CN112126782A - 一种碱性球团矿用粘结剂及制取方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种碱性球团矿用粘结剂及制取方法，该粘结剂由碱性胶凝材料和酸性粉体材料混合均质制成的无膨润土粘结剂，无膨润土粘结剂中的CaO与MgO含量的总和不低于65%、SiO2的含量不大于20%、Al2O3含量不大于3.0%；无膨润土粘结剂的细度不大于0.045mm。本发明提供了一种主要成分（CaO和MgO等）对高炉造渣有用有利的且不使用膨润土的、生球强度和爆裂温度满足现有工艺设备实际需求的粘结剂。本发明对节约膨润土资源，减少高炉炼铁造渣的材料消耗、减少渣量、降低焦比，极具经济及生态环保等方面的积极意义。

Description

一种碱性球团矿用粘结剂及制取方法
技术领域
本发明属钢铁冶金技术领域，具体涉及一种碱性球团矿用粘结剂及制取方法。
背景技术
目前，现有的磁铁矿生产高炉用氧化球团矿时，几乎全部使用膨润土造作为造球、改善干燥工艺等的粘结剂，其原因是膨润土具有使磁铁矿造球工艺性能如生球强度好、爆裂温度高等指标的作用。但是采用膨润土的氧化球团矿存在只能生产酸性或半碱性球团矿的缺点（因碱度高时，球团矿在焙烧生产过程中爆裂和粉化严重，造成球团矿生产过程中竖炉或链篦机回转窑设备作业不顺或事故）。另外，膨润土中的Al2O3成分不仅增加了高炉炼铁时的渣量而且存在劣化高炉初渣性能（如使渣变粘）的缺点，因此，若能发明一种不使用膨润土的、生球强度和爆裂温度满足现有工艺设备实际需求的、且这种材料的主要成分为CaO和MgO等对高炉造渣有利的组分，对节约膨润土资源，减少高炉炼铁造渣的材料消耗、减少渣量、降低焦比，极具经济及生态环保等方面的积极意义。
发明内容
本发明的发明目的：主要针对上述情况，为克服现有技术之缺点，本发明之目的就是提供一种生球强度和爆裂温度满足现有工艺设备实际需求的、不使用膨润土的、且这种材料的主要成分为CaO和MgO等对高炉造渣有利的组分的碱性球团矿用粘结剂及制取方法。
本发明的技术方案为：本发明提供了一种碱性球团矿用粘结剂，该碱性球团矿用粘结剂为由碱性胶凝材料和酸性粉体材料混合均质而制成的无膨润土粘结剂，无膨润土粘结剂中的CaO与MgO含量的总和不低于65%、SiO2的含量不大于20%、Al2O3含量不大于3.0%，无膨润土粘结剂的细度不大于0.045mm。
所述的无膨润土粘结剂中的酸性粉体材料为硅灰、二氧化硅微粉中的一种及以上，碱性胶凝材料为生石灰、轻烧白云石灰、轻烧氧化镁粉中的一种及以上。
制取所述的碱性球团矿用粘结剂的方法为：
步骤一：将碱性胶凝材料按适宜配比配制成碱性混合料；
步骤二：将碱性混合料破碎成小于5mm的粉料；
步骤三：将酸性粉体材料和上述小于5mm的粉料按适当配比配料并混匀成粘结剂混合料；
步骤四：将粘结剂混合料细磨制成细度不大于0.045mm的、且成分均匀的碱性球团矿用粘结剂。
本发明的有益效果是：本发明克服了传统的高炉用球团矿采用膨润土作为造球粘结剂的缺点（如膨润土中Al2O3成分增加高炉炼铁时的渣量而且存在增加高炉初渣粘度的缺点）、本发明提供了一种不使用膨润土的、生球强度和爆裂温度满足现有工艺设备实际需求的、且这种材料的主要成分为CaO和MgO等对高炉造渣有利的成分，对节约膨润土资源，减少高炉炼铁造渣的材料消耗、减少渣量、降低焦比，极具经济及生态环保等方面的积极意义。
具体实施方式：
以下对本发明的具体实施方式作进一步详细说明。
本发明提供了一种碱性球团矿用粘结剂，该碱性球团矿用粘结剂为由碱性胶凝材料和酸性粉体材料混合均质而制成的无膨润土粘结剂，无膨润土粘结剂中的CaO与MgO含量的总和不低于65%、SiO2的含量不大于20%、Al2O3含量不大于3.0%，无膨润土粘结剂的细度不大于0.045mm。
所述的无膨润土粘结剂中的酸性粉体材料为硅灰、二氧化硅微粉中的一种及以上，碱性胶凝材料为生石灰、轻烧白云石灰、轻烧氧化镁粉中的一种及以上。
制取所述的碱性球团矿用粘结剂的方法为：
步骤一：将碱性胶凝材料按适宜配比配制成碱性混合料；
步骤二：将碱性混合料破碎成小于5mm的粉料；
步骤三：将酸性粉体材料和上述小于5mm的粉料按适当配比配料并混匀成粘结剂混合料；
步骤四：将粘结剂混合料细磨制成细度不大于0.045mm的、且成分均匀的碱性球团矿用粘结剂。
实施例一：以轻烧白云石灰、生石灰、硅灰为原料制成无膨润土粘结剂，其中轻烧白云石灰、生石灰的粒度为不大于36mm的灰块；硅灰为粒度小于1000目的粉体材料，无膨润土粘结剂中的CaO与MgO含量的总和为62%，无膨润土粘结剂中的SiO2的含量为12%，无膨润土粘结剂中的Al2O3含量为2.0%，无膨润土粘结剂的细度为0.045mm，此例的硅灰为金属硅冶炼时的除尘灰。
步骤一：将生石灰和轻烧白云石灰按60：40的比例混配后制成碱性胶凝材料；
步骤二：碱性胶凝材料再经对辊破碎机制成粒度不大于5mm的粉料；
步骤三：将粒度不大于5mm的粉料与硅灰按85:15的比例经皮带秤配料并在滚筒式混料机中混匀成粘结剂混合料；
步骤四：将粘结剂混合料在雷蒙式粉碎机种细磨制成细度为0.045mm的、成分均匀的无膨润土粘结剂。
本发明使用时，将含细度为180目的磁铁精矿粉，与无膨润土粘结剂一起加入到造球设备内，同时向造球盘内加入适量的递质剂水，控制造球盘的填充率适宜的工艺参数，使磁铁精矿粉无膨润土粘剂和递质剂水，经混合、均质并滚动成湿料球。
本实施例中，实测本实施例湿球水分13.0%，落下（0.5米）强度大于10次，湿球抗压强度大于20N/球，湿球的高温爆裂温度为790℃，实施例中未发生高温爆裂造成竖炉生产不顺的现象。
通常，致密的湿球在干燥过程中发生收缩，在湿球内、外存在温差以及湿度差的情况下，递质剂水在干燥的外壳和湿核之间经汽化蒸发干燥时，若干燥收缩导致蒸汽通道不足（或湿核水分蒸发太快，）干燥增发过程中湿核内的水蒸汽排出不畅就导致爆裂现象发生，膨润土能很好的消除这种爆裂现象。本实施例的无膨润土粘结剂中， SiO2的胶结性能和巨大的比表面积既提高了球盘内物料的成球性能，也改善了湿球的塑性，粉状胶凝材料中水溶性CaO和MgO成分能迅速与SiO2反应在湿球内形成类硅灰石（CaSiO3或Ca3〔Si3O9〕）和类蛇纹石（Mg6[Si4O10](OH)8）的网状骨架，这些骨架在湿球干燥过程中，一方面大幅度增加了干燥外壳的强度，另一方面骨架材料与铁矿粉之间收缩的不一致形成的间隙，提供了蒸汽由湿球核、干外壳之间的蒸汽通道，因此具有提高爆裂温度、避免湿球干燥时发生爆裂的性能，随着温度的升高和氧化铁的氧化再结晶，这种网状骨架与含铁物质进一步烧结、固溶，最终将湿的磁铁精矿粉球制成了球团矿。
实施例二：以生石灰、轻烧氧化镁、硅灰为原料制成无膨润土粘结剂，其中生石灰、轻烧氧化镁的粒度均为不大于36mm的灰块；硅灰为粒度小于1200目的粉体材料，无膨润土粘结剂中的CaO与MgO含量的总和为65%，无膨润土粘结剂中的SiO2的含量为10%，无膨润土粘结剂中的Al2O3含量为1.8%，无膨润土粘结剂的细度为400目，此例的硅灰为硅铁合金冶炼时的除尘灰。
步骤一：将生石灰和轻烧氧化镁按80:20的比例混配后制成碱性胶凝材料；
步骤二：碱性胶凝材料再经对辊破碎机制成粒度不大于5mm的粉料；
步骤三：将粒度不大于5mm的粉料与硅灰按87:13的比例经皮带秤配料并在滚筒式混料机中混匀成粘结剂混合料；
步骤四：将粘结剂混合料在雷蒙式粉碎机种细磨制成细度为400目的、成分均匀的无膨润土粘结剂。
本发明使用时，将含细度为200目的磁铁精矿粉，与无膨润土粘结剂一起加入到造球设备内，同时向造球盘内加入适量的递质剂水，控制造球盘的填充率适宜的工艺参数，使磁铁精矿粉无膨润土粘剂和递质剂水，经混合、均质并滚动成湿料球，采用链篦机、回转窑工艺设备将湿矿球干燥烧制球团矿。
实测本实施例的湿球水分12.6%，落下（0.5米）强度大于8次，湿球抗压强度大于20N/球，本实施例湿球的高温爆裂强度为818℃，实施例中未发生高温爆裂造成链篦机、回转窑生产不顺的现象。
实施例二中无膨润土粘结剂的造球粘结和抗爆裂机理与实施例一相同。
从技术方案、实施例和本发明的主要工艺及参数表明，本发明可采用现有的、常规设备进行实施，因此，具有工业化实施容易的优点，本发明与常规用膨润土粘结剂相比，采用冶炼金属硅或硅合金的除尘灰及生石灰、轻烧白云石灰或轻烧氧化镁为原料，本发明可使生球强度和爆裂温度满足现有工艺设备的实际需求、且主要成分（CaO和MgO）对高炉造渣有用、有利，本发明因Al2O3含量低进而避免了Al2O3在高炉造渣中的负面作用，对节约膨润土资源，减少高炉炼铁造渣的材料消耗、减少渣量、降低焦比，极具经济及生态环保等方面的积极意义节约了膨润土资源。

Claims (3)

1.一种碱性球团矿用粘结剂，其特征在于：该碱性球团矿用粘结剂为由碱性胶凝材料和酸性粉体材料混合均质而制成的无膨润土粘结剂，无膨润土粘结剂中的CaO与MgO含量的总和不低于65%、SiO2的含量不大于20%、Al2O3含量不大于3.0%；无膨润土粘结剂的细度不大于0.045。
2.根据权利要求1所述的碱性球团矿用粘结剂，其特征在于：所述的无膨润土粘结剂中的酸性粉体材料为硅灰、二氧化硅微粉中的一种及以上，碱性胶凝材料为生石灰、轻烧白云石灰、轻烧氧化镁粉中的一种及以上。
3.制取权利要求1～2所述的碱性球团矿用粘结剂的方法，其特征在于：
步骤一：将碱性胶凝材料按适宜配比配制成碱性混合料；
步骤二：将碱性混合料破碎成小于5mm的粉料；
步骤三：将酸性粉体材料和上述小于5mm的粉料按适当配比配料并混匀成粘结剂混合料；
步骤四：将粘结剂混合料细磨制成细度不大于325目的、且成分均匀的碱性球团矿用粘结剂。
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