一種用于制造低硫粒鐵的含碳球團的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明提供一種用于制造低硫粒鐵的含碳球團，其組成為含鐵原料50%~70%、含碳原料15%~35%、添加劑2%~5%、粘結(jié)劑0%~5%，控制球團總原料中固定碳與含鐵原料中鐵氧化物的氧原子摩爾比滿足(C/O)=1.1~1.2，還配有5%~15%含CaO物質(zhì)中的一種和0%~3%含MgO物質(zhì)中的一種，并滿足([CaO]+[MgO])/([SiO2]+[Al2O3])=0.95~1.20和[MgO]/[Al2O3]=0.85~1.15。本發(fā)明自還原含碳球團用于水平移動床還原工藝，不僅焙燒溫度低，可有效降低能量消耗和設(shè)備維護費用，而且可獲得硫含量<0.04%的低硫含量粒鐵，從而進一步提高產(chǎn)品質(zhì)量。
【專利說明】—種用于制造低硫粒鐵的含碳球團
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于鋼鐵冶金【技術(shù)領(lǐng)域】，主要涉及用于鋼鐵冶煉的含碳球團，特別涉及水平移動床還原工藝制造低硫含量粒鐵所用的自還原含碳球團?！颈尘凹夹g(shù)】
[0002]含碳球團通常是指由含鐵粉料(如鐵礦石粉等)配以一定的含碳粉料(如煤粉、焦粉等)和適當(dāng)?shù)恼辰Y(jié)劑，經(jīng)充分混合后，通過壓球機或造球機制成的一種含碳含鐵的球型團塊。在鋼鐵冶金領(lǐng)城中，不同的冶金工藝，對含碳球團的要求和用途也不同。在非高爐煉鐵領(lǐng)域使用含碳球團生產(chǎn)直接還原鐵或粒鐵，其特點是不用焦炭，而且反應(yīng)速度快，尤其是使用含碳球團制備粒鐵，可以在高溫還原爐內(nèi)一步實現(xiàn)渣鐵分離，直接獲得高純度的粒鐵，供煉鋼使用，目前已發(fā)展為相對小規(guī)模的煉鐵方法。文獻資料中介紹較多的粒鐵制造方法主要有ITmk3、H1-Qip以及國內(nèi)幾所院校的實驗室研究，多采用含鐵粉料(如鐵礦石粉等)以及含碳還原劑(如煤粉、焦粉等)，經(jīng)充分混合后壓塊或造球制成含碳球團，使用水平移動床還原爐(如轉(zhuǎn)底爐、臺車式還原爐等)進行還原，實現(xiàn)金屬鐵與爐渣分離，金屬鐵聚結(jié)并冷卻固化后，制得粒鐵。
[0003]在現(xiàn)有的含碳球團制備粒鐵方法中，獲得的粒鐵的硫含量普遍偏高，從而降低了粒鐵的品質(zhì)。如ITmk3工藝制備的粒鐵中硫含量在0.05、.11%(原田孝夫等，新鉄源口七^乃開発，神戸製鋼技報，2005，55:128-132) ;HI_Qip工藝制備的粒鐵中硫含量超過0.2%(澤義孝等，H1-QIP 7。α七^ (新粒鉄製造7。α七^ ) Q開発，JFE技報，2008，22:73_78)。為降低粒鐵的硫含量，日本專利《粒狀金屬鉄O製造方法》(特開2009-7621)公布了一種低硫粒鐵的制備方法，其特征在于通過向混合原料中適當(dāng)配入含MgO的物料和含Na20、K2O或Li2O的物料，并將爐渣的堿度調(diào)整到1.4~2.3范圍內(nèi)，且使渣中Na2O含量大于0.10%，或K2O含量大于0.10%，或Li2O含量大于0.05%，可使粒鐵中的硫含量降低到0.08%以下；日本專利《粒狀金屬鉄O製造方法》(特開2009-7620)通過調(diào)節(jié)原料混合物中的含Ca0、Mg0、SiO2物質(zhì)的量，使?fàn)t渣堿度(CaO+MgO) /SiO2為1.5-2.2和MgO含量(MgO)為13_25%，可使粒鐵中的硫含量降低到0.08%以下；日本專利《粒狀金屬鉄O製造方法》(特開2009-7619)通過調(diào)節(jié)原料混合物中的含CaO、MgO、SiO2物質(zhì)的量，使?fàn)t渣堿度(CaO+MgO)/SiO2為
1.3-2.3，并配入超過0.03%含量的至少一種熔點低于1400°C堿金屬氧化物，可使粒鐵中的硫含量降低到0.05%以下；此外，中國專利《用于粒狀金屬鐵的制備方法》(CN1761762A)也公布了一種降低粒鐵硫含量的方法，其特征在于通過調(diào)節(jié)原料混合物中的含Ca0、Mg0、Si02物質(zhì)的量，使?fàn)t渣堿度(CaO+MgO) /SiO2為1.3-2.3和MgO含量(MgO)為5-13%,可使粒鐵中的硫含量降低到0.05%以下。
[0004]上述方法中為了控制粒鐵中的硫含量，往往調(diào)整原料中組分使堿度(Ca0/Si02或(CaO+MgO)/SiO2)達到較高的值，雖然對粒鐵控硫有效果，但同時也導(dǎo)致爐渣熔點升高，以致含碳球團普遍需要較高的焙燒溫度O 1450°C)才能實現(xiàn)鐵渣熔分；另一方面，人們希望所制得粒鐵產(chǎn)品的硫含量能進一步降低。
【發(fā)明內(nèi)容】
[0005]本發(fā)明的目的在于提供一種適用于水平移動床還原工藝制造粒鐵的自還原含碳球團，可實現(xiàn)在較低焙燒溫度下即可渣鐵熔分，獲得具有硫含量低于0.04%的高品質(zhì)粒鐵。
[0006]本發(fā)明目的是通過下面的技術(shù)方案實現(xiàn)的:
[0007]本發(fā)明用于制造低硫粒鐵的含碳球團的組成質(zhì)量百分比為含鐵原料50%~70%、含碳原料15%~35%、添加劑2%~5%、粘結(jié)劑0%~5%，控制球團總原料中固定碳與含鐵原料中鐵氧化物的氧原子摩爾比滿足(C/0) =1.1~1.2，還配有5%~?5%含CaO物質(zhì)中的一種和0%~3%含 MgO 物質(zhì)中的一種，并滿足([CaO] +[MgO])/([SiO2] +[Al2O3]) =0.95~1.20 和[MgO]/[Al2O3] =0.85~1.15。
[0008]本發(fā)明所述的各種原料均為粉末狀，粒徑小于0.074mm的比例達到70%以上；所述的含鐵原料為鐵精礦粉、氧化鐵皮和含鐵塵泥中的一種或幾種；所述的含碳原料為煤粉、焦粉和高爐瓦斯灰中的一種或幾種；所述煤粉的固定碳含量大于70%,硫含量小于1% ;所述的含CaO物質(zhì)為生石灰、消石灰或石灰石中的一種；所述的含MgO物質(zhì)為白云石或菱鎂石中的一種；所述的添加劑為螢石粉，其CaF2含量大于90% ;所述的粘結(jié)劑為膨潤土、水玻璃中的一種或兩種。
[0009]本發(fā)明所述的含碳球團采用通用方法制造:先按照其化學(xué)成份進行配料，并將固體物料進行破碎碾壓達到所需粒度，然后將固體粉末物料放入混料機中進行攪拌混合，混合均勻后，注入適量水或液態(tài)粘結(jié)劑并再次進行攪拌混合，混合均勻后將最終的混合物料送入壓球機中，壓制成球團，待球團干燥后，即成為本發(fā)明所述含碳球團。
[0010]在水平移動床還原工藝中使用本發(fā)明所述自還原含碳球團，焙燒溫度僅為1340-1440°C，有效降低了能量消耗和設(shè)備維護費用，并且獲得了硫含量〈0.04%的低硫含量粒鐵，從而進一步提聞了廣品質(zhì)量。
【具體實施方式】
[0011]下面結(jié)合具體實施例對本發(fā)明作進一步說明。
[0012]實施例1
[0013]按質(zhì)量百分比鐵精礦粉61%、煤粉(碳含量72.5%、硫含量0.8%) 21%、螢石粉(CaF2含量93%) 5%、石灰石粉13%進行配料，控制化學(xué)成分中(C/0)=1.1，([CaO] + [MgO]) /([SiO2]+ [Al2O3])=1.13，[MgO]/[Al2O3] =0.91。將固體物料(粒徑小于 0.074mm 的比例為80%)放入混料機中進行攪拌混合，混合均勻后，注入適量水并再次進行攪拌混合，混合均勻后將最終混合物料送入壓球機中，壓制成球團，待球團干燥后，即成為本發(fā)明所述含碳球團。將所述含碳球團用于臺車式還原爐工藝中，加熱溫度1350°C，還原時間20min，即可獲得3~30mm粒鐵，所得粒鐵的硫含量為0.022%。
[0014]實施例2
[0015]按質(zhì)量百分比含鐵塵泥8%、氧化鐵皮44%、高爐瓦斯灰34%、生石灰粉6%，螢石粉(CaF2含量92.5%)4%、水玻璃4%進行配料，控制化學(xué)成分中(C/0)=1.1，([CaO] + [MgO])/([SiO2]+ [Al2O3])=0.96，[MgO]/[Al2O3J=0.87。先將固體物料(粒徑小于 0.074mm 的比例為72%)放入混料機中進行攪拌混合，混合均勻后，投入水玻璃并再次進行攪拌混合，混合均勻后將最終的混合物料送入壓球機中，壓制成球團，待球團干燥后，即成為本發(fā)明所述含碳球團。將含碳球團用于臺車式連續(xù)還原爐工藝中，加熱溫度1380°C，還原時間20min，即可獲得3~30mm粒鐵，所得粒鐵的硫含量為0.028%。
[0016]實施例3
[0017]按質(zhì)量百分比鐵精礦粉64%、焦粉16%、螢石粉(CaF2含量93%) 2.5%、膨潤土 5%、石灰石粉10%、白云石粉2.5%進行配料，控制化學(xué)成分中(C/0)=1.2，([CaO]+ [MgO])/([SiO2]+ [Al2O3])=1.03，[MgO]/[Al2O3J=0.97。將固體物料(粒徑小于 0.074mm 的比例為75%)放入混料機中進行攪拌混合，混合均勻后，注入適量水并再次進行攪拌混合，混合均勻后將最終混合物料送入壓球機中，壓制成球團，待球團干燥后，即成為本發(fā)明所述含碳球團。將含碳球團用于臺車式連續(xù)還原爐工藝中，加熱溫度1380°C，還原時間20min，即可獲得3~30mm粒鐵，所得粒鐵的硫含量為0.034%。
[0018]實施例4
[0019]按質(zhì)量百分比含鐵塵泥20%、氧化鐵皮49%、焦粉17%、螢石粉(CaF2含量92.5%) 4.5%、消石灰粉8.5%、菱鎂石粉1%進行配料，控制化學(xué)成分中(C/0) =1.1，([CaO] + [MgO])/( [SiO2] + [Al2O3]) =1.15，[MgO]/[Al2O3] =1.12。將固體物料(粒徑小于
0.074mm的比例為72%)放入混料機中進行攪拌混合，混合均勻后，注入適量水并再次進行攪拌混合，混合均勻后將最終混合物料送入壓球機中，壓制成球團，待球團干燥后，即成為本發(fā)明所述含碳球團。將含碳球團用于臺車式連續(xù)還原爐工藝中，加熱溫度1400°C，還原時間20min，即可獲得3~3 0mm粒鐵，所得粒鐵的硫含量為0.019%。
【權(quán)利要求】
1.一種用于制造低硫粒鐵的含碳球團，其特征在于其組成質(zhì)量百分比為含鐵原料50%~70%、含碳原料15%~35%、添加劑2%~5%、粘結(jié)劑0%~5%，控制球團總原料中固定碳與含鐵原料中鐵氧化物的氧原子摩爾比滿足(C/0)=1.1-1.2，還配有5%~?5%含CaO物質(zhì)中的一種和 0%~3% 含 MgO 物質(zhì)中的一種，并滿足([Ca0] + [Mg0])/([SiO2] +[Al2O3]) =0.95~1.20 和[MgO]/[Al2O3] =0.85~1.15。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于制造低硫粒鐵的含碳球團，其特征在于所述的各種原料均為粉末狀，粒徑小于0.074mm的比例達到70%以上。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的用于制造低硫粒鐵的含碳球團，其特征在于所述的含鐵原料為鐵精礦粉、氧化鐵皮和含鐵塵泥中的一種或幾種。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的用于制造低硫粒鐵的含碳球團，其特征在于所述的含碳原料為煤粉、焦粉和高爐瓦斯灰中的一種或幾種。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的用于制造低硫粒鐵的含碳球團，其特征在于所述煤粉的固定碳含量大于70%，硫含量小于1%。
6.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的用于制造低硫粒鐵的含碳球團，其特征在于所述的含CaO物質(zhì)為生石灰、消石灰或石灰石中的一種。
7.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的用于制造低硫粒鐵的含碳球團，其特征在于所述的含MgO物質(zhì)為白云石或菱鎂石中的一種。
8.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的用于制造低硫粒鐵的含碳球團，其特征在于所述的添加劑為螢石粉，其CaF2含量大于90%。
9.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的用于制造低硫粒鐵的含碳球團，其特征在于所述的粘結(jié)劑為膨潤土、水玻璃中的一種或兩種。
【文檔編號】C22B1/24GK103509940SQ201210204237
【公開日】2014年1月15日 申請日期:2012年6月20日 優(yōu)先權(quán)日:2012年6月20日
【發(fā)明者】張偉, 王再義, 王相力, 張立國, 鄧偉, 韓子文, 王亮 申請人:鞍鋼股份有限公司