CN106167843B

CN106167843B - 一种corex竖炉涂层球团的生产系统

Info

Publication number: CN106167843B
Application number: CN201610693418.4A
Authority: CN
Inventors: 狄瞻霞; 李正; 李正一; 龙红明; 孟庆民; 春铁军; 王平; 李家新; 刘颖
Original assignee: Anhui University of Technology AHUT
Current assignee: Anhui University of Technology AHUT
Priority date: 2016-08-19
Filing date: 2016-08-19
Publication date: 2018-06-08
Anticipated expiration: 2036-08-19
Also published as: CN106167843A

Abstract

本发明公开了一种COREX竖炉涂层球团的生产系统，属于球团生产装置技术领域。本发明的生产系统包括焙烧炉、输送机构、喷涂机构和混料罐，其中，所述的焙烧炉与环冷区输送相连，通过输送机构对环冷区的待涂覆氧化球团进行输送，所述的喷涂机构位于输送机构的上方，通过喷涂机构将混料罐内的涂料混合液喷涂至待涂覆氧化球团的表面。通过本发明的生产系统生产的涂层球团能够可以有效改善COREX竖炉工艺中球团矿黏结的问题，有利于COREX预还原竖炉的顺行，提高COREX竖炉设备的利用效率，降低直接还原铁生产成本，所得还原后球团的黏结指数<25％。

Description

一种COREX竖炉涂层球团的生产系统

技术领域

本发明属于球团生产装置技术领域，更具体地说，涉及一种COREX竖炉涂层球团的生产系统。

背景技术

为了缓解资源环境的严峻压力，上世纪70年代以来，非高炉炼铁技术应运而生，由于传统以高炉为主体的长流程工艺较为成熟，其主体地位难以动摇，从而使得非高炉炼铁技术的发展非常缓慢。但今年来随着资源环境问题的不断恶化，无焦炭的非高炉炼铁技术又成为发展趋势。

COREX是以非焦原煤作为还原剂和燃料生产铁水的一种崭新炼铁工艺。COREX工艺取消了烧结厂和炼焦厂，减轻了烧结、炼焦环节对环境的污染。可以说以COREX工艺为主导的非高炉炼铁工艺是钢铁工业持续发展、实现节能减排、环境友好发展的前沿技术之一。传统高炉流程主要依赖焦煤炼铁，但我国的焦煤资源仅占煤炭资源已探明的可采量的37％，其中主焦煤仅占6％，而且分布不均匀。我国的能源结构是以煤炭为主，资源总量十分丰富，这就为COREX的发展提供了有利条件。

COREX属于两步法熔融还原工艺，它由上部的预还原竖炉和下部的熔融气化炉两部分构成。竖炉中加入的物料为球团矿、块矿和熔剂(石灰石和白云石)，此外为避免含铁物料的黏结和保持床层足够的透气性，需加入一定数量的焦炭。800℃～850℃的还原气通过竖炉中部环管鼓入竖炉。还原气与下降的炉料逆向流到竖炉顶部，排出时温度约300℃左右；含铁物料在竖炉中被还原成金属化率为70％～90％的海绵铁，海绵铁和熔剂通过螺旋排料器从竖炉加入到熔融气化炉。经过一系列化学反应，最终生成高温铁水。

目前，世界范围内正在运行的COREX炉共有7座，其中南非1座、印度2座和中国2座，韩国浦项另有2座改型后的FINEX炉。宝钢COREX-3000的1#和2#炉相继于2007年11月和2011年3月投产运行，1#炉于2011年11月停产，2#炉相继停产后迁到新疆八一钢铁。通过五年的不断摸索和生产实践，在克服了诸多困难后，生产逐步稳定，技术指标不断改善，在节能减排、降本增效等方面取得了显著进步。但是宝钢在COREX生产实践中仍面临很多问题，其中，COREX竖炉内含铁炉料的黏结一直是COREX工艺的一个重大难题。

经专利检索，关于防止COREX竖炉内含铁炉料黏结的专利报道已有相关公开。如，中国专利号：201210007269.3，授权公告日：2014年8月6日，发明创造名称：一种竖炉内黏结炉料破碎装置，该申请案的破碎装置设置在竖炉围管入口中心线以下且下表面为水平面，其竖炉围管通过水平设置在炉壁上的煤气支管Ⅱ与所述破碎装置下面形成的煤气通道连通；上述破碎装置上部为圆弧面且设有破碎件，在驱动装置的作用下可以旋转。该申请案的破碎装置安装在螺旋排料器之上，从而对还原过程中产生的黏结球团进行破碎，在一定程度上能够改善炉料的黏结状况，但该申请案是在竖炉内产生黏结后再进行机械破碎，无法从源头上抑制黏结的发生，且其不适用于大规模工业生产。又如，申请人于2016年1月28日申请的申请号为201620100046.5的专利公开了一种COREX涂层球团的生产装置，使用该申请案的生产装置生产的涂层球团能够有效改善COREX竖炉工艺中球团矿黏结的问题，有利于预还原竖炉的顺行，提高COREX竖炉设备的利用效率，但该申请案是采用成球机进行成球操作，从而将涂料涂覆于球团表面的，对涂层的厚度控制不精确，且易造成涂层厚度不均匀，所得涂层强度难以满足使用要求。此外，该申请案的生产装置操作复杂，自动化程度不高，难以进行工业化推广应用。

发明内容

1.发明要解决的技术问题

本发明的目的在于克服传统球团在冶炼过程中由于高温挤压作用力大，会产生严重的黏结问题，从而造成竖炉下料困难，螺旋给料器作业负荷增大，效率降低的不足，提供了一种COREX竖炉涂层球团的生产系统。采用本发明的生产系统能够生产出均匀、致密的涂层球团，生产得到的涂层球团能够有效抑制COREX竖炉内球团之间的黏结现象，且球团还原后仍具有较高的金属化率；本发明涂层球团的生产系统操作简单、自动化程度高，能够有效保证所得涂层球团的质量，便于工业化推广使用。

2.技术方案

为达到上述目的，本发明提供的技术方案为：

本发明的一种COREX竖炉涂层球团的生产系统，该生产系统包括焙烧炉、输送机构、喷涂机构和混料罐，其中，所述的焙烧炉与环冷区输送相连，通过输送机构对环冷区的待涂覆氧化球团进行输送，所述的喷涂机构位于输送机构的上方，通过喷涂机构将混料罐内的涂料混合液喷涂至待涂覆氧化球团的表面。

更进一步的，所述的喷涂机构包括喷枪、下料管、压缩空气管路和空气压缩机，其中，所述的喷枪一方面通过下料管与混料罐的出料口相连，另一方面通过压缩空气管路与空气压缩机相连。

更进一步的，所述的下料管及压缩空气管路上均设有流量控制阀。

更进一步的，所述的下料管与喷枪相连的一端包括至少三个支管，且喷枪上均布4～8个喷嘴，每个喷嘴分别对应与压缩空气管路的一个支管相连。

更进一步的，所述的输送机构包括一级输送装置和二级输送装置，其中二级输送装置的输入端位于一级输送装置的输出端下方，且喷涂机构的喷射方向位于一级输送装置的输出端与二级输送装置的输入端之间。

更进一步的，所述二级输送装置的输出端与干燥炉相连，该干燥炉的出料口通过输送装置与竖炉上料口相连。

更进一步的，所述的混料罐通过管路分别与涂层料仓及储水箱相连，且混料罐与涂层料仓及储水箱之间的管路上均设有流量控制阀。

更进一步的，所述储水箱的进水口通过管路与自动吸水泵相连，且储水箱内安装有水位计。

更进一步的，所述涂层料仓的下方设有称重装置，该涂层料仓的下料口设有震动装置。

更进一步的，所述混料罐的内部设有偏心搅拌装置。

3.有益效果

采用本发明提供的技术方案，与现有技术相比，具有如下有益效果：

(1)本发明的一种COREX竖炉涂层球团的生产系统，包括焙烧炉、输送机构、喷涂机构和混料罐，其中，所述的焙烧炉与环冷区输送相连，通过输送机构对环冷区的待涂覆氧化球团进行输送，所述的喷涂机构位于输送机构的上方，通过喷涂机构将混料罐内的涂料混合液喷涂至待涂覆氧化球团的表面，从而可以在氧化球团的表面制备一层均匀的涂层，且涂层与氧化球团之间的结合牢固，能够有效抑制COREX竖炉内球团之间的黏结现象，解决了现有技术中由于黏结现象造成的频繁竖炉清空，使得我国铁水成本升高，竞争力不足，成为阻碍COREX工艺发展瓶颈的问题。本发明通过焙烧炉将生球球团进行焙烧得到氧化球团然后再进行涂覆，从而可以进一步保证涂层材料作用的充分发挥，提高涂层材料与球团之间的结合牢固性。此外，本发明的生产装置操作简单，自动化程度高，涂层厚度均匀，便于控制，对涂层球团的生产控制精度高，适于工业化推广应用。

(2)本发明的一种COREX竖炉涂层球团的生产系统，其混料罐内的涂料为由轻烧白云石、Ca(OH)₂、无烟煤和水组成的混合液，从而可以保证在高效抑制COREX竖炉内球团间黏结现象的同时仍能保持较高的金属化率，防止金属化率的降低，且该涂层材料较易均匀地涂覆于球团表面，涂层材料与球团的结合较牢固，从而保证了其使用效果。

(3)本发明的一种COREX竖炉涂层球团的生产系统，所述的喷涂机构包括喷枪、下料管、压缩空气管路和空气压缩机，其中，所述的喷枪一方面通过下料管与混料罐的出料口相连，另一方面通过压缩空气管路与空气压缩机相连，在压缩空气的作用下将混料罐内的涂料液喷涂至球团表面，从而能够有效保证涂层与球团结合的牢固性，所得涂层的致密性、紧实性及强度较高，涂层厚度均匀且易控，有利于有效防止涂层与球团之间发生剥裂，从而进一步保证了涂层球团的使用性能，能够有效防止球团在COREX竖炉内的黏结。

(4)本发明的一种COREX竖炉涂层球团的生产系统，其下料管及压缩空气管路上均设有流量控制阀，从而便于对涂料液及压缩空气的流量进行有效控制，进一步保证了涂层的厚度及强度。

(5)本发明的一种COREX竖炉涂层球团的生产系统，所述的输送机构包括一级输送装置和二级输送装置，其中二级输送装置的输入端位于一级输送装置的输出端下方，且喷涂机构的喷射方向位于一级输送装置的输出端与二级输送装置的输入端之间，即沿着一级输送装置的下料流方向进行喷涂，从而有利于保证整个球团表面涂层的均匀性。

(6)本发明的一种COREX竖炉涂层球团的生产系统，混料罐与涂层料仓及储水箱之间的管路上均设有流量控制阀，从而能够有效控制涂层液的浓度，保证所得涂层球团对黏结现象的抑制效果。上述储水箱的进水口通过管路与自动吸水泵相连，且储水箱内安装有水位计，从而可以对储水箱内的水位进行自动控制，当水位降低至设定值时，通过自动吸水泵自动加水，当水位升高至设定值时则控制自动吸水泵停止供水。

(7)本发明的一种COREX竖炉涂层球团的生产系统，是在皮带转运处加装涂层喷枪，不需要对现有的设备进行较大改造，设备和操作较简单，成本较低，便于工业推广应用。

附图说明

图1为本发明的一种COREX竖炉涂层球团的生产系统的结构示意图；

图2为本发明的喷涂机构的结构示意图；

图3为实施例1获得的还原金属化球团的黏结指数曲线。

附图中的标号说明：

1、焙烧炉；2、环冷区；301、一级输送装置；302、二级输送装置；4、下料管；5、压缩空气管路；6、喷枪；7、空气压缩机；8、干燥炉；9、偏心搅拌装置；10、混料罐；11、称重装置；12、涂层料仓；13、储水箱；14、自动吸水泵。

具体实施方式

为进一步了解本发明的内容，现结合附图和实施例对本发明作详细描述。

实施例1

如图1所示，本实施例的一种COREX竖炉涂层球团的生产系统，该生产系统包括焙烧炉1、输送机构、喷涂机构和混料罐10，其中，所述的焙烧炉1与环冷区2输送相连，通过输送机构对环冷区2的待涂覆氧化球团进行输送，经焙烧炉1焙烧后得到的氧化球团经过环冷区2冷却至100℃，经过筛分出8-16mm的合格粒度后通过输送机构进行输送，所述的喷涂机构位于输送机构的上方，通过喷涂机构将混料罐10内的涂料混合液喷涂至待涂覆氧化球团的表面，从而可以在氧化球团的表面制备一层均匀的涂层，且涂层与氧化球团之间的结合牢固，能够有效抑制COREX竖炉内球团之间的黏结现象，解决了现有技术中由于黏结现象造成的频繁竖炉清空，使得我国铁水成本升高，竞争力不足，成为阻碍COREX工艺发展瓶颈的问题。本实施例通过焙烧炉将生球球团进行焙烧得到氧化球团然后再进行涂覆，从而可以进一步保证涂层材料作用的充分发挥，提高涂层材料与球团之间的结合牢固性。此外，本实施例的生产装置操作简单，自动化程度高，涂层厚度均匀，便于控制，对涂层球团的生产控制精度高，适于工业化推广应用。

实施例2

如图1所示，本实施例的一种COREX竖炉涂层球团的生产系统，该生产系统包括焙烧炉1、输送机构、喷涂机构和混料罐10，其中，所述的焙烧炉1与环冷区2输送相连，通过输送机构对环冷区2的待涂覆氧化球团进行输送，所述的喷涂机构位于输送机构的上方，通过喷涂机构将混料罐10内的涂料混合液喷涂至待涂覆氧化球团的表面。本实施例中混料罐10内的涂料为由轻烧白云石、Ca(OH)₂、无烟煤和水组成的混合液，从而可以保证在高效抑制COREX竖炉内球团间黏结现象的同时仍能保持较高的金属化率，防止金属化率的降低，且该涂层材料较易均匀地涂覆于球团表面，涂层材料与球团的结合较牢固，从而保证了其使用效果。

本实施例的输送机构包括一级输送装置301和二级输送装置302，其中二级输送装置302的输入端位于一级输送装置301的输出端下方，且喷涂机构的喷射方向位于一级输送装置301的输出端与二级输送装置302的输入端之间，即沿着一级输送装置301的下料流方向进行喷涂，从而有利于保证整个球团表面涂层的均匀性。所述二级输送装置302的输出端与干燥炉8相连，该干燥炉8的出料口通过输送装置与竖炉上料口相连。经喷涂后制成的涂层球团经皮带运输至干燥炉8进行干燥，最后将合格的涂层球团运输至竖炉上料区。

所述的喷涂机构包括喷枪6、下料管4、压缩空气管路5和空气压缩机7，其中，喷枪6一方面通过下料管4与混料罐10的出料口相连，另一方面通过压缩空气管路5与空气压缩机7相连，下料管4及压缩空气管路5上均设有流量控制阀。在压缩空气的作用下将混料罐10内的涂料液喷涂至球团表面，从而能够有效保证涂层与球团结合的牢固性，所得涂层的致密性、紧实性及强度较高，涂层厚度均匀且易控，有利于有效防止涂层与球团之间发生剥裂，从而进一步保证了涂层球团的使用性能，能够有效防止球团在COREX竖炉内的黏结。通过流量控制阀可以对混料罐10的下料量及压缩空气的流量进行有效控制，从而能够使涂料液均匀地裹覆于球团表面，压力保证球团表面涂层的紧实性，能够有效防止涂层与球团之间发生剥裂，从而进一步保证了涂层球团的使用性能，能够有效防止球团在COREX竖炉内的黏结。

上述混料罐10通过管路分别与涂层料仓12及储水箱13相连，混料罐10的内部设有偏心搅拌装置9，通过偏心搅拌装置9进行搅拌可以更好的防止涡流，使搅拌更加均匀。所述的混料罐10与涂层料仓12及储水箱13之间的管路上均设有流量控制阀，从而能够有效控制涂层液的浓度，保证所得涂层球团对黏结现象的抑制效果。上述储水箱13的进水口通过管路与自动吸水泵14相连，且储水箱13内安装有水位计，从而可以对储水箱13内的水位进行自动控制，当水位降低至设定值时，通过自动吸水泵14自动加水，当水位升高至设定值时则控制自动吸水泵14停止供水。涂层料仓12的下方设有称重装置11，从而可以对涂层料仓12内的涂料含量进行有效控制，当称重装置11显示料仓已满，自动停止进料，当涂层料降至最低料线，可以人工进行上料或自动控制进行上料。上述涂层料仓12的下料口设有震动装置，从而能够有效防止涂料下料过程中因发生粘接而影响下料，保证下料的正常进行。

如图2所示，本实施例的下料管4与喷枪6相连的一端包括至少三个支管，且喷枪6上可根据实际需要均布4-8个喷嘴，每个喷嘴分别对应与压缩空气管路5的一个支管相连，且上述喷嘴对应分布于一级输送装置301下料流方向的两侧，从而可以进一步保证所得球团表面涂层的均匀性。

采用本实施例的COREX竖炉涂层球团的生产系统来生产涂层球团的具体步骤为：

(1)先将生球球团置于920℃下预热14min，然后置于焙烧炉1内焙烧形成氧化球团成品，控制焙烧炉1的焙烧温度为1250℃，焙烧时间为14min，升温速率为8℃，本实施例焙烧后所得氧化球团的主要组分见表1。

表1.焙烧后球团矿成分

发明人一直致力于COREX竖炉内球团间黏结现象抑制的研究，并最初采用生球球团来直接制备涂层球团，但发明人在实验过程中发现，采用生球球团制备得到的涂层球团矿焙烧后相互之间仍易黏结在一起，也与粘土耐火盘黏结在一起，从而引出了一系列的负面效应。为此，发明人进行了大量的实验研究却意外发现，将生球球团焙烧后得到熟球团，然后再在球团表面制备涂层，可以保证涂层作用的充分发挥，有效防止了COREX竖炉内球团黏结的发生，克服了采用生球造球时涂层球团之间仍易黏结在一起的不足。

此外，本实施例通过使生球球团在焙烧之前先进行预热处理，并对生球球团预热及焙烧处理的工艺参数进行优化设计，从而可以有效保证球团入炉后的强度，降低了球团的粉化率，克服了因入炉球团低温还原粉化率高而造成入炉粉末过多、加重黏结现象的不足。

(2)将500g焙烧后的球团使用输送机构进行输送，当氧化球团由一级输送装置301向二级输送装置302转送时，通过喷涂机构将混料罐10内的涂料混合液喷涂至球团表面。具体的，使涂层料仓12内的涂料及储水箱13内的水分别通过管道进入混料罐10，并通过流量控制阀控制涂料与水的混合比例，利用混料罐10内的偏心搅拌装置9进行混合搅拌均匀形成涂料混合液，混料罐10内的涂料混合液进入喷枪6后，打开压缩空气管路5上的流量控制阀，在高压压缩空气的冲击下将涂料混合液高速喷射到球团表面，即制成涂层球团。本实施例的涂层液中轻烧白云石、Ca(OH)₂和无烟煤的质量比例为6:1:2，且轻烧白云石、Ca(OH)₂和无烟煤的质量之和占混合液总质量的百分比为30％，控制压缩空气管路5及下料管4上的流量控制阀，使压缩空气的压力为0.6MPa，所得涂层球团的强度＞2500N，涂层的厚度为0.2mm，且涂层的质量为球团质量的0.5％。

现有技术中通常采用氧化钙或氧化镁作为防黏剂(如申请号为201410407653.1的发明专利)，但发明人经过试验研究发现，采用氧化钙作为防黏剂对于抑制COREX竖炉内的球团黏结现象效果并不理想，且由于还原过程中有H₂O生成，氧化钙会放出大量的热量，从而影响炉内的热平衡。发明人先前通过大量实验研究发现，选用Ca(OH)₂作为固体抑制剂，对于抑制COREX竖炉内的球团黏结现象具有较好的效果，对黏结指数的抑制起到了明显有效的作用，同时选用Ca(OH)₂作为固体抑制剂也不会引入新的杂质元素，不会增加冶炼负担，相比机械破碎，可以在源头上抑制黏结的产生。但是经过检测发现，当Ca(OH)₂涂层的厚度过大时，会造成金属化率的显著降低，从而影响钢铁冶炼的效果，最终所得钢铁产品难以满足质量要求。因此，如何保证在有效抑制球团之间黏结现象发生的基础上，减轻涂层材料对球团金属化率的抑制作用，保证球团具有较高的还原率是困扰发明人的最大问题。此外，当采用Ca(OH)₂作为固体抑制剂时，涂层的涂覆工艺较为复杂，涂层涂覆比较麻烦，难以进行自动化控制。

基于采用Ca(OH)₂涂层来抑制COREX竖炉内球团间黏结现象存在的以上不足，发明人结合对COREX竖炉内球团间黏结现象及Ca(OH)₂抑制球团黏结的机理分析，进行了一系列实验研究对涂层材料的组分进行进一步改进，最终获得了本发明涂层材料的组分及配比，通过突破性地利用Ca(OH)₂、轻烧白云石及无烟煤在特定配比下的配合及相互协调作用，从而可以有效抑制COREX竖炉内球团间的黏结现象，并能够防止球团还原后金属化率的降低，保证球团的还原率及钢铁冶炼的质量，很好地解决了采用Ca(OH)₂涂层抑制球团黏结时不可避免地会造成球团金属化率大幅降低的不足。其中，涂层材料中的Ca(OH)₂及轻烧白云石(本实施例所用轻烧白云石的主要成分如表2所示)共同作用在800-950℃之间和FeO形成熔点很高的固溶体，不会发生软化，从而能够在氧化球团表面形成一层球壳状的致密保护层，进而能够有效防止边缘铁离子的相互渗透，抑制球团间的黏结现象。但保护壳越厚，致密性越好，其对于黏结的抑制作用也就会越好，但却会造成球团还原后金属化率的显著降低。由于无烟煤的燃烧温度为300-400℃，在低温时就可以反应掉，从而能够形成很多气体通道，有利于增加表面的孔隙率，防止球团表面致密的涂层材料对还原反应的阻碍作用，阻止了球团还原后金属化率的降低，同时又很好的形成了球团间的阻隔，保证了对球团黏结的抑制。

表2轻烧白云石成分

发明人在研究过程中还分批尝试了采用镁球、白云石、石灰石和轻烧白云石等来制备涂层材料，结果表明，只有将Ca(OH)₂、轻烧白云石及无烟煤按照特定比例进行混合制备涂层材料才能够既保证对球团间黏结现象的高效抑制作用，同时又能够保证球团还原后仍具有较高的金属化率。发明人先前先尝试了采用白云石与Ca(OH)₂及无烟煤混合来制备涂层球团，但由于白云石矿相组成为钙和镁的固溶体，其架构比较致密，强度高，从而会显著降低还原球团的金属化率；此外，白云石在分解过程中也会吸收大量的热量，从而易造成球团急冷。单纯的氧化钙也不能很好地解决球团黏结问题，并且由于其还原过程中有H₂O生成，而氧化钙会放出大量的热量，从而会影响炉内的热平衡。最终发明人通过实验意外发现，将轻烧白云石与Ca(OH)₂及无烟煤按照特定比例混合制备涂层球团时，由于轻烧白云石的矿相组成为固溶体及氧化钙和氧化镁的混合物，从而既能够保证所得涂层的强度，球团还原过程中也不会吸收和放出大量的热量，不会影响炉内的热平衡。研究表明，采用基于轻烧白云石涂层液的涂层球团，对金属化率的降低是最小的。

发明人经过大量实验研究对无烟煤的含量及粒度进行优化设计，从而可以有效控制涂层表面的气孔率及气孔的大小，防止当气孔过大、过多时不利于球团黏结现象的抑制，而当气孔过少、过小时对防止球团还原后金属化率降低的作用不显著。此外，涂层的涂覆方式对最终所得涂层的强度、厚度等性能至关重要，发明人通过大量实验研究对涂层的涂覆方式进行优化设计，通过采用本实施例的高压喷涂方式进行涂覆，并严格控制压缩空气的压力数值，从而能够保证所得涂层的强度及致密性，进一步提高涂层与球团之间的结合牢固性，满足球团对防黏结性能的要求，同时能够有效控制球团表面涂层的厚度，防止涂层过厚时对钢铁产品质量及球团还原后金属化率的影响。

(3)涂层球团喷涂后经二级输送装置302输送至干燥炉8，于120±5℃恒温干燥120-150min，干燥后的涂层球团运输至竖炉上料区，并置于石墨坩埚中在焙烧炉中分别于800℃、850℃、900℃下还原180min，还原气采用H₂、CO和CO₂的混合气体，还原气体流量为：H₂-0.2m³/h，CO-0.6m³/h，CO₂-0.08m³/h。还原结束后，在保护气N₂-0.2m³/h的气氛下冷却至室温，荷重挤压力为538N。

本实施例通过将制成的涂层球团进行烘干处理，并对COREX竖炉内的还原温度、还原时间进行优化控制，从而可以进一步减少球团在COREX竖炉内的黏结现象。在现有的竖炉还原工艺中，由于COREX炉中H₂所占比例较小，更容易发生固相黏结。因此，本实施例中发明人通过适当增加还原气中H₂的体积百分比，在一定程度上能够减缓铁晶须黏结类型的产生，从而有助于进一步抑制COREX预还原竖炉内的球团黏结现象。

本实施例的涂层球团还原结束后，获得还原金属化球团，测定其球团黏结指数，球团黏结指数测定方法为：取还原后样品中相互黏结的球团称重，并从1m的高度落下10次，记录每次落下后仍黏结在一起的重量，然后用每次落下后的黏结的球团质量对落下次数作图。定义黏结指数(SI)为图中曲线之下面积所占的百分比，还原后的球团样品若无黏结的情况则黏结指数为0，而当落下10次后球团结块的质量无变化则认为此时球团还原后的黏结指数为100％。由图3中测试结果表明，本实施例还原后的球团黏结指数SI<25％，符合工艺要求。

实施例3

本实施例的一种COREX竖炉涂层球团的生产系统的结构同实施例1，使用该系统生产涂层球团的具体步骤为：

(1)先将生球球团置于900℃下预热15min，然后置于焙烧炉1内进行焙烧形成氧化球团成品(焙烧后氧化球团的主要成分同实施例1)，控制焙烧炉1的焙烧温度为1280℃，焙烧时间为15min，升温速率为10℃，焙烧后所得氧化球团的主要组分与实施例1接近。

(2)将500g焙烧后的球团使用输送机构进行输送，当氧化球团由一级输送装置301向二级输送装置302转送时，通过喷涂机构将混料罐10内的涂料混合液喷涂至球团表面，即制成涂层球团。本实施例的涂层液中轻烧白云石、Ca(OH)₂和无烟煤的质量比例为6:1:2，且轻烧白云石、Ca(OH)₂和无烟煤的质量之和占混合液总质量的百分比为30％，控制压缩空气管路5及下料管4上的流量控制阀，使压缩空气的压力为0.4MPa，所得涂层球团的强度＞2500N，涂层的厚度为0.1mm，且涂层的质量为球团质量的0.35％。本实施例中所用轻烧白云石的主要成分同实施例1。

(3)涂层球团喷涂后经二级输送装置302输送至干燥炉8，于120℃下恒温干燥140min，干燥后的涂层球团运输至竖炉上料区，并置于石墨坩埚中放在焙烧炉中分别于800℃、850℃、900℃下还原160min，还原气采用H₂、CO和CO₂的混合气体，还原气体流量为：H₂-0.25m³/h，CO-0.55m³/h，CO₂-0.09m³/h。还原结束后，在保护气N₂-0.2m³/h的气氛下冷却至室温，荷重挤压力为538N。本实施例的涂层球团还原结束后，获得还原金属化球团，测定其球团黏结指数，测试结果与实施例1接近。

实施例4

(1)先将生球球团置于950℃下预热13min，然后置于焙烧炉1内进行焙烧形成氧化球团成品(焙烧后氧化球团的主要成分同实施例1)，控制焙烧炉1的焙烧温度为1265℃，焙烧时间为14min，升温速率为6℃，焙烧后所得氧化球团的主要组分与实施例1接近。

(2)将500g焙烧后的球团使用输送机构进行输送，当氧化球团由一级输送装置301向二级输送装置302转送时，通过喷涂机构将混料罐10内的涂料混合液喷涂至球团表面，即制成涂层球团。本实施例的涂层液中轻烧白云石、Ca(OH)₂和无烟煤的质量比例为5:1:2，且轻烧白云石、Ca(OH)₂和无烟煤的质量之和占混合液总质量的百分比为33％。控制压缩空气管路5及下料管4上的流量控制阀，使压缩空气的压力为0.5MPa，所得涂层球团的强度＞2500N，涂层的厚度为0.2mm，且涂层的质量为球团质量的0.45％。本实施例中所用轻烧白云石的主要成分同实施例1。

(3)涂层球团喷涂后经二级输送装置302输送至干燥炉8，于115℃下恒温干燥150min，干燥后的涂层球团运输至竖炉上料区，并于石墨坩埚中放在焙烧炉中分别于800℃、850℃、900℃下还原150min，还原气采用H₂、CO和CO₂的混合气体，还原气体流量为：H₂-0.4m³/h，CO-0.4m³/h，CO₂-0.08m³/h。还原结束后，在保护气N₂-0.2m³/h的气氛下冷却至室温，荷重挤压力为538N。本实施例的涂层球团还原结束后，获得还原金属化球团，测定其球团黏结指数，球团黏结指数测定方法如实施例1，测试结果与实施例1接近。

综上，采用本发明的生产系统生产得到的涂层球团能够有效抑制竖炉内球团间的黏结现象，且对涂层的厚度控制较精确，所得涂层球团表面涂层厚度均匀、致密，能够有效保证所得涂层球团的使用强度，且本发明涂层球团的生产系统操作简单、自动化程度高，能够有效保证所得涂层球团的质量，便于工业化推广使用。

以上示意性的对本发明及其实施方式进行了描述，该描述没有限制性，附图中所示的也只是本发明的实施方式之一，实际的结构并不局限于此。所以，如果本领域的普通技术人员受其启示，在不脱离本发明创造宗旨的情况下，不经创造性的设计出与该技术方案相似的结构方式及实施例，均应属于本发明的保护范围。

Claims

1.一种COREX竖炉涂层球团的生产方法，其特征在于：采用COREX竖炉涂层球团的生产系统进行生产，该生产系统包括焙烧炉（1）、输送机构、喷涂机构和混料罐（10），其中，所述的焙烧炉（1）与环冷区（2）输送相连，通过输送机构对环冷区（2）的待涂覆氧化球团进行输送，所述的喷涂机构位于输送机构的上方，通过喷涂机构将混料罐（10）内的涂料混合液喷涂至待涂覆氧化球团的表面；所述的喷涂机构包括喷枪（6）、下料管（4）、压缩空气管路（5）和空气压缩机（7），其中，所述的喷枪（6）一方面通过下料管（4）与混料罐（10）的出料口相连，另一方面通过压缩空气管路（5）与空气压缩机（7）相连；

将生球球团置于焙烧炉（1）内焙烧形成氧化球团成品并通过输送机构进行输送，然后利用喷涂机构将混料罐（10）内的涂料混合液喷涂至球团表面，控制压缩空气的压力为0.4~0.6Mpa，所述涂料混合液由轻烧白云石、Ca(OH)₂、无烟煤和水组成，且轻烧白云石、Ca(OH)₂和无烟煤的质量比例为6:1:2或5:1:2。

2.根据权利要求1所述的一种COREX竖炉涂层球团的生产方法，其特征在于：所述的下料管（4）及压缩空气管路（5）上均设有流量控制阀。

3.根据权利要求1或2所述的一种COREX竖炉涂层球团的生产方法，其特征在于：所述的下料管（4）与喷枪（6）相连的一端包括至少三个支管，且喷枪（6）上均布4-8个喷嘴，每个喷嘴分别对应与压缩空气管路（5）的一个支管相连。

4.根据权利要求3所述的一种COREX竖炉涂层球团的生产方法，其特征在于：所述的输送机构包括一级输送装置（301）和二级输送装置（302），其中二级输送装置（302）的输入端位于一级输送装置（301）的输出端下方，且喷涂机构的喷射方向位于一级输送装置（301）的输出端与二级输送装置（302）的输入端之间。

5.根据权利要求4所述的一种COREX竖炉涂层球团的生产方法，其特征在于：所述二级输送装置（302）的输出端与干燥炉（8）相连，该干燥炉（8）的出料口通过输送装置与竖炉上料口相连。

6.根据权利要求3所述的一种COREX竖炉涂层球团的生产方法，其特征在于：所述的混料罐（10）通过管路分别与涂层料仓（12）及储水箱（13）相连，且混料罐（10）与涂层料仓（12）及储水箱（13）之间的管路上均设有流量控制阀。

7.根据权利要求6所述的一种COREX竖炉涂层球团的生产方法，其特征在于：所述储水箱（13）的进水口通过管路与自动吸水泵（14）相连，且储水箱（13）内安装有水位计。

8.根据权利要求6所述的一种COREX竖炉涂层球团的生产方法，其特征在于：所述涂层料仓（12）的下方设有称重装置（11），该涂层料仓（12）的下料口设有震动装置。

9.根据权利要求8所述的一种COREX竖炉涂层球团的生产方法，其特征在于：所述混料罐（10）的内部设有偏心搅拌装置（9）。