專利名稱：用于豎爐、玻璃爐或高爐中的燒結(jié)石塊，用于加工燒結(jié)石塊的方法以及鐵礦石細(xì)粉塵和極 ...的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用于豎爐、玻璃爐或高爐中的燒結(jié)石塊，用于加工燒結(jié)石塊的方法以及鐵礦石細(xì)粉塵和極細(xì)粉塵的應(yīng)用。
背景技術(shù)：
在獲取、加工、預(yù)制備和加工礦石時產(chǎn)生大量含鐵的粒度最高為3mm的極細(xì)和細(xì)的粉塵。為了可以利用這種粉塵產(chǎn)生金屬，必需使它們成為塊狀。通常在冶煉領(lǐng)域使用的細(xì)和極細(xì)礦石的成塊方法是燒結(jié)和造球。
在燒結(jié)礦石粉塵時通常將濕潤的細(xì)礦石與焦碳粉或其它碳載體和石灰石、生石灰、橄欖石或白云石添加劑一起組成的混合物給到環(huán)繞的爐排、即所謂的“燒結(jié)帶”上并且從上面點(diǎn)燃。含在混合物中的煤借助于通過燒結(jié)帶引入的空氣燃燒并由此起到使礦石顆粒燒結(jié)到一起的作用。通過這種方法在達(dá)到燒結(jié)帶終端時使位于燒結(jié)帶上的層完全燒結(jié)。將這樣固化的鐵礦石破碎，在還加熱的狀態(tài)篩分并輸送到冷卻器，在其中良好地冷卻，直到不再有損其固體性。在進(jìn)一步篩分冷卻含有燒結(jié)混合物的燒結(jié)物的細(xì)組分以后由于其大的透氣性和良好的還原性適用于直接在高爐中使用。
通過已知的燒結(jié)方法以經(jīng)濟(jì)的方式通常只能夠?qū)?mm且更大粒度的礦石粉塵形成塊狀。具有明顯更小粒度的礦石粉塵通過造球用于獲取金屬。
在造球時，極細(xì)礦石和顆粒尺寸遠(yuǎn)小于1mm的濃縮物形成小球，其直徑通常為10-15mm。為此加濕礦石粉塵并且與最高為10％重量百分比的例如由高爐渣和水泥組成的粘合劑混合。在旋轉(zhuǎn)滾筒中或在旋轉(zhuǎn)盤上由這種混合物生成所謂的“生球”。使所獲得的還濕潤的生球干燥并且以高于1000℃的溫度在豎爐、轉(zhuǎn)爐中或在燒結(jié)帶上燃燒。在DE 33 07 175 A1中詳細(xì)描述了在含金屬氧化物的細(xì)顆粒粉塵的造球領(lǐng)域中的現(xiàn)有技術(shù)。
對于通過造球產(chǎn)生的球體可以保證與礦石塊相比均勻的粒度、恒定的質(zhì)量和在還原時的良好透氣性。但是存在著球體在其還原時燒結(jié)在一起或失去其形狀的危險，其后果是不再可能以所致力的結(jié)果進(jìn)行還原。除了加工費(fèi)事和成本不利以外球體只能在有限的范圍中使用。
在2003年6月17日在德國杜塞爾多夫召開的第三屆國際METEC03大會上由Michael Peters等人撰寫的報告“Oxygen Cupolafor recycling waste oxides from an integrated steel plant”介紹了并且在Christian Bartels-von Varnbueller撰寫的題目“A new process forrecycling steelplant wastes”中描述了另一種利用以細(xì)顆粒形式存在的氧化鐵產(chǎn)生生鐵的方法，該文獻(xiàn)可以在URL“http://briket.ru/eng/related articles.shmtl”互聯(lián)網(wǎng)中找到。通過這種已知的也以標(biāo)記“OxiCup-工藝”公知的方法能夠使作為剩余或循環(huán)材料以過濾粉塵的形式在生鐵生產(chǎn)中大量產(chǎn)生的氧化鐵剩余物以較大的經(jīng)濟(jì)效用作為回收材料在熔化過程中回收。為此使以細(xì)至極細(xì)顆粒形式存在的具有碳載體、如焦碳粉的鐵生產(chǎn)殘余物(氧化鐵粉塵)與水并與起到粘合劑作用的水泥混合。由混合物形成塊體，它們具有六角形的底面。
在干燥后由此獲得的塊體一方面具有良好的松散和流動性，因此它們可以毫無問題地給到用于鐵生產(chǎn)的OxiCup-爐里面。另一方面它們很穩(wěn)定和牢固，以致于它們可以抵抗在爐子中由于加載在其上的材料柱還原的物質(zhì)產(chǎn)生的負(fù)荷。
當(dāng)高位的充填位置在OxiCup-爐的熱區(qū)方向上下降時使塊體加熱到超過1000℃。分別在塊體中含有的碳載體在此轉(zhuǎn)換成CO氣體，它起到使塊體的氧化鐵成分直接還原的作用。因此OxiCup-工藝提供了一種經(jīng)濟(jì)的用于再利用在鐵生產(chǎn)時產(chǎn)生的粉塵的方法。
在獲取和加工鐵礦石時在礦層中產(chǎn)生大量的以塊狀存在的礦石細(xì)粉塵和極細(xì)粉塵。這種粉塵的儲藏和處理是顯著的問題，因?yàn)榘殡S著這種粉塵的燒結(jié)或造球產(chǎn)生的高費(fèi)用難以產(chǎn)生經(jīng)濟(jì)的效用。這一點(diǎn)導(dǎo)致在鐵獲取和加工地點(diǎn)處理礦石細(xì)粉塵和極細(xì)粉塵時存在很大問題。

發(fā)明內(nèi)容
為了可以經(jīng)濟(jì)地使用目前不可利用的礦石粉塵，本發(fā)明提出一種用于豎爐、玻璃爐或高爐中的燒結(jié)石塊，它具有(在重量百分比上)6-15％的水泥粘合劑、最高為20％的碳載體、最高為20％的剩余物和循環(huán)物、有選擇地最高為10％的固化和強(qiáng)化加速劑，并且作為以塊狀存在的顆粒形狀的鐵礦石的剩余物具有小于3mm的粒度以及在三天后具有至少5N/mm2的早期強(qiáng)度并且在28天后具有至少20N/mm2的冷壓強(qiáng)度。
與現(xiàn)有技術(shù)不同，按照本發(fā)明使用以塊狀存在的鐵礦石細(xì)和極細(xì)粉塵。這種鐵礦石基本上不含有金屬鐵，而是只含有純氧化鐵，這種純氧化鐵可以攙雜微少的矸石。因此按照本發(fā)明的燒結(jié)石塊具有與目前在現(xiàn)有技術(shù)中由剩余物和循環(huán)物產(chǎn)生的剩余物石塊完全不同的特性。
按照本發(fā)明的這種礦石塊具有比已知的剩余物塊更高的早期強(qiáng)度和最終強(qiáng)度。由于對于按照本發(fā)明的燒結(jié)石塊在完成狀態(tài)存在的至少20N/mm2的高耐壓性，所述燒結(jié)石塊可以在高爐中可靠地抵抗散料柱的壓力。
同時按照本發(fā)明的燒結(jié)石塊均勻地達(dá)到10N/mm2的最低熱壓強(qiáng)度。
在此這樣確定按照本發(fā)明的礦石塊組分，當(dāng)在高爐中使用時，如果在溫度增加和持續(xù)加熱時損毀水泥原料的粘接特性，水泥原料以這個溫度形成的海綿鐵作為支架可以保持石塊以及這個高爐內(nèi)容物的透氣性。按照本發(fā)明的燒結(jié)石塊的強(qiáng)度和形狀保持性使得這些石塊特別適用于豎爐、玻璃爐或高爐中。
因此通過按照本發(fā)明的燒結(jié)石塊能夠經(jīng)濟(jì)地使目前不可利用的細(xì)和極細(xì)粉塵用于鐵生產(chǎn)，粉塵在鐵礦石的獲取和加工時在礦層上自動產(chǎn)生。由于使用水泥作為粘合劑也能夠使最細(xì)的粉塵形成固態(tài)的塊體，它不僅對于其本身的加工而且對于其使用都具有最佳的使用特性。
作為本發(fā)明的其它積極效果，除了通過本發(fā)明實(shí)現(xiàn)的經(jīng)濟(jì)優(yōu)點(diǎn)以外在獲取礦石的獲取和加工層面范圍里明顯減小了環(huán)境負(fù)荷。目前進(jìn)入環(huán)境的并且尤其在水域中導(dǎo)致明顯傷害的礦石粉塵可以通過本發(fā)明有效地利用。
本發(fā)明也有助于剩余物和循環(huán)物的處理問題，按照本發(fā)明的燒結(jié)石塊可以含有最高為20％的剩余物和循環(huán)物。這些物質(zhì)是爐料，它們除了金屬和氧化形式的鐵以外含有其它雜質(zhì)。這種剩余物和循環(huán)物例如在鋼生產(chǎn)和加工時以過濾粉塵、高爐粉塵或氧化鐵皮的形式產(chǎn)生。
按照本發(fā)明的燒結(jié)石塊的最終強(qiáng)度很高，使它們在使用時可靠地承受在各種爐子中產(chǎn)生的負(fù)荷。因?yàn)榘凑毡景l(fā)明的燒結(jié)石塊可以明顯更大，它們適用于在大的爐子、如豎爐、玻璃爐或高爐中使用并且在還原時保證更好的透氣性。
同時按照本發(fā)明所實(shí)現(xiàn)的燒結(jié)石塊的早期強(qiáng)度足以使它們已經(jīng)能夠在其加工后的短時間內(nèi)輸送。這一點(diǎn)能夠例如使按照本發(fā)明的燒結(jié)石塊在其成形后不久就疊摞在干燥室里面，在其中它們可以特別有效地干燥。
按照本發(fā)明的燒結(jié)石塊能夠以本身公知的石塊加工設(shè)備制成，如同例如用于生產(chǎn)鋪路石所使用的那樣。這種石塊加工設(shè)備能夠?qū)崿F(xiàn)特別經(jīng)濟(jì)地加工并且有助于使按照本發(fā)明的燒結(jié)石塊可以特別便宜地加工，從而進(jìn)一步提高了其使用的經(jīng)濟(jì)性。
對于按照本發(fā)明的石塊的加工無需例如在燒結(jié)或造球時所需的費(fèi)事的熱處理。因此例如節(jié)省在燒結(jié)時不可避免的焙燒煙氣并且明顯減少環(huán)境負(fù)荷。
實(shí)際的實(shí)驗(yàn)已經(jīng)證實(shí)，按照本發(fā)明的燒結(jié)石塊能夠在可設(shè)想的最高為3mm粒度的整個范圍上實(shí)現(xiàn)鐵礦石粉塵的經(jīng)濟(jì)利用。因此能夠同樣毫無問題地加工最高為1mm粒度的粉塵并且有效地利用最高為500μm粒度的鐵礦石粉塵，它們在一定的礦層中以典型的方式產(chǎn)生。這種在鐵礦石造球時產(chǎn)生的5-30μm粒度范圍的礦石粉塵、所謂的“球飼料(Pellet Feed)”由此還能夠使用，由它們加工按照本發(fā)明的燒結(jié)石塊。此外試驗(yàn)證實(shí)，即使在水溶液中獲得的、在加工礦石濃縮物時產(chǎn)生的最高為7μm粒度的粉塵當(dāng)由它們形成按照本發(fā)明的燒結(jié)石塊的時候，可以有效地用于鐵生產(chǎn)。
在按照本發(fā)明的細(xì)粒度燒結(jié)石塊中所含的鐵礦石優(yōu)選以赤鐵礦(Fe2O3)的、磁鐵(Fe3O4)的和/或四架晶格(FeO)的變型存在，其粒度直徑同樣優(yōu)選小于0.1mm。
在這里特別強(qiáng)調(diào)，本發(fā)明也能夠使差的可燒結(jié)或造球的含鐵物質(zhì)用于獲取生鐵。因此可以使用針鐵礦(FeO(OH))形式的鐵礦石用于加工按照本發(fā)明的燒結(jié)石塊。即使當(dāng)針鐵礦以最高為2mm的粒度存在，這一點(diǎn)也適用，其中尤其也能夠使用明顯小于2mm的粒度。
為了保證在獲取生鐵時盡可能有效地利用，對于按照本發(fā)明的燒結(jié)石塊鐵含量應(yīng)該至少為40％重量百分比。
本發(fā)明充分利用已經(jīng)公知的思想，利用該思想使以塊狀存在的鐵粉塵無需特殊熱處理地借助于水泥冷粘接。除了已經(jīng)提到的利用難以燒結(jié)或造球的鐵粉塵以外還能夠?qū)崿F(xiàn)水泥粘接，在生鐵生產(chǎn)期間通過燒結(jié)石塊的各種水泥成分改變爐渣組分、尤其是其MgO，CaO，SiO2，Al2O3的含量。
作為水泥粘合劑，可使用能夠經(jīng)濟(jì)地獲得的硅酸鹽水泥或耐火水泥。相關(guān)的粘合劑與鐵礦石粉塵混合作為流體態(tài)的水泥。如果按照本發(fā)明的燒結(jié)石塊含有6-15％重量百分比的水泥粘合劑，在最佳地保護(hù)資源的同時產(chǎn)生特別良好的使用特性。按照本發(fā)明的燒結(jié)石塊對于這樣測量的水泥含量分別可靠地實(shí)現(xiàn)在3天后獲得的早期強(qiáng)度為至少5N/mm2并且在28天后可以確定的冷壓強(qiáng)度至少為20N/mm2。但是根據(jù)其其它成分的含量，同樣有意義的是，使水泥粘合劑的含量提高到20％重量百分比或者降低到小于5％重量百分比。
已經(jīng)證實(shí)按照本發(fā)明的燒結(jié)石塊的特殊特性，在加熱時對于用于獲取生鐵的爐是特別有利的。因此按照本發(fā)明的以塊狀存在的鐵礦石粉塵以400℃加入到水泥粘合劑中得到強(qiáng)度提高。在高于400℃-800℃的溫度范圍僅僅產(chǎn)生緩慢的強(qiáng)度降低。由于這個特性使燒結(jié)石塊在其通過爐子的路徑上長時間地保持其形狀，使得它們可靠地一直輸送到熱熔融區(qū)。只有在溫度位于800℃以上至1000℃時其強(qiáng)度才快速下降。在這個溫度范圍在還原期間形成的海綿鐵在繼續(xù)加熱時保證燒結(jié)石塊的形狀保持性并且保持其透氣性。
只要這一點(diǎn)從生產(chǎn)技術(shù)的觀點(diǎn)例如對于保持確定的節(jié)拍時間是有意義的，那么按照本發(fā)明的燒結(jié)石塊除了水泥粘合劑以外也可以選擇含有固化或強(qiáng)化加速劑、如水玻璃、鋁族水泥、氯化鈣、堿鹽、尤其是鈉鹽或者纖維素粘接劑如糨糊。
按照本發(fā)明以塊狀加工的礦石不僅可以通過還原劑(碳載體)直接還原也可以不使用還原劑。如果存在還原劑，則燒結(jié)石塊的碳載體最大含量不大于20％重量百分比。在這種情況下當(dāng)燒結(jié)石塊的碳載體含量為8-15％重量百分比時，則能夠?qū)崿F(xiàn)最佳地適配于鐵的重量組分。但是如果在按照本發(fā)明的燒結(jié)石塊中的揮發(fā)組分含量高時，則通過提高碳載體組分的含量可以補(bǔ)償所產(chǎn)生的低還原性。
作為碳載體原則上所有的具有還原自由碳的物質(zhì)都是適合的。因此可以考慮焦碳塵、焦碳灰、焦碳粉或無煙煤。所述焦碳載體的粒度為最高為2mm。這種粒度的焦碳載體的獲得特別經(jīng)濟(jì)并且在獲取鐵時難以利用。
按照本發(fā)明的燒結(jié)石塊具有圓柱形、矩形或多邊形的形狀，用于一方面保證足夠的穩(wěn)定性，另一方面保證在填入爐子里面以后在其間存在對于散料透氣性足夠的距離。尤其是當(dāng)燒結(jié)石塊具有多邊形的尤其是六角底面的塊體形狀，則可以最佳地利用成形表面。
作為“濕體”、即其形狀還處于潮濕狀態(tài)時按照本發(fā)明的燒結(jié)石塊具有少于25％的含水量。受地表濕氣影響易碎的(erdfeuchtkruemmeligen)濕體的加工比加工具有較高含水量的物質(zhì)簡單。此外通過按照本發(fā)明的限制濕體的含水量避免多余的水在爐子中必需以高能耗排出。
已經(jīng)令人驚奇地證實(shí)，按照本發(fā)明的燒結(jié)石塊在還原時在標(biāo)準(zhǔn)的RuL測試期間(RuL＝Reduction under Load在負(fù)荷下還原)達(dá)到至少80％、尤其是最高為100％的還原率。
通過本發(fā)明建議的使用以塊狀存在的具有最高為3mm粒度的細(xì)和極細(xì)礦石用于加工燒結(jié)石塊，也能夠使這種礦石粉塵用于產(chǎn)生生鐵，它們目前難以或不經(jīng)濟(jì)地用于此目的。
按照本發(fā)明的燒結(jié)石塊能夠特別簡單地加工。為此具有最大3mm粒度的細(xì)或極細(xì)粉塵形式的鐵礦石與以流體水泥態(tài)存在的粘合劑以及有選擇地與碳載體、與剩余物和循環(huán)物和/或固化和強(qiáng)化加速劑按比例混合，水泥粘合劑在所獲得的混合物中的含量(重量百分比)為6-15％，碳載體的含量最高為20％，剩余物和循環(huán)物的含量最高為20％以及固化和強(qiáng)化加速劑的含量最高為10％。將所獲得的混合物填充模具。按照第一實(shí)施方式，在混合物干燥前，擠壓混合物，代替擠壓使充滿模具的混合物執(zhí)行振實(shí)，用于實(shí)現(xiàn)盡可能均勻的分布和混合物各組分的結(jié)合。當(dāng)組合地執(zhí)行擠壓和振實(shí)或者以適當(dāng)?shù)姆绞较嗬^地執(zhí)行擠壓和振實(shí)時，由此實(shí)現(xiàn)燒結(jié)石塊的最佳特性。


下面借助于實(shí)施例詳細(xì)描述本發(fā)明。附圖中圖1示出按照本發(fā)明的燒結(jié)石塊強(qiáng)度與溫度的關(guān)系，圖2示出傳統(tǒng)的燒結(jié)石塊強(qiáng)度與溫度的關(guān)系，圖3a示出本發(fā)明的燒結(jié)石溫度與加熱時間的關(guān)系，
圖3b示出本發(fā)明的燒結(jié)石塊的石塊高度與加熱時間的關(guān)系，圖3c示出本發(fā)明的燒結(jié)石塊的重量損失與加熱時間的關(guān)系。
具體實(shí)施例方式
在下面描述的實(shí)驗(yàn)中使所研究的燒結(jié)石塊分別置于所謂的“變型的RuL-測試”。在這個測試時以豎爐氣體氛圍在靜態(tài)條件下模擬燒結(jié)石塊在豎爐井中的熔融特性。通過這種方式可以預(yù)見，是否足以由燒結(jié)石塊的鐵載體還原形成海綿鐵，用于反作用于隨著熱量增加產(chǎn)生的水泥粘接的破裂，而不會由于燒結(jié)石塊的軟化和破碎負(fù)面地妨礙豎爐的透氣性。模擬分別在1000-1100℃溫度范圍中結(jié)束。
實(shí)驗(yàn)I在第一實(shí)驗(yàn)中研究由最細(xì)粒度至細(xì)粒度的赤鐵礦的鐵礦石粉塵制成的燒結(jié)石塊的還原特性，這種粉塵在造球加工時作為球飼料產(chǎn)生。在此鐵礦石粉塵的粒度在5-30μm之間。
將鐵礦石粉塵與碳灰形式的作為碳載體的焦碳和快速粘合的、市場上常見的作為水泥粘合劑的標(biāo)準(zhǔn)水泥混合。所獲得的混合物含有(重量百分比)70至80％的鐵粉塵、10至15％焦碳和10至15％水泥粘合劑。這樣組成的混合物在本身公知的成塊機(jī)中振實(shí)并擠壓成塊狀的燒結(jié)石塊，它們具有一個棱邊長度約為30mm的底面和110mm的高度。
在干燥后對燒結(jié)石塊進(jìn)行RuL-測試。在此得出所使用的塊狀赤鐵礦的鐵礦石粉塵的還原率為95.2％和脫碳率為82.7％(脫碳率[％]＝(在開始測試前的總含碳量-測試結(jié)束后的總含碳量)/開始測試前的總含碳量×100％)。以粗分餾存在的焦碳被消耗。在被研究的燒結(jié)石塊的中心還可以看到細(xì)焦碳的殘余物。在曲線圖1中示出在實(shí)驗(yàn)I中研究的按照本發(fā)明的燒結(jié)石塊的以N/mm2為單位的強(qiáng)度St與以[℃]為單位的溫度T的關(guān)系曲線。它表示，按照本發(fā)明的石塊在室溫已經(jīng)具有大于20N/mm2的早期冷卻強(qiáng)度和最終冷卻強(qiáng)度。該燒結(jié)石塊的強(qiáng)度上升到約300℃并且到約850℃保持在20N/mm2的水平范圍。只有從850℃開始強(qiáng)度才下降，但是對于1000℃還有是在3N/mm2以上。
類似地在對于以常見方式在使用剩余物產(chǎn)生的燒結(jié)石塊的曲線圖2中同樣示出以N/mm2為單位的強(qiáng)度St與以[℃]為單位的溫度T的關(guān)系曲線。清楚地看出，在室溫時早期冷卻強(qiáng)度和最終冷卻強(qiáng)度只位于12N/mm2范圍并且到210℃一直保持在這個范圍。只有在溫度升高到約400℃時才導(dǎo)致強(qiáng)度St瞬時升高到約22N/mm2。但是強(qiáng)度St接著繼續(xù)劇烈下降，在900℃時才達(dá)到2N/mm2。
在圖3a中通過以℃表示的溫度曲線“KS”示出具有使用實(shí)驗(yàn)I的組分的燒結(jié)石塊KS與以min(分鐘)為單位的加熱時間th的關(guān)系。另外通過對于燒結(jié)石塊HK的曲線“HK”表示石塊溫度與加熱時間的關(guān)系，其中作為碳載體以木炭代替焦碳粉塵，但是其余與在實(shí)驗(yàn)I中研究的燒結(jié)石塊一致。兩個曲線只顯示出微小的偏差。
在圖3b中示出隨著加熱時間th的增加在使用碳粉塵條件下產(chǎn)生的、在實(shí)驗(yàn)I中研究的燒結(jié)石塊(曲線“KS”)和在使用木炭作為碳載體制成的、但是其余與在實(shí)驗(yàn)I中一致的燒結(jié)石塊(曲線“HK”)的以g為單位的重量損失dG與加熱時間th的關(guān)系。在這里兩個曲線也顯示出微小的偏差。
最后在曲線圖3c中隨著加熱時間th的增加產(chǎn)生的在實(shí)驗(yàn)I中研究的燒結(jié)石塊(曲線“KS”)和在使用木炭作為碳載體制成的、但是其余與在實(shí)驗(yàn)I中一致的燒結(jié)石塊(曲線“HK”)的高度Hs減小與加熱時間th的關(guān)系。在這里兩個曲線也顯示出微小的偏差。
曲線圖3a-3c說明所觀察到的燒結(jié)石塊KS和HK的石塊溫度TS、高度HS和重量損失dG的上升變化，在溫度位于800℃以上時已經(jīng)開始金屬化。對于兩個所研究的碳載體材料(焦碳粉塵，木炭)，這個過程能夠獨(dú)立地觀察到。由于金屬化形成的支架反作用于高溫時產(chǎn)生的強(qiáng)度下降，因此直到高爐的那個部位保證對于透氣性和連續(xù)運(yùn)動足夠的燒結(jié)石塊強(qiáng)度，在該位置固體材料在其向下的路徑上由于一直較高的溫度變成塑性的。
實(shí)驗(yàn)II在第二實(shí)驗(yàn)中首先將源自加拿大Carol湖礦層的濃縮的粒度最高為500μm且赤鐵礦/磁鐵比例為1∶1的鐵礦石粉塵與作為碳載體的焦碳粉塵和作為水泥粘合劑的快速粘合的市場上常見的標(biāo)準(zhǔn)水泥混合。所得到的混合物含有(重量百分比)70至80％的鐵礦石粉塵、10至15％的焦碳粉塵和10至15％的水泥。由這種組分的混合物以已經(jīng)在實(shí)驗(yàn)I中描述的方式產(chǎn)生燒結(jié)石塊。
對這樣獲得的燒結(jié)石塊進(jìn)行改型的RuL測試。由此得到95.6％的還原率和85％的脫碳率。能完全還原3價鐵。
類似地使主要由磁鐵組成的且具有最高為1mm粒度的源自毛里塔尼亞的Guelbs/Kedia礦層的濃縮物鐵粉塵同樣與焦碳粉塵和快速粘合的市場上常見的水泥粘合劑混合。在這種情況下所獲得的混合物的鐵礦石含量為75％重量百分比、其焦碳含量為13％重量百分比和其水泥含量為12％重量百分比。
同樣以已經(jīng)借助實(shí)驗(yàn)I描述的方式由這種混合物產(chǎn)生的燒結(jié)石塊也置于RuL測試。它得到88.3％的還原率和83.2％的脫碳率。
在其它的實(shí)驗(yàn)中已經(jīng)證實(shí)，這種按照本發(fā)明組分的燒結(jié)石塊在RuL測試中即使對于1100℃也可靠地達(dá)到80％的金屬化率，這些燒結(jié)石塊在使用水溶劑下獲得的、在加工礦石濃縮物時產(chǎn)生的粒度最高為7μm的粉塵的條件下制成。
權(quán)利要求
1.一種用于豎爐、玻璃爐或高爐中的燒結(jié)石塊，它具有(重量百分比)6-15％的水泥粘合劑、最高為20％的碳載體、最高為20％的剩余物和循環(huán)物、有選擇地最高為10％的固化和強(qiáng)化加速劑，并且作為以塊狀存在的顆粒形狀的鐵礦石的剩余物具有小于3mm的粒度以及在三天后具有至少5N/mm2的早期強(qiáng)度，在28天后具有至少20N/mm2的冷壓強(qiáng)度。
2.如權(quán)利要求1所述的燒結(jié)石塊，其特征在于，所述鐵礦石以細(xì)或極細(xì)粉塵形式存在。
3.如上述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的燒結(jié)石塊，其特征在于，所述鐵礦石的粒度最高為1mm。
4.如上述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的燒結(jié)石塊，其特征在于，所述鐵礦石以赤鐵礦(Fe2O3)的、磁鐵(Fe3O4)的和/或四架晶格(FeO)的變型存在。
5.如上述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的燒結(jié)石塊，其特征在于，所述鐵礦石以最高為2mm、尤其是小于2mm粒度的針鐵礦(FeO(OH))形式存在。
6.如上述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的燒結(jié)石塊，其特征在于，所述燒結(jié)石塊的鐵含量至少為40％重量百分比。
7.如上述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的燒結(jié)石塊，其特征在于，所述水泥粘合劑是硅酸鹽水泥或耐火水泥。
8.如上述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的燒結(jié)石塊，其特征在于，所述固化和強(qiáng)化加速劑是水玻璃、鋁族水泥、氯化鈣、堿鹽尤其是鈉鹽或者纖維素粘接劑如糨糊。
9.如上述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的燒結(jié)石塊，其特征在于，所述燒結(jié)石塊的碳載體含量為8-15％重量百分比。
10.如上述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的燒結(jié)石塊，其特征在于，所述碳載體以焦碳塵、焦碳灰、焦碳粉或無煙煤的形式存在。
11.如上述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的燒結(jié)石塊，其特征在于，所述焦碳載體的粒度為最高為2mm。
12.如上述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的燒結(jié)石塊，其特征在于，所述燒結(jié)石塊具有圓柱形、矩形或多邊形的形狀，尤其是具有多邊形的尤其是六角底面的塊體形狀。
13.如上述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的燒結(jié)石塊，其特征在于，所述燒結(jié)石塊作為濕體在其干燥前具有少于25％的含水量。
14.如上述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的燒結(jié)石塊，其特征在于，所述燒結(jié)石塊在還原時達(dá)到至少80％、尤其是大于80％的還原率。
15.粒度最高為3mm的以塊狀存在的細(xì)和極細(xì)礦石用來加工用于獲取生鐵的燒結(jié)石塊的應(yīng)用。
16.如權(quán)利要求15所述的應(yīng)用，其特征在于，制取如權(quán)利要求1至15中任一項(xiàng)所述的燒結(jié)石塊。
17.如權(quán)利要求1至14中任一項(xiàng)所實(shí)現(xiàn)的燒結(jié)石塊在豎爐、玻璃爐或高爐中的應(yīng)用。
18.一種用于加工如權(quán)利要求1至14中任一項(xiàng)所實(shí)現(xiàn)的燒結(jié)石塊的方法，其中-將粒度最大為3mm的細(xì)或極細(xì)粉塵形式的鐵礦石與以流體水泥態(tài)存在的粘合劑以及有選擇地與碳載體、與剩余物和循環(huán)物和/或固化和強(qiáng)化加速劑按比例混合，水泥粘合劑在所獲得的混合物中的含量(重量百分比)為6-15％，碳載體的含量最高為20％，剩余物和循環(huán)物的含量最高為20％以及固化和強(qiáng)化加速劑的含量最高為10％，-將所獲得的混合物填入模具，-擠壓充滿在模具中的混合物，-干燥擠壓的混合物。
19.如權(quán)利要求18所述的方法，其特征在于，所述混合物在其擠壓期間進(jìn)行振實(shí)運(yùn)動。
20.一種用于加工如權(quán)利要求1至14中任一項(xiàng)所實(shí)現(xiàn)的燒結(jié)石塊的方法，其中-將粒度最大3mm的細(xì)或極細(xì)粉塵形式的鐵礦石與以流體水泥態(tài)存在的粘合劑以及有選擇地與碳載體、與剩余物和循環(huán)物和/或固化和強(qiáng)化加速劑按比例混合，水泥粘合劑在所獲得的混合物中的含量(重量百分比)為6-15％，碳載體的含量最高為20％，剩余物和循環(huán)物的含量最高為20％以及固化和強(qiáng)化加速劑的含量最高為10％，-將所獲得的混合物填入模具，-使充滿在模具中的混合物進(jìn)行振實(shí)運(yùn)動，-干燥振實(shí)的混合物。
21.如權(quán)利要求20所述的方法，其特征在于，附加地擠壓在振實(shí)運(yùn)動期間的混合物。
全文摘要
為了能夠經(jīng)濟(jì)地使用目前在獲取和加工鐵礦石時產(chǎn)生的不可利用的礦石粉塵，本發(fā)明提出一種燒結(jié)石塊，它具有(在重量百分比上)6－15％的水泥粘合劑、最高為20％的碳載體、最高為20％的剩余物和循環(huán)物、有選擇地最高為10％的固化和強(qiáng)化加速劑，并且作為以塊狀存在的顆粒形狀的鐵礦石的剩余物具有小于3mm的粒度以及在三天后具有至少5N/mm
文檔編號C22B7/02GK1961085SQ200580017868
公開日2007年5月9日 申請日期2005年5月25日 優(yōu)先權(quán)日2004年6月3日
發(fā)明者霍斯特·米特爾施泰特, 斯特凡·溫施特勒爾, 賴因哈德·富澤尼希, 羅納德·埃德曼, 克勞斯·克塞勒, 馬蒂亞斯·羅曼 申請人:蒂森克虜伯鋼鐵公司