CN104975173A

CN104975173A - 一种高炉用熔剂性复合含碳球团的生产方法

Info

Publication number: CN104975173A
Application number: CN201410143276.5A
Authority: CN
Inventors: 周明顺; 张辉; 翟立委; 刘杰; 徐礼兵; 袁慧
Original assignee: Angang Steel Co Ltd
Current assignee: Angang Steel Co Ltd
Priority date: 2014-04-10
Filing date: 2014-04-10
Publication date: 2015-10-14
Anticipated expiration: 2034-04-10
Also published as: CN104975173B

Abstract

本发明提供一种高炉用熔剂性复合含碳球团的生产方法，混合料A原料组成为铁精矿65-80%，粘接剂1-2%，含碳材料10-20%，并添加熔剂使混合料A的(CaO+MgO)/SiO₂为1～1.4。将混合料A加水混匀后制成粒度为5～7mm的自熔性球团核。混合料B原料组成为铁精矿75-85%，粘接剂1～2%，含碳材料5-15%，添加熔剂使混合料B的(CaO+MgO)/SiO₂为0.2～0.5。将自熔性球团核放入造球机中，添加混合料B继续造球，制得粒度为10～16mm的含碳球团生球；对生球焙烧后制得成品熔剂性复合含碳球团。本发明解决了熔剂性球团焙烧粘结和含碳球团内部自还原延迟问题，使其碱度和还原碳呈梯度分布，可极大提高含碳球团的高温冶金性能，抗压强度达到2081N/球，金属化率为40%。

Description

一种高炉用熔剂性复合含碳球团的生产方法

技术领域

本发明属于炼铁原料生产技术领域，特别涉及一种高炉用熔剂性复合含碳球团矿的生产方法。

背景技术

高炉炼铁是钢铁流程中节能减排的关键工序。目前在全球对节能减排要求日趋严格的形势下,急需开发创新型的能够大力节能和减少污染物排放的技术。另外,近年来优质原燃料资源日益匮乏,且在原燃料价格不断上涨的情况下,需要开发新型炉料来灵活应对这种局面。含碳球团就是针对这一需要而开发的新型高炉炉料。

含碳球团是一种自身配加一定含量炭质还原剂的球团矿，同传统球团相比，含碳球团能扩大碳氧反应界面，减少气体在固相反应界面的扩散，同时其自身碳氧接触，气体由内而外排出，抑制了氧化气体的氧化作用，所以含碳球团生产应用是冶金企业降低高炉焦比的有效手段之一。已有的研究表明，进入高炉铁矿石的金属化率提高1%，焦比降低4%～5%，因此在钢铁行业备受关注。

含碳球团传统生产方法为冷固结，但由于强度差以及使用粘结剂等问题，限制了其进一步的应用和发展。近年来国内外开始重点研究一种新型的炼铁原料—热压含碳球团，它是具有一定热塑性的煤与含铁原料的热压产物。与冷固结球团及其他炉料相比，热压含碳球团具有高温强度高、原料适应性强的优点，是应用于熔融还原乃至高炉炼铁的新型原料。

中国专利申请号201210426472.4提出了一种高炉用含碳球团的复合式制备方法，其步骤为：1、按质量分数称取烧结机头电除尘灰11～13份、无钙铬渣17～19份、炉前矿槽除尘灰20～22份、氧化锆3～5份和消石灰1份；2、将上述物料混合，并逐步加入盘式造球机制成7～9mm的球团；3、按质量分数称取高炉瓦斯泥38～42份、钒钛磁铁精矿10～12份和膨润土1～2份；4、将步骤2中制得的球团移入另一个盘式成球机，并将步骤3中的物料混合，混合后逐步加入该盘式成球机继续造球。本发明过分强调冶金废弃物的循环利用，没有充分考虑的碱度和配碳量对含碳球团性质的影响。

采用压球方式生产含碳球团较为常见，如中国专利申请号200510134295.2公布了一种复合含碳球团的生产方法，其含碳材料40%～80%，金属氧化物10%～42%，稀土氧化物5%～30%，粘结剂2%～10%，增强剂1%～5%，膨胀剂1%～5%，钢材加工屑1%～4%，所得产品用于钢水增碳，但该含碳球团强度较低，不适用于高炉冶炼；

中国专利申请号200510117645.4《复合含碳球团的制造方法及其装置》和专利94103910.2《碱性、含碳、烟尘粉冷固球团》采用的造球方法均为压球式。

以上含碳球团生产方法主要存在以下问题：（1）含碳材料加入较高，所产球团类似于金属化球团，不适用于高炉；（2）用非传统压球工艺进行生产制备，增加成本；（3）采用传统工艺生产，成品球强度较低，不能满足高炉要求。

发明内容

本发明提供一种高炉用熔剂性复合含碳球团的生产方法，旨在通过两次造球生产具有双碱度、且含碳原料在球团内外层呈梯度分布的熔剂性复合含碳球团，以解决熔剂性球团焙烧粘结和含碳球团内部自还原延迟的问题。

为此，本发明所采取的解决方案是：

一种高炉用熔剂性复合含碳球团的生产方法，其特征在于，具体方法和步骤为：

1、配制混合料A：混合料A的原料组成为铁精矿、粘接剂、含碳材料及熔剂，其质量百分含量为：铁精矿65-80%，粘接剂1-2%，含碳材料10-20%，调整熔剂添加量，使混合料A的三元碱度(CaO+MgO)/SiO₂为1～1.4。

所述粘接剂为膨润土；

所述含碳材料为半焦、石油焦和生物质炭中的一种或几种；

所述熔剂为生石灰与镁石粉的混合料。

2、制取球团核：将混合料A加水混匀，其中加水量占混合料A的质量百分数为7.6～8.6%，然后用圆盘造球机制成粒度为5～7mm的自熔性球团核。

3、配制混合料B：混合料B的原料组成为铁精矿、粘接剂、含碳材料及熔剂，其质量百分含量为：铁精矿75-85%，粘接剂1～2%，含碳材料5-15%，调整熔剂添加量，使混合料B的三元碱度(CaO+MgO)/SiO₂为0.2～0.5；将混合料B加水混匀，其中加水量占混合料B的质量百分数为7.6～8.6%。

所述粘接剂为腐殖酸钠或羧甲基纤维素钠；

所述含碳材料为煤粉或焦粉；

所述熔剂为生石灰与镁石粉的混合物。

4、成球与焙烧：将制取的自熔性球团核放在另一个圆盘造球机中，添加混合料B继续造球，制得粒度为10～16mm的含碳球团生球；对含碳球团生球进行焙烧，制得成品熔剂性复合含碳球团。

所述铁精矿的化学成分质量百分数为：全铁TFe＞65%，SiO₂＜4.5%，粒度小于200目的大于85%。

所述熔剂中生石灰的CaO＞80%；镁石粉为菱镁石、轻烧镁粉中的一种或两种的组合。

与已有技术相比，本发明的有益效果为：

1、本发明所生产的熔剂性复合含碳球团矿，具有含碳球团和熔剂性球团两者的优点，其高温冶金性能得到很大改善。

2、本发明通过两次造球，所生产熔剂性含碳球团碱度和还原碳呈梯度分布，有效解决了熔剂性球团焙烧粘结和含碳球团内部自还原延迟的问题。

3、本发明所生产熔剂性含碳球团，内外层选用不同的粘结剂，提高了球团抗压强度。经检测，其平均抗压强度达到2081N/球，金属化率为40%。

具体实施方式

实施例1：

1、配制混合料A：将铁精矿1、粘结剂、熔剂和含碳材料组成混合料A，其原料质量百分数为：铁精矿1为74%，粘结剂膨润土1.6%，含碳材料半焦与石油焦的混合物14%，熔剂为生石灰与菱镁石粉混合物，通过调整熔剂添加量，使混合料A的三元碱度(CaO+MgO)/SiO₂为1.4。

2、制取球团核：将混合料A加水混匀，其中加水量占混合料A的质量百分数为7.8%，然后用圆盘造球机制成粒度为5-7mm的自熔性球团核。其中铁精矿1、铁精矿2、膨润土、生石灰及镁石粉的化学成分见表1。

表1实施例1原料成份质量百分比含量

原料	TFe%	FeO%	CaO%	SiO₂%	MgO%	Al₂O₃%
							铁精矿1	68.21	25.46	0.20	3.15	0.15	0.12
铁精矿2	67.01	19.42	0.13	2.88	0.68	0.11
							膨润土			2.85	52.12	4.0	12.82
生石灰	1.12	0.18	81.18	5.43	1.84	0.87
							菱镁石粉	0.42	0.36	1.07	2.55	55.48

3、配制混合料B：铁精矿2、粘结剂、熔剂和含碳原料组成混合料B，其原料质量百分数为：铁精矿2为83%，粘结剂羧甲基纤维素钠1.2%，含碳材料煤粉10%；熔剂为生石灰与菱镁石粉的混合物，调整熔剂添加量，使混合料B的三元碱度(CaO+MgO)/SiO₂为0.4。将混合料B加水混匀，其中加水量占混合料B的质量百分数为7.8%。

4、成球与焙烧：将造好的自熔性球团核放在另一个圆盘造球机中，添加混合料B继续造球，制得粒度为10-12mm占90%的含碳球团生球；对含碳球团生球进行焙烧，即制得成品熔剂性复合含碳球团。其抗压强度为2025N/球，金属化率为38%。

实施例2：

1、配制混合料A：将铁精矿3、粘结剂、熔剂和含碳材料组成混合料A，其原料质量百分数为：铁精矿3为70%，粘结剂膨润土1.4%，含碳原料半焦与生物质炭的混合物添加量为18%；熔剂为生石灰与菱镁石粉和轻烧镁粉的混合物，调整熔剂添加量，使混合料A的三元碱度(CaO+MgO)/SiO₂为1.1。

2、制取球团核：将混合料A加水混匀，其中加水量占混合料A的质量百分数为8.2%。然后用圆盘造球机制成粒度为5-7mm的自熔性球团核。其中膨润土、菱镁石粉和生石灰化学成分如表1所示，铁精矿3、铁精矿4、轻烧镁石粉的化学成分见表2。

表2实施例2原料成份质量百分比含量

原料	TFe%	FeO%	CaO%	SiO₂%	MgO%	Al₂O₃%
							铁精矿3	67.48	22.62	0.16	4.48	0.27	0.47
铁精矿4	68.31	23.54	0.23	4.37	0.68	0.25
							轻烧镁粉			4.32	4.69	85.42	6.12

3、配制混合料B：精矿4、粘结剂、熔剂和含碳原料组成混合料B，其原料质量百分数为：铁精矿4为78.5%，粘接剂腐殖酸钠1.5%，含碳材料焦粉添加量11.5%；熔剂为生石灰与轻烧镁粉混合物，调整熔剂添加量，使混合料B的三元碱度(CaO+MgO)/SiO₂为0.5。将混合料B加水混匀，其中加水量占混合料B的质量百分数为8.2%。

4、成球与焙烧：将造好自熔性球团核放在另一个圆盘造球机中，添加混合料B2继续造球，制得粒度为10-12mm占90%的含碳生球团。对含碳生球团进行焙烧，制得成品熔剂性复合含碳球团。其抗压强度为2138N/球，金属化率为42%。

Claims

1.一种高炉用熔剂性复合含碳球团的生产方法，其特征在于，具体方法和步骤为：

（1）、配制混合料A：混合料A的原料组成为铁精矿、粘接剂、含碳材料及熔剂，其质量百分含量为：铁精矿65-80%，粘接剂1-2%，含碳材料10-20%，调整熔剂添加量，使混合料A的三元碱度(CaO+MgO)/SiO₂为1～1.4；

所述粘接剂为膨润土；

所述含碳材料为半焦、石油焦和生物质炭中的一种或几种；

所述熔剂为生石灰与镁石粉的混合料；

（2）、制取球团核：将混合料A加水混匀，其中加水量占混合料A的质量百分数为7.6～8.6%，然后用圆盘造球机制成粒度为5～7mm的自熔性球团核；

（3）、配制混合料B：混合料B的原料组成为铁精矿、粘接剂、含碳材料及熔剂，其质量百分含量为：铁精矿75-85%，粘接剂1～2%，含碳材料5-15%，调整熔剂添加量，使混合料B的三元碱度(CaO+MgO)/SiO₂为0.2～0.5；将混合料B加水混匀，其中加水量占混合料B的质量百分数为7.6～8.6%；

所述粘接剂为腐殖酸钠或羧甲基纤维素钠；

所述含碳材料为煤粉或焦粉；

所述熔剂为生石灰与镁石粉的混合物；

（4）、成球与焙烧：将制取的自熔性球团核放在另一个圆盘造球机中，添加混合料B继续造球，制得粒度为10～16mm的含碳球团生球；对含碳球团生球进行焙烧，制得成品熔剂性复合含碳球团。

2.根据权利要求1所述的高炉用熔剂性复合含碳球团的生产方法，其特征在于，所述铁精矿的化学成分质量百分数为：全铁TFe＞65%，SiO₂＜4.5%，粒度小于200目的大于85%。

3.根据权利要求1所述的高炉用熔剂性复合含碳球团的生产方法，其特征在于，所述熔剂中生石灰的CaO＞80%；镁石粉为菱镁石、轻烧镁粉中的一种或两种的组合。