CN1115336A - 一种防止生产海绵铁粘结的方法 - Google Patents

Abstract

本发明是一种防止生产海绵铁粘结的方法，其特点是：在原料准备阶段，将先制成的矿球或矿块，经过粘粉工艺进行粘粉。其过程是：用煤(或碳)粉与石灰(或白云石)粉按比例混合成混合粉，以水为粘合剂，再经滚压或挤压将混合粉牢固的粘附矿体表面。粘粉的矿体在还原反应过程中，能有效的阻止氧化亚铁及活性金属铁的扩散和粘结，从而达到直接还原生产海绵铁过程中防止矿体间的粘结和炉壁的结瘤的目的。同时有利于提高海绵铁的产量和质量。该方法实施简易，成本低。

Description

一种防止生产海绵铁粘结的方法

本发明是属于直接还原生产海绵铁技术领域，是涉及一种防止在海绵铁生产过程中粘结、结瘤的新方法。

用直接还原生产海绵铁是一项成熟的工艺，但在生产过程中存在矿体间粘结和矿体与炉壁结瘤的问题，直接影响了生产的正常进行及生产率的提高，也影响海绵铁事业发展。目前，国内外针对这个问题采取了不少措施，如：1、扩大碳与矿的配比，以减少矿与矿之间或反应炉壁直接接触的机会。2、改善炉体几何角度。3、提高炉体内壁表面的光洁度。4、利用活性高的煤(碳)，采用温度下限控制操作。5、用焦粉或煤粉隔离矿体与炉壁的接触。6、装炉前对矿体粉末清除等等。这些措施在实践中仍不能阻止矿体在氧化铁转化为金属铁过程中氧化亚铁、活性金属铁对其矿体间表面及炉壁的扩散或粘结。

本发明的目的是：针对现有技术的缺点和不足，提供一种通过在矿体表面粘附细煤(或碳)，石灰(或白云石)，制成粘粉矿体(球或块)作为生产海绵铁的原料，能有效防止在冶炼海绵铁还原反应过程中氧化亚铁及活性金属铁的扩散和粘结。解决矿体间的粘结和炉壁的结瘤的方法。

本发明的目的是这样实现的：在直接还原生产海绵铁的原料准备阶段，首先将矿粉造成矿球(或矿块)，直径(或粒径)为10—15mm，再进行矿体粘粉。其工艺过程是：采用煤(或碳)粉、石灰(或白云石)粉为粉料(其粒度均为—75目以下)、两种粉的体积比例为3—6∶1混匀充即可。用水作为结合剂(水份应为8—12％)将混合粉在矿体表面上进行粘结，并通过造球机或挤压机使混合粉层滚压至被水浸透为止。粉层厚度是根据矿体性质而定，一般为0.2—1.2mm，此粉球(或块)、可直接投入炉内进行生产，也可放到一边存放，自然阴干，如果将粉球进行高温、高湿度处理，效果更好。

在制造粉球的过程中，CaO及其水化物不仅把煤(或碳)粉粘在矿体表面，同时它的胶质体对矿体表面进行渗透，矿粉在其作用下形成外壳、将煤粉和矿粉粘合为一体，使其具有一定的强度，粘粉矿体在生产过程中从湿态到干燥态，从常温区到高温区能保持一定形状和满足不同工艺条件下的负载要求，对还原反应影响不大。

在还原过程中，煤粉被氧化后，呈强度很弱的粉状层存在，其残骸如同煤灰一样粘结在矿体表面，具有阻止和破坏氧化亚铁，活性金属铁扩散和粘结的能力，另有其粉状层可成为隔离层，防止还原后期的晶相粘结。因此，采用粘煤粉矿体生产海绵铁，能有效地防止矿体间的粘结和炉壁结瘤。

另外，采用此方法，可适当提高反应温度，加速反应过程，有利于提高生产率，同时因矿体外层的CaO有吸收硫化物作用，可降低硫含量有利提高产品质量。

本发明与不粘粉矿体生产海绵铁，比较具有如下优点：

1、采用粘粉矿体为原料，在生产海绵铁过程中能有效的防止矿体粘结和炉壁结瘤事故发生，保证生产顺利进行。

2、本发明工艺简单、易操作，只在原料准备阶段将矿体制成符合要求的球或块和增加粘粉工艺即可，节省投资。

3、采用该方法生产海绵铁，可直接采用矿粉冷球或块(不烧结)，比一般用烧结球团料成本低，开辟了海绵铁生产的新路。

4、本方法在造球(或块)过程中掺入其它物质少(主要加入水)所以杂质少，而燃料中的硫化物又能被矿体表层的CaO所吸收，因此，可以提高产品质量。

5、本方法采用压或滚制成形的矿体(不经烧结)，矿粉间仍保留一定缝隙，透气性好。另有，粘粉矿料还可适当提高反应温度，均可加速还原反应过程，有利于提高生产率。

实施例：

本发明实施例是采用两种矿球为原料：一种为不粘粉烧结球团料，一种是粘粉的矿球料。在同一设备中，用同一方法生产海绵铁试验，在还原反应过程中呈现以下两种状况，用以进一步说明，在保证产量和质量的前提下，粘粉矿球能有效的阻止矿体粘结和炉壁结瘤问题。

(1)、原料准备：

不粘粉烧结球团料：采用太钢峨口烧结球团料。

粘粉矿球：采用太钢峨口矿粉直径为φ10—15mm矿球。

料粉：是采用肥气煤或阳泉煤和一级钙质生石灰粒度均为—100目左右。

粘合剂为水。

(1)、粘粉工艺：将煤粉、石灰粉按4∶1体积比例进行混合成混合粉，以水为粘合剂(水份为8％)、将制成矿球放入园盘造球机对矿球表面进行粘粉，粉层厚度为0.3—1.0mm，当矿球表面的粉滚压至被水份浸透为止，可直接投炉内使用，余部分可放一边存放，自然阴干(温度可在18—32℃)。

(3)、直接还原生产海绵铁试验。

本试验是采用外热法(煤基)，设备为反应缶壁厚为30mm，内径为90mm的高铝质耐火管，还原温度：缶外温度为1100—1230℃，缶内反应温度为1050—1150℃，还原剂为焦粉(也可用煤粉)粒径为0.8—4mm，混合装料，矿球、焦粉比为1∶0.6，缶内用隔离层分为左右两半，一边装有峨口烧结球团料，一边装有粘粉矿球料，还原过程中，在不同金属化率条件下，两种矿球矿体间的粘结和缶壁结瘤情况比较见下表。

两种矿球在反应过程中对比表：

金属化率(％)	不粘粉烧结球团料	粘粉矿球料
			约24％	较多球已有粘结	没有
约＜80％	对缶壁出现有轻微瘤结	没有
			约＞80％	个别球因“铁针须”粘结，不易剥离	个别粉球也因“铁针须”粘结，但晶相粘结不牢，易剥离
约≥90％	用放大镜放大20倍观察表面，表面杂物附着不多	表面杂质附着较多，是表面形成粉状层所致

从上表中不难看出，粘粉球在直接还原过程中能有效的阻止矿体粘结及缶壁粘结问题。

两种矿球，对还原反应影响情况：在同一条件下，金属化率＜70％时，粉球外表不如烧结球还原的好，但断面观察粉球内部反应较均匀，比烧结球还原的好。当金属化率＞80％时，两者差不多。因此，对还原反应影响不大。

Claims (5)

1、一种防止生产海绵铁粘结方法，其特征在于，在直接还原生产海绵铁的原料准备阶段，将制成具有一定尺寸的矿球或矿块，经过粘粉工艺进行表面粘粉，其过程是：用煤(或碳)粉和石灰(或白云石)粉，按一定体积比例混合好作为粉料，水作为粘合剂，进行滚压或挤压将混合粉牢固粘在矿体表面，制成的粘粉矿体作为生产海绵铁原料。

2、根据权利要求1所述防止生产海绵铁粘结的方法，其特征在于制造矿球(或矿块)的直径(或粒径)为10—15mm。

3、根据权利要求1所述防止生产海绵铁粘结的方法，其特征在于，煤(或碳)粉和石灰(或白云石)粉，粒度均为—75目以下，两种粉混合体积比为3—6∶1。

4、根据权利要求1所述防止生产海绵铁粘结的方法，其特征在于粘合剂为水，水份为8—12％。

5、根据权利要求1所述防止生产海绵铁粘结的方法，其特征在于粘粉层根据矿体本身性能而定，一般为0.2—1.2mm。