CN115404340A - 一种利用炼焦除尘灰生产冷固结球团的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种利用炼焦除尘灰生产冷固结球团的方法，属于炼铁生产技术领域。所述方法包括如下步骤：(1)将铁精矿、炼焦除尘灰及玉米淀粉分别进行细磨处理；(2)将铁精矿、炼焦除尘灰、玉米淀粉、聚合氯化铝与膨润土混合均匀，并在混合过程中连续喷洒雾状水，将强力混合后的混合料输送至对辊压球机上压制成球团。本发明充分利用二次资源炼焦除尘灰，提高炼焦除尘灰在球团生产中使用比例，环境友好。免去了普通球团矿生产过程中高温焙烧流程，减少煤气使用量，不仅节约能源消耗，还大大减少了二氧化碳的排放量，所生产的球团供高炉使用后降低入炉焦比，达到降低生铁成本的目的。

Description

一种利用炼焦除尘灰生产冷固结球团的方法
技术领域
本发明属于炼铁生产技术领域，涉及到球团生产技术，特别涉及一种利用炼焦除尘灰生产冷固结球团的方法。
背景技术
钢铁工业作为国家的支柱产业，是衡量一个国家工业化水平高低的重要标志，在国民经济中占有举足轻重的地位。随着我国科学技术的进步和现代化建设的迅猛发展，粗钢产量由 2010年的6.26亿吨增加到2020年的10.53亿吨，钥铁工业面临着激烈的竞争，其不仅包括钢铁企业内部的竞争，还存在与其它材料工业的竞争。这就意味着钢铁企业必须降低成本，节约能源，向高产、优质、低耗和低成本的方向发展。为了适应生产发展的需要，高炉炼铁必须采取新技术、新工艺以提高高炉利用系数，降低焦比和能耗。
目前。我国高炉炼铁生产炉料结构为70％左右高碱度烧结矿加25％左右球团矿以及5％左右块矿。以高碱度烧结矿为主的现行炉料结构入炉矿品位低，造成吨铁渣比高、吨铁燃料比高、冶炼效果差；国外以球团矿为主的炉料结构的入炉矿品位高达65％-67％，比我国宝钢高炉入炉矿品位高5％-6％，渣比比我国先进指标低120-130kg/t，大高炉的利用系数比我国的先进指标高0.5t/(m3·d)以上，吨铁燃料比比我国宝钢高炉的低30kg以上，比我国高炉平均燃料比532kg/t低80kg/t以上。我国高炉炼铁的燃料比与世界先进水平相比差距较大，这也是我国高炉炼铁目前面临的问题，也是我国高炉炼铁现行炉料结构的最大弊端。
冷固结成型是冶金原料预处理领域的造块方法之一，它是含铁粉料添加适当的黏结剂，经过混匀后，在一定压力下，使混匀料受压成为一定形状尺寸、密度和强度的块状物料、再经过相应的低温干燥(<300℃)固结，使之成为具有较高强度的团块。相比之高温造块技术，该法具有工艺设备简单、能耗少、无环境污染、成本低、冶炼性能好等优点，不足之处是球团的强度低，耐磨性差。为此，本发明开发出一种新工艺，克服了冷固结成型球团矿的强度低的问题，并对化工厂的二次资源炼焦除尘灰加以利用，减少高炉炼铁过程中的能源消耗、降低二氧化碳排放。
发明内容
本发明的目的在于提供了一种利用炼焦除尘灰生产冷固结球团的方法，是以铁精矿、炼焦除尘灰为原料，玉米淀粉、聚合氯化铝与膨润土为粘结剂，采用冷固结成型生产球团。本发明充分利用二次资源炼焦除尘灰，提高炼焦除尘灰在球团矿生产中使用比例，环境友好。免去了普通球团矿生产过程中高温焙烧流程，减少煤气使用量，不仅节约能源消耗，还大大减少了二氧化碳的排放量，所生产的球团供高炉使用后降低入炉焦比，达到降低生铁成本的目的。
为实现上述目的，本发明提供了如下方案：
一种利用炼焦除尘灰生产冷固结球团的方法，包括如下步骤：
(1)将铁精矿、炼焦除尘灰及玉米淀粉分别进行细磨处理；
(2)将铁精矿、炼焦除尘灰及玉米淀粉、聚合氯化铝与膨润土经过强力混合20分钟，并在混合过程中连续喷洒雾状水，将强力混合后的混合料输送至对辊压球机上压制成球团；
其中，原料各成分的质量百分含量分别为：铁精矿60％～88％、炼焦除尘灰10％～38％、聚合氯化铝0.15％～0.40％、膨润土0.2％～0.6％、玉米淀粉1.2％～3.5％。
进一步，所述铁精矿为用于球团矿或烧结矿生产的含铁矿粉，其化学组成以质量百分含量计为：全铁：60％～72％，二氧化硅：1.0％～7.5％，氧化铝：0.1％～3.5％，氧化钙：0.1％～ 2.0％，氧化镁：0.1％～4.0％，余量为杂质元素。
进一步，所述炼焦除尘灰为化工厂的二次资源，主要为化工厂干熄焦的除尘灰和焦炭筛分时产生的除尘灰的混合物，其工业分析组成以质量百分含量计为：固定碳：79％～85％，灰分：12％～14.5％，挥发份：1.0％～1.5％，水分含量：2％～6％。
进一步，所述膨润土的化学组成以质量百分含量计为：二氧化硅：50％～62％，氧化铝： 12％～16％，氧化钙：1.1％～4.5％，氧化镁：1.1％～4.3％，余量为杂质元素。
进一步，铁精矿细磨处理过程中，要求细磨后铁精矿粒度为小于0.074mm的质量百分比占95％以上。
进一步，炼焦除尘灰及玉米淀粉细磨处理过程中，要求细磨后炼焦除尘灰及玉米淀粉粒度为小于0.074mm的质量百分比占90％～95％。
进一步，混合采用强力混合机，强力混合机的转速60～90r/min，时间10～20min。
进一步，雾状水为不高于且更接近于50℃的自来水，加水总量保证强力混合后的混合料水分含量为9.5％～11.5％。
进一步，造球采用对辊压球机压制成型，对辊压球机的压强为10～20Mpa，所压制球团的尺寸为55(长)mm×35(宽)mm×30(高)mm～40(长)mm×25(宽)mm×15(高) mm，形状为枕形。
进一步，在对辊压球机上压制成球团后，球团在300～800℃的温度下低温加热5～20分钟后常温养护12～36小时。
本发明的有益效果：
(1)本发明环境友好、变废为宝，充分利用二次资源炼焦除尘灰，解决了炼焦除尘灰使用难的问题，克服了由于炼焦除尘灰成球性差以及其固定碳含量高导致其无法在普通球团矿生产中大比例使用的限制。
(2)本发明可以减少煤气消耗，所生产球团可以代替部分普通球团矿用于高炉炼铁使用，免去了普通球团矿生产过程中高温焙烧流程，通过本发明的低温加热常温养护固结工艺即可获得质量与高炉炼铁所用普通球团矿质量相当的含铁团块，减少煤气使用量，不仅节约能源消耗，还大大减少了二氧化碳的排放量，这对于助力钢铁厂实现碳减排计划有重要意义。
(3)本发明可以降低高炉焦比，炼焦除尘灰带入的碳使得球团还原性能提高，可以减少高炉冶炼过程中加入焦炭的消耗量，克服了由于焦炭价格持高不下导致吨铁成本升高的问题，通过本发明球团在高炉炼铁中的使用，生铁成本可大幅度降低。
具体实施方式
下述非限定性实施例可以使本领域的普通技术人员更全面地理解本发明，但不以任何方式限制本发明。
实施例1
一种利用炼焦除尘灰生产冷固结球团的方法，包括如下步骤：
首先对铁精矿A进行细磨处理，细磨后铁精矿粒度小于0.074mm的质量百分比占95％。其化学组成为全铁：67.13％，二氧化硅：2.30％，氧化铝：0.32％，氧化钙：0.39％，氧化镁： 2.75％，余量为杂质元素。将炼焦除尘灰及玉米淀粉进行细磨处理，细磨后炼焦除尘灰粒度小于0.074mm的质量百分比占90％，玉米淀粉粒度小于0.074mm的质量百分比占92％。炼焦除尘灰工业分析组成为固定碳：82.82％，灰分：13.11％，挥发份：1.45％，水分含量：2.62％。膨润土化学组成为二氧化硅：57.68％，氧化铝：13.05％，氧化钙：4.27％，氧化镁：2.72％，余量为杂质元素。将事先处理好的铁精矿与炼焦除尘灰、玉米淀粉、聚合氯化铝、膨润土按照质量百分含量分别为：铁精矿85％、炼焦除尘灰13％、聚合氯化铝0.20％、膨润土0.30％、玉米淀粉1.5％的比例经过强力混合机在转速为60r/min下强力混合20分钟，并在混合过程中连续喷洒雾状水，雾状水为45℃的自来水，强力混合后的混合料水分含量为10.5％，将强力混合后的混合料输送至对辊压球机上压制成球团，对辊压球机压强12Mpa，所压制球团尺寸为55(长)mm×35(宽)mm×30(高)mm，形状为枕形，压制成型后，球团在350℃的温度下低温加热15分钟后常温养护22小时。所生产球团供高炉使用。
本发明应用后，生球落下强度由平均7次/球提高至16次/球。球团生产点火煤气燃耗平均由0.611GJ/t降低到0.232GJ/t，高炉入炉焦比由平均330kg/t降低至302kg/t，高炉利用系数由 2.23t/(m3·d)提高至2.66t/(m3·d)，球团还原膨胀率由13.2％降低至10.6％，球团还原度由56.2％提高到81.6％。
实施例2
一种利用炼焦除尘灰生产冷固结球团的方法，包括如下步骤：
首先对铁精矿A进行细磨处理，细磨后铁精矿粒度小于0.074mm的质量百分比占100％。其化学组成为全铁：69.81％，二氧化硅：1.43％，氧化铝：0.26％，氧化钙：0.40％，氧化镁： 0.69％，余量为杂质元素。将炼焦除尘灰及玉米淀粉进行细磨处理，细磨后炼焦除尘灰－ 0.074mm的质量百分比占95％，玉米淀粉粒度小于0.074mm的质量百分比占95％。炼焦除尘灰工业分析组成为固定碳：81.03％，灰分：13.86％，挥发份：1.41％，水分含量：3.7％。膨润土化学组成为二氧化硅：56.17％，氧化铝：14.98％，氧化钙：4.10％，氧化镁：2.68％，余为杂质元素。将事先处理好的铁精矿与炼焦除尘灰、玉米淀粉，聚合氯化铝，膨润土按照成分按质量百分含量分别为：铁精矿75％、炼焦除尘灰22％、聚合氯化铝0.25％、膨润土0.35％、玉米淀粉2.4％的比例经过强力混合机在转速为80r/min下强力混合15分钟，并在混合过程中连续喷洒雾状水，雾状水为45℃的自来水，强力混合后的混合料水分含量为11％，将强力混合后的混合料输送至对辊压球机上压制成球团，对辊压球机压强18Mpa，所压制球团尺寸为 50(长)mm×30(宽)mm×25(高)mm，形状为枕形，压制成型后，球团在700℃的温度下低温加热8分钟后常温养护16小时。所生产球团供高炉使用。
本发明应用后，生球落下强度由平均7次/球提高至22次/球。球团生产点火煤气燃耗平均由0.611GJ/t降低到0.432GJ/t，高炉入炉焦比由平均330kg/t降低至286kg/t，高炉利用系数由 2.23t/(m3·d)提高至2.96t/(m3·d)，球团还原膨胀率由13.2％降低至9.3％，球团还原度由56.2％提高到84.5％。
对于任何熟悉本领域的技术人员而言，在不脱离本发明技术方案范围情况下，都可利用上述揭示的技术内容对本发明技术方案作出许多可能的变动和修饰，或修改为等同变化的等效实施例。因此，凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所做的任何简单修改、等同变化及修饰，均应仍属于本发明技术方案保护的范围内。

Claims (10)

1.一种利用炼焦除尘灰生产冷固结球团的方法，其特征在于：包括如下步骤：
(1)将铁精矿、炼焦除尘灰及玉米淀粉分别进行细磨处理；
(2)将铁精矿、炼焦除尘灰及玉米淀粉、聚合氯化铝与膨润土混合均匀，并在混合过程中连续喷洒雾状水，将混合后的混合料压制成球，制成球团；
其中，原料各成分的质量百分含量分别为：铁精矿60％～88％、炼焦除尘灰10％～38％、聚合氯化铝0.15％～0.40％、膨润土0.2％～0.6％、玉米淀粉1.2％～3.5％。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：所述铁精矿的化学组成以质量百分含量计为：全铁：60％～72％，二氧化硅：1.0％～7.5％，氧化铝：0.1％～3.5％，氧化钙：0.1％～2.0％，氧化镁：0.1％～4.0％，余量为杂质元素。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：所述炼焦除尘灰的工业分析组成以质量百分含量计为：固定碳：79％～85％，灰分：12％～14.5％，挥发份：1.0％～1.5％，水分含量：2％～6％。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：所述膨润土的化学组成以质量百分含量计为：二氧化硅：50％～62％，氧化铝：12％～16％，氧化钙：1.1％～4.5％，氧化镁：1.1％～4.3％，余量为杂质元素。
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：细磨后铁精矿粒度为小于0.074mm的质量百分比占95％以上。
6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：细磨后炼焦除尘灰及玉米淀粉粒度为小于0.074mm的质量百分比占90％～95％。
7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：雾状水为不高于且靠近50℃的自来水，混合后的混合料水分含量为9.5％～11.5％。
8.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：所述压制球团的压强为10～20Mpa，所述球团的尺寸为55mm×35mm×30mm～40mm×25mm×15mm。
9.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：球团在300～800℃的温度下低温加热5～20分钟后常温养护12～36小时。
10.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：混合采用强力混合机，强力混合机的转速60～90r/min，时间10～20min。
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