一种抑制铁矿球团熔融还原过度黏结的涂层材料及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种抑制铁矿球团熔融还原过度黏结的涂层材料及其制备方法，属于熔融还原炼铁技术领域。本发明专利技术的涂层材料由以下重量百分比的组分组成：高熔点无机材料83～95％，废塑料2～8.5％，羧甲基纤维素钠0.2％～3％，淀粉1.2％～4.5％，木质素磺酸钙0.1％～2.5％；本发明专利技术的涂层材料的制备方法包括以下步骤：涂层原料预处理、涂层材料制备、涂层材料涂覆和干燥。本发明专利技术的涂层材料能有效抑制熔融还原炼铁工艺预还原过程中铁矿球团间的过度黏结，涂层材料与铁矿球团结合紧密，可有效防止涂层开裂、脱落，同时保证了还原产物的金属化率处于较高水平。

Coating material for inhibiting excessive reduction of iron ore pellet smelting reduction and preparation method thereof

The invention discloses a coating material for inhibiting the over reduction of iron ore pellet smelting reduction and a preparation method thereof, and belongs to the technical field of smelting reduction iron making. The coating material of the invention comprises the following components in weight percentage: 83 to 95% high melting point of inorganic materials, waste plastics 2 ~ 8.5%, 0.2% ~ 3% sodium carboxymethyl cellulose, starch 1.2% ~ 4.5%, 0.1% ~ 2.5% of calcium lignosulfonate; preparation method of the coating material of the invention comprises the following steps: coating raw materials the pretreatment, coating material preparation, coating materials and coating drying. The coating material of the invention can effectively inhibit the excessive iron ore smelting reduction process of bonding pellets between pre reduction ironmaking process, combined with coating material and iron ore pellet, which can effectively prevent the coating cracking and peeling, while ensuring the metallization rate of iron at a high level.

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于熔融还原炼铁
，更具体地说，涉及一种抑制铁矿球团熔融还原过度黏结的涂层材料及其制备方法。
技术介绍
非煤焦炼铁是现代冶金工业的前沿技术之一，按工艺特征、产品类型可分为直接还原和熔融还原两大类。直接还原法是指“以气体燃料、液体燃料或非焦煤为能源和还原剂，在天然矿石(粉)或人造团块软化温度以下进行还原而获得金属化产品的方法”，其代表性工艺主要有Midrex法、HYL法、回转窑法和转底炉法等。熔融还原法是指“以非焦煤为能源和还原剂，在高温熔融状态下进行金属氧化物的还原，得到含碳的液态金属的方法”，其代表性工艺主要有COREX法、Finex法和HIsmelt法。COREX法是最早付诸于工业化生产的熔融还原炼铁工艺，该工艺以非焦煤为燃料，通过上部竖炉将天然矿、球团矿和烧结矿等块状含铁原料还原成金属化率为90％～95％的海绵铁，然后在下方的熔化气化炉完成熔化和终还原过程。COREX法不仅能使用非炼焦煤直接炼铁，而且工艺流程短、投资小、生产成本低、污染少，生产的铁水质量能够与高炉炼铁工艺相媲美。此外，还可以生产海绵铁，替代优质废钢供应电炉炼钢。国内外生产实践表明，COREX预还原竖炉内较强的还原势和炉料相互挤压所引发的炉料黏结极易导致炉内料柱透气性变差，炉料容易黏结成块或黏结在竖炉的炉墙上，累积到一定程度后则引起竖炉悬料，影响COREX还原煤气的利用和预还原竖炉的顺行，严重时甚至会堵塞竖炉，使还原煤气难以接受或无法排料而被迫清空竖炉。因此，COREX竖炉内含铁炉料的黏结一直是COREX工艺的一个重大难题。统计资料显示，印度VJSL公司预还原竖炉因炉料黏结清炉次数达到3次/年，南非COREX-C2000预还原竖炉的运行情况比印度稍好，但每年清空作业至少2次。中国宝钢于2007年11月投产的COREX-3000充分吸取了C2000的经验，并在炉体、耐材、冷却系统以及布料装置等方面做了大量改进，但竖炉内炉料黏结问题仍没有得到很好解决，到2011年6月已累计进行8次清空作业。竖炉清空不仅需要长时间的休风，还消耗大量的物料和人力，严重影响了COREX工艺的竞争力。冶金工作者曾试图通过采用降低还原气体流速和还原温度等措施来缓解COREX法竖炉内炉料的黏结问题，但同时又带来气体利用率低和产品金属化率低等次生问题，并加重了熔融气化炉的负担。因此，研发一种能够有效抑制含铁球团熔融还原过度黏结的方法对COREX工艺的稳定生产和技术进步至关重要。经检索，中国专利CN201210007269.3公开了一种竖炉内黏结炉料破碎装置，该申请案是在竖炉螺旋排料器之上安装破碎装置，通过此装置对还原过程中发生的黏结球团进行破碎。该申请案在一定程度上改善了炉料的粘结状况，但其是在竖炉内产生黏结后再进行机械破碎，无法从源头上抑制黏结的发生，且破碎设备结构复杂，动力消耗大，难以适用于大规模工业生产。又如，中国专利CN201310512779.0公开了一种防高磷鲕状赤铁矿球团高温还原黏结的方法，该方法针对含碳球团高温还原的黏结，将高磷鲕状赤铁矿与煤粉、脱磷剂和粘接剂按合适比例进行配料、混碾，以压球方式制备冷固结球团，经烘干或养生处理进入直接还原竖炉。该申请案通过优化竖炉结构设计、引入粘结剂及球团表面防黏结剂等措施，在一定程度上能够改善高磷鲕状赤铁矿在竖炉中的球团黏结，但其主要是针对含碳球团的黏结问题，与COREX生产工艺以及竖炉内的球团成分差别较大，因此对COREX竖炉内球团的黏结现象改善效果有限。
技术实现思路
1.专利技术要解决的技术问题本专利技术的目的在于针对目前以COREX法为代表的熔融还原炼铁生产中铁矿球团易发生过度黏结问题，提供了一种抑制铁矿球团熔融还原过度黏结的涂层材料及其制备方法。通过使用本专利技术的涂层材料能够从源头有效避免熔融还原炼铁生产中铁矿球团的过度黏结，保证生产的顺行，显著提高生产效率。2.技术方案为达到上述目的，本专利技术提供的技术方案为：本专利技术的一种抑制铁矿球团熔融还原过度黏结的涂层材料，该涂层材料由如下重量百分比的组分组成：更进一步的，所述的高熔点无机材料由如下质量份数的组分组成：α-氧化铝 45～65份；氢氧化铝 15～35份；镁铝尖晶石 5～20份。更进一步的，所述的高熔点无机材料中，粒度小于200目的质量占高熔点无机材料总质量的比例≥95％，且α-氧化铝中Al2O3的质量百分比含量不低于95％，镁铝尖晶石中(MgO+Al2O3)的质量百分比含量不低于98％。更进一步的，所述的废塑料为聚丙烯(PP)、聚乙烯(PE)、聚苯乙烯(PS)和聚对苯二甲酸乙二酯(PET)中的一种或两种或两种以上的组合，且废塑料中粒度小于100目的质量占废塑料总质量的比例≥90％。本专利技术的一种抑制铁矿球团熔融还原过度黏结的涂层材料的制备方法，其步骤为：(1)涂层原料预处理：对高熔点无机材料及废塑料分别进行预处理，将高熔点无机材料加工成粒度小于200目的原料，将废塑料加工成粒度小于100目的原料；(2)涂层材料制备：按质量配比称取各物料后分别加入料浆混合机中，在搅拌状态下逐步加水制取浆状涂层材料；(3)涂层材料涂覆：将制得的浆状涂层材料均匀涂覆于待涂覆铁矿球团表面；(4)干燥：将涂覆后的铁矿球团进行烘干处理。更进一步的，所述步骤(2)中加水量为物料总质量的25～35％，所述搅拌的具体过程为：首先于转速40～60r/min下搅拌15～20min，然后调节转速至200～300r/min继续搅拌5min。更进一步的，所述步骤(3)中以高压喷涂方式将制得的浆料均匀涂覆于铁矿球团表面，涂层材料用量为待涂覆铁矿球团质量的1.5～2％，涂层材料质量以干基计算。更进一步的，所述步骤(3)中待涂覆铁矿球团的直径为12～18mm，且涂覆之前对铁矿球团进行氧化焙烧处理。更进一步的，所述步骤(4)中首先将涂覆后的铁矿球团于热风温度80℃～95℃下干燥20～30min，然后于110～130℃下干燥30～45min。3.有益效果(1)本专利技术的一种抑制铁矿球团熔融还原过度黏结的涂层材料由高熔点无机材料、废塑料、羧甲基纤维素钠、淀粉和木质素磺酸钙组成。通过在铁矿球团表面涂覆上述涂层材料可以有效抑制熔融还原生产过程中铁矿球团的过度黏结，同时能够保证铁矿球团与还原气氛的充分接触。其具体作用机理如下：涂层材料中的羧甲基纤维素钠及木质素磺酸钙在高温下产生助烧作用，从而促进高熔点无机材料在经氧化性焙烧的铁矿球团表面形成具有一定厚度和强度的外壳，该外壳可以有效阻止球团还原过程中铁连晶和氧化亚铁连晶生长出界，破坏球团之间发生黏结的基础条件，从而抑制熔融还原生产过程中铁矿球团的过度黏结。(2)本专利技术的一种抑制铁矿球团熔融还原过度黏结的涂层材料，通过向涂层材料中添加一定比例的废塑料，一方面废塑料在高温作用下极易发生热解和碳化，热解时形成的大量蜂窝式气孔能保证还原气体与铁矿球团的充分接触，其碳化产物也可参与铁矿球团的还原，在降低铁矿球团间黏结几率的同时有效保证了还原产物的金属化率处于较高水平；另一方面涂层材料中的废塑料在涂覆铁矿球团热风本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种抑制铁矿球团熔融还原过度黏结的涂层材料，其特征在于：该涂层材料由如下重量百分比的组分组成：

【技术特征摘要】
1.一种抑制铁矿球团熔融还原过度黏结的涂层材料，其特征在于：该涂层材料由如下重量百分比的组分组成：2.根据权利要求1所述的一种抑制铁矿球团熔融还原过度黏结的涂层材料，其特征在于：所述的高熔点无机材料由如下质量份数的组分组成：α-氧化铝 45～65份；氢氧化铝 15～35份；镁铝尖晶石 5～20份。3.根据权利要求2所述的一种抑制铁矿球团熔融还原过度黏结的涂层材料，其特征在于：所述的高熔点无机材料中，粒度小于200目的质量占高熔点无机材料总质量的比例≥95％，且α-氧化铝中Al2O3的质量百分比含量不低于95％，镁铝尖晶石中(MgO+Al2O3)的质量百分比含量不低于98％。4.根据权利要求1-3中任一项所述的一种抑制铁矿球团熔融还原过度黏结的涂层材料，其特征在于：所述的废塑料为聚丙烯(PP)、聚乙烯(PE)、聚苯乙烯(PS)和聚对苯二甲酸乙二酯(PET)中的一种或两种或两种以上的组合，且废塑料中粒度小于100目的质量占废塑料总质量的比例≥90％。5.一种如权利要求1-4中任一项所述的抑制铁矿球团熔融还原过度黏结的涂层材料的制备方法，其特征在于：其步骤为：(1)涂层原料预处理：对高熔点无机材料及废塑料分别进行预处理，将高熔点无机材...

【专利技术属性】
技术研发人员：孟庆民，李家新，狄瞻霞，龙红明，王平，春铁军，杨佳龙，余正伟，魏汝飞，李正一，
申请(专利权)人：安徽工业大学，
类型：发明
国别省市：安徽;34