CN110835678B - 一种熔剂性复合含碳球团的制造方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开一种提供熔剂性复合含碳球团的制造方法，该方法通过两次造球，所生产熔剂性含碳球团碱度和还原碳呈梯度分布，解决熔剂性含碳球团内部自还原延迟的问题；使自熔性球团矿在焙烧过程中不易粘结，解决自熔性球团矿生产过程中的回转窑结圈和粘结台车篦条的问题；利用高碱度烧结返矿作为成球核心，进行一次造球，生产单球多碱度的熔剂性复合球团，开辟了烧结返矿利用的新途径。
Description
技术领域
本发明属于炼铁生产技术领域，特别涉及一种熔剂性复合含碳球团的制造方法。
背景技术
高炉炉料结构是炼铁生产能否实现优质、低耗、高产的重要前提和物质基础。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，因此球团厂主要生产酸性球团，其还原膨胀、软容滴落和高温还原等冶金性能较差，已不能满足现代化高炉快速操作的要求。生产冶金性能良好的自熔性球团矿已成为各球团生产厂家提高球团质量的优先方向。
作为高炉炼铁的原料已经工业化的球团矿有酸性氧化性球团、熔剂性球团和自熔性球团三种，但目前高炉生产普遍应用的是酸性氧化性球团。酸性球团和熔剂球团以二元碱度值(CaO/SiO2)的大小来区分。按照美国铁矿协会的试验标准，规定碱度值(CaO/SiO2)大于0.6才能称为熔剂性球团，碱度值(CaO/SiO2)大于1.0称为自熔性球团。
从改善我国高炉炉料结构的实际出发，应重视发展球团矿生产，尤其是熔剂性球团。熔剂性球团有其独到的高温性能而倍受青睐，但生产中发现，当熔剂性碱度值(CaO/SiO2)大于1.0时，要求温度区间很窄，一旦操作不当，易粘结成大块，导致不能生产作业。这是由于球团中氧化钙含量较高，焙烧时生成的铁酸钙化合物熔点低，容易出现液相，随着温度的提高，液相量迅速增加，过多的液相会使球团粘结，降低料层的透气性，影响焙烧的正常进行。
针对上述问题，2006年3月，周明顺、刘万山等提出并发表了“复合熔剂性球团的开发研究”，提出了一种新型的复合熔剂性球团工艺,该球团为双层结构球团,中心为高还原性的高碱度烧结矿结构,外层为酸性多孔氧化镁质含炭结构,采用两次造球工艺完成生球的制备。该球团矿能将烧结与球团的结构优点完美地结合到一起,有利于低温和高温的还原,避免了高碱度烧结矿的低温还原粉化现象发生,实现所期望的理想结构。虽然该工艺部分解决了自熔性球团焙烧时粘结问题，且在还原过程中的阻力低于普通酸性球团，但由于球团外层为酸性结构，其产品不可避免的存在“还原停滞现象”。
CN90109395.5公布了一种返矿核心球团矿制造方法，是将球团返矿直接参加配料，造球生产球团矿。首先将球团返矿用水进行润湿，水份为6％～10％，使返矿中的粗颗粒具备成核功能，然后与铁精矿粉、皂土等混合进行造球；为了保证造球过程中生球能不断长大，造球过程加水方式为雾化水，本发明采用球团返矿代替部分铁精矿，可实现球团—返矿—再球团的闭路循环，但生产的依然是普通酸性球团矿，不具有高碱度烧结矿的优良冶金性能。
CN201010600752.3公布了一种镁质自熔性球团及其制备方法。其特征在于向含铁原料中外加2～4％的镁砂和1～2％的膨润土并充分混匀，混匀后的混合料的水分为5～10％；润磨1～8min，造球，干燥，然后在温度800℃～1000℃条件下预热，预热时间为10min～20min；最后在温度为1180℃～1300℃条件下焙烧，焙烧时间为15～35min，制备的镁质自熔性球团矿，TFe≥59％，MgO＞2％，三元碱度＞0.8。该方法制成的球团矿的低温还原粉化率、还原膨胀性能、软融滴落性能和高温还原性等冶金性能均有较大改善。但该方法没有很好解决高碱度球团的粘结性问题，且忽略了球团碱度变化后焙烧制度的改变。
发明内容
针对现有技术的缺陷，本发明所要解决的技术问题是提供一种熔剂性复合含碳球团的制造方法，该方法通过两次造球，所生产熔剂性含碳球团碱度和还原碳呈梯度分布，解决熔剂性含碳球团内部自还原延迟的问题；使自熔性球团矿在焙烧过程中不易粘结，解决自熔性球团矿生产过程中的回转窑结圈和粘结台车篦条的问题；利用高碱度烧结返矿作为成球核心，进行一次造球，生产单球多碱度的熔剂性复合球团，开辟了烧结返矿利用的新途径。
为了实现发明目的，本发明采取的技术方案如下：
一种熔剂性复合含碳球团的制造方法，其特征在于：
1)高铁低硅铁矿粉、粘结剂和燃料组成混合料，其中高铁低硅铁矿粉的质量分数为75％～85％；粘结剂为膨润土或羧甲基纤维素钠，其质量分数为1％～3％；燃料为焦粉、无烟煤和生物质碳粉中的一种或几种，其添加质量分数为15％～20％；向混合料中添加生石灰形成混合料A，调整生石灰添加量，使混合料A的碱度为1.3～1.7；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7.5％～8.5％；
2)对碱度为1.9～2.4、粒度为3mm～6mm的烧结矿返矿进行润湿，以其为造球核心，用混合料A在造球机进行造球，制得粒度为8～12mm的球团核心A；
3)高铁低硅铁矿粉、硼铁精矿、燃料和粘结剂混合均匀制成阻粘腹膜B，其中高铁低硅铁矿粉质量分数为60％～75％，硼铁精矿质量分数为15％～25％；燃料为无烟煤或生物质碳粉，质量分数为10％～15％；粘结剂为羧甲基纤维素钠、腐殖酸钠、膨润土中的一种或两种，质量分数为1.5％～3％；
4)将球团核心A作为造球核继续造球，使润湿后的球团核心A裹上阻粘腹膜B，阻粘腹膜B的厚度为1～4mm；按熔剂性球团矿焙烧制度进行焙烧，制得成品熔剂性复合含碳球团。
所述高铁低硅铁矿粉、燃料、硼铁精矿粉和生石灰粒度小于200目的大于90％。
所述高铁低硅铁矿粉，其全铁质量含量TFe＞67％，SiO2＜4％。
本发明的有益效果：(1)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，解决熔剂性含碳球团内部自还原延迟的问题。(2)本发明方法所得熔剂性球团矿在焙烧过程中不易粘结，解决熔剂性球团矿生产过程中的回转窑结圈和粘结台车篦条的问题。(3)烧结返矿不能直接用于高炉冶炼，本发明利用高碱度烧结返矿作为成球核心，进行一次造球，生产单球双碱度的熔剂性复合球团，开辟了烧结返矿利用的新途径。
具体实施方式
下面结合具体实施例进行说明：
实施例1
高铁低硅铁矿粉、粘结剂和燃料组成混合料，其中高铁低硅铁矿粉的质量分数为82％；粘结剂为羧甲基纤维素钠，其质量分数为1.5％；燃料为焦粉和生物质碳粉，其添加量16.5％；向混合料中添加生石灰形成混合料A，调整生石灰添加量，使混合料A的碱度为1.5。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％；高铁低硅铁矿粉的全铁含量67.8％，SiO2含量为2.95％；高铁低硅铁矿粉、燃料、粘结剂和生石灰粒度小于200目的大于90％。
高铁低硅铁矿粉、硼铁精矿、燃料和粘结剂混合均匀制成阻粘腹膜B，其中高铁低硅铁矿粉质量分数为69％，硼铁精矿质量分数为18％；燃料为无烟煤，质量分数为10％；粘结剂为羧甲基纤维素钠和膨润土，其质量分数为3％；高铁低硅铁矿粉、燃料、粘结剂和硼铁精矿粒度小于200目的大于90％。
对碱度为2.0，粒度为3mm～6mm的烧结矿返矿进行润湿，以其为造球核心，用混合料A在圆盘造球机进行造球，制得粒度为8～10mm的球团核心A。将球团核心A放入造球盘中，使喷水后的球团核裹上阻粘腹膜B，阻粘腹膜B的厚度约2mm～3mm；按熔剂性球团矿焙烧制度进行焙烧，制得成品熔剂性复合含碳球团。
本发明所得熔剂性复合含碳球团焙烧过程中无粘结，其抗压强度为3048N，转鼓强度96.2％，还原膨胀率为10.2％，还原度为75.8％。
实施例2
高铁低硅铁矿粉、粘结剂和燃料组成混合料，其中高铁低硅铁矿粉的质量分数为78％；粘结剂为膨润土，其质量分数为2％；燃料为无烟煤和生物质碳粉，其添加量20％；向混合料中添加生石灰形成混合料A，调整生石灰添加量，使混合料A的碱度为1.6。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％；高铁低硅铁矿粉的全铁含量67.2％，SiO2含量为3.1％；高铁低硅铁矿粉、燃料、粘结剂和生石灰粒度小于200目的大于90％。
高铁低硅铁矿粉、硼铁精矿、燃料和粘结剂混合均匀制成阻粘腹膜B，其中高铁低硅铁矿粉质量分数为65％，硼铁精矿质量分数为17.5％；燃料为无烟煤，质量分数为15％；粘结剂为腐殖酸钠和膨润土，其质量分数为2.5％；高铁低硅铁矿粉、燃料、粘结剂和硼铁精矿粒度小于200目的大于90％。
对碱度为2.0，粒度为3mm～6mm的烧结矿返矿进行润湿，以其为造球核心，用混合料A在圆盘造球机进行造球，制得粒度为8～10mm的球团核心A。将球团核心A作为造球核继续造球，使润湿后的球团核心A裹上阻粘腹膜B，阻粘腹膜B的厚度约1～4mm；按熔剂性球团矿焙烧制度进行焙烧，制得成品熔剂性复合含碳球团。
本发明所得熔剂性复合含碳球团焙烧过程中无粘结，其抗压强度为3502N，转鼓强度96.5％，还原膨胀率为9.8％，还原度为72.3％。
Claims (3)
1.一种熔剂性复合含碳球团的制造方法，其特征在于：
1）高铁低硅铁矿粉、粘结剂和燃料组成混合料，其中高铁低硅铁矿粉的质量分数为78%~85%；粘结剂为膨润土或羧甲基纤维素钠，其质量分数为1%~3%；燃料为焦粉、无烟煤和生物质碳粉中的一种或几种，其添加质量分数为15%~20%；向混合料中添加生石灰形成混合料A，调整生石灰添加量，使混合料A的碱度为1.3~1.7；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7.5 %~8.5%；
2）对碱度为1.9~2.4、粒度为3mm~6mm的烧结矿返矿进行润湿，以其为造球核心，用混合料A在造球机进行造球，制得粒度为8~12mm的球团核心A；
3）高铁低硅铁矿粉、硼铁精矿、燃料和粘结剂混合均匀制成阻粘腹膜B，其中高铁低硅铁矿粉质量分数为60%~69%，硼铁精矿质量分数为15%~25%；燃料为无烟煤或生物质碳粉，质量分数为10%~15%；粘结剂为羧甲基纤维素钠、腐殖酸钠、膨润土中的一种或两种，质量分数为1.5%~3%；
4）将球团核心A作为造球核继续造球，使润湿后的球团核心A裹上阻粘腹膜B，阻粘腹膜B的厚度为1~4mm；按熔剂性球团矿焙烧制度进行焙烧，制得成品熔剂性复合含碳球团。
2.根据权利要求1所述的熔剂性复合含碳球团的制造方法，其特征在于：所述高铁低硅铁矿粉、燃料、硼铁精矿粉和生石灰粒度小于200目的大于90%。
3.根据权利要求1所述的熔剂性复合含碳球团的制造方法，其特征在于：所述高铁低硅铁矿粉，其全铁质量含量TFe＞68%，SiO2＜3%。
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