CN1752230A - 复合含碳球团的制造方法及其装置 - Google Patents
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Abstract
本发明属于钢铁冶金领域，主要涁参钢铁冶炼用的含砳球团的制造方法。本发明所述的复合含碳球团的制造方法，其工艺步骤包括配料、混料、压球、球坯覆膜、冷却；其制造装置由料仓、称重配料器、三辊行星混料机、高压压球机、覆膜机、冷却装置和计量包装机组成。采用本发明所生产的复合含碳球团不仅可选择合适的含碳量，而且球团表面包覆一层钝化保护膜，使之不吸水，防潮性好，在较长的时间内仍能保持良好的使用性能；而且含碳球团致密度高，达3.0g/cm3以上，故承压强度大，单个球体能承受5MPa以上的压力，特别适用于电炉炼钢或鑸钢中作为增碳剂用的冶金副原料。
Description
技术领域
本发明于钢铁冶金领域，主要涉及钢铁冶炼用的含碳球团的制造方法及其装置。
背景技术
钢铁冶金工业的原材料种类繁多，其中主要原料有矿石、焦炭、铁矿粉球团、废钢等，辅助原材料有耐火材料、石灰、各种熔剂和保护渣等，其中铁矿粉球团也是常用的一种原料，如高炉用烧结球团、炉外精炼用合成球团、电炉用含碳球团等。这些球团使用二种或二种以上的粉末状或颗粒状的冶金用原材料，直接或再加入粘结剂，经由不同机械装置人工合成。这些球团要求具有一定的形状和尺寸，并有一定的强度和密度，并适合于运输、装卸等。由于这些球团用量大，其制造装置要有一定的规模和生产率。目前，这类球团的制造方法主要有两种：第一种是圆盘(倾斜)旋转造球或造粒，这种机械造球通常是粉状料用水或其它含水液体作粘结剂，如高炉炼铁用球团，水泥用石膏制作添加剂等，球团成型后须进行干燥，然后再使用，该制造方法及其装置的主要不足之处是球团的耐压强度低，不利于保存、运输和装卸；第二种是利用钢制模具、模型进行冲压或挤压或旋转对辊挤压造球或造粒，非连续性的单体冲压或挤压适用于较大尺寸的耐火材料砖块或团块，其缺点是生产率低，生产成本高，而旋转对辊挤压可连续生产，适用于各种特制球团，它的缺点是所造球团吸水性强，球团不致密，耐压强度低，上述制造方法有各式各样的制造装置，如单体的连续挤压设备，有的则为由不同系统组成的生产线，如包括上料系统、混合系统、辊压及称重、包装等。综上所述，上述球团的制造方法及其装置的共同缺点是球团表面未经处理，吸水性强，容易潮解，不致密，故耐压强度低，特别不适用于制造炼钢用的含碳球团。
发明内容
本发明的目的在于提供一种材质致密、耐压强度高，适用于电炉炼钢或铸钢增碳用的复合含碳球团的制造方法及其装置
本发明所述的复合含碳球团的制造方法，其工艺步骤包括配料、混料、压球、球坯覆膜、冷却。现分述如下：
(1)配料
根据复合含碳球团的化学成份进行配料。复合含碳球团的化学成份包括含碳材料、金属氧化物、稀土氧化物、粘结剂、增强剂、膨胀剂和钢材加工切屑。配料时采用负压抽吸式上料。
(2)混料
混料在三辊行星碾压混料机中进行。将配备好的混合物料通过传送带输入三辊行星碾压混料机中，并启动碾压搅拌系统，对混合物料进行碾压混合，粘结剂和增强剂在混合过程中加入，碾压搅拌至混合均匀。碾压混料时间0.3～1.0小时。采用压力输送液态粘结剂。
(3)压球
压球在高压压球机上进行。将混合均匀的物料经流槽，通过高压压球机的进料口进入强制喂料箱中，并通过对箱中的旋压机械施压，对进入强制喂料箱中的物料进行了预压，预压的压力为2×104MPa，经预压后较密实的物料，通过旋压机械被压送至位于正下方的对辊合模压制室中，在该压制室的对辊合模转动过程中，通过马达对主动辊施压，将物料压制成球坯，合膜压制后随着压辊的转动，两个压辊中的模具球腔开始逐渐分开，解除对球坯的压紧力，由于球坯的自重和力的平衡作用，以及球坯的弹性后效作用，球坯将自动脱模，掉入对辊合模压制室的出料口中，完成球坯的压制过程。对主动辊施加的总压力为1～2×105MPa，线压力为4～8×103Mpa/cm，球坯的平均密度为3.0g/cm3。
(4)球坯覆膜
球坯覆膜在覆膜机中进行。通过高压压球机压制成的球坯从对辊合模压制室的出料口，通过传送带和覆膜机进料口进入镀膜机的镀槽中，镀槽中预先放置了液体钝化剂，并通过设置在镀槽下的电加热装置，将液体钝化剂预先加热至100～200℃的温度范围内，球坯在镀槽中停置1～2分钟，则每个球坯表面均匀镀覆上一层厚度为0.1～1.0mm的钝化膜，使球坯与空气隔绝，覆膜后的球坯则成为所需的球团。覆膜后的球团通过伸入镀槽中传送带输入到覆膜机的出料口。
上述液体钝化剂为焦油、石腊、植物油或矿物油中任一种或任两种以上之和。
(5)冷却
冷却在冷却装置上进行。覆膜后的球团通过传送带从覆膜机的出料口输入到冷却装置上，通过风冷或自然冷却。经冷却后的球团，即成为本发明所述的复合含碳球团，最后通过传送带送入电子计量自动装机中包装、封存。
本发明所述的复合含碳球团的制造装置由料仓、称重配料器、三辊行星混合机、高压压球机、覆膜机、冷却装置、计量包装机、一级除尘器和二级除尘器组成。称重配料器紧接料仓之下，三辊行星混合机通过传送带与称重配料器相连，三辊行星混合机的出料口通过传送带与高压压球机的进料口相连，高压压球机中的对辊合模压制室出料口，通过传送带和覆膜机的进料口相连，覆膜机的出料口通过传送带与冷却装置相连，冷床通过传送带与计量包装机相连。
现通过附图对本发明所述的复合含碳球团的制造装置作详细说明。
附图说明
附图1为本发明所述的复合含碳球团制造装置的结构示意图。
附图2为三辊行星碾压混料机的结构示意图。
附图3为高压压球机的结构示意图。
附图4为覆膜机的结构示意图。
具体实施方式
从附图1～4可以看出，本发明所述的复合含碳球团的制造装置由料仓1、称重配料器2、三辊行星碾压混料机3、高压压球机4、覆膜机5、冷却装置6、计量包装机7、一级除尘器62和二级除尘器63组成。称重配料器2紧接料仓1之下，称重配料器2通过传送带9与三辊行星碾压混料机3的进料口16相连，三辊行星碾压混料机3的出料口21通过传送带10与高压压球机4的进料口42相连，高压压球机4中的对辊合模压制室36的出料口38，通过传送带11和覆膜机5的进料口51相连，覆膜机5的出料口54通过传送带12与冷床6相连，冷床6通过传送带13与计量包装机7相连，计量包装机7通过传送带14与成品库8相连；整个物流流经过程以及料仓1、称重配料器2、三辊行星碾压混料机3、高压压球机4、覆膜机5和冷却装置6上均设有防护罩，并通过管路64与一级布袋除尘器62和二级布袋除尘器63相连。
从附图2看出，三辊行星碾压混料机3由混料室25、行星铲29、行星碾辊17、行星刮刀18、电机30、减速箱20、转动盘27、连接环(15、19和23)、连接杆(22、24和28)和顶盖26组成。顶盖26安装在混料室25之上方，电机30和减速箱20相连，并固定在顶盖26上，转动盘27与减速箱20相连，连接环(23、19和15)与转动盘27相连，连接杆(22、24、28)分别与连接环(23、19和15)相连，行星铲29、行星碾辊17和行星刮刀18分别安装在连接杆28、24、22上，电机30通过减速箱20、转动盘27和连接环(23、19和15)带动连接杆(22、24、28)旋转，连接杆(22、24、28)均由两节同心管构成，即行星铲29、行星碾辊17和行星刮刀18均可自动调节垂直高度，行星铲29、行星碾辊17和行星刮刀18均有3至5个；转动盘27具有一定的宽度，连接环(23、19和15)的位置均可在转动盘27的径向和圆周方向上调整。图中，16为三辊行星碾压混料机3的进料口，21为三辊行星碾压混料机3的出料口，两者通过传送带分别与称重配料器2和高压压球机4相连，31为混料室25的壳体，32为混料室25的底盘，通过底盘32将混料室25固定在地基上。
行星铲29、行星碾辊17和行星刮刀18垂直升降高度均可调节。行星铲29与与底盘32之间的间隙为1～7mm，行星碾辊17与离底盘32之间的间隙为3～6mm，行星刮刀18与离底盘32之间的间隙为1～7mm。
由图3看出，高压压球机4由电机39、减速箱45、旋压杆43、旋压装置33、强制喂料箱46、对辊合模压制室36、对辊34和35、蜗杆40、电机37和减速箱44组成。
强制喂料箱46与对辊合模压制室36对口相接，旋压装置33处于强制喂料箱46内，其上通过旋压杆43与减速箱45及电机39相连，对辊34和35处于对辊合模压制室36中，其主动对辊35通过蜗杆40和减速箱44与电机37相连，42和38分别为高压压球机4的进料口和出料口。出料口38通过传送带与覆膜机5的进料口相连。
由图4看出，覆膜机5由镀槽52、底座61、传动轮55、传送带53、电加热装置60、蜗杆56、电机58和减速箱57组成。镀槽52安装在底座61之上，电机58和减速箱57相连，减速箱57通过蜗杆56与传动轮55相连，传送带53绕于传动轮55上，镀槽52内盛有液体钝化剂59，在钝化剂59之下的底座上安装有电加热装置60，用于加热液体钝化剂59。51和54分别为覆膜机5的进料口和出料口。覆膜机5的出料口54通过传送带与冷却装置6相连。钝化剂为矿物油石腊植物油中任一种。
采用本发明所述的复合含碳球团的制造方法及其装置所生产的复合含碳球团耐压强度高，单个球团能承受5Mpa以上的压力，复合含碳球团放置在大气中或室内，三个月不变形、不破裂，可满足长距离运输、装卸和储存。且含碳量合适，特别适用于电炉炼钢或铸钢中作为增碳剂用的冶金副原料。
与现有技术相比，本发明具有如下优点
①所生产的含碳球团致密度高，达3.0g/cm3以上，故承压强度大，单个球体能承受5Mpa以上的压力，便于储存、装卸和长距离运输。
②球团表面有一层钝化保护膜，不吸水，防潮性好，在较长的时间内仍能保持良好的使用性能，对储存、运输有利。
③可连续生产，生产效率高，成本低。
④且含碳量合适，易于被钢液吸收，特别适用于电炉炼钢或铸钢中作为增碳剂用的冶金副原料。
实施例
采用本发明所述的制造方法及其装置，生产了三批复合含碳球团。原料按化学成分配备后，除钝化剂和增强剂外，其余的混合料加入三辊行星碾压混料机3中进行碾压混合，碾压混合一段时间后，再将配备好的粘结剂和增强剂加入其中，直至碾碎并混合均匀。有关碾压混合的参数列入表1中。物料混合均匀后，通过传送带进入高压压球机4中进行造球，物料首先经旋压机械预压后进入对辊合模压制室，电机37通过蜗杆40对主动对辊35施加总压力，进行对辊合模造球，造球过程中所施加的预压力、总压力和球坯尺寸如表1所示。造好的球团通过传送带进入覆膜机5的镀槽42中进行覆膜，镀槽42中液体钝化剂的种类、加热温度和球团在液体钝化剂中停留时间如表2所示，最终覆膜厚度也列入表2中。球团覆膜后通过传送带进入冷却装置进行冷却，其冷却方式如表2所示。冷却后的球团即为本发明所述的复合含碳球团，复合含碳球团放置在大气中或室内，三个月不变形、不破裂。另外，对球团进行压力试验，所得结果列入表2中。
表1实施例原料碾压混合和造球参数
| 批号 | 碾压混合参数 | 造球参数 | 球坯尺寸 | |||||||
| 碾混时间小时 | 碾轮、刮刀、铲与底盘距离mm | 预压力×104MPa | 总压力×105MPa | 线压力×103Mpa/cm | 长mm | 宽mm | 厚mm | |||
| 碾轮 | 刮刀 | 行星铲 | ||||||||
| 1 | 1.5 | 3～5.8 | 1～6 | 1～6 | 2 | 2.0 | 5.2 | 48 | 38 | 24 |
| 2 | 1.2 | 3.3～5 | 1～5.2 | 1～5.2 | 2 | 1.7 | 6.7 | 40 | 30 | 20 |
| 3 | 1.9 | 3～5 | 1～5 | 1～5 | 2 | 1.8 | 7.5 | 45 | 35 | 25 |
表2实施例覆膜参数和球团性能指标
| 批号 | 液体钝化剂 | 球团在钝化剂中停留时间分钟 | 球团覆膜的厚度mm | 覆膜后球团冷却方式 | 覆膜球团的密度g/cm3 | 单个球团的耐压强度MPa | |
| 种类 | 钝化温度℃ | ||||||
| 矿物油 | 100 | 1 | 0.5 | 风冷 | 3.8 | 7.1 | |
| 石腊 | 150 | 1.2 | 0.9 | 自然冷却 | 3.5 | 5.9 | |
| 植物油 | 120 | 1.1 | 0.4 | 风冷 | 3.6 | 6.8 | |
Claims (4)
1.一种复合含碳球团的制造方法，其特征在于其工艺步骤包括配料、混料、压球、球坯覆膜、冷却：
(1)配料
根据复合含碳球团的化学成份进行配料，配料时采用负压抽吸式上料；
(2)混料
混料在三辊行星碾压混料机中进行，将配备好的混合物料通过传送带输入三辊行星碾压混料机中，并启动碾压搅拌系统，对混合物料进行碾压混合，粘结剂和增强剂在混合过程中加入，碾压搅拌至混合均匀，碾压混料时间0.3～1.0小时；
(3)压球
压球在高压压球机上进行，将混合均匀的物料经流槽，通过高压压球机的进料口进入强制喂料箱中，并通过对箱中的旋压机械施压，对进入强制喂料箱中的物料进行了预压，预压的压力为2×104MPa，经预压后较密实的物料，通过旋压机械被压送至对辊合模压制室中，在该压制室的对辊合模转动过程中，对主动辊施压，将物料压制成球坯，掉入对辊合模压制室的出料口中，完成球坯的压制过程，
对主动辊施加的总压力为1～2×105MPa，线压力为4～8×103Mpa/cm，球坯的平均密度为3.0g/cm3；
(4)球坯覆膜
球坯覆膜在覆膜机中进行，通过高压压球机压制成的球坯通过传送带进入覆膜机的镀槽中，镀槽中预先放置了液体钝化剂，并通过设置在镀槽下的电加热装置，将液体钝化剂预先加热至100～200℃的温度范围内，球坯在镀槽中停置1～2分钟，则整个球坯表面均匀镀覆上一层厚度为0.1～1.0mm的钝化膜，覆膜后的球坯则成为所需的球团；
(5)冷却
冷却在冷却装置上进行。覆膜后的球团通过传送带输入到冷却装置上，通过风冷或自然冷却进行冷却，经冷却后的球团，即成为本发明所述的复合含碳球团，最后通过传送带送入电子计量自动包装机中包装、封存。
2.一种复合含碳球团的制造装置，其特征在于：
①该装置由料仓(1)、称重配料器(2)、三辊行星碾压混料机(3)、高压压球机(4)、覆膜机(5)、冷却装置(6)和计量包装机(7)组成；称重配料器(2)紧接料仓(1)之下，称重配料器(2)通过传送带(9)与三辊行星碾压混料机(3)相连，三辊行星碾压混料机(3)通过传送带(10)与高压压球机(4)相连，高压压球机(4)通过传送带(11)与覆膜机(5)相连，覆膜机(5)通过传送带(12)与冷床(6)相连，冷床(6)通过传送带(13)与计量包装机(7)相连，计量包装机(7)通过传送带(14)与成品库(8)相连；整个物流流经过程以及料仓(1)、称重配料器(2)、三辊行星碾压混料机(3)、高压压球机(4)、覆膜机(5)和冷却装置(6)上均设有防护罩，并通过管路(64)与一级布袋除尘器(62)和二级布袋除尘器(63)相连；
②三辊行星碾压混料机(3)由混料室(25)、行星铲(29)、行星碾辊(17)、行星刮刀(18)、电机(30)、减速箱(20)、连接盘(27)、连接环(23、19和15)，连接杆(22、24和28)和顶盖(26)组成；顶盖(26)安装在混料室(25)之上方，电机(30)固定在顶盖(26)上，减速箱(20)与电机(30)相连，连接盘(27)与减速箱(20)相连，连接环(23、19和15)与转动盘27相连，连接杆(22、24、28)分别与连接盘(27)相连，行星铲(29)、行星碾辊(17)和行星刮刀(18)分别安装在连接杆(28)、(24)、(22)上，电机(30)通过减速箱(20)可分别驱动连接杆(22、24和28)旋转，通过底盘(32)将混料室(25)固定地基上；
③高压压球机4由电机39减速箱45、旋压杆43、旋压装置33、强制喂料箱46、对辊合模压制室36、对辊34和35、蜗杆40、电机37和减速箱44组成；
强制喂料箱46与对辊合模压制室36对口相接，旋压装置33处于强制喂料箱46内，其上通过旋压杆43与减速箱45及电机39相连，对辊34和35处于对辊合模压制室36中，其主动对辊35通过蜗杆40和减速箱44与电机37相连，42和38分别为高压压球机4的进料口和出料口，出料口38通过传送带与覆膜机5的进料口相连；
④覆膜机5由镀槽52、底座61、传动轮55、传送带53、电加热装置60、蜗杆56、电机58和减速箱57组成；镀槽52安装在底座61之上，电机58和减速箱57相连，减速箱57通过蜗杆56与传动轮55相连，传送带53绕于传动轮55上，镀槽52内盛有液体钝化剂59，在钝化剂59之下的底座上安装有电加热装置60，用于加热液体钝化剂59，51和54分别为覆膜机5的进料口和出料口，覆膜机5的出料口54通过传送带与冷却装置6相连。
3.根据权利要求5所述的方法，其特征在于行星铲(29)、行星碾辊(17)和行星刮刀(18)垂直升降高度均可调节，行星铲(29)与底盘(19)之间的间隙为1～4mm，行星碾辊(17)与离底盘(19)之间的间隙为3～6mm，行星刮刀(18)与离底盘(19)之间的间隙为1～4mm。
4.根据权利要求5、6所述的装置，其特征在于行星铲(29)、行星碾辊(17)和行星刮刀(18)均有3至5个。
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