中温快速固结铁焦团矿及设备

摘要

本发明涉及一种黑色金属冶炼前的炉料准备作业—中温快速固结铁焦团矿及设备,其产品可用于高炉炼铁、转炉炼钢的冷却剂和直接还原炉料,其特征在于是以含铁原料为主料配加适量的焦料、煤粉或消石灰,粘结剂为复合粘结剂;中温快速固结铁焦团矿工艺及干燥设备。本发明突破了冷固结造块法对原料技术条件要求高、工艺复杂,固结时间较长的难关,为建设连续性生产的工厂创造了条件,提高了高炉的产量,降低了炼铁成本。

说明书

本发明涉及一种黑色金属冶炼前的炉料准备作业--中温快速固结铁焦团矿及设备，其产品可用于高炉炼铁、转炉炼钢的冷却剂和直接还原炉料。

目前，国内外应用于钢铁冶炼技术领域中普遍采用烧结造块或球团造块用于钢铁冶炼前的炉料准备作业，烧结造块或球团造块属于高温固结造块(1150℃-1300℃)；冶炼矿物中低温固结造块技术在本世纪卅年代就引起了冶金工作者的重视并进行了研究和探索。至70年代先后出现了水泥冷粘结法、高压釜蒸养法、碳酸化法锈化法等冷固结造块法，但它们存在的共同缺点是固结时间长，一般需要20-30天，不能进行工业性的连续生产，因而限制了其推广应用。如美国执密安大马矿业研究所于1970年用铁精矿、钢铁废料、焦粉制成混合料，用圆盘造球机制成球团，然后在压力为2MPa的高压釜中通入200℃的水蒸汽养生，采用水泥为粘结剂，获得质量可以满足直径为2.44M高炉用的球团矿。1983年日本钢管公司曾将碳酸化和高压釜蒸养法相结合生产冷固结球团矿，固结时间被缩短到10个小时，但其生产工艺相对复杂，固结时间仍然较长，因而也没有在工业生产中得到推广应用。我国于50年代也开始了研究冷固结球团矿或团矿，如上海宝山钢铁公司研究的《生产直接还原竖炉和高炉用冷固结球团的方法》，其固结时间大大地缩短到30-60分钟，但在粘结剂中添加有膨润土，降低了球团矿的铁品位，同时要求焦粉粒度＜3mm，增加了破碎，筛分工艺环节。

本发明专利中温快速固结铁焦团矿及设备，采用了合理的粘结剂，适当地提高了烘干固结温度，并设计了行之有效的干燥设备，缩短了固结时间，实现了工业化连续生产，其目的在于为中、小高炉提供一种投资少、投产快、生产稳定、质量高、成本低的优质炉料，克服了目前中、小高炉采用土球团为炉料带来的浪费能源、污染环境、质量差、劳动强度大等缺点，降低了中小高炉的冶炼成本。

本发明中温快速固结铁焦团矿及设备内容简述：

本发明中温快速固结铁焦团矿及设备，其特征在于：本工艺是以含铁原料为主料(包括：铁精矿、富矿料、冶金粉尘、除尘泥、氧化铁皮、黄铁矿烧渣等)，配加适量的焦粉、煤粉或消石灰，粘结剂为硅酸钠(液态)、菱苦土、沥青等组成的复合粘结剂，其配比为硅酸钠∶菱苦土∶沥青＝55∶20∶25；

1.主要原料配比如下：

a.100％含铁原料，外加其重量10-15％的复合粘结剂；

b.100％焦粉或煤粉，外加其重量10-15％的复合粘结剂；

c.60-80％的含铁原料，20-40％的焦粉或煤粉，外加10-15％的复合粘结剂；

根据对碱度不同的要求，在a、c配比中再配加8-12％的消石灰，制造碱度为0.8-1.0的团块；

2.造块设备采用压力为2500N-3500N/CM²的对辊压球机，团块的粒度为25-45mm；

3.干燥介质为热风炉提供的800-1000℃热风，经混风阀将其控制在600-800℃；

4.干燥设备是一个倾斜式隧道窑炉，与水平倾角a＝50度，在隧道窑炉右侧上方有一给料漏斗，窑炉炉墙是由粘土耐火砖砌筑，在倾斜式隧道窑炉内的底部有一与隧道窑炉倾斜角度相同的炉蓖条与排矿溜板连接，在隧道窑炉的底部设有热风进口，隧道窑炉的顶部有一废气排放口，在隧道窑炉的左侧端设置一排矿口挡板；

5.中温快速固结铁焦团矿工艺为：

①混合料的配制，将含铁原料、焦粉(粒度为0-10mm)，消石灰按重量配比(百分比)(60-80)∶(15-30)∶(2-15)配合，用水泥搅拌机混合，同时向混合料中加入10％的复合粘结剂混合均匀；

②加压成型：混合料经皮带机送到压力为2500-3500N/cm³的对辊压球机中制成粒度为25mm卵形生团块；

③筛分：将压制好的卵形生团块经皮带机送到筛孔为20mm的筛子上过筛，粒度＜20mm的粉料返回到对辊压球机中再次压球，粒度＞20mm的生团块经皮带机送入倾斜式隧道窑炉的给料漏斗并进入到隧道窑炉内分布到炉篦条上；

④加温固结：分布在炉篦条上的生团块料层厚度为200-250mm，热风由热风入口吹入窑炉内，通过炉篦条和料层将生团块干燥，热废气由废气排放口排出，干燥3-10分钟，打开排矿口挡板，成品团块通过排矿溜板自动排出窑炉外，装入小车运走。成品铁焦团块其抗压强度为2200-2500N/个，在静态下置于800-1000℃的高温中不会因燃烧而粉化。

本发明中温快速固结铁焦团矿及设备在技术上突破了其主冷固结造块法对原料技术条件要求较高、工艺条件相对复杂，固结时间较长的难关，为建设连续性生产的工厂创造了条件，也为冶金工厂的环境治理提供了一个有效的方法。采用此法生产的铁焦团块，由于团块内铁矿物与焦碳紧密接触，从而提高焦碳的反应性，加快了铁矿物的还原速度，不仅提高了高炉的产量，还降低了炼铁成本。在13M³高炉上用这种团矿取代100％的烧结矿和部分焦碳进行冶炼实验收到了高炉炉况顺行、风压曲线稳定、生铁产量增加20％以上、焦比降低15-20％，每吨生铁成本降低25-30％

实施例：

生产铁焦团块∶取转炉泥、粒度＜10mm的焦粉，按重量(干)7∶3的比例配合，用水泥搅拌机混合，同时向混合料中加入10％的复合粘结剂，混合均匀后经皮带机送到压力为2500N/cm³的对辊压球机中，制成粒度为25mm的卵形生团块，经皮带机送到筛孔为20mm的筛子上过筛，粒度＜20mm的粉料返回到对辊压球机中再次压球，粒度＞20mm的生团块经皮带机送入倾斜式隧道窑炉上的给料漏斗(见图1)，并进入隧道窑炉内分布到炉篦条3上，生团块料层的厚度为200mm，窑炉炉墙2是由粘土耐火砖砌筑，热风由热风入口4吹入窑炉内，热风温度控制在600℃，通过炉篦条3和料层将生团块干燥，热废气由废气排放口7排出。干燥3分钟后，打开排矿口挡板6，成品团块就自动排出炉外，经排矿溜板5装入小车推走堆放。制得的铁焦团块，其抗压强度平均达到2300N/个，从1.5米高处自由落在10mm厚的钢板上10次以上不破碎，在静态下置于800-1000℃的高温中不会因燃烧而粉化。

在13M³的高炉中用这种中温快速固结的铁焦团矿100％转化普通的烧结矿和部分焦碳进行冶炼时，由于团矿内铁矿物与焦碳接触紧密从而提高了焦碳的反应性和铁矿物的还原速度，取得了高炉炉况顺行、风压曲线稳定、生铁产量增加20％、焦比降低18％、每吨生铁成本降低28％的良好经济效果。