專利名稱：：一種高爆裂溫度的含碳球團(tuán)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明涉及水平移動(dòng)床還原工藝所用的鋼鐵廠含鐵氧化物配碳球團(tuán)生球制作
技術(shù)領(lǐng)域：
，特別涉及一種高爆裂溫度的含碳球團(tuán)。
背景技術(shù)：
：將鐵礦粉或鋼鐵廠粉塵加入含碳材料后制成含碳球團(tuán)，干燥后，在高溫下經(jīng)水平移動(dòng)床還原工藝(如轉(zhuǎn)底爐工藝、直底爐工藝等)，將其直接還原成一定金屬化率的含鐵爐料和將球團(tuán)中的鋅等金屬還原揮發(fā)收集起來(lái)，分別將前者用于鋼鐵廠的煉鐵或煉鋼，后者用于鋅品生產(chǎn)的原料是非高爐煉鐵和鋼鐵廠粉塵綜合利用的重要方法。在這種方法中，提高含碳球團(tuán)生球的千燥速度是增加整個(gè)工藝效率的重要環(huán)節(jié)。提高含碳球團(tuán)干燥速度最有效的手段是將其在高溫動(dòng)態(tài)氣流下加熱，動(dòng)態(tài)氣流溫度越高，球團(tuán)干燥速度越快，但不同成分(包括添加了不同粘結(jié)劑)、不同加工方式(如壓球還是滾動(dòng)成球)，不同成分的生球團(tuán)，其耐受動(dòng)態(tài)氣流溫度的程度有差別，表現(xiàn)在在相同含水量、相同的動(dòng)態(tài)氣流溫度和速度下，有的成分或結(jié)構(gòu)的球團(tuán)會(huì)產(chǎn)生裂紋或爆裂，有的成分的球團(tuán)或結(jié)構(gòu)爆裂的數(shù)量少，甚至不爆裂，產(chǎn)生裂紋或爆裂的球團(tuán)易碎，不但無(wú)法進(jìn)一步進(jìn)行正常的高溫還原，還會(huì)惡化正常球料的高溫還原過(guò)程，須加以避免或消除?，F(xiàn)有技術(shù)用動(dòng)態(tài)爆裂溫度或動(dòng)態(tài)破裂溫度這一測(cè)量指標(biāo)來(lái)衡量生球團(tuán)耐受動(dòng)態(tài)氣流溫度的差別程度，所測(cè)得的動(dòng)態(tài)爆裂溫度或動(dòng)態(tài)破裂溫度越高，說(shuō)明該種球團(tuán)耐受動(dòng)態(tài)氣流的溫度越高，即使在較高的動(dòng)態(tài)氣流溫度下干燥也不會(huì)產(chǎn)生爆裂，因此，可得到高的干燥速度和效率?，F(xiàn)有技術(shù)中，用于含碳球團(tuán)制作的方法有壓球、圓盤滾球和圓筒滾球，成球方法的選擇與后續(xù)的生球還原工藝或焙燒工藝有關(guān)，本發(fā)明是針對(duì)與水平移動(dòng)床還原工藝相配套的的含碳球團(tuán)圓盤滾球方法所作的改進(jìn)。一般來(lái)說(shuō)，無(wú)論采用壓球、圓盤滾球和圓筒滾球造球，加入粘結(jié)劑都可能對(duì)含碳球團(tuán)的爆裂溫度產(chǎn)生影響，現(xiàn)有技術(shù)中可以采用的粘結(jié)劑(如中國(guó)專利CN200610018299.9所公開的)有膨潤(rùn)土、石灰、水泥、硅酸鈉、硼酸鹽、粘土，煤焦油，石油渣、粉煤灰、紙漿廢液、糖漿、海洋植物、腐植酸、各種淀粉、水玻璃、佩利多、聚丙稀酰胺等。但檢索表明，在水平移動(dòng)床還原工藝上應(yīng)用圓盤滾球方法生產(chǎn)含碳球團(tuán)所用的粘結(jié)劑則僅見膨潤(rùn)土和玉米粉粘合劑，見PCT/JP2001/009523。表1膨潤(rùn)土的典型化學(xué)組成(wt/%):TfeSi02CaOMgOA1203Na20K20Ig1.5163.210.992,卯14.961.790.3813.62由表1可見，其主要成分是Si02，屬酸性物質(zhì)，在含碳球團(tuán)元盤造球中作為粘結(jié)劑使用的缺點(diǎn)在于其作為雜質(zhì)留在還原球團(tuán)中，增加了還原后金屬化球團(tuán)的雜質(zhì)量，降低了產(chǎn)品的品位，為后續(xù)加工增加了負(fù)擔(dān)。玉米粉粘合劑的問(wèn)題在于價(jià)格較貴，增加了成本。其它粘合劑雖然原則上可用于元盤造球制做含碳球團(tuán)，但其加入量及加入方法如何才能使其較現(xiàn)有技術(shù)更有競(jìng)爭(zhēng)力則是未知的。此外，水分和不同成分粒度對(duì)含碳球團(tuán)的爆裂溫度也都有影響，如PCT/JP2001/009523在以膨潤(rùn)土和玉米粉作粘合劑時(shí)，選定的合適水分為8-13%，對(duì)包含粉塵和含碳粉體的原料粒徑要求為10um以下的粒徑粉體20-80%。由于水分和成分粒度不僅對(duì)爆裂溫度有較大影響，同時(shí)對(duì)生球的抗壓強(qiáng)度和落下強(qiáng)度也有較大影響，而生球強(qiáng)度對(duì)于生球輸運(yùn)效率和高溫還原還原性的保證均有很大影響，因此，在引入新的粘結(jié)劑，設(shè)法提高爆裂溫度的同時(shí)，最好能夠保持和提高生球的抗壓強(qiáng)度和落下強(qiáng)度，至少是不降低生球的強(qiáng)度，這就使與新的粘結(jié)劑配套的水分和原料粒度對(duì)爆裂溫度和抗壓強(qiáng)度的影響也在本發(fā)明的考慮之內(nèi)?，F(xiàn)有技術(shù)含碳球團(tuán)的爆裂溫度只在20(TC附近，其值偏低，既滿足不了球的烘干效率的要求，同時(shí)，由于可用作烘干的廢氣溫度均襄高于200。C而不能直接使用，不得不對(duì)廢氣進(jìn)行降溫處理，降低了工藝效率，提高./工藝成本，因此，也有改變的必要。
發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的目的在于提供一種高爆裂溫度的含碳球團(tuán)，引入成本低、來(lái)源廣、不降低還原后金屬化球團(tuán)品位、且能有效提高圓盤造球含碳生球動(dòng)態(tài)破裂溫度的粘結(jié)劑；確定與新粘結(jié)劑相適應(yīng)的造球水分，成分粒度等參數(shù)，以保證新粘結(jié)劑在提高球團(tuán)爆裂溫度效果的同時(shí)，至少不降低含碳生球的強(qiáng)度。另外，通過(guò)提高現(xiàn)有技術(shù)中含碳球團(tuán)爆裂溫度，使較高溫度的廢氣可以直接使用，實(shí)現(xiàn)環(huán)保和節(jié)能效果。為達(dá)到上述目的，本發(fā)明的技術(shù)方案是，一種高爆裂溫度的含碳球團(tuán)，其干基成分質(zhì)量百分比為腐植酸鈉0.51.0%;消石灰13%，含碳原料10-25%，其余干基成分為含鐵氧化物的粉塵；濕球團(tuán)含水份為9-11%。進(jìn)一步，所述的含碳原料中粒度在10um以下的粒子占90%或以上。所述的含鐵氧化物的粉塵和含碳原料為高爐瓦斯泥和/或煤灰。本發(fā)明的有益效果本發(fā)明含碳生球團(tuán)的爆裂溫度有明顯提高。當(dāng)采用腐植酸鈉、消石灰組成粘結(jié)劑時(shí)，爆裂溫度提高丫210°C。通過(guò)控制調(diào)節(jié)含碳物質(zhì)粒度的措施后，爆裂溫度又提高了IO(TC，即爆裂溫度提高了310°C。含碳生球團(tuán)的合適含水量也略有減少，降低/水的耗量。不僅如此，采用本發(fā)明所述的調(diào)節(jié)含碳物質(zhì)粒度的措施后，含碳生球團(tuán)的抗壓強(qiáng)度和落下強(qiáng)度也有較明顯的提高，濕球抗壓強(qiáng)度值提高了5.8-6.1N/球，千球抗壓強(qiáng)度值提高了4.4-5.1N/球。濕球落下強(qiáng)度提高了3.5次/球。干球落下強(qiáng)度提高了3.5次/球。腐植酸鈉、消石灰組成粘結(jié)劑成本下降，且增加的石灰成分對(duì)球團(tuán)還原后進(jìn)入煉鐵或煉鋼都可起有用的熔劑作用。上述有益效果的取得，可從機(jī)理上分析如下l.Ca(OH)2可與腐植酸鈉反應(yīng)生成絡(luò)合物，此外，Ca(OH)2中鈣離子可使腐植酸鈉高分子發(fā)生凝聚作用，由線型分子轉(zhuǎn)變?yōu)榫W(wǎng)狀膠體，這兩種作用大大減少了粘結(jié)劑親水基團(tuán)，同時(shí)有提高球團(tuán)強(qiáng)度和爆裂溫度的作用。試驗(yàn)表明這些作用在不同的球團(tuán)加工方式和不同的加入量下所起的作用和效果有很大差異，在元盤造球條件下，當(dāng)腐植酸鈉加入量小于1%時(shí)，對(duì)爆裂溫度的提高有顯著作用，而當(dāng)其加入量大于1%時(shí)，對(duì)爆裂溫度的提高作用已不明顯。2.試驗(yàn)表明，在元盤造球條件下，含碳粒子10um以下的粒度對(duì)球團(tuán)強(qiáng)度所起的作用大于其它種類粒子的粒度，當(dāng)10um以下粒子的比例提高時(shí)，對(duì)生球團(tuán)強(qiáng)度的提高作用顯著。具體實(shí)施例方式下面通過(guò)實(shí)施例對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步說(shuō)明。實(shí)施例1濕球粒度為12-13mm;高爐瓦斯泥(含全鐵49%,10ym以下顆粒占65%，干基)83.5%(wt);無(wú)煙煤灰(干基，10um以下90。/。)，15%(wt);腐植酸鈉(干基，重量)0.5%，消石灰(干基，重量)1%?；旌狭现?，10ym以下的粒子比例占67.8%.;10um以下的煤灰粒子比例占13.5%:含水量為9%.生球性能為爆裂溫度430°C;濕球抗壓強(qiáng)度17.1N/球，干球抗壓強(qiáng)度值29.1N/球。濕球落下強(qiáng)度12.1次/球；干球落下強(qiáng)度5.9次/球。實(shí)施例2濕球粒度為12-13mm;高爐瓦斯泥(含全鐵49%，10um以下顆粒占65%，干基)82.5%(wt);無(wú)煙煤灰(干基，lOiim以下卯°/。)，15%(wt);腐植酸鈉(干基，重量)1.0%，消石灰(干基，重量)1.5%?；旌狭现校?0um以下的粒子比例占67.1%;10um以下的煤灰粒子比例占13.5%，含水量為9%。生球性能為爆裂溫度，470°C;濕球抗壓強(qiáng)度16.9N/球，干球抗壓強(qiáng)度28.8N/球。濕球落下強(qiáng)度12.1次/球；干球落下強(qiáng)度5.3次/球。實(shí)施例3濕球顆度為12-13mm;高爐瓦斯泥(含全鐵49%，10um以下顆粒占65%，干基)81%(wt);無(wú)煙煤灰(干基，10um以下卯。/。)15%(wt);腐植酸鈉(干基，重量)1.0%，消石灰(干基，重量)3。例占66.2%.;10um以下的煤灰粒子比例占13.5%，含水量為9%。生球性能為爆裂溫度，510°C;濕球抗壓強(qiáng)度16.6N/球，干球抗壓強(qiáng)度28.7N/球。濕球落下強(qiáng)度11.9次/球；干球落下強(qiáng)度5.1次/球。實(shí)施例4濕球粒度為12-13mm;高爐瓦斯泥(含全鐵49%，10um以下顆粒占65%，干基)73.5Q/。(wt);無(wú)煙煤灰(干基，10um以下卯。/。)，25%(wt);腐植酸鈉(干基，重量)0.5%，消石灰(干基，重量)1%?；旌狭现?，10um以下的粒子比例占70.3%.;10tim以下的煤灰粒子比例占22.5%:含水量為9.2%.生球性能為爆裂溫度405°C;濕球抗壓強(qiáng)度15.2N/球，干球抗壓強(qiáng)度25.2N/球。濕球落下強(qiáng)度10.1次/球；干球落下強(qiáng)度4次/球。實(shí)施例5濕球粒度為12-13mm;高爐瓦斯泥(含全鐵49%，10um以下顆粒占65%，干基)72.5。/。(wt);無(wú)煙煤灰(十基，10um以下90。/0)，25%(wt);腐植酸鈉(干基，重量)1.0%，消石灰(干基，重量)1.5%?；旌狭现校?0iim以下的粒子比例占69.6%;10]im以下的煤灰粒子比例占22.5%，含水量為9.2%。生球性能為爆裂溫度，435°C;濕球抗壓強(qiáng)度15.6N/球，十球抗壓強(qiáng)度24.8N/球。濕球落下強(qiáng)度9.8次/球；干球落下強(qiáng)度4.2次/球。實(shí)施例6濕球顆度為12-13mm;高爐瓦斯泥(含全鐵49%，10um以下顆粒占65%，干基)71Q/。(wt);無(wú)煙煤灰(干基，10um以下900/。)25%(wt);腐植酸鈉(千基，重量)1.0%，消石灰(千基，重量)3%。混合料中，10um以下的粒子比例占68.7%.;10um以下的煤灰粒子比例占22.5%，含水量為9.2%。生球性能為爆裂溫度，455°C;濕球抗壓強(qiáng)度14.5N/球，干球抗壓強(qiáng)度25.4N/球。濕球落下強(qiáng)度11.1次/球；干球落下強(qiáng)度4.4次/球。對(duì)比例濕球粒度為12-13mm;所用的原料成分(干基)高爐瓦斯泥(含全鐵49%)、無(wú)煙煤灰配比為高爐瓦斯泥(含全鐵49%，10tim以下顆粒占65%，干基)85%(wt);無(wú)煙煤灰(干基，10um以下90。/c))，15%(wt);混合料中，10um以下的粒子比例占68.75%，10um以下的煤灰粒子比例占13.5%，含水量為9%。生球性能為爆裂溫度，300°C，濕球抗壓強(qiáng)度16.9N/球，干球抗壓強(qiáng)度值為29.4N/球。濕球落下強(qiáng)度12.2次/球。干球落下強(qiáng)度6.3次/球。而在同樣原料和配比下，當(dāng)煤灰中10ixm以下的粒子比例僅占40Q/。時(shí)，lOum以下的煤灰粒子比例占6。/o時(shí)，爆裂溫度，20(TC，濕球抗壓強(qiáng)度10.8N/球，干球抗壓強(qiáng)度值為24.3N/球。濕球落下強(qiáng)度8.6次/球。干球落下強(qiáng)度4.2次/球。0.51.0%;消石灰13%，含碳原料10-25%，其余干基成分為含鐵氧化物的粉塵；濕球團(tuán)含水份為9-11%。表1<table>tableseeoriginaldocumentpage8</column></row><table>權(quán)利要求1.一種高爆裂溫度的含碳球團(tuán)，其干基成分質(zhì)量百分比為腐植酸鈉0.5～1.0％；消石灰1～3％，含碳原料10-25％，其余干基成分為含鐵氧化物的粉塵；濕球團(tuán)含水份為9-11％。2.如權(quán)利要求1所述的高爆裂溫度的含碳球團(tuán)，其特征是，所述的含碳原料中粒度在10ym以下的粒子占卯％或以上。3.如權(quán)利要求1或2所述的高爆裂溫度的含碳球團(tuán)，其特征是，所述的含鐵氧化物的粉塵和含碳原料為高爐瓦斯泥和/或煤灰。全文摘要一種高爆裂溫度的含碳球團(tuán)，其干基成分質(zhì)量百分比為腐植酸鈉0.5～1.0％；消石灰1～3％，含碳原料10-25％，其余干基成分為含鐵氧化物的粉塵；濕球團(tuán)含水份為9-11％。所述的含碳原料中粒度在10μm以下的粒子占90％或以上。本發(fā)明引入成本低、來(lái)源廣、不降低還原后金屬化球團(tuán)品位、且能有效提高圓盤造球含碳生球動(dòng)態(tài)爆裂溫度的粘結(jié)劑；并確定與粘結(jié)劑相適應(yīng)的造球水分，成分粒度等參數(shù)，以保證粘結(jié)劑在提高球團(tuán)爆裂溫度效果的同時(shí)，至少不降低含碳生球的強(qiáng)度。另外，通過(guò)提高現(xiàn)有技術(shù)中含碳球團(tuán)爆裂溫度，使較高溫度的廢氣可以直接使用，實(shí)現(xiàn)環(huán)保和節(jié)能效果。文檔編號(hào)C22B1/14GK101638718SQ200810041088公開日2010年2月3日申請(qǐng)日期2008年7月28日優(yōu)先權(quán)日2008年7月28日發(fā)明者周渝生,朱友法,李維國(guó),李肇毅,王東彥,顧德仁申請(qǐng)人:寶山鋼鐵股份有限公司