一種防止預還原燒結礦過度熔化的方法
【專利摘要】本發(fā)明公開一種防止預還原燒結礦過度熔化的方法，其特點燒結布料時按上小下大不同粒度的三種含碳球團分上、中和下三層布置，上層占燒結料層總質量的45%~55%，中層占燒結料層總質量的25%~35%，下層占燒結料層總質量的15%~25%；含碳球團粒度范圍為3mm~12mm，由鐵料、含碳原料及粘結劑混合制成，布完料后進行預還原燒結，得到成品預還原燒結礦。本發(fā)明的優(yōu)點及效果在于，分層布置不同含碳量和粒度的燒結球團，增加了燒結料層的透氣性，提高了燃料的利用率和預還原燒結利用系數(shù)，改善了預還原燒結礦的質量。燒結料中下層采用大球團燒結，且球團中添加低溫時反應性好而超過1300℃反應性降低的石油焦，防止燒結過程中料層過熔，提高預還原燒結礦的金屬化率。
【專利說明】一種防止預還原燒結礦過度熔化的方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明屬于煉鐵原料生產(chǎn)【技術領域】，涉及到預還原燒結礦的生產(chǎn)技術，特別是涉及一種防止預還原燒結礦過度熔化的方法?！颈尘凹夹g】
[0002]煉鐵工序能耗約占鋼鐵生產(chǎn)總能耗的70%，為改善煉鐵工序的能源結構，必須重新認識高爐使用的原燃料，而燒結礦是高爐最重要的原料之一。預還原燒結礦是在燒結原料中添加了還原劑，在造塊的同時進行還原，生產(chǎn)出含金屬鐵和氧化亞鐵的燒結礦。普通燒結礦在1150°C以后開始慢慢收縮，因此爐壓差也高，超過1400°c時，會急劇收縮，在完全熔化后壓差下降。而使用預還原燒結礦時，在1400°C之前的收縮相對小，爐壓差也小，但在1400°C時會迅速收縮，并完全熔化，高溫性能好。因此，高爐使用預還原燒結礦時，高爐軟融帶厚度減薄、爐壓差減小，對提高高爐生產(chǎn)率具有很大的作用。
[0003]普通燒結礦完全在高爐中還原，其還原行為嚴格受高爐中碳氧還原平衡的限制；預還原燒結礦在燒結機上可以通過還原劑進行部分直接還原，其在高爐中的還原受co/co2反應平衡的限制較小，因此預還原燒結礦在高爐中的使用將成為煉鐵技術的一個重大突破。
[0004]生產(chǎn)預還原燒結礦的一個重要難題是:配碳量增加，料層溫度升高，容易導致原料的過分熔化。原料的過分熔化不僅使預還原燒結礦的金屬化率下降，而且使料層的透氣性變差，甚至燒壞爐篦。
[0005]論文《預還原燒結礦生產(chǎn)工藝的開發(fā)》提出:在燒結料層中部和底部高溫時間較長的區(qū)域添加涂有2_高熔化溫度鎳渣涂層壓塊的方法，來防止料層過分熔化。但該方法引入了不易燒結成礦的鎳渣，同時不利于透氣性改善。
[0006]論文《日本研發(fā)新型預還原燒結技術》提出:在燒結料中添加白云石(CaCO3.MgCO3)提高熔液發(fā)生溫度，來抑制過熔，但該方法使燒結料中Mg含量過多，不利于高爐造渣。論文還提出利用準顆粒構造，即在顆粒內核的表面包裹上CaO成分、鐵礦石(氧化鐵)，在其外部包裹上含碳材料，燒成由3層構造組成的準顆粒來抑制含碳材料燃燒后發(fā)生熔融，但該燒結小球構造復雜，很難應用。
[0007]為改善燒結小球的高溫熔融性，必須尋找新的燃料和小球粘結劑。石油焦是重油經(jīng)延遲焦化制得的一種焦炭，本質是一種部分石墨化的碳素形態(tài)。論文《石油焦高溫氣化反應性》提出:高氣化溫度下，石油焦碳結構發(fā)生明顯的有序化，石油焦反應性明顯下降。經(jīng)過試驗可得:當氣化溫度高于1300°C，碳轉化率高于0.7時，石油焦的反應速率急劇下降；石油焦的反應速率隨氣化溫度的升高而下降，溫度越高反應速率下降越快。
[0008]腐植酸鈉是多功能的高分子化合物，含有羥基、醌基和羧基等較多的活性基團，具有很大的內表面積，有較強的吸附、交換和絡合能力，Ca(OH)2可與腐植酸鈉反應生成高分子絡合物。Ca(OH)2中的鈣離子可使腐植酸鈉發(fā)生凝聚作用，由線性分子轉變?yōu)榫W(wǎng)狀膠體。腐植酸鈉與石灰反應形成的粘結劑成本下降，可以改善含碳小球的高溫冶金性能。
【發(fā)明內容】

[0009]本發(fā)明提供一種防止預還原燒結礦過度熔化的方法，解決目前生產(chǎn)預還原燒結礦中由于配碳量增加，料層溫度升高，容易導致原料的過分熔化等問題。
[0010]本發(fā)明是根據(jù)燒結料層透氣性和溫度分布，分三層布置不同特性和粒度的燒結用含碳球團，提高了含碳原料利用率；在含碳球團中添加石油焦和腐植酸鈉，利用石油焦的反應特性以及腐植酸鈉和Ca(OH)2生成絡合物膠體的固結，防止燒結礦過熔，提高預還燒結礦的金屬化率。
[0011]本發(fā)明燒結布料時按粒度不同的三種含碳球團分上、中和下三層布置，其含碳球團粒度范圍為3mnTl2mm ;該含碳球團由鐵料、含碳原料及粘結劑混合制成，含碳原料為焦粉和石油焦粉，其中焦粉和石油焦粉的質量百分數(shù)為18%~24%，粘結劑為腐植酸鈉，腐植酸鈉質量百分數(shù)為0.8%~1.2%，其余為鐵料，布完料后進行預還原燒結，得到成品預還原燒結礦，其生產(chǎn)的預還原燒結礦的二元堿度為1.8^2.0。
[0012]本發(fā)明所述上層含碳球團，含碳球團成分中含碳原料為焦粉，粘結劑為腐植酸鈉，腐植酸鈉添加量的質量百分數(shù)為0.89Tl% ;焦粉質量百分數(shù)為22%~24%，其余為鐵料。上層含碳球團的粒度為3mnT6mm，該層占燒結料層總質量的45%~55%。
[0013]本發(fā)明所述中層含碳球團，含碳球團成分中含碳原料為焦粉和石油焦粉，粘結劑為腐植酸鈉，腐植酸鈉質量百分數(shù)為1%~1.2%;含碳原料質量百分數(shù)為18%~20%，其余為鐵料。中層含碳球團的粒度為5mnTl0mm，該層占燒結料層總質量的25%~35%。
[0014]所述的中層含碳球團，其含碳原料中焦粉占質量的50%~70%，石油焦粉占質量的30%"50% ；
[0015]本發(fā)明所述下層含碳 球團，含碳球團成分中含碳原料為焦粉和石油焦粉，粘結劑為腐植酸鈉，腐植酸鈉質量百分數(shù)為1%~1.2%;含碳原料質量百分數(shù)為18%~20%，其余為鐵料，另小球外裹一層消化石灰和腐植酸鈉的混合物；下層含碳球團粒度為9mnTl2mm，該層占燒結料層質量的15%~25%。
[0016]所述的下層含碳球團，其含碳原料中焦粉的質量百分數(shù)為50%~60%，石油焦粉占質量的40%~50% ;下層含碳球團所裹的消化石灰和腐植酸鈉的混合物層厚度為lmnT2mm ;其中消化石灰質量百分數(shù)為96%，腐植酸鈉質量百分數(shù)為4%。布完料后進行預還原燒結，得成品預還原燒結礦。
[0017]本發(fā)明的優(yōu)點及效果在于:
[0018]1.分層布置不同含碳量和粒度的燒結球團，增加了燒結料層的透氣性，提高了燃料的利用率和預還原燒結利用系數(shù)，改善了預還原燒結礦的質量。
[0019]2.在燒結用含碳球團中添加腐植酸鈉，消化石灰使腐植酸鈉發(fā)生凝聚，生成高分子絡合物粘結劑，進而改善含碳球團的高溫性能和強度，防止燒結過程中料層過熔。
[0020]3.燒結料中下層采用大球團燒結，且球團中添加低溫時反應性好而超過1300°C反應性降低的石油焦，防止燒結過程中料層過熔，提高預還原燒結礦的金屬化率。
【具體實施方式】
[0021]下面結合具體實施例進行說明:[0022]實施例1:
[0023]用混合礦進行預還原燒結試驗，混合礦成分如表1所示。
[0024]表1混合鐵礦成分/%
【權利要求】
1.一種防止預還原燒結礦過度熔化的方法，其特征在于，燒結布料時按上小下大不同粒度的三種含碳球團分上、中和下三層布置，上層占燒結料層總質量的45%~55%，中層占燒結料層總質量的25%~35%，下層占燒結料層總質量的15%~25% ;含碳球團粒度范圍為3mnTl2mm，含碳球團由鐵料、含碳原料及粘結劑混合制成，含碳原料質量百分數(shù)為18%~24%，粘結劑質量百分數(shù)為0.8%~1.2%，其余為鐵料，布完料后進行預還原燒結，得到成品預還原燒結礦。
2.根據(jù)權利要求1所述一種防止預還原燒結礦過度熔化的方法，其特征在于，所述含碳原料為焦粉或石油焦粉中的一種或兩種，粘結劑為腐植酸鈉。
3.根據(jù)權利要求1或2所述一種防止預還原燒結礦過度熔化的方法，其特征在于，所述上層含碳球團成分中含碳原料為焦粉，焦粉質量百分數(shù)為22%~24%，腐植酸鈉質量百分數(shù)為0.8%~?% ;其余為鐵料，上層含碳球團的粒度為3mnT6mm。
4.根據(jù)權利要求1所述一種防止預還原燒結礦過度熔化的方法，其特征在于，所述中層含碳球團成分中含碳原料為焦粉和石油焦粉，含碳原料質量百分數(shù)為18%~20%，腐植酸鈉質量百分數(shù)為1%~1.2% ;其余為鐵料，中層含碳球團的粒度為5mnTl0mm。
5.根據(jù)權利要求4所述一種防止預還原燒結礦過度熔化的方法，其特征在于，所述的中層含碳球團中含碳原料焦粉占質量的50%~70%，石油焦粉占質量的30%~50%。
6.根據(jù)權利要求1所述一種防止預還原燒結礦過度熔化的方法，其特征在于，所述下層含碳球團，含碳球團成分中含碳原料為焦粉和石油焦粉，含碳原料質量百分數(shù)為18%~20%，腐植酸鈉質量百分數(shù)為1%~1.2% ;其余為鐵料；另在含碳球團小球外裹一層消化石灰和腐植酸鈉的混合物；下層含碳球團粒度為9mnTl2mm。
7.根據(jù)權利要求6所述一`種防止預還原燒結礦過度熔化的方法，其特征在于，所述的下層含碳球團中含碳原料焦粉占質量的50%~60%，石油焦粉占質量的40%~50%。
8.根據(jù)權利要求6所述一種防止預還原燒結礦過度熔化的方法，其特征在于，下層含碳球團所裹的消化石灰和腐植酸鈉的混合物層厚度為lmnT2_ ;其中消化石灰質量百分數(shù)為96%，腐植酸鈉質量百分數(shù)為4%。
9.根據(jù)權利要求1所述一種防止預還原燒結礦過度熔化的方法，其特征在于，其生產(chǎn)的預還原燒結礦的二元堿度為1.8^2.0。
【文檔編號】C22B1/16GK103509938SQ201210204235
【公開日】2014年1月15日 申請日期:2012年6月20日 優(yōu)先權日:2012年6月20日
【發(fā)明者】張輝, 周明順, 翟立委, 劉杰 申請人:鞍鋼股份有限公司