一种高炉用熔剂性复合含碳球团的生产方法
【技术领域】
[0001] 本发明属于炼铁原料生产技术领域，特别涉及一种高炉用熔剂性复合含碳球团矿 的生产方法。
【背景技术】
[0002] 高炉炼铁是钢铁流程中节能减排的关键工序。目前在全球对节能减排要求日趋严 格的形势下，急需开发创新型的能够大力节能和减少污染物排放的技术。另外，近年来优 质原燃料资源日益匮乏，且在原燃料价格不断上涨的情况下，需要开发新型炉料来灵活应 对这种局面。含碳球团就是针对这一需要而开发的新型高炉炉料。
[0003] 含碳球团是一种自身配加一定含量炭质还原剂的球团矿，同传统球团相比，含碳 球团能扩大碳氧反应界面，减少气体在固相反应界面的扩散，同时其自身碳氧接触，气体由 内而外排出，抑制了氧化气体的氧化作用，所以含碳球团生产应用是冶金企业降低高炉焦 比的有效手段之一。已有的研究表明，进入高炉铁矿石的金属化率提高1%，焦比降低4%~ 5%，因此在钢铁行业备受关注。
[0004] 含碳球团传统生产方法为冷固结，但由于强度差以及使用粘结剂等问题，限制了 其进一步的应用和发展。近年来国内外开始重点研究一种新型的炼铁原料一热压含碳球 团，它是具有一定热塑性的煤与含铁原料的热压产物。与冷固结球团及其他炉料相比，热压 含碳球团具有高温强度高、原料适应性强的优点，是应用于熔融还原乃至高炉炼铁的新型 原料。
[0005] 中国专利申请号201210426472.4提出了一种高炉用含碳球团的复合式制备方 法，其步骤为：1、按质量分数称取烧结机头电除尘灰11~13份、无钙铬渣17~19份、炉前 矿槽除尘灰20~22份、氧化锆3~5份和消石灰1份；2、将上述物料混合，并逐步加入盘 式造球机制成7~9mm的球团；3、按质量分数称取高炉瓦斯泥38~42份、f凡钛磁铁精矿 10~12份和膨润土 1~2份；4、将步骤2中制得的球团移入另一个盘式成球机，并将步骤 3中的物料混合，混合后逐步加入该盘式成球机继续造球。本发明过分强调冶金废弃物的循 环利用，没有充分考虑的碱度和配碳量对含碳球团性质的影响。
[0006] 采用压球方式生产含碳球团较为常见，如中国专利申请号200510134295. 2公布 了一种复合含碳球团的生产方法，其含碳材料40%~80%，金属氧化物10%~42%，稀土氧化 物5%~30%，粘结剂2%~10%，增强剂1%~5%，膨胀剂1%~5%，钢材加工屑1%~4%，所得 产品用于钢水增碳，但该含碳球团强度较低，不适用于高炉冶炼；
[0007] 中国专利申请号200510117645. 4《复合含碳球团的制造方法及其装置》和专利 94103910. 2《碱性、含碳、烟尘粉冷固球团》采用的造球方法均为压球式。
[0008] 以上含碳球团生产方法主要存在以下问题：（1)含碳材料加入较高，所产球团类 似于金属化球团，不适用于高炉；（2)用非传统压球工艺进行生产制备，增加成本；（3)采用 传统工艺生产，成品球强度较低，不能满足高炉要求。
【发明内容】
[0009] 本发明提供一种高炉用熔剂性复合含碳球团的生产方法，旨在通过两次造球生产 具有双碱度、且含碳原料在球团内外层呈梯度分布的熔剂性复合含碳球团，以解决熔剂性 球团焙烧粘结和含碳球团内部自还原延迟的问题。
[0010] 为此，本发明所采取的解决方案是：
[0011] 一种高炉用熔剂性复合含碳球团的生产方法，其特征在于，具体方法和步骤为：
[0012] 1、配制混合料A :混合料A的原料组成为铁精矿、粘接剂、含碳材料及熔剂，其质量 百分含量为：铁精矿65-80%，粘接剂1-2%，含碳材料10-20%，调整熔剂添加量，使混合料A 的三元碱度（Ca0+Mg0)/Si02为1~L 4。
[0013] 所述粘接剂为膨润土；
[0014] 所述含碳材料为半焦、石油焦和生物质炭中的一种或几种；
[0015] 所述熔剂为生石灰与镁石粉的混合料。
[0016] 2、制取球团核：将混合料A加水混匀，其中加水量占混合料A的质量百分数为 7. 6~8. 6%，然后用圆盘造球机制成粒度为5~7mm的自烙性球团核。
[0017] 3、配制混合料B :混合料B的原料组成为铁精矿、粘接剂、含碳材料及熔剂，其质量 百分含量为：铁精矿75-85%，粘接剂1~2%，含碳材料5-15%，调整熔剂添加量，使混合料B 的三元碱度（CaO+MgO) /SiO2为0. 2~0. 5 ;将混合料B加水混匀，其中加水量占混合料B的 质量百分数为7. 6~8. 6%。
[0018] 所述粘接剂为腐殖酸钠或羧甲基纤维素钠；
[0019] 所述含碳材料为煤粉或焦粉；
[0020] 所述熔剂为生石灰与镁石粉的混合物。
[0021] 4、成球与焙烧：将制取的自熔性球团核放在另一个圆盘造球机中，添加混合料B 继续造球，制得粒度为10~16mm的含碳球团生球；对含碳球团生球进行焙烧，制得成品熔 剂性复合含碳球团。
[0022] 所述铁精矿的化学成分质量百分数为：全铁TFe > 65%，SiO2 < 4. 5%，粒度小于200 目的大于85%。
[0023] 所述熔剂中生石灰的CaO > 80% ;镁石粉为菱镁石、轻烧镁粉中的一种或两种的组 合。
[0024] 与已有技术相比，本发明的有益效果为：
[0025] 1、本发明所生产的熔剂性复合含碳球团矿，具有含碳球团和熔剂性球团两者的优 点，其高温冶金性能得到很大改善。
[0026] 2、本发明通过两次造球，所生产熔剂性含碳球团碱度和还原碳呈梯度分布，有效 解决了熔剂性球团焙烧粘结和含碳球团内部自还原延迟的问题。
[0027] 3、本发明所生产熔剂性含碳球团，内外层选用不同的粘结剂，提高了球团抗压强 度。经检测，其平均抗压强度达到2081N/球，金属化率为40%。
【具体实施方式】
[0028] 实施例1 :
[0029] 1、配制混合料A :将铁精矿1、粘结剂、熔剂和含碳材料组成混合料A，其原料质量 百分数为：铁精矿1为74%，粘结剂膨润土 I. 6%，含碳材料半焦与石油焦的混合物14%，熔剂 为生石灰与菱镁石粉混合物，通过调整熔剂添加量，使混合料A的三元碱度（CaO+MgO) /SiO2为 1. 4。
[0030] 2、制取球团核：将混合料A加水混匀，其中加水量占混合料A的质量百分数为 7. 8%，然后用圆盘造球机制成粒度为5-7mm的自熔性球团核。其中铁精矿1、铁精矿2、膨润 土、生石灰及镁石粉的化学成分见表1。
[0031] 表1实施例1原料成份质量百分比含量
[0032]
[0033] 3、配制混合料B :铁精矿2、粘结剂、熔剂和含碳原料组成混合料B，其原料质量百 分数为：铁精矿2为83%，粘结剂羧甲基纤维素钠1. 2%，含碳材料煤粉10% ;熔剂为生石灰与 菱镁石粉的混合物，调整熔剂添加量，使混合料B的三元碱度（CaO+MgO)/SiO2为0. 4。将混 合料B加水混匀，其中加水量占混合料B的质量百分数为7. 8%。
[0034] 4、成球与焙烧：将造好的自熔性球团核放在另一个圆盘造球机中，添加混合料B 继续造球，制得粒度为l〇-12mm占90%的含碳球团生球；对含碳球团生球进行焙烧，即制得 成品熔剂性复合含碳球团。其抗压强度为2025N/球，金属化率为38%。
[0035] 实施例2 :
[0036] 1、配制混合料A :将铁精矿3、粘结剂、熔剂和含碳材料组成混合料A，其原料质量 百分数为：铁精矿3为70%，粘结剂膨润土 1. 4%，含碳原料半焦与生物质炭的混合物添加量 为18% ;熔剂为生石灰与菱镁石粉和轻烧镁粉的混合物，调整熔剂添加量，使混合料A的三 元碱度（CaO+MgO)/SiO2 为 L 1。
[0037] 2、制取球团核：将混合料A加水混匀，其中加水量占混合料A的质量百分数为 8.2%。然后用圆盘造球机制成粒度为5-7_的自熔性球团核。其中膨润土、菱镁石粉和生 石灰化学成分如表1所不，铁精矿3、铁精矿4、轻烧镁石粉的化学成分见表2。
[0038] 表2实施例2原料成份质量百分比含量
[0039]
[0040] 3、配制混合料B :精矿4、粘结剂、熔剂和含碳原料组成混合料B，其原料质量百分 数为：铁精矿4为78. 5%，粘接剂腐殖酸钠1. 5%，含碳材料焦粉添加量11. 5% ;熔剂为生石灰 与轻烧镁粉混合物，调整熔剂添加量，使混合料B的三元碱度（CaO+MgO)/SiO2为0. 5。将混 合料B加水混匀，其中加水量占混合料B的质量百分数为8. 2%。
[0041] 4、成球与焙烧：将造好自熔性球团核放在另一个圆盘造球机中，添加混合料B2继 续造球，制得粒度为l〇-12mm占90%的含碳生球团。对含碳生球团进行焙烧，制得成品熔剂 性复合含碳球团。其抗压强度为2138N/球，金属化率为42%。
【主权项】
1. 一种高炉用熔剂性复合含碳球团的生产方法，其特征在于，具体方法和步骤为： (1 )、配制混合料A :混合料A的原料组成为铁精矿、粘接剂、含碳材料及熔剂，其质量百 分含量为：铁精矿65-80%，粘接剂1-2%，含碳材料10-20%，调整熔剂添加量，使混合料A的 三元碱度（Ca0+Mg0)/Si0 2为1~L 4 ; 所述粘接剂为膨润土； 所述含碳材料为半焦、石油焦和生物质炭中的一种或几种； 所述熔剂为生石灰与镁石粉的混合料； (2) 、制取球团核：将混合料A加水混匀，其中加水量占混合料A的质量百分数为7. 6~ 8. 6%，然后用圆盘造球机制成粒度为5~7mm的自烙性球团核； (3) 、配制混合料B :混合料B的原料组成为铁精矿、粘接剂、含碳材料及熔剂，其质量百 分含量为：铁精矿75-85%，粘接剂1~2%，含碳材料5-15%，调整熔剂添加量，使混合料B的 三元碱度（CaO+MgO) /SiO2为0. 2~0. 5 ;将混合料B加水混匀，其中加水量占混合料B的质 量百分数为7. 6~8. 6% ; 所述粘接剂为腐殖酸钠或羧甲基纤维素钠； 所述含碳材料为煤粉或焦粉； 所述熔剂为生石灰与镁石粉的混合物； (4) 、成球与焙烧：将制取的自熔性球团核放在另一个圆盘造球机中，添加混合料B继 续造球，制得粒度为10~16mm的含碳球团生球；对含碳球团生球进行焙烧，制得成品熔剂 性复合含碳球团。2. 根据权利要求1所述的高炉用熔剂性复合含碳球团的生产方法，其特征在于，所述 铁精矿的化学成分质量百分数为：全铁TFe > 65%，SiO2 < 4. 5%，粒度小于200目的大于 85%。3. 根据权利要求1所述的高炉用熔剂性复合含碳球团的生产方法，其特征在于，所述 熔剂中生石灰的CaO > 80% ;镁石粉为菱镁石、轻烧镁粉中的一种或两种的组合。
【专利摘要】本发明提供一种高炉用熔剂性复合含碳球团的生产方法，混合料A原料组成为铁精矿65-80%，粘接剂1-2%，含碳材料10-20%，并添加熔剂使混合料A的(CaO+MgO)/SiO2为1～1.4。将混合料A加水混匀后制成粒度为5～7mm的自熔性球团核。混合料B原料组成为铁精矿75-85%，粘接剂1～2%，含碳材料5-15%，添加熔剂使混合料B的(CaO+MgO)/SiO2为0.2～0.5。将自熔性球团核放入造球机中，添加混合料B继续造球，制得粒度为10～16mm的含碳球团生球；对生球焙烧后制得成品熔剂性复合含碳球团。本发明解决了熔剂性球团焙烧粘结和含碳球团内部自还原延迟问题，使其碱度和还原碳呈梯度分布，可极大提高含碳球团的高温冶金性能，抗压强度达到2081N/球，金属化率为40%。
【IPC分类】C22B1/245, C22B1/16, C22B1/243
【公开号】CN104975173
【申请号】CN201410143276
【发明人】周明顺, 张辉, 翟立委, 刘杰, 徐礼兵, 袁慧
【申请人】鞍钢股份有限公司
【公开日】2015年10月14日
【申请日】2014年4月10日