CN103484666A - 一种热压含碳球团用添加剂及其制备使用方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种热压含碳球团用添加剂，其原料组成质量比为：生石灰40%～55%，氧化钡18%～32%，二氧化锰10%～30%，二茂铁9%～10%。将原料按比例放入混料机中搅拌10～20分钟，混合均匀后即得到粉末状添加剂。使用时添加剂占热压含碳球团的质量百分数为1%～2%。本发明添加剂在热压含碳球团还原过程中起催化剂、助熔剂的作用，配煤量可降低8～9个百分点，提高还原率5.5%，还原时间缩短10%。并可显著降低热压含碳球团还原过程中有害气体的排放量，减少环境污染。原料不含K、Na等对炼铁过程中有害物质，避免有害物质在冶炼流程中的循环富集。添加剂价格便宜，使用量小，且制备与使用方法简单，适合工业生产。

Description

一种热压含碳球团用添加剂及其制备使用方法

技术领域

本发明属于炼铁球团矿技术领域，尤其涉及一种用于热压含碳球团所用的添加剂及其制备、使用方法。

背景技术

当前，钢铁生产所面临的问题是工艺流程长、环境污染较为严重。另外原燃料条件逐渐恶化，优质矿产资源量减少，而高结晶水和高A1₂O₃含量矿石的使用量增加，这使得烧结和球团矿生产面临巨大困难，同时也加重了高炉的负担，导致其冶炼指标下降。另外，世界范围内优质焦煤资源日趋匮乏，价格极其昂贵。所以为了钢铁产业的持续良性发展，各国都致力于开发革新新型的钢铁冶金技术。而我国高炉炉料主要以高碱度烧结矿为主，配加部分球团矿和块矿，且我国富矿较少，多为贫矿，这就导致了我国炼铁工业优质原料紧缺的现状更为严重，从而使我国炼铁原料质量及其生产技术的优化迫在眉睫。目前作为高还原性的优质炼铁原料，含碳球团一直备受青睐，成为试验和工业应用研究的热点和焦点。

含碳球团多为含铁原料（主要是铁精矿粉）和含碳原料（如煤粉）的混合物，为了免去传统的高温烧结造块过程并提高其强度，一般需配入适量的粘结剂。这样就有效缩短了钢铁冶金流程，大大提高了生产效率。并且含碳球团自身带有还原剂，铁矿粉与还原剂紧密接触，在加热过程中能够快速还原铁氧化物，具有良好的还原性能。同时使用一部分煤粉代替冶金焦炭，节省了资源。因此，含碳球团作为新型优质炼铁原料一直备受青睐。

较早开发并获得较多研究成果的是一些含碳和含铁资源的冷固结球团，主要应用于直接还原和熔融还原工艺中。它是由含铁粉料配以固体还原剂（煤粉和焦粉）与适当的粘结剂充分混合后经造球机造球或压球机压制而成的冷压块。常见的冷压块方法包括水玻璃固结法、高压蒸养法、碳酸法、固结法以及水泥固结法等。冷固结球团实际是含铁料、粘结剂与含碳原料的机械混合物。所使用的粘结剂包括有机粘结剂和无机粘结剂。使用有机粘结剂以各种方法制成的冷固结团矿目前尚无一例成功。

近年来，在冷固结基础上一种新型含碳球团——热压含碳球团（简写为CCB）生产技术被成功开发。热压含碳球团为普通铁矿粉和煤粉的混合物的热压块。将煤粉、铁矿粉经预热处理后按一定的比值配料混合，煤在软化熔融状态与含铁原料粘结后热压成块，再进一步进行热处理得到最终产品。整个过程不添加粘结剂，充分利用煤的热塑性来保证热压产品的强度。与其他含碳球团相比，热压含碳球团具有良好的微观结构，入炉品位高，成渣率低、强度高、传热性好以及还原性强等优点。据相关研究结果，热压含碳球团抗压强度高，高温还原反应后强度甚至高于烧结矿和普通球团。针对我国钢铁产业的原燃料条件，开发热压含球团生产技术更具有特殊意义。

目前，热压含碳球团生产技术尚在起步阶段，很多相关领域尚属空白。烧结矿、球团矿生产技术比较成熟，提高球团强度、还原速率、还原度的添加剂也比较成熟，种类繁多。但烧结矿、球团矿生产过程均是氧化气氛下并经历焙烧阶段，而热压含碳球团生产过程是还原气氛下，所以烧结矿、球团矿添加剂无法直接应用到热压含碳球团生产过程中。

发明内容

本发明的目的旨在提供一种可提高热压含碳球团还原反应速率和还原度，降低固体燃耗，增加炼铁产能，降低生产成本和改善环境质量的热压含碳球团用添加剂及其制备、使用方法。

为此，本发明所采取的解决方案是：

一种热压含碳球团用添加剂，其原料组成质量比为：

生石灰40%～55%，氧化钡18%～32%，二氧化锰10%～30%，二茂铁9%～10%。

所述生石灰中CaO含量≥90%，生石灰粒级＜200目的占90%以上。

所述氧化钡中BaO含量≥95%，氧化钡粒级＜200目的占90%以上。

所述二氧化锰中MnO₂含量≥70%，二氧化锰粒级＜200目的占90%以上。

所述二茂铁中C₁₀H₁₀Fe含量≥70%，二茂铁粒级＜200目的占90%以上。

一种上述热压含碳球团用添加剂的制备方法，其特征在于，将生石灰、氧化钡、二氧化锰、二茂铁按比例放入混料机中搅拌10～20分钟，使其混合均匀，得到粉末状添加剂。

一种上述热压含碳球团用添加剂的使用方法，其特征在于，所述添加剂占热压含碳球团的质量百分数为1%～2%。

与已有技术相比，本发明的有益效果为：

1.本发明使用生石灰、二氧化锰、氧化钡和二茂铁为原料，不含如K、Na等对炼铁过程中有害物质，减少有害物质在冶炼流程中的循环富集。

2.本发明添加剂在热压含碳球团还原过程中起催化剂、助熔剂、催化助燃剂的作用，配煤量可降低8～9个百分点，有效降低燃料消耗，提高还原率5.5%，提高还原速率，使还原时间缩短10%。

3.本发明添加剂会显著降低热压含碳球团还原过程中有害气体的排放量，减少环境污染。

4.本发明价格便宜，使用量小，每吨热压含碳球团添加剂成本为15～25元。

5.本发明添加剂制造工艺、使用方法都较为简单，适合工业生产。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明加以进一步说明。

实施例所涉及的百分数均为质量百分数。所用生石灰中CaO含量≥90%，生石灰粒级＜200目的占90%以上；氧化钡中BaO含量≥95%，氧化钡粒级＜200目的占90%以上；二氧化锰中MnO₂含量≥70%，二氧化锰粒级＜200目的占90%以上；二茂铁中C₁₀H₁₀Fe含量≥70%，二茂铁粒级＜200目的占90%以上。

实施例1：

原料组分及含量为：生石灰55%、氧化钡18%、二氧化锰18%、二茂铁9%。将上述原料加入混料机，搅拌10分钟，使其混合均匀，制得粉末状添加剂。

实施例2

原料组分及含量为：生石灰50%、氧化钡22%、二氧化锰19%、二茂铁9%。将上述原料加入混料机，搅拌15分钟，使其混合均匀，制得粉末状添加剂。

实施例3

原料组分及含量为：生石灰40%、氧化钡20%、二氧化锰30%、二茂铁10%。将上述原料加入混料机，搅拌20分钟，使其混合均匀，制得粉末状添加剂。

实施例4

原料组分及含量为：生石灰55%、氧化钡15%、二氧化锰20%、二茂铁10%。将上述原料加入混料机，搅拌13分钟，使其混合均匀，制得粉末状添加剂。

实施例5

原料组分及含量为：生石灰48%、氧化钡22%、二氧化锰21%、二茂铁9%。将上述原料加入混料机，搅拌17分钟，使其混合均匀，制得粉末状添加剂。

使用时，将实施例1、2、3、4、5分别按热压含碳球团混合料总量的1%～2%比例均匀混合到热压含碳球团中，即可进行直接还原。实施例与对比例结果见下表：

由表中数据可以看出，热压含碳球团使用本发明添加剂还原率可提高5.5个百分点，还原时间可缩短10%，配煤量可降低3～4个百分点，有效节省固体燃耗。

Claims (7)

1.一种热压含碳球团用添加剂，其特征在于，其原料组成质量比为：

生石灰 40%～55%，氧化钡 18%～32%，二氧化锰 10%～30%，二茂铁 9%～10%。

2.根据权利要求1所述的热压含碳球团用添加剂，其特征在于，所述生石灰中 CaO含量≥90%，生石灰粒级＜200目的占90%以上。

3.根据权利要求1所述的热压含碳球团用添加剂，其特征在于，所述氧化钡中BaO含量≥95%，氧化钡粒级＜200目的占90%以上。

4.根据权利要求1所述的热压含碳球团用添加剂，其特征在于，所述二氧化锰中MnO₂含量≥70%，二氧化锰粒级＜200目的占90%以上。

5.根据权利要求1所述的热压含碳球团用添加剂，其特征在于，所述二茂铁中C₁₀H₁₀Fe含量≥70%，二茂铁粒级＜200目的占90%以上。

6.一种如权利要求1所述热压含碳球团用添加剂的制备方法，其特征在于，将生石灰、氧化钡、二氧化锰、二茂铁按比例放入混料机中搅拌10～20分钟，使其混合均匀，得到粉末状添加剂。

7.一种如权利要求1所述热压含碳球团用添加剂的使用方法，其特征在于，所述添加剂占热压含碳球团的质量百分数为1%～2%。