塊的直徑在一定的粒度范圍才能保證鋪設料層厚度空隙大小合適，燒結效果佳。在本發(fā)明優(yōu)選的實施例中，團塊的直徑為20mm～50mm。

燒結的點火溫度太低，燒結效果不好；溫度太高，浪費能源。在本發(fā)明優(yōu)選的實施例中，燒結的點火溫度為1000℃～1300℃。

下面參考具體實施例，對本發(fā)明進行說明。下述實施例中所取工藝條件數值均為示例性的，其可取數值范圍如前述發(fā)明內容中所示。下述實施例所用的檢測方法均為本行業(yè)常規(guī)的檢測方法。

實施例1

采用圖1所示的系統(tǒng)及圖3所示的工藝流程制備鉻鐵礦燒結團塊，具體如下：

準備鉻鐵礦、石灰石、硅石和焦粉，分別破碎至1mm以下。所用的鉻鐵礦中cr2o3的質量百分含量為42.5％，cr2o3/feo＝2.4；石灰石中caco3的質量百分含量為92.3％，硅石中sio2的質量百分含量為97.5％，焦粉中c的質量百分含量為81.5％。

按照鉻鐵礦粉、石灰石、硅石、焦粉的質量比為1:0.05:0.05:0.05比例在混料裝置1混勻后在壓塊裝置2中壓塊，團塊粒度為20mm。

按照團塊、焦粉的質量比為1:0.01比例，在裹粉裝置3中將團塊表面裹一層焦粉，獲得裹粉團塊。

將裹粉團塊送入燒結裝置4中，裹粉團塊在預熱干燥區(qū)a干燥，然后在燒結區(qū)b被燒結成鉻鐵礦燒結團塊。燒結裝置4中料層的高度為400mm。燒結的點火溫度為1000℃。

鉻鐵礦燒結團塊的轉鼓強度為85.36％，還原膨脹率為6.82％，還原粉化率rdi+3.15大于93％。

實施例2

采用圖1所示的系統(tǒng)及圖3所示的工藝流程制備鉻鐵礦燒結團塊，具體如下：

準備鉻鐵礦、石灰石、硅石和焦粉，分別破碎至1mm以下。所用的鉻鐵礦中cr2o3的質量百分含量為41.5％，cr2o3/feo＝2.3；石灰石中caco3的質量百分含量為91.5％，硅石中sio2的質量百分含量為93.2％，焦粉中c的質量百分含量為82.4％。

按照鉻鐵礦粉、石灰石、硅石、焦粉的質量比為1:0.15:0.1:0.08比例在混料裝置1混勻后在壓塊裝置2中壓塊，團塊粒度為30mm。

按照團塊、焦粉的質量比為1:0.02比例，在裹粉裝置3中將團塊表面裹一層焦粉，獲得裹粉團塊。

將裹粉團塊送入燒結裝置4中，裹粉團塊在預熱干燥區(qū)a干燥，然后在燒結區(qū)b被燒結成鉻鐵礦燒結團塊。燒結裝置4中料層的高度為500mm。燒結的點火溫度為1300℃。

鉻鐵礦燒結團塊的轉鼓強度為85.06％，還原膨脹率為7.12％，還原粉化率rdi+3.15大于92％。

實施例3

采用圖1所示的系統(tǒng)及圖3所示的工藝流程制備鉻鐵礦燒結團塊，具體如下：

準備鉻鐵礦、石灰石、硅石和焦粉，分別破碎至1mm以下。所用的鉻鐵礦中cr2o3的質量百分含量為45.8％，cr2o3/feo＝2.5；石灰石中caco3的質量百分含量為92.6％，硅石中sio2的質量百分含量為91.8％，焦粉中c的質量百分含量為83.5％。

按照鉻鐵礦粉、石灰石、硅石、焦粉的質量比為1:0.1:0.15:0.10比例在混料裝置1混勻后在壓塊裝置2中壓塊，團塊粒度為50mm。

按照團塊、焦粉的質量比為1:0.02比例，在裹粉裝置3中將團塊表面裹一層焦粉，獲得裹粉團塊。

將裹粉團塊送入燒結裝置4中，裹粉團塊在預熱干燥區(qū)a干燥，然后在燒結區(qū)b被燒結成鉻鐵礦燒結團塊。燒結裝置4中料層的高度為600mm。燒結的點火溫度為1200℃。

鉻鐵礦燒結團塊的轉鼓強度為84.18％，還原膨脹率為7.79％，還原粉化率rdi+3.15大于90％。

從上述實施例可知，本發(fā)明的工藝簡單，能耗小，成本低，制得的鉻鐵礦燒結團塊質量好。

綜上，本發(fā)明采用石灰石和硅石提供燒結液相，固結鉻鐵礦球團，燒結礦強度高；燒結過程石灰石釋放co2形成疏松多孔的燒結礦，石灰石和硅石共同作用促進焦粉預還原鉻鐵礦，燒結礦還原性好，降低了后續(xù)礦熱爐冶煉難度。

顯然，上述實施例僅僅是為清楚地說明本發(fā)明所作的舉例，而并非對實施方式的限定。對于所屬領域的普通技術人員來說，在上述說明的基礎上還可以做出其它不同形式的變化或變動。這里無需也無法對所有的實施方式予以窮舉。而由此所引申出的顯而易見的變化或變動仍處于本發(fā)明的保護范圍之中。