CN114214513B - 金属率达95%以上的高抗压性压球的制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种金属率达95％以上的高抗压性压球的制备方法，该方法将炼钢污泥、连铸铁皮、轧钢铁皮、CSP污泥、烧结清扫料和硅钢除尘灰混合得到一级混合料；将一级混合料和无烟煤混合，得到二级混合料，再将二级混合料、有机粘结剂和水泥混合，得到三级混合料；压球，干燥，得到干燥球团；干燥球团放入气氛还原炉中，进行金属化处理，得到金属化率大于95％的高抗压性压球。本发明对二次资源进行了重复利用，高的金属化率能大大降低球团在高炉还原的燃料消耗，高的抗压性能减少运输及使用过程中球团粉尘过大的问题，高抗压性及高金属化率球团可以进一步考虑直接在鱼雷罐中添加使用，使球团利用的方式更加多元化，不再局限于高炉使用。
Description
技术领域
本发明涉及炼铁领域，具体涉及一种金属率达95％以上的高抗压性压球的制备方法。
背景技术
在固废不出厂的规定之下，各个厂矿的含铁废料处理也成为棘手的问题，对各种废料进行压球并进行金属化，是一个可行的手段。但是各个废料本身不具备粘结性，且一般的金属化率球团的金属化率只能达到60％-95％。低的金属化率会需要二次还原，造成燃料消耗的增高。低的抗压性能会导致压球投入使用时粉尘过大，不利于生产。
如下是检索到的国内文献及专利：
如申请号为CN01118549.X的中国发明专利公开了一种金属化球团的生产方法，该专利公开了铁精粉、煤粉、高铝粉的配比范围，并且规定了所用配料的铁品位及细度的要求，同时参加了10-14％的玻璃水，在相应的温度及氧化气氛下进行的金属化球团的生产。但该发明没有交代铁精粉的组成，及最后成品的金属化率以及抗压强度，同时对生产装备没有进行明确。
如申请号为CN02120742.9的中国发明专利公开了一种用含碳铁矿球团生产直接还原铁的方法，该专利公开了生产工艺方式采用顺流焙烧法，明确了料层温度及热风温度，确定了鼓入的空气中富氧含量为30-60％，给出了具体的操作生产控制数据。但该发明没有交代铁精粉的组成，及最后成品的金属化率以及抗压强度。
如申请号为CN95104299.8的中国发明专利公开了一种海绵铁或金属化球团生产工艺，该专利公开了一种将单层转底炉改成2层或3层的多层转底炉的方法。明确了转底炉各个部位的连接及部分部位的尺寸。但该发明没有交代铁精粉的组成，及最后成品的金属化率以及抗压强度。
如申请号为CN200510104882.7的中国发明专利公开了一种转底炉熔融还原炼铁工艺，该专利公开了将一定成分范围内铁矿粉、煤粉、粘结剂进行造球，在转底炉内进行还原得到金属化率>80％的预还原球团，之后再通过熔融造气炉对球团进行还原成铁。但该发明没有交代铁精粉的组成，及最后成品的金属化率只达到80％，在生产金属化球团时采用的是转底炉。
如申请号为CN200510104882.7的中国发明专利公开了一种转底炉熔融还原炼铁工艺，该专利公开了将一定成分范围内铁矿粉、煤粉、粘结剂进行造球，在转底炉内进行还原得到金属化率>80％的预还原球团，之后再通过熔融造气炉对球团进行还原成铁。但该发明没有交代铁精粉的组成，及最后成品的金属化率只达到80％，在生产金属化球团时采用的是转底炉。
如申请号为CN200710148672.7的中国发明专利公开了一种金属化球团及其制备方法，该专利公开了将一定成分范围内铁矿粉、煤粉、膨润土和生石灰，以一定比例搭配后进行造球，对造球的含水量、以及压力进行了定义。同时给出了精确的干燥废气以及干燥时间的要求。但该发明没有交代最后成品的金属化率以及在制备金属化球团时采用的装备。
综上所述，迫切需要开发一种金属率达95％以上的高抗压性压球的制备方法。
发明内容
本发明针对在固废不出厂的规定之下，各个厂矿的含铁废料处理也成为棘手的问题，提供了一种金属率达95％以上的高抗压性压球的制备方法，该方法对各种废料进行压球并进行金属化，其解决了合理处理含铁废料的问题，同时解决了各个废料本身不具备粘结性，且一般的金属化率球团的金属化率只能达到60％-95％。低的金属化率会需要二次还原，造成燃料消耗的增高，低的抗压性能会导致压球投入使用时粉尘过大，不利于生产的问题。
为实现上述目的，本发明所设计一种金属率达95％以上的高抗压性压球的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：
1)按质量百分数比称取原料：
40～60％的炼钢污泥、5～15％的连铸铁皮、5～15％的轧钢铁皮、8～12％的CSP污泥、8～13％的烧结清扫料和5～15％的硅钢除尘灰，然后混合均匀，得到一级混合料，其中，所述一级混合料中，TFe含量为55％～60％，水分含量为2～7％；
2)将一级混合料和无烟煤混合，得到二级混合料；
3)按质量百分数比称取90～96％的二级混合料、2～5％的有机粘结剂和2～5％的水泥，然后混合均匀，得到三级混合料；
4)将三级混合料放入对辊压球机内，采用对辊压球机进行压球，干燥，得到干燥球团；
5)干燥球团放入气氛还原炉中，进行金属化处理，得到金属化率大于95％的高抗压性压球。
进一步地，所述步骤1)中，炼钢污泥、连铸铁皮、轧钢铁皮、CSP污泥、烧结清扫料和硅钢除尘灰中均含有TFe、C、S，其中，TFe含量为55％～70％、C含量为0.5～2.6％、S含量为0.01～0.09％和水分含量为0～10％。
再进一步地，所述步骤1)中，各物料含量如下：
| TFe | CaO | SiO2 | Al2O3 | MgO | P | S | 水分 | C | |
| 炼钢污泥 | 55.38 | 10.91 | 1.22 | 0.31 | 2.82 | 0.06 | 0.09 | 3％ | 2.60 |
| 连铸铁皮 | 70.37 | 4.25 | 3.6 | 1.2 | 0.32 | 0.022 | 0.019 | 1.2％ | 0.57 |
| 轧钢铁皮 | 69.15 | 1.07 | 0.6 | 0.41 | 0.81 | 0.025 | 0.018 | 0.9％ | 0.38 |
| CSP污泥 | 57.25 | 9.45 | 1.06 | 0.28 | 1.59 | 0.065 | 0.064 | 4.7％ | 2.4 |
| 烧结清扫料 | 56.11 | 8.89 | 6.08 | 1.89 | 2.06 | 0.062 | 0.027 | 2.6％ | 0.51 |
| 硅钢除尘灰 | 68.8 | 0.22 | 5.26 | 0.2 | 0.024 | 0.014 | 0.027 | 2.4％ | 0.51 |
再进一步地，所述步骤1)中，炼钢污泥、连铸铁皮、轧钢铁皮、CSP污泥、烧结清扫料和硅钢除尘灰的质量百分数比分别为：50％、10％、10％、10％、10％和10％。
再进一步地，所述步骤2)中，一级混合料和无烟煤的质量百分数比为84％和16％。
再进一步地，所述步骤2)中，一级混合料含量如下：
| TFe | CaO | SiO2 | Al2O3 | MgO | P | S | 水分 | C | |
| 一级混合料 | 59.86 | 7.84 | 2.27 | 0.55 | 1.89 | 0.05 | 0.06 | 3％ | 1.74 |
再进一步地，所述步骤3)中，二级混合料、有机粘结剂和水泥的质量百分数比为92％、4％和4％。
再进一步地，所述步骤4)中，辊压球机的压球模具直径为20mm，压球压力为5～50MPa；干燥为温度为200℃，干燥时间为30min。
再进一步地，所述步骤4)中，干燥球团的干球强度为600～2000N。
再进一步地，所述步骤4)中，金属化处理温度为1100～1200℃。
本发明的有益效果：
本发明对二次资源进行了重复利用，高的金属化率能大大降低球团在高炉还原的燃料消耗，高的抗压性能减少运输及使用过程中球团粉尘过大的问题，高抗压性及高金属化率球团可以进一步考虑直接在鱼雷罐中添加使用，使球团利用的方式更加多元化，不再局限于高炉使用。同时，粉尘的减少符合了环保的需求，而高金属化率的球团满足了碳减排的需求。
附图说明
图1为金属率达95％以上的高抗压性压球的制备流程图。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明作进一步的详细描述，以便本领域技术人员理解。
实施例1
金属率达95％以上的高抗压性压球1的制备方法，包括以下步骤：
1)按质量百分数比称取原料：
50％的炼钢污泥、10％的连铸铁皮、10％的轧钢铁皮、10％的CSP污泥、10％的烧结清扫料和10％的硅钢除尘灰，然后混合均匀，得到一级混合料；其中，
表1各物料含量如下：
| TFe | CaO | SiO2 | Al2O3 | MgO | P | S | 水分 | C | |
| 炼钢污泥 | 55.38 | 10.91 | 1.22 | 0.31 | 2.82 | 0.06 | 0.09 | 3％ | 2.60 |
| 连铸铁皮 | 70.37 | 4.25 | 3.6 | 1.2 | 0.32 | 0.022 | 0.019 | 1.2％ | 0.57 |
| 轧钢铁皮 | 69.15 | 1.07 | 0.6 | 0.41 | 0.81 | 0.025 | 0.018 | 0.9％ | 0.38 |
| CSP污泥 | 57.25 | 9.45 | 1.06 | 0.28 | 1.59 | 0.065 | 0.064 | 4.7％ | 2.4 |
| 烧结清扫料 | 56.11 | 8.89 | 6.08 | 1.89 | 2.06 | 0.062 | 0.027 | 2.6％ | 0.51 |
| 硅钢除尘灰 | 68.8 | 0.22 | 5.26 | 0.2 | 0.024 | 0.014 | 0.027 | 2.4％ | 0.51 |
表2一级混合料含量如下：
| TFe | CaO | SiO2 | Al2O3 | MgO | P | S | 水分 | C | |
| 一级混合料 | 59.86 | 7.84 | 2.27 | 0.55 | 1.89 | 0.05 | 0.06 | 3％ | 1.74 |
2)按质量百分数比为84％和16％将一级混合料和无烟煤混合，得到二级混合料；
3)按质量百分数比称取92％的二级混合料、4％的有机粘结剂和4％的水泥，然后混合均匀，得到三级混合料；
4)将三级混合料放入对辊压球机内，采用对辊压球机(辊压球机的压球模具直径为20mm，在压球压力为5～50MPa条件下进行压球，在温度200℃条件下干燥30min，得到干燥球团；
5)干燥球团放入气氛还原炉中，在温度为1200℃的条件下进行金属化处理，得到金属化率大于95％的高抗压性压球1。
实施例2
本实施例2与实施例1制备方法基本相同，不同之处在于：
1)按质量百分数比称取92％的二级混合料、4％的有机粘结剂和4％的水泥，然后混合均匀，得到三级混合料；
2)将三级混合料放入对辊压球机内，采用对辊压球机(辊压球机的压球模具直径为20mm，在压球压力为5～50MPa条件下进行压球，在温度200℃条件下干燥30min，得到干燥球团；
3)干燥球团放入气氛还原炉中，在温度为1100℃的条件下进行金属化处理，得到金属化率大于95％的高抗压性压球2。
实施例3
本实施例3与实施例1制备方法基本相同，不同之处在于：
1)按质量百分数比称取92％的二级混合料、4％的有机粘结剂和4％的水泥，然后混合均匀，得到三级混合料；
2)将三级混合料放入对辊压球机内，采用对辊压球机(辊压球机的压球模具直径为20mm，在压球压力为5～50MPa条件下进行压球，在温度200℃条件下干燥30min，得到干燥球团；
3)干燥球团放入气氛还原炉中，在温度为900℃的条件下进行金属化处理，得到金属化率大于95％的高抗压性压球3。
实施例4
本实施例4与实施例3制备方法基本相同，不同之处在于：
金属化处理温度为800℃
实施例1～4制备的高抗压性压球1～4的金属化率的变化：
表3金属化率随温度变化
将压制好的球团放入的气氛还原炉中，进行金属化处理。同时在气氛还原炉中按照15L/min的流量，通入30％的CO和70％的N2，金属化处理温度为900℃时，团块的金属化率已达50.00％，当温度超过1100℃时，金属化率大于95％，且高抗压性压球1金属化率为99.9％。
表4含铁废料成分表
表5碳含量对金属化率的影响
当配入有机粘结剂4％，水泥4％，还原气氛下温度大于1100℃，C含量大于16％就得到抗压强度大于600N，金属化率大于95％的高抗压性压球。
其它未详细说明的部分均为现有技术。尽管上述实施例对本发明做出了详尽的描述，但它仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部实施例，人们还可以根据本实施例在不经创造性前提下获得其他实施例，这些实施例都属于本发明保护范围。
Claims (3)
1.一种金属率达95%以上的高抗压性压球的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：
1）按质量百分数比称取原料：
40~60%的炼钢污泥、5~15%的连铸铁皮、5~15%的轧钢铁皮、8~12%的CSP污泥、8~13%的烧结清扫料和5~15%的硅钢除尘灰，然后混合均匀，得到一级混合料，且一级混合料中，TFe含量为55%~60%，水分含量为2~7%；其中，炼钢污泥、连铸铁皮、轧钢铁皮、CSP污泥、烧结清扫料和硅钢除尘灰中均含有TFe、C、S，其中，TFe含量为55%~70%、C含量为0.5~2.6%、S含量为0.01~0.09%和水分含量为0~10%；
2）将一级混合料和无烟煤混合，得到二级混合料；其中，一级混合料和无烟煤的质量百分数比为84%和16%；
3）按质量百分数比称取92%的二级混合料、4%的有机粘结剂和4%的水泥，然后混合均匀，得到三级混合料；
4）将三级混合料放入对辊压球机内，采用对辊压球机进行压球，干燥，得到干燥球团；其中，辊压球机的压球模具直径为20mm，压球压力为5~50MPa；干燥球团的干球强度为600~2000N；干燥温度为200℃，干燥时间为30min；
5）干燥球团放入气氛还原炉中，在温度为1100~1200℃的条件下进行金属化处理，得到金属化率大于95%的高抗压性压球。
2.根据权利要求1所述金属率达95%以上的高抗压性压球的制备方法，其特征在于：所述步骤1）中，炼钢污泥、连铸铁皮、轧钢铁皮、CSP污泥、烧结清扫料和硅钢除尘灰的质量百分数比分别为：50%、10%、10%、10%、10%和10%。
3.根据权利要求1所述金属率达95%以上的高抗压性压球的制备方法，其特征在于：所述步骤1）中，一级混合料中，TFe含量为59.86%、CaO含量为7.84%、SiO2含量为2.27%、Al2O3含量为0.55%、MgO含量为1.89%、P含量为0.05%、S含量为0.06%、水分含量为3%、C含量为1.74%。
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