專利名稱：用冷固結壓塊法生產(chǎn)直接還原爐料的方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種直接還原爐料的生產(chǎn)方法，是用冷固結壓塊法制備直接還原COREX熔融還原爐料。
COREX熔融還原工藝是迄今開發(fā)的數(shù)十種熔融還原法中唯一用于工業(yè)生產(chǎn)的工藝方法，具有許多高爐法所無法比擬的優(yōu)越性，但該方法要求使用塊狀鐵礦石原料，如天然塊礦、球團礦和燒結礦，而在世界范圍內(nèi)的鐵礦石資源中可供COREX工藝直接使用的富塊礦并不多，采用燒結或焙燒球團的高溫造塊方法存在著工藝設備復雜、基建投資大、基建周期長、能耗高及污染嚴重等問題，因此不經(jīng)高溫焙燒的壓塊法日益受到人們的重視，但冷固結壓塊法一直因受到價廉、性能好、來源廣的粘結劑條件的限制而未能在工業(yè)上應用，中國專利申請CN85103346A公開了一種″高分子固結球團直接還原法″，是用2～3％NaOH的水溶液，加入粒度小于1mm的腐植煤粉，與精礦粉、細磨煤粉混勻后，在松散狀態(tài)下造球，濕球團在在150～200℃的低溫處理20～30分鐘，得到的球團抗壓強度為20kg/個。該方法是用腐植酸鈉作粘結劑，可獲得冶金性能較好的冷固結球團，但該種冷固結球團不耐濕、受潮或被打濕后強度會迅速降低直至失去強度，浸入水中則球團迅速解體，因而不利于運輸和儲存，且造球工藝要求原料粒度要細。
本發(fā)明的目的是得到一種冷固結法生產(chǎn)直接還原爐料的方法，可使用較粗粒度的原料，得到的產(chǎn)品耐濕性、機械強度及還原性能較好，并可提高COREX工藝的生產(chǎn)率。
為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明是這樣實現(xiàn)的一種用冷固結壓塊法生產(chǎn)直接還原爐料的方法，是將粒度為3～0mm的鐵礦粉加入由腐植酸鹽如腐植酸鈉、腐植酸鉀、和腐植酸銨和石灰以1∶1～3的比例構成的復合粘結劑，該復合粘結劑為原料總量的2.0～8.0wt％，然后加入混合料總量7.5～9.5wt％的水，混合均勻后以20～30MPa壓力壓塊成型，壓制的生團塊在100～300℃下干燥30～60分鐘即可得到所需直接還原爐料。
上述原料中還可含有0～20wt％粒度為1～0mm的煤。
上述復合粘結劑的最佳范圍為原料總量的6～7wt％。
下面對本發(fā)明做進一步詳述。
本發(fā)明的關鍵在于對冷固結壓塊法的粘結劑進行了改進，是采用腐植酸鹽加入比例為1∶1～3的生石灰進行改性而得，腐植酸鹽包括腐植酸鈉、腐植酸鉀和腐植酸銨，其中，腐植酸鈉的強度最好。加入生石灰改性的目的是為了使冷固結礦具有耐濕性，這是因為腐植酸鹽為親水性物質(zhì)，加入生石灰與之反應，Ca(OH)2與腐植酸鹽反應生成絡合物或螯合物，同時Ca(OH)2中的鈣離子使腐植酸鹽中的高分子發(fā)生凝聚作用使腐植酸鹽線型分子轉變成網(wǎng)狀膠體，使粘結劑不存在″剩余″的親水基團，從而使得粘結相疏水。同時，生石灰本身也是一種粘結劑，可提高團塊的強度；又可提高團塊的堿度，有利于冶煉過程。
粘結劑的配比控制在2.0～8.0wt％范圍內(nèi)，以避免粘結劑帶入的雜質(zhì)對COREX工藝或直接還原過程產(chǎn)生不良的影響。
混合料的水分范圍為7.5～9.5wt％，以3～0mm的鐵礦粉，0～20wt％，1～0mm煤粉為原料，加入粘結劑后對濕混合料進行充分的混捏和碾壓，時間為5～10分鐘，以保證粘結劑在混合料中分布均勻?；靹蚝蟮幕旌狭线M入壓塊機壓塊成型，壓塊機的壓力20～30MPa，壓力過低，強度得不到保證，壓力過高，壓力會將混合料中的粘結劑擠出，導致產(chǎn)品的強度下降。壓制的生團塊用100～300℃的熱廢氣干燥30～60分鐘，即得成品冷固結礦塊或含煤礦塊。
下面結合實施例介紹本發(fā)明的效果。
用粒度3～0mm，TFe62.5％的鐵礦粉及粒度1～0mm、固定碳為78.7％的煤粉作原料，按表1中成份加入不同配比的粘結劑，經(jīng)充分混合后在壓塊機上壓塊。壓出的生塊經(jīng)過100～200℃的溫度干燥30分鐘，得到成品冷固結礦的性能如表1示。
用本發(fā)明方法生產(chǎn)的冷固結還原爐料在模擬COREX預還原固定床設備上還原(還原氣體成分為CO 70％，H225％，CO25％)，達到恒重的時間為80～100分鐘，金屬化率為93.1～97.8％，天然塊礦和氧化球團達到恒重的時間為110～140分鐘，金屬化率為89.4～96.0％。
用本發(fā)明方法生產(chǎn)的冷固結還原爐料在模擬COREX預還原移動床豎爐設備上還原(還原氣體成分為CO 70％，H225％，CO25％)，還原周期為193分鐘，金屬化率為99.6％。天然塊礦的還原周期為226分鐘，金屬化率為96.3％。
與現(xiàn)有技術相比，本發(fā)明得到的冷固結礦塊具有很好的耐濕性、防水性，有利于在雨水多、濕度大的地區(qū)運輸、貯存，抗壓強度大，達到100kg/球，可使用粗粒原料。同時，其高溫冶金性能(如還原性、還原膨脹、熱爆裂性、還原后強度及低溫還原粉化)均能夠滿足COREX預還原的工藝要求，且該礦塊具有優(yōu)良的還原性，并能承受更高的還原溫度而不軟熔粘結(其在1000℃還原時不發(fā)生粘結、懸料)。因此允許提高COREX預還原豎爐的操作溫度，縮短爐料在COREX預還原豎爐中的滯留時間，從而緩解COREX預還原豎爐對COREX的瓶頸制約，使得整個COREX工藝的生產(chǎn)率得到提高。
表權利要求
1.一種用冷固結壓塊法生產(chǎn)直接還原爐料的方法，其特征是將粒度為3～0mm的鐵礦粉加入腐植酸鹽如腐植酸鈉、腐植酸鉀、腐植酸鈣和腐植酸銨，和生石灰以1∶1～3的比例構成的復合粘結劑，該復合粘結劑為原料總量的2.0～8.0wt％，然后加入混合料總量7.5～9.5wt％的水，混合均勻后以20～30MPa壓力壓塊成型，壓制的生團塊在100～300℃下干燥30～60分鐘即可到所需直接還原爐料。
2.根據(jù)權利要求1所述的方法，其特征是所述的原料中含有0～20wt％粒度為1～0mm的煤。
3.根據(jù)權利要求1所述的方法，其特征是所述的粘結劑的最佳范圍為原料總量的6～7wt％。
全文摘要
本發(fā)明為一種用冷固結壓塊法生產(chǎn)直接還原爐料的方法，是以粒度為3～0mm的鐵礦粉、0～20％、1～0mm煤粉為原料，加入腐植酸鹽如腐植酸鈉、腐植酸鉀、腐植酸銨和生石灰以1∶1～3的比例做為粘結劑，該粘結劑為原料總量的2.0～8.0％，加入混合料總量7.5～9.5％的水，混勻后以20～30MPa壓力壓塊成型，壓制的生團塊在100～300℃干燥30～60分鐘即可，該冷固結礦塊具有很好的耐濕性、抗壓強度為1000～2000N/個，并可提高直接還原和COREX工藝的生產(chǎn)率。
文檔編號C22B1/14GK1120074SQ9510825
公開日1996年4月10日 申請日期1995年7月21日 優(yōu)先權日1995年7月21日
發(fā)明者李咸偉, 張瑞祥, 夏正揚, 李肇毅, 方園 申請人:寶山鋼鐵(集團)公司