CN101407858A - 一种锰含碳复合球团的制备方法 - Google Patents

一种锰含碳复合球团的制备方法 Download PDF

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杭祖辉
张玉林
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张玉明
王宁
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Abstract

本发明公开了一种复合球团的制备方法，包括：备料、计量、混碾、压球、干燥工序。与现有技术比较，本发明操作简单、具有：(1)复合概念广，球团中不仅有锰原料，而且有冶炼所需的还原剂，以煤代焦，降低生产成本；含锰原料不仅包括锰矿粉料(粉精矿、进口粉矿、富锰渣、烧结粉矿和焙烧粉矿)，而且包括锰烟尘，提高资源利用效率；(2)复合球团采用的原料粒度宽，锰原矿粉料(粉精矿、富锰渣、烧结粉矿和焙烧粉矿)粒度0～－3mm和煤粒度在0～－5mm。简化生产工艺；(3)低温干燥，节约能源；(4)使用干粉粘结剂，操作简便。本发明的复合球团应用于电炉冶炼锰系铁合金，电炉冶炼效果好。

Description

一种锰含碳复合球团的制备方法
技术领域
本发明涉及锰系铁合金冶炼用原料，特别是涉及锰系铁合金原料造块方法的改进。
背景技术
无锰不成钢，锰是钢铁工业不可缺少的重要原料。锰总量90％用于钢铁工业，锰是炼钢的脱氧剂和脱硫剂；锰可以提高钢的强度、淬透性，提高钢的硬度和耐磨性，是钢最重要合金元素。此外，锰广泛应用于国民经济的各个领域，是发展现代冶金、军工、化工、电子、石油、航天、造船、机械、轻工等工业的重要原料。
锰系铁合金冶炼过程中产生大量烟气，烟气中含有大量极细微粒锰氧化物。每冶炼一吨锰系铁合金，排出的烟尘量为200～300Kg，含锰品位25～35％。
我国是一个贫锰国，资源量少、储量分散、品质不高。由于钢铁工业的高速发展，对锰系铁合金的需要量大，国内的资源量远远不能满足要求。因此，除大量使用进口矿外，也大量使用国内低品质、细粒度粉锰矿。
由于资源的特点及其它原因，我国铁合金企业难以像钢铁企业那样建设现代化烧结厂，90％以上企业均是因陋就简采用平地吹土法烧结(属国家淘汰方法)，烧结时只能配用15～20％锰烟尘。每吨烧结矿需消耗120～200Kg煤或焦粉，灰份含量一般在20～30％，主要成分是SiO2和Al2O3，还有磷等有害杂质，大量灰份带入炉内增加了电耗。
为了解决上述问题，国内铁合金工作者进行了大量的研究和创新。申请号为87101376.2公开了《铁锰复合球团矿及其在高炉炼铁中的应用》。该方法将原料铁精矿、细磨锰矿配加添加剂(如膨润土)和润湿剂(一般是水)，经混料、造球、生球干燥和焙烧固结工序而成。该方法虽然工序简单，但存在锰矿需要细磨、生球焙烧耗能大等问题。申请号为200610085412.5公开了《锰球团矿及其生产方法》。所产球团矿用于高炉炼铁。球团矿主要组成：Mn15～35％，其余为SiO2、Al2O3微量S、P及杂质。生产流程：备料-配料-压制成型-焙烧-成品。球团直径：Φ10～25mm；硬度：800～2000Pa。该方法的不足是生球需高温焙烧(1150～1250℃)，耗能大且控制不好球团易碎。申请号93120466.4公开了《锡铁、硅铁、锰铁矿粉球团及其制法》。该方法用于冶炼厂、铁合金厂回收处理细粉料用。以锡铁、硅铁、锰铁矿粉(40～80μm)与一定比例的水玻璃(4～10％)混合均匀，经挤压成型后静止1h，可制成强度达10～15兆Pa/个球的球团。该方法的不足是水玻璃(粘结剂)用量较多，球团仅靠静止固化不适应大规模生产。申请号为02139686.8公开了《一种锰复合球团极其生产方法》。该锰复合球团用于炼钢脱氧剂和合金化剂。球团由锰矿(或烧结矿、富锰渣)、还原剂(如焦炭、石墨)、纳米反应促进剂(铝、氧化锰)、酸碱与熔点调节剂(如石灰石、萤石)、粘结剂(如水玻璃等)及添加剂组成。先把物料磨成细粉，然后按规定重量比混合，均匀搅拌，加入粘结剂，成型球团，烘烤备用。该方法存在的不足是：复合球团作为脱氧剂和合金化添加剂使用造渣较多；球团组成过于复杂不利于工业化应用；粘结剂和添加剂用量较多。
发明内容
本发明的目的在于提供一种锰含碳复合球团的制备方法，该方法生产的锰含碳复合球团作为电炉冶炼锰系铁合金原料。
本发明的实施过程如说明书附图1的工艺流程所示：
(1)备料：准备复合球团所需锰矿粉料(精矿、富锰渣、进口粉矿、烧结矿和焙烧)、锰烟尘和煤、焦粉。
(2)计量：将各种粉料按比例称量配料。配料必须：1、符合冶炼锰铁合金产品的入炉工艺要求；2、满足球团压制获得较佳强度的粒度组成；
(3)混碾：将所有原料放入混碾机，并添加干粉粘结剂和适量水进行混碾。混碾机具有充分混合和揉捏的作用，使原料、粘结剂和水充分接触、润湿，时间为5～10min。
(4)压球：将混碾后原料送至对辊式压球机。控制压球辊转速和辊间压力。压球辊转速3～15n/min、辊间压力3～10兆Pa。湿球在1m高处下落三次，不发生破坏为工艺条件合格。
(5)干燥：湿球经输送皮带送到布球机，均匀分配在链蓖式干燥机上进行干燥。干燥温度150-200℃。时间2h。干球强度用带压力传感器的测量装置检查，取5个球，个球值超过150兆Pa/个球或5个球平均值超过150兆Pa为工艺条件合格。
(6)成品：干球送入成品仓待用。
所述的锰矿粉料是指精矿、富锰渣、进口粉矿、烧结矿和焙烧矿。
所述的锰矿粉料粒度0～-3mm，煤、焦粉粒度在0～-5mm。所述的粘结剂为干粉。
所述的压球时，辊转速为3～15n/min、辊间压力3～10兆Pa，以湿球在1m高处下落三次，不发生破坏为工艺条件合格。
所述的干燥的温度150-200℃，时间2h，干球强度用带压力传感器的测量装置检查，取5个球，个球值超过150兆Pa/个球或5个球平均值超过150兆Pa为工艺条件合格。
一种锰含碳复合球团，其特征在于作为电炉冶炼锰系铁合金原料。
与背景技术中各专利申请比较，本发明：
(1)复合概念更广。球团中不仅有锰原料，而且有冶炼所需的还原剂，以煤代焦，降低生产成本；含锰原料不仅包括锰矿粉料(粉精矿、富锰渣、烧结粉矿和焙烧粉矿)，而且包括锰烟尘。提高资源利用效率。
(2)复合球团采用的原料粒度更广。锰原矿粉料(粉精矿、富锰渣、进口粉矿、烧结粉矿和焙烧粉矿)粒度0～-3mm和煤粒度在0～-5mm。简化生产工艺。
(3)低温干燥，节约能源。(4)使用干粉粘结剂，操作简便。
与锰粉矿烧结比较，本发明的实施取得以下综合效果：
(1)节约烧结耗焦粉0.12t/t，减少带入电炉的原料灰分，节能减排；
(2)全部利用已经回收的锰烟尘，提高资源利用效率；
(3)实现铁合金原料造块清洁生产。
(4)球团能够满足运输、配料中的跌落要求，入炉后无粉化、无爆裂现象。
(5)球团中加入冶炼所需的还原剂，以煤代焦0.12t/t；
附图说明
下面将结合实施例进一步阐明本发明的内容，但本发明的保护范围并不限制在这些实例。
图1为本发明冷压球团的流程图。
具体实施方式
本发明采用的原料及原料的粒度范围见表1、2，成分见表3。
表1  原料及含量(％)
 名称   Mn   Fe   SiO2   Al2O3   CaO   MgO   P   S
 粉精矿1   25.65   1.55   13.20   2.35   17.64   2.21   .054
 粉精矿2   27.8   3.42   5.74   3.20   27.3   3.31   .174
 粉精矿3   21.80   3.56   8.43   2.85   24.63   3.11   .164
 烧结矿   29.54   2.25   17.36   2.75   18.52   2.41   .081
 烟尘   28.90   2.10   12.86   1.62   13.64   2.43   .067
 进口矿   47.76   11.52   4.51   1.42   3.67   1.43   .032
表32  原料粒度范围(％)
 名称   -5～+3mm   -3～+1mm   -1～+0.5mm   -0.5～+0.074mm   0.074mm以下
 粉精矿1   38.94   28.59   16.51   15.95   无
 粉精矿2   5.82   49.98   31.77   12.43   无
 粉精矿3   27.63   28.19   25.51   18.67   无
 烧结矿   43.12   36.54   20.34   无   无
 烟尘   无   无   无   无   100
 进口矿   无   26.73   53.32   15.62   4.33
 煤1   3.47   46.12   21.26   22.34   6.81
 煤2   4.25   32.55   33.15   23.52   6.53
表3  原料及含量(％)
  名称   固定炭   挥发分   灰分   S
  煤1   72.46   14.77   12.78
  煤2   83.68   9.24   7.08
实施例1
(1)备料及计量
表4  配料
  名称  粉精矿1(％)   烧结矿(％)   烟尘(％)  煤2(％)   平均水分(％)
  数量   27.50   24.57   31.43   14.50   4.3
每一批料量800Kg。
(2)混碾
干粉粘结剂：1.5％补充水：5％混碾时间：5min
(3)压球
压球辊转速10n/min、辊间压力6.5兆Pa。湿球落下三次，没有发生破坏。
(4)干燥
干燥温度：150℃，时间：2h，干球水分：1.01％；
表5  干球强度值
 名称  干球1  干球2  干球3  干球4  干球5   平均
 强度值(兆Pa/个)球   173   196   152   176   184   176.20
实施例2
(1)备料及计量
表6  配料
  名称  粉精矿3(％)   进口矿(％)   烟尘(％)  煤2(％)   平均水分(％)
  数量   19.78   34.07   29.63   14.52   3.85
每一批料量800Kg。
(2)混碾
干粉粘结剂：2％补充水：6.15％混碾时间：10min
(3)压球
压球辊转速5n/min、辊间压力10兆Pa。湿球落下三次，没有发生破坏。
(4)干燥
干燥温度：175℃，时间：2h，干球水分：0.83％；
表7  干球强度值
  名称  干球1  干球2  干球3  干球4  干球5   平均
  强度值(兆Pa/个)球  291  315  237  284  273   280
实施例3
(1)备料及计量
表8  配料
  名称  粉精矿2(％) 进口矿(％)   烟尘(％)  煤1(％)   平均水分(％)
  数量   27.40   29.30   24.60   16.70   5.2
每一批料量800Kg。
(2)混碾
干粉粘结剂：2％补充水：3.8％混碾时间：7.5min
(3)压球
压球辊转速7.5n/min、辊间压力8.5兆Pa。湿球落下三次，没有发生破坏。
(4)干燥
干燥温度：183℃，时间：2h，干球水分：0.92％；
表9  干球强度值
  名称  干球1  干球2  干球3  干球4  干球5   平均
  强度值(兆Pa/个)球   288   246   271   247   269   264.2

Claims (7)

1、一种锰含碳复合球团的制备方法，其特征在于按以下步骤完成：
(1)备料：准备复合球团所需锰矿粉料、含锰烟尘和煤、焦粉；
(2)计量：将各种粉料按比例称量配料；
(3)混碾：将所有原料放入混碾机，并添加干粉粘结剂和适量水进行混碾，混碾机具有充分混合和揉捏的作用，使原料、粘结剂和水充分接触、润湿，时间为5～10min；
(4)压球：将混碾后原料送至对辊式压球机，控制压球辊转速和辊间压力；
(5)干燥：湿球经皮带送到布球机，均匀分配在链蓖式干燥机上进行干燥。
2、根据权利要求1所述的锰含碳复合球团的制备方法，其特征在于所述的锰矿粉料是指精矿、富锰渣、进口粉矿、烧结矿和焙烧矿。
3、根据权利要求1所述的锰含碳复合球团的制备方法，其特征在于锰矿粉料粒度0～-3mm，煤、焦粉粒度在0～-5mm。
4、根据权利要求1所述的锰含碳复合球团的制备方法，其特征在于粘结剂为干粉。
5、根据权利要求1所述的锰含碳复合球团的制备方法，其特征在于所述的压球时，辊转速为3～15n/min、辊间压力3～10兆Pa，以湿球在1m高处下落三次，不发生破坏为工艺条件合格。
6、根据权利要求1所述的锰含碳复合球团的制备方法，其特征在于所述的干燥的温度150-200℃，时间2h，干球强度用带压力传感器的测量装置检查，取5个球，个球值超过1 50兆Pa/个球或5个球平均值超过150兆Pa为工艺条件合格。
7、一种锰含碳复合球团，其特征在于作为电炉冶炼锰系铁合金原料。
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