一种冷固球团的制备方法
技术领域
本发明涉及一种球团的制备方法,尤其涉及一种冷固球团的制备方法,属于球团生产技术领域。
背景技术
中国是一个钢铁大国,如今,钢铁产量已经突破8亿吨大关,而炼钢的铁水大部分来源于高炉法,而高炉炼铁又大量采用烧结球团和焦炭,焦化生产和高炉炼铁又是钢铁行业最主要的碳排放和污染的来源,现在,我国焦煤资源也日益贫乏,环保问题也越来越被重视,因此,降低炼钢过程中的焦炭用量和产生的污染物的数量,提高炼钢过程的经济效益,是目前迫在眉睫的现实问题,为了解决上述问题,减少炼钢的工序,行业内发展出了一种冷固球团,与烧结球团相比,冷固球团可直接用作高炉炼铁的原料,无需事先高温烧结,减少了炼钢过程的工序,节省了燃料,降低了炼钢的生产成本,同时还可实现含铁资源的循环再利用。
目前现有的冷固球团制作方法,大都在铁矿粉中添加石灰、膨润土、水泥、水泥熟料、水玻璃、氯化镁、氯化钙等无机物,还有的添加磷酸盐、硫酸盐等化工无机物质,尽管制作的冷固球团强度很高,但由于添加无机物比例较大,造成冷固球团品位降低了很多,或者增加了硫磷含量,球团在冶炼或熔分时,造成渣量很大,甚至对冶炼设备和环境造成不同程度的损害和污染。
发明内容
本发明针对现有冷固球团制备方法的不足,提供一种不降低球团品位,球团同时具有常温和高温强度,且生产成本低的冷固球团的制备方法。
本发明解决上述技术问题的技术方案如下:
一种冷固球团的制备方法,包括如下步骤:
(1)将-200目占65%以上的铁矿粉和-200目占80%以上的金属铁粉混合,搅拌均匀;
(2)称取一定量的淀粉、氢氧化钠和硼砂,首先加入适量水将氢氧化钠和硼砂制成溶液,之后向该溶液中加入淀粉,搅拌混合均匀;或者称取一定量的聚乙烯醇或腐植酸钠粉;
(3)将所述步骤(2)中产物加入到步骤(1)中所得的铁矿粉与金属铁粉的混合物中,搅拌混合均匀;
(4)将步骤(3)中所得混合料混碾,混碾过程中加入适量水,之后进行压球或者造球;
(5)将步骤(4)中所得球团干燥。
本发明还可做如下改进:
进一步,所述步骤(1)中金属铁粉的品位≧75%,金属铁粉的量为铁矿粉量的3-10wt%。
进一步,所述步骤(2)中淀粉的量为铁矿粉量的1.0-3.5wt%。
进一步,所述步骤(2)中氢氧化钠的量为淀粉量的2.5-3.0wt%,硼砂的量为淀粉量的0.2-0.5wt%。
进一步,所述步骤(2)中淀粉为任何植物淀粉中的一种或者多种的混合物。
进一步,所述步骤(2)中聚乙烯醇或者腐植酸钠粉的量为铁矿粉量的1-2wt%。
进一步,所述步骤(4)混碾过程中加水的量为铁矿粉量的5-10wt%。
进一步,所述步骤(4)中干燥为自然晾干或者烘干。
进一步,所述步骤(1)中铁矿粉选自任一厂家。
本发明中各组分的作用及原理如下:
淀粉为有机粘结剂;添加氢氧化钠,主要目的是使淀粉胶化,大大增加淀粉的粘稠性,同时会加快金属铁粉的氧化作用;硼砂也是为了增加淀粉胶化的增粘剂,同时,铁矿粉球团中配加微量硼元素,会使CO还原气体做快速布朗运动,会使球团在还原时增加氧化铁还原成金属铁的速度,也就是说,淀粉中配加微量氢氧化钠和硼砂,主要作用是增加淀粉这种有机粘结剂的粘度,增加球团常温粘结剂强度,并附加了其它有效的作用。
铁矿粉中附加一定量的金属铁粉,金属铁在潮湿的空气中,在氢氧化钠和水的催化作用下,易氧化成Fe2O3并放出大量热量,该过程一方面具有较强的固结铁矿粉的作用,另一方面进行了自身烘干,同时加上胶化淀粉的作用,使得干燥的球团在常温时即具有较高的冷强度。
干燥的球团在加入窑炉后,必须经历800~900℃的烧结过程,此时在570~800℃过程中,作为常温胶化淀粉的有机粘结剂,逐渐被碳化,最后被分解烧掉,不再起高温粘结作用;而球团在烧结前,仍需要一定的高温强度,此刻,球团中残留的很少部分金属铁粉,会马上被氧化成FeO,而球团中已经被氧化了的Fe2O3,又很不稳定,会很快被还原成Fe3O4,而且窑炉内气氛为充分还原气氛,绝大部分生成Fe3O4,再进一步被CO还原成FeO,当逐渐产生的FeO量占到矿粉重量比的9.3~14%时,FeO液相就起到高温粘结剂的作用,也就是说球团完成了烧结过程。
球团中配加的金属铁粉,虽然为无机物,但同时可具有常温和高温的粘结剂和高品位铁矿的双重功效,配加部分金属铁粉,保证了球团常温冷强度、而且能够氧化放热,利用球团自身干燥,使得球团同时具备在800℃烧结温度前的高温强度,并且在冶炼时又可以还原成金属铁,而不影响球团的品位
本发明的有益效果是:
本方法工艺简单,成本低,使用本发明的方法制备的冷固球团,同时具备常温和高温强度,球团在高温烧结和还原后,不会降低球团品位,也不会形成多少渣量,冷固球团直接还原时,DRI产品也不会因为添加了淀粉和金属铁粉,而降低了DRI产品品位。
具体实施方式
以下结合实例对本发明的原理和特征进行描述,所举实例只用于解释本发明,并非用于限定本发明的范围。
实施例1:
称取铁含量为65.43%的普通铁矿粉10kg,称取-200目占80%且铁含量为91.36%的海绵铁500g,将铁矿粉和海绵铁搅拌混合均匀,称取玉米淀粉100g,氢氧化钠3g,硼砂0.4g,将称好的氢氧化钠和硼砂置于500ml水中溶解成溶液,之后将淀粉加入到氢氧化钠和硼砂的水溶液中,搅拌均匀成糊状,随后将铁矿粉和海绵铁的混合物加入其中,搅拌均匀,将所得混合物混碾10min后,加水600ml,进行压球,球团自然晾干。
12小时后在105℃烘干2h后,经测定球团含水量为0.0%,强度为1220N/个球,将球团置于1100℃回转窑CO还原2.8小时后,经测定DRI产品指标为:TFe89.61%、ηFe92.98%;将冷固球团置于850℃烧结25min后,冷却,经检测强度为1486N/个球,铁含量为65.38%。
实施例2:
称取铁含量为69.02%的辽宁北票铁矿粉10kg,称取-200目占80%且铁含量为91.36%的海绵铁300g,称取聚乙烯醇120g,将称好的海绵铁和铁矿粉混合搅拌均匀,之后将聚乙烯醇加入到海绵铁和铁矿粉的混合物中,将所得混合物混碾10min后,喷洒80ml水,继续混碾10min,混碾之后的混合料经造盘机造球,球团105℃烘干4小时。
经测定球团含水量为0%,强度为1026N/个球,将球团置于1100℃回转窑CO还原2.5小时后,经测定DRI产品指标为TFe91.16%、ηFe93.12%;将冷固球团置于850℃烧结30min后,冷却,经检测强度为1207N/个球,铁含量为68.22%。
实施例3:
称取铁含量为69.02%的辽宁北票铁矿粉10kg,称取-200目占80%且铁含量为91.36%的海绵铁1000g,称取腐植酸钠150g,将称好的海绵铁和腐植酸钠加入到铁矿粉中,搅拌混合均匀,将所得混合物混碾10min后,喷洒800ml水,继续混碾10min,混碾之后的混合料压球,球团自然晾干。
经测定球团含水量为0%,强度为1034N/个球,将球团置于1100℃回转窑CO还原2.5小时后,经测定DRI产品指标为TFe91.16%、ηFe93.12%;将冷固球团置于850℃烧结30min后,冷却,经检测强度为1150N/个球,铁含量为68.25%。
实施例4:
称取铁含量为69.02的普通铁矿粉10kg,称取-200目占80%且铁含量为91.36%的海绵铁500g,将铁矿粉和海绵铁搅拌混合均匀,称取玉米淀粉300g,氢氧化钠8g,硼砂0.6g,将称好的氢氧化钠和硼砂置于500ml水中溶解成溶液,之后将称好的玉米淀粉加入到氢氧化钠和硼砂的水溶液中,搅拌均匀成糊状,随后将铁矿粉和海绵铁的混合物加入其中,搅拌均匀,将所得混合物混碾10min后,加入600ml水,混合料经造盘机造球,球团经105℃烘干4小时。
12小时后经测定球团含水量为0%,强度为1220N/个球,将球团置于1100℃回转窑CO还原2.5小时后,经测定DRI产品指标为TFe91.16%、ηFe93.12%;将冷固球团置于850℃烧结25min后,冷却,经检测强度为1486N/个球,铁含量为65.38%。
以上所述仅为本发明的较佳实施例,并不用以限制本发明,凡在本发明的精神和原则之内,所作的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在发明的保护范围之内。