CN100366756C - 一种高炉护炉用钛矿冷压块及其生产方法 - Google Patents
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Abstract
一种高炉护炉用钛矿冷压块，其组成质量百分比：钛矿粉90～98%，复合粘结剂2～10wt%；粘结剂为：水泥∶聚乙烯醇∶磷酸二酯＝4～8∶1～5∶0～1；水泥∶纤维素＝5～10∶1～5；环氧树脂∶腐植酸钠＝8～10∶0～2；蜜糖废液∶消石灰＝7～10∶0～3；水玻璃∶皂土∶硅溶胶＝7～10∶0～2∶0～1。本发明的生产方法是将按一定配比的配料钛矿粉原料和粘结剂组成的混合料首先混合均匀，接着进行碾压，然后闷料，将闷好的料进行压块成型，生团块先进行筛分，将小于10mm的粉末重新压块，大于10mm的生团块经烘干即获得成品含钛压块。与现有含钛压块相比，由于机械强度的显著提高，含钛压块在转运、高炉槽下筛粉时的粉率发生量大大减少了。
Description
技术领域
本发明涉及钢铁冶金，特别涉及一种高炉护炉用钛矿冷压块的生产方法。
背景技术
含钛冷固结球团作为一种新型的高炉护炉原料，已多家钢铁厂使用。但发现现有含钛压块在TiO2含量、高炉槽下粉率、RDI、高温强度等方面存在较大的问题。由此导致高炉在此期间的K值上升了0.2，并有钛粉粘附在炉墙上。
中国专利号93103638.0公开了“高钛冷固球团”，其采用低温固结工艺取代高温固结工艺，生产高钛冷固球团，使用含钛量33～40％、粒度-200目、22～26％、水份2％以下的钛精粉为原料，配加无机粘结剂-水玻璃8％或复合粘结剂(水玻璃松香)经混料，压球和低温干燥生产高钛冷固球团，强度3100N/个～5500N/个。
综上所述，含钛压块在粉率(即冷强度)、RDI、高温强度等方面存在较大的问题，其根源就在于生产含钛压块的粘结剂配方及生产工艺不良。
发明内容
本发明的目的在于提供一种高炉护炉用钛矿冷压块及其生产方法，生产一种机械强度及高温冶金性能全面满足大、中、小型高炉工艺技术要求的护炉用钛矿冷压块，实现用钛矿冷压块完全替代进口高品位钛块矿来护炉，从而达到降低铁水成本和拓宽护炉原料范围的最终目的。
为达到上述目的，本发明的技术方案是，
本发明的技术关键在于寻求性能好、价格低、对高炉冶炼过程无毒副作用的粘结剂和最佳的成型工艺条件。这是因为成品含钛压块的冷强度和高温冶金性能主要取决于粘结剂的性能和成型工艺条件的优劣。
本发明的技术方案是，一种高炉护炉用钛矿冷压块，将粒度小于8ram的钛矿粉(包括钛块矿筛下粉)原料一钛矿粉90～98％，加入下述五种复合粘结剂中的任何一种，该复合粘结剂为原料总量的2～10wt％，要求钛矿粉原料的水分低于8％。
复合粘结剂的组成为：水泥∶聚乙烯醇∶磷酸二酯＝4～8∶1～5∶0～1。
本发明的生产方法是将组成质量百分比为90～98％的钛矿粉和2～10％的粘结剂组成的混合料首先混合均匀，所述粘结剂为：4～8份水泥+1～5份聚乙烯醇+0～1份磷酸二酯；接着进行碾压，然后闷料0.5～2小时，闷料可以使粘结剂与钛矿粉充分润湿、接触和反应，将闷好的料进行压块成型，压制的生团块先进行筛分，将小于10mm的粉末返回压块机重新压块，大于10mm的生团块经烘干1～2小时，或自然养护7～28天，即获得成品含钛压块，成品压块的粒度为10～50mm。
本发明的有益效果
本发明的关键在于对含钛压块的粘结剂进行了改进，例如采用加入聚乙烯醇的复合粘结剂，其可获得高的机械强度，满足大高炉生产对炉料的高机械强度要求。与宝钢高炉起初试用的含钛压块相比，由于机械强度的显著提高，本发明方法生产的含钛压块在转运、高炉槽下筛粉时的粉率发生量大大减少了。加入磷酸酯的目的是为了提高含钛压块的高温强度，加入磷酸酯与不加入磷酸酯相比，900℃还原后的粉化率可降低10％以上(绝对值)。复合粘结剂的添加量控制在8％以内，以避免粘结剂带入过多的脉石成分及有害杂质。
附图说明
图1为本发明的工艺流程图。
具体实施方式
参见图1，经过多次试验，研究钛矿粉的品种、钛矿粉的粒度和水分、混匀和碾压方式以及成型压力等工艺条件对成品含钛压块质量的影响，优化出本发明钛矿粉造块工艺如下：
将按一定配比配料的钛矿粉原料和复合粘结剂组成的混合料首先用强力混合机混合均匀，接着进行碾压，然后闷料0.5～2小时，闷料可以使粘结剂与钛矿粉充分润湿、接触和反应，将闷好的料装入配备螺旋加压喂料机的对辊压块成型机进行压块，采用压力为10～100MPa的对辊压块机压块成型，螺旋加压喂料机的作用是提高给料的密实度，从而提高生团块的成块率和强度，压制的生团块先进行筛分，将小于10mm的粉末返回压块机重新压块，大于10mm的生团块经低温(150～200℃)烘干1～2小时，或自然养护7～28天，即获得成品含钛压块，成品压块的粒度为10～50mm。
实施例1.
宝钢与上海澳宝工贸有限公司合作，采用上海澳宝工贸有限公司的压块生产设备和场地，采用承德钛铁精矿和宝钢料场中的加拿大钛块矿筛下粉作试验原料，采用上述复合粘结剂一作粘结剂，生产试制了编号为“澳宝钛球0762.2”的含钛压块，其主要性能如下：
TiO2 28.7％，TFe 33.1％；
JIS转鼓强度75.7％，与宝钢烧结矿强度接近；
RDI(日本企业标准)为24.3％，优于宝钢烧结矿的RDI指标，也优于宝钢高炉在1999年10月至12月间试用的某厂含钛压块，其RDI为45.0％：
900℃还原后粉化率指标为30.3％，显著优于宝钢高炉在1999年10月至12月间试用的含钛压块，其900℃还原后粉化率指标为58.7％。
从总体上来说，本发明所生产的含钛压块具有优良的机械强度和冶金性能指标，显著优于宝钢高炉在1999年10月至12月间试用的某厂含钛压块，基本满足了大型高炉对护炉原料的质量要求。本发明方法实现了用钛矿冷压块完全替代进口高品位钛块矿来护炉，从而可以降低护炉成本，取得显著的经济效益；同时拓宽了护炉原料的来源范围。
实施例2：
宝钢2号高炉开始使用由本发明生产的澳宝含钛压块以置换攀西钛块矿。其化学成分和冶金性能指标如下表1和表2所示。
表1澳宝含钛压块的化学成分，％
| 品种 | TFe | SiO<sub>2</sub> | Al<sub>2</sub>O<sub>3</sub> | MgO | TiO<sub>2</sub> | CaO | P<sub>2</sub>O<sub>5</sub> | S |
| 澳宝 | 31.87 | 8.36 | 3.69 | 2.05 | 28.56 | 7.75 | 0.21 | 1.9 |
表2澳宝含钛压块的冶金性能指标，％
| 品种 | 转鼓强度(TI)，％ | RDI(550℃)，％ | RDI(900～C)，％ |
| 澳宝 | 87.54 | 18.0 | 35.62 |
经过宝钢2号高炉生产使用，高炉的铁水产量水平适中，为8800t/d；透气性指数为2.4～2.5；炉温维持较高，为1505～1510℃。该期间高炉生产实践表明：钛被还原进入铁水的过程正常，说明钛在炉内得到有效的利用；与钛块矿相比，钛压块的含钛量较高，有助于减少高炉渣量。
其他实施例见表3、表4，其中，表3为粘结剂的成分和实施例；表为钛矿粉与复合粘结剂的配料比实施例。
表3粘结剂的成分和实施例
| 粘结剂成分 | 实施例1 | 实施例2 | 实施例3 | 实施例4 | 实施例5 | 实施例6 | |
| 复合粘结剂 | 水泥 | 80％ | 75％ | 60％ | 50％ | 60％ | 40％ |
| 聚乙烯醇 | 10％ | 25％ | 40％ | 40％ | 35％ | 50％ | |
| 磷酸二酯 | 10％ | 5％ | / | 10％ | 5％ | 10％ | |
表4钛矿粉与复合粘结剂的配料比实施例
| 配料比 | 实施例1 | 实施例2 | 实施例3 | 实施例4 | 实施例5 | 实施例6 | ||
| 1 | 钛矿粉原料 | 钛精矿 | 78 | 80 | 65 | 75 | 77 | 80 |
| 钛矿筛下粉 | 20 | 16 | 30 | 19 | 15 | 10 | ||
| 复合粘结剂 | 2 | 4 | 5 | 6 | 8 | 10 | ||
本发明在国内的钢铁企业中乃至世界范围内的炼铁行业中都有广阔的推广价值和应用前景，可以拓宽护炉原料的来源范围，降低大型、中型和小型高炉的护炉用含钛炉料的成本。
Claims (8)
1.一种高炉护炉用钛矿冷压块，其组成质量百分比，
钛矿粉 90～98％
粘结剂 2～10％；
所述的粘结剂为：水泥∶聚乙烯醇∶磷酸二酯＝4～8∶1～5∶0～1。
2.如权利要求1所述的高炉护炉用钛矿冷压块，其特征是，所述的钛矿粉的粒度小于8mm。
3.如权利要求1所述的高炉护炉用钛矿冷压块，其特征是，所述的钛矿粉包括钛精矿、钛矿筛下粉。
4.如权利要求1所述的高炉护炉用钛矿冷压块，其特征是，钛矿粉原料的水分低于8％。
5.如权利要求1所述的高炉护炉用钛矿冷压块的生产方法，包括如下步骤：将组成质量百分比为90～98％的钛矿粉和2～10％的粘结剂组成的混合料首先混合均匀，所述粘结剂为：4～8份水泥+1～5份聚乙烯醇+0～1份磷酸二酯；接着进行碾压，然后闷料0.5～2小时，使粘结剂与钛矿粉充分润湿、接触和反应；将闷好的料装入压块成型机进行压块，压制的生团块先进行筛分，将小于10mm的粉末返回压块机重新压块，大于10mm的生团块经1～2小时烘干，或自然养护7～28天，即获得成品含钛压块。
6.如权利要求5所述的高炉护炉用钛矿冷压块的生产方法，其特征是，所述的成型用压力为10～100Mpa。
7.如权利要求5所述的高炉护炉用钛矿冷压块的生产方法，其特征是，烘干温度为150～200℃。
8.如权利要求5所述的高炉护炉用钛矿冷压块的生产方法，其特征是，成品压块的粒度为10～50mm。
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