一种高爆裂温度的含碳球团制造技术

一种高爆裂温度的含碳球团，其干基成分质量百分比为：腐植酸钠０．５～１．０％；消石灰１～３％，含碳原料１０－２５％，其余干基成分为含铁氧化物的粉尘；湿球团含水份为９－１１％。所述的含碳原料中粒度在１０μｍ以下的粒子占９０％或以上。本发明专利技术引入成本低、来源广、不降低还原后金属化球团品位、且能有效提高圆盘造球含碳生球动态爆裂温度的粘结剂；并确定与粘结剂相适应的造球水分，成分粒度等参数，以保证粘结剂在提高球团爆裂温度效果的同时，至少不降低含碳生球的强度。另外，通过提高现有技术中含碳球团爆裂温度，使较高温度的废气可以直接使用，实现环保和节能效果。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及水平移动床还原工艺所用的钢铁厂含铁氧化物配碳球团 生球制作
，特别涉及一种高爆裂温度的含碳球团。
技术介绍
将铁矿粉或钢铁厂粉尘加入含碳材料后制成含碳球团，干燥后，在高 温下经水平移动床还原工艺(如转底炉工艺、直底炉工艺等)，将其直接 还原成一定金属化率的含铁炉料和将球团中的锌等金属还原挥发收集起 来，分别将前者用于钢铁厂的炼铁或炼钢，后者用于锌品生产的原料是非 高炉炼铁和钢铁厂粉尘综合利用的重要方法。在这种方法中，提高含碳球 团生球的千燥速度是增加整个工艺效率的重要环节。提高含碳球团干燥速度最有效的手段是将其在高温动态气流下加热， 动态气流温度越高，球团干燥速度越快，但不同成分(包括添加了不同粘 结剂)、不同加工方式(如压球还是滚动成球)，不同成分的生球团，其 耐受动态气流温度的程度有差别，表现在在相同含水量、相同的动态气流温度和速度下，有的成分或结构的球 团会产生裂纹或爆裂，有的成分的球团或结构爆裂的数量少，甚至不爆裂， 产生裂纹或爆裂的球团易碎，不但无法进一步进行正常的高温还原，还会 恶化正常球料的高温还原过程，须加以避免或消除。现有技术用动态爆裂温度或动态破裂温度这一测量指标来衡量生球 团耐受动态气流温度的差别程度，所测得的动态爆裂温度或动态破裂温度 越高，说明该种球团耐受动态气流的温度越高，即使在较高的动态气流温 度下干燥也不会产生爆裂，因此，可得到高的干燥速度和效率。现有技术中，用于含碳球团制作的方法有压球、圆盘滚球和圆筒滚球， 成球方法的选择与后续的生球还原工艺或焙烧工艺有关，本专利技术是针对与 水平移动床还原工艺相配套的的含碳球团圆盘滚球方法所作的改进。一般来说，无论采用压球、圆盘滚球和圆筒滚球造球，加入粘结剂都可能对含碳球团的爆裂温度产生影响，现有技术中可以采用的粘结剂(如中国专利CN200610018299.9所公开的)有膨润土、石灰、水泥、硅酸钠、 硼酸盐、粘土，煤焦油，石油渣、粉煤灰、纸浆废液、糖浆、海洋植物、 腐植酸、各种淀粉、水玻璃、佩利多、聚丙稀酰胺等。但检索表明，在水 平移动床还原工艺上应用圆盘滚球方法生产含碳球团所用的粘结剂则仅 见膨润土和玉米粉粘合剂，见PCT/JP2001/009523。表1膨润土的典型化学组成(wt/%):TfeSi02CaOMgOA1203Na20K20Ig1.5163.210.992,卯14.961.790.3813.62由表1可见，其主要成分是Si02，属酸性物质，在含碳球团元盘造球 中作为粘结剂使用的缺点在于其作为杂质留在还原球团中，增加了还原 后金属化球团的杂质量，降低了产品的品位，为后续加工增加了负担。玉 米粉粘合剂的问题在于价格较贵，增加了成本。其它粘合剂虽然原则上可 用于元盘造球制做含碳球团，但其加入量及加入方法如何才能使其较现有 技术更有竞争力则是未知的。此外，水分和不同成分粒度对含碳球团的爆裂温度也都有影响，如PCT/JP2001/009523在以膨润土和玉米粉作粘合剂时，选定的合适水分为 8-13%，对包含粉尘和含碳粉体的原料粒径要求为10 um以下的粒径粉 体20-80%。由于水分和成分粒度不仅对爆裂温度有较大影响，同时对生 球的抗压强度和落下强度也有较大影响，而生球强度对于生球输运效率和 高温还原还原性的保证均有很大影响，因此，在引入新的粘结剂，设法提 高爆裂温度的同时，最好能够保持和提高生球的抗压强度和落下强度，至 少是不降低生球的强度，这就使与新的粘结剂配套的水分和原料粒度对爆 裂温度和抗压强度的影响也在本专利技术的考虑之内。现有技术含碳球团的爆裂温度只在20(TC附近，其值偏低，既满足不 了球的烘干效率的要求，同时，由于可用作烘干的废气温度均襄高于200 。C而不能直接使用，不得不对废气进行降温处理，降低了工艺效率，提高 ./工艺成本，因此，也有改变的必要。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种高爆裂温度的含碳球团，引入成本低、来 源广、不降低还原后金属化球团品位、且能有效提高圆盘造球含碳生球动 态破裂温度的粘结剂；确定与新粘结剂相适应的造球水分，成分粒度等参 数，以保证新粘结剂在提高球团爆裂温度效果的同时，至少不降低含碳生 球的强度。另外，通过提高现有技术中含碳球团爆裂温度，使较高温度的 废气可以直接使用，实现环保和节能效果。为达到上述目的，本专利技术的技术方案是，一种高爆裂温度的含碳球团，其干基成分质量百分比为腐植酸钠0.5 1.0%;消石灰1 3%，含碳原料10-25%，其余干基成分为含铁氧化物的粉尘；湿球团含水份为9-11%。进一步，所述的含碳原料中粒度在10um以下的粒子占90%或以上。所述的含铁氧化物的粉尘和含碳原料为高炉瓦斯泥和/或煤灰。本专利技术的有益效果本专利技术含碳生球团的爆裂温度有明显提高。当采用腐植酸钠、消石灰 组成粘结剂时，爆裂温度提高丫 210°C。通过控制调节含碳物质粒度的措施后，爆裂温度又提高了 IO(TC，即 爆裂温度提高了 310°C。含碳生球团的合适含水量也略有减少，降低/水 的耗量。不仅如此，采用本专利技术所述的调节含碳物质粒度的措施后，含碳生球 团的抗压强度和落下强度也有较明显的提高，湿球抗压强度值提高了 5.8-6.1N/球，千球抗压强度值提高了 4.4-5.1N/球。湿球落下强度提高了 3.5 次/球。干球落下强度提高了 3.5次/球。腐植酸钠、消石灰组成粘结剂成本下降，且增加的石灰成分对球团还 原后进入炼铁或炼钢都可起有用的熔剂作用。上述有益效果的取得，可从机理上分析如下l.Ca(OH)2可与腐植酸 钠反应生成络合物，此外，Ca(OH)2中钙离子可使腐植酸钠高分子发生凝 聚作用，由线型分子转变为网状胶体，这两种作用大大减少了粘结剂亲水 基团，同时有提高球团强度和爆裂温度的作用。试验表明这些作用在不 同的球团加工方式和不同的加入量下所起的作用和效果有很大差异，在元盘造球条件下，当腐植酸钠加入量小于1%时，对爆裂温度的提高有显著 作用，而当其加入量大于1%时，对爆裂温度的提高作用已不明显。2.试验表明，在元盘造球条件下，含碳粒子10um以下的粒度对球团强度所起的 作用大于其它种类粒子的粒度，当10um以下粒子的比例提高时，对生球 团强度的提高作用显著。具体实施例方式下面通过实施例对本专利技术做进 一 步说明。 实施例1湿球粒度为12-13mm;高炉瓦斯泥(含全铁49%, 10ym以下颗粒占 65%，干基)83.5%(wt);无烟煤灰(干基，10um以下90。/。) ， 15%(wt); 腐植酸钠(干基，重量)0.5%，消石灰(干基，重量)1%。混合料中，10y m以下的粒子比例占67.8%.; 10um以下的煤灰粒子 比例占13.5%:含水量为9%.生球性能为爆裂温度430°C;湿球抗压强度17.1N/球，干球抗压 强度值29.1N/球。湿球落下强度12.1次/球；干球落下强度5.9次/球。实施例2湿球粒度为12-13mm;高炉瓦斯泥(含全铁49%， 10um以下颗粒占 65%，干基)82.5%(wt);无烟煤灰(干基，lOii m以下卯°/。) ， 15%(wt); 腐植酸钠(干基，重量)1.0%，消石灰(干基，重量)1.5%。混合料中，10um以下的粒子比例占67.本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种高爆裂温度的含碳球团，其干基成分质量百分比为：腐植酸钠０．５～１．０％；消石灰１～３％，含碳原料１０－２５％，其余干基成分为含铁氧化物的粉尘；湿球团含水份为９－１１％。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：王东彦，李肇毅，李维国，周渝生，朱友法，顾德仁，
申请(专利权)人：宝山钢铁股份有限公司，
类型：发明
国别省市：31[中国|上海]