專利名稱：一種高強(qiáng)度煤基直接還原生球塊的制造方法及其設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種直接還原復(fù)合球塊的制造方法，適用于鋼鐵冶金工業(yè)的煤 基直接還原原料準(zhǔn)備工藝，可用于普通鐵礦、含多種金屬的粉塵與煤或焦粉壓 制高強(qiáng)度復(fù)合生球塊的工廠。本發(fā)明還包括實(shí)施所述的制造方法的設(shè)備。
背景技術(shù)：
目前國(guó)內(nèi)外煤基直接還原復(fù)合球造塊采用的一般為人工造塊，系將含鐵礦 粉或含多種有用金屬的粉塵、煤粉或焦粉與粘結(jié)劑混合后，再進(jìn)行人工造塊。 傳統(tǒng)的人工造塊方法包括兩種，第一種人工造塊方法是使用圓盤造球機(jī)造塊， 邊加水邊加粉，靠加水粘結(jié)粉料，小顆粒在旋轉(zhuǎn)盤內(nèi)滾動(dòng)長(zhǎng)大成型，球的緊密
度由自重決定，這種工藝復(fù)合球的水分高，達(dá)10~12%,需要烘烤千，排除球 內(nèi)水分任務(wù)重，設(shè)備龐大，工藝中有原料千燥、加水成球、再千燥濕球的重復(fù) 作業(yè)，能耗高，球的強(qiáng)度極差。
輥壓力擠壓粉料而成型，適合于原料粒度粗且品種較多的團(tuán)塊加壓成型。
壓團(tuán)法優(yōu)于滾動(dòng)球團(tuán)法之處在于壓團(tuán)比.圓盤球的濕度低，而且壓團(tuán)和固 結(jié)后的團(tuán)塊的抗壓強(qiáng)度比圓盤球團(tuán)的強(qiáng)度高。然而，傳統(tǒng)的壓團(tuán)造塊工藝物料 計(jì)量用動(dòng)態(tài)皮帶稱，物料計(jì)量不準(zhǔn)確，物料混合不均勻且混合料缺少密實(shí)度， 影響團(tuán)塊的質(zhì)量。向壓塊機(jī)投料時(shí)既無(wú)法控制機(jī)上裝料的充滿度，也不能控制 投料快慢，加之壓制時(shí)不重視壓緊力調(diào)整，不能保證團(tuán)塊的強(qiáng)度和密度，同時(shí) 也影響生產(chǎn)效率。不同料會(huì)適用于不同大小的球的形狀，球塊尺寸目前由壓球 機(jī)廠選擇，常常把煤球尺寸(如①50mm)套用到礦煤復(fù)合球上，效果很差。壓塊成型時(shí)間往往被設(shè)備配置限定，從而固定了壓輥的轉(zhuǎn)速，因此成型時(shí)間也 固定，造成壓塊操作參數(shù)無(wú)法調(diào)節(jié)、壓緊力不便調(diào)整、團(tuán)塊成品性能(如密度 和強(qiáng)度)差和粉料碎料多。
目前人們?cè)趬呵驒C(jī)造塊領(lǐng)域提高壓團(tuán)的密度和強(qiáng)度的摸索，較大部分是集 中在對(duì)壓塊前原料的天然性質(zhì)的改進(jìn)方面，通過改進(jìn)加入在物料中的添加物來(lái)
改進(jìn)球團(tuán)塊的強(qiáng)度和降低成本，如中國(guó)專利CN1247803C公開的方法是通過添 加纖維素作為粘結(jié)劑，使壓團(tuán)過程順利進(jìn)行。但是采用纖維素作為粘結(jié)劑只是 一種理論想象，由于當(dāng)今國(guó)內(nèi)外混合壓球用鐵礦粉與煤粉是兩種性質(zhì)非常不同 的料，比重相差3倍左右，粒度相差5 10倍，壓力大小和粘結(jié)劑很難選擇， 國(guó)內(nèi)外工業(yè)生產(chǎn)中都未解決好，使高壓壓球機(jī)壓制球塊的成球率非常低，僅 50~70%。 一般壓制后碎料粉料多，影響環(huán)境，而且成球的強(qiáng)度差，例如lm 高落地l次即碎，影響產(chǎn)品收得率和還原爐煙氣系統(tǒng)，生產(chǎn)率受限。
另外，還有相當(dāng) 一部分的現(xiàn)有技術(shù)是通過改進(jìn)壓團(tuán)的某個(gè)工藝條件來(lái)提高 壓團(tuán)的密度和強(qiáng)度。如中國(guó)專利CN101003852A，該專利是把煤粉加熱至100 ~ 200。C，礦粉加熱至600-75CTC,生石灰加熱至約200°C ，三者混合攪拌15~ 20min,在350 ~ 500。C溫度下進(jìn)行熱壓，然后放入500 ~ 60CTC的容器中，保持 20~30 min。但上述專利方法均是不具備工業(yè)實(shí)用價(jià)值及可操作性的不惜成本 的辦公室方案,在工業(yè)生產(chǎn)中沒有一家實(shí)施。
工業(yè)實(shí)踐證明，要切實(shí)解決提高壓團(tuán)的密度和強(qiáng)度的問題，僅靠改進(jìn)一種 材料、或整體工藝中的某一、兩個(gè)工藝環(huán)節(jié)或僅靠其中的某個(gè)裝置都是不可能 達(dá)到工業(yè)生產(chǎn)實(shí)際要求的。需要針對(duì)每種^U々組分、用途、經(jīng)濟(jì)成本，在影響 造球強(qiáng)度諸多的因素中，綜合考慮如何平衡優(yōu)選。因此，本發(fā)明人把影響生球 強(qiáng)度的所有因素列出來(lái)，在大量試-瞼基礎(chǔ)上，找出每個(gè)環(huán)節(jié)可能出現(xiàn)的所有毛 病，包括一般人不太注意的問題，排除相互制約的因素，發(fā)現(xiàn)只有從精確配料、 高效混合、干混后再濕混碾壓，飽滿供料，合適的壓緊力和成型時(shí)間，配入返 回料等多種手段上揚(yáng)長(zhǎng)避短，才能把高強(qiáng)度復(fù)合球壓制成功
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種高強(qiáng)度直接還原生球塊的制造方法及其設(shè)備，即 在壓球成型工藝中，通過合理的綜合應(yīng)用精確配料和給料、高效混合、預(yù)壓、 控制供料和配入返回料及調(diào)整壓制力和成型時(shí)間等新工藝中的多種有效措施， 可大幅度提高生球塊的強(qiáng)度和降低總成本。
本發(fā)明所述的高強(qiáng)度直接還原生球塊的制造方法，其工藝步驟包括精確配 料、準(zhǔn)確給料、高效混料、預(yù)壓、飽滿供料和壓塊。所述精確配料是將構(gòu)成待 壓物料的鐵礦粉和煤粉原料根據(jù)直接還原復(fù)合球塊的化學(xué)成分，分別使用具有 稱量補(bǔ)償功能的靜態(tài)計(jì)量方式進(jìn)行精確配料，使每種原料重量配料精度誤差不
大于10%。。所述準(zhǔn)確給料是用螺旋給料機(jī)將礦、煤干料輸入稱量斗中，當(dāng)料量 達(dá)到要求時(shí)，由PLC控制立即停止螺旋轉(zhuǎn)動(dòng)，所述PLC根據(jù)稱量斗中每次輸 入料量的多或少，實(shí)時(shí)調(diào)整螺旋給料機(jī)的停止轉(zhuǎn)動(dòng)的提前量，并控制自動(dòng)補(bǔ)償 或自動(dòng)扣除操作，保持其稱量斗中料的重量與設(shè)定給料重量的誤差小于10%。。 所述高效混料是先把稱量斗中的物料批量裝入高效混料機(jī)內(nèi)進(jìn)行第 一次混合， 再按體積或時(shí)間根據(jù)工藝要求向所述高效混料機(jī)內(nèi)加入含水和助粘劑的有機(jī) 粘結(jié)劑PVA,由PLC控制自動(dòng)連續(xù)完成第二次混合均勻作業(yè)。所述預(yù)壓是將 高效混合機(jī)排出的混合物料進(jìn)行預(yù)壓處理，將粘結(jié)劑揉碾壓合在粉料上，所述 的預(yù)壓時(shí)間是4 ~ 5min。所述飽滿供料是將預(yù)壓后批量輸送到直接還原壓團(tuán)裝 置的加料箱的供料，采用高料斗式的振動(dòng)加料方式，使在壓團(tuán)機(jī)型輪的咬入口 處每一個(gè)型球所需的物料始終保持在兩個(gè)壓輥型輪間的球窩內(nèi)，保證已加入壓 團(tuán)機(jī)的咬入口處的長(zhǎng)、寬、高方面都有充足飽滿度的物料,從而使對(duì)輥間球窩中 始終保持足夠的待壓物料。所述壓塊是采用變頻方式，在保障壓塊強(qiáng)度和提高 成球率的前提下，按滿足產(chǎn)量要求時(shí)最低的轉(zhuǎn)速，使成型時(shí)間盡可能延長(zhǎng)。并 篩選出從壓團(tuán)機(jī)輸出的碎料作為返回料，循環(huán)提供給壓團(tuán)機(jī)的加料箱，用作待 壓物料的補(bǔ)充料。所述待壓物料的補(bǔ)充是指添加給預(yù)壓機(jī)8的返料14的比例 在10 ~ 15%,返料14粒度為0 ~ 8mm。
本發(fā)明采用的有機(jī)粘結(jié)劑是無(wú)色、透明、無(wú)味、無(wú)污染的粘結(jié)劑PVA，它 是由PVA加上水和助粘劑制成，其中粘結(jié)劑6加入量為礦、煤干料重量的5-6%, PVA:水=4~5: l,將PVA加助粘劑用70 ~ 80°C的熱水?dāng)嚢杌_。為實(shí)施本發(fā)明所述的方法而專門設(shè)計(jì)的高強(qiáng)度直接還原生球塊的制造設(shè)
備包括稱量斗3、螺旋給料機(jī)4、計(jì)量泵7、高效混合機(jī)5、預(yù)壓機(jī)8、高料 斗9、壓球機(jī)IO和用于控制配料、加料、混料、預(yù)壓和壓塊操:作的PVALC程 序邏輯控制系統(tǒng)；所述螺旋給料機(jī)4安裝在并排設(shè)置的鐵礦粉1料倉(cāng)和煤粉2 的料倉(cāng)出料口下面，并且與稱量斗3的進(jìn)料口相連接，所述稱量斗3的出料口 位于高效混合機(jī)5的頂部進(jìn)料口上方，計(jì)量泵7通過管道將粘結(jié)劑6輸送到所 述高效混合機(jī)5的頂部進(jìn)料口，高效混合機(jī)5的出料通過閘門開啟卸入下游的 預(yù)壓機(jī)8的進(jìn)料口 ，預(yù)壓機(jī)8的出料口通過傳送帶與壓球機(jī)10的高料斗9的 進(jìn)料口相連接，壓球機(jī)10的出料口通過傳送帶與篩11相連接，篩出的《8mm 的碎料作為返料14通過傳送帶輸入到預(yù)壓機(jī)8的進(jìn)料口 ，留在篩11上的大于 8mm的成品球13通過傳送帶進(jìn)入成品庫(kù)；所述高料斗9的料斗設(shè)置有防止堵 料的振動(dòng)器和調(diào)節(jié)進(jìn)料量的閘板；所述壓球機(jī)10是雙輥式高壓壓團(tuán)機(jī)，其球 窩尺寸為30 x 30 x 20mm，依據(jù)兩個(gè)對(duì)輥之間的間距和高料斗9的給料情況， 通過液壓方式調(diào)節(jié)其對(duì)輥壓緊力，并采用變速裝置調(diào)節(jié)其加壓型輪的電機(jī)轉(zhuǎn) 速，通過調(diào)速獲得既滿足壓團(tuán)強(qiáng)度要求又獲得所需產(chǎn)量的最低轉(zhuǎn)速和最大成型 時(shí)間，以得到性能優(yōu)越的成品球13。
所述稱量斗3采用靜態(tài)間隙式稱重，具有重量自動(dòng)補(bǔ)償和工作程序自動(dòng)控 制功能，用于精確配料，其精度《10%。。所述高效混合機(jī)5為多槳葉多方向交 叉式物料混合器，采用間隙式快速混合，混勻時(shí)間180~300秒，不均勻系數(shù) <5~8%,所述混合機(jī)的底開門為氣動(dòng)插板式，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化進(jìn)料、混料、出料、 開門。所述的預(yù)壓機(jī)8是多輥式或輪碾式壓機(jī)，對(duì)混合料進(jìn)行預(yù)壓碾的預(yù)壓時(shí) 間是4 ~ 5min。
所述的向壓球機(jī)10供料的高料斗9為單個(gè)高料斗式重力供料器，其料斗 式側(cè)板與水平夾角為65~90° 。所述壓球機(jī)10的對(duì)輥壓緊力可根據(jù)原料在高 壓成球線壓比為5~8t/cm的范圍內(nèi)調(diào)節(jié)。所述生球塊具有四面方、拐角圓、中 間厚、四周薄的方圓形顆粒形狀，其單個(gè)體積為10~25cm3 。
本發(fā)明與現(xiàn)有高壓對(duì)輥壓球工藝方法比較的有益效果在于綜合控制手段 全面，方法靈活、概念科學(xué)、實(shí)用性強(qiáng)、有利于提高生球塊的性能，特別是強(qiáng)度高和均質(zhì)性好，有利于減少碎料和粉料，為還原爐的高產(chǎn)、穩(wěn)產(chǎn)、減少粉塵 污染、減少還原爐煙氣除塵負(fù)荷和提高物料收得率帶來(lái)顯著改善。


圖1是本發(fā)明的高強(qiáng)度煤基直接還原生球塊制造方法的工藝流程圖; 圖2是實(shí)施圖1的本發(fā)明制造方法的設(shè)備實(shí)施例的示意圖。 圖3是本發(fā)明的壓球塊尺寸規(guī)格圖。
具體實(shí)施例方式
下面將結(jié)合附圖詳細(xì)說明本發(fā)明的高強(qiáng)度直接還原生球塊制造方法的優(yōu) 選的實(shí)施方式。本發(fā)明的技術(shù)方案不限于實(shí)施例的具體描述。
影響壓團(tuán)過程的因素很多，這些因素往往是互相聯(lián)系、互相促進(jìn)和互相 制約的，發(fā)明人認(rèn)真仔細(xì)研究了壓團(tuán)過程的影響因素中各種因素之間的關(guān)系， 巧妙地綜合運(yùn)用了那些對(duì)團(tuán)塊性能相互促進(jìn)或影響一致的因素，在反復(fù)試驗(yàn)取 得成功的基礎(chǔ)上，本發(fā)明提供一種高強(qiáng)度直接還原生球塊的制造方法，主要包 括①精確的配料和給料；②均勻的混合；③適當(dāng)預(yù)壓混合料；④合適的供料飽 滿度；⑤合適的對(duì)輥間壓緊力； 合適的生球塊規(guī)格尺寸； 合適的壓制成型 時(shí)間；⑧添加合適的返回料。
具體的說，本發(fā)明制造工藝所用的原料包括含鐵礦粉或含多種有用金屬的 粉塵和煤粉或焦粉，復(fù)合球的鐵礦粉1可以是普通鐵礦粉、鐵精礦粉、釩鈦磁 鐵礦粉、多種有用金屬的工廠粉塵；作復(fù)合球的煤粉2，可以是煙煤、無(wú)煙煤、 焦碳粉、焦碳、木炭粉等。如圖2所示，本發(fā)明所迷的高強(qiáng)度直接還原生球塊 的制造設(shè)備包括稱量斗3、給料機(jī)4、計(jì)量泵7、高效混合機(jī)5、預(yù)壓機(jī)8、 高料斗9、壓球機(jī)10和用于控制配料、加料、混料、預(yù)壓和壓塊操作的PLC 程序邏輯控制系統(tǒng)；所述給料機(jī)4安裝在并排設(shè)置的鐵礦粉1料倉(cāng)和煤粉2的 料倉(cāng)出料口下面，并且與稱量斗3的進(jìn)料口相連接，所述稱量斗3的出料口位 于高效混合機(jī)5的頂部進(jìn)料口上方，計(jì)量泵7通過管道將粘結(jié)劑6輸送到所述高效混合機(jī)5的頂部進(jìn)料口，高效混合機(jī)5的出料通過閘門開^卸入下游的預(yù)壓 機(jī)8的進(jìn)料口，預(yù)壓機(jī)8的出料口通過傳送帶與壓球機(jī)10的高料斗9的進(jìn)料 口相連接，壓球機(jī)10的出料口通過傳送帶與篩11相連接，篩出的< 8mm的碎 料作為返料14通過傳送帶輸入到預(yù)壓機(jī)8的進(jìn)料口 ，留在篩11上的大于8mm 的成品球13通過傳送帶進(jìn)入成品庫(kù)。
本發(fā)明制造工藝首先是將構(gòu)成待壓物料的不同原料分別使用具有稱量補(bǔ) 償功能的靜態(tài)料斗方式進(jìn)行精確配料，物料稱量斗例如可采用稱量斗3,分別 按規(guī)定重量配比把鐵精礦粉1和煤粉2進(jìn)行精確配料，靜態(tài)料斗式稱采用靜態(tài) 間隙式稱重，具有重量自動(dòng)補(bǔ)償和工作程序自動(dòng)控制功能，各種原料重量配料 精度誤差不大于10%。，優(yōu)選不大于5%。。本發(fā)明精確配料是指稱要準(zhǔn)，用給料 機(jī)4給料入稱量斗3中，當(dāng)料量達(dá)到要求時(shí)，立即停止螺旋轉(zhuǎn)動(dòng)。稱量斗3中 料若多了或少了 ，計(jì)算機(jī)PLC會(huì)立即調(diào)整給料機(jī)4的停止轉(zhuǎn)動(dòng)的提前量，使其 稱量斗3中料重量比設(shè)定要求的重量誤差小于5~ 10%。。同時(shí)，本系統(tǒng)有稱量 補(bǔ)償裝置(圖中未示出)。上次少了多少，下次增加多少；上次多了多少，下 次要扣除多少，全自動(dòng)處理，保證讓每批物料成分組成正確和穩(wěn)定。接著，由 PLC控制，把配好料的物料批量裝入高效混合機(jī)5內(nèi)進(jìn)行第一次干混合，通過 雙軸高效混合機(jī)5對(duì)混合料進(jìn)行多耙、多向、交叉掀翻操作，實(shí)現(xiàn)不同料間成 分均勻的快速混合，使物料密度和密度分布的均勻性得到提高。再按體積或時(shí) 間根據(jù)工藝要求向同一混合機(jī)內(nèi)加入含水的粘結(jié)劑6,本發(fā)明造球用的粘結(jié)劑 6,考慮到后步產(chǎn)品的純度，不選用如石灰、水泥、水玻璃、膨潤(rùn)土等常規(guī)無(wú) 機(jī)粘結(jié)劑，而采用的是無(wú)色、透明、無(wú)味、無(wú)污染的有機(jī)粘結(jié)劑，它是由PVA 加上水和助粘劑制成，PVA粘結(jié)劑是市場(chǎng)上預(yù)先配制好的，將PVA加助粘劑 用70-80。C的熱水?dāng)嚢杌_即可，其中粘結(jié)劑6加入量為礦、煤干料重量的5~ 6%， PVA:水=4~5: 1， PVA在后步冶煉加工中燃燒掉了 。采用計(jì)量泵7加 入粘結(jié)劑6到礦、煤干混合料中，所述計(jì)量泵7單位時(shí)間泵出的體積是一定的， 所以粘結(jié)劑6加入量用時(shí)間或體積計(jì)算均可代表設(shè)定的加入量。含水粘結(jié)劑的 加入由PLC控制開和停，按體積或時(shí)間根據(jù)工藝要求進(jìn)行計(jì)量和作業(yè)，并且使 混合物料具有與壓力相適宜的水分值，以保持生團(tuán)塊在壓力下其壓團(tuán)結(jié)構(gòu)的連 續(xù)性，減少由于密度不均勻發(fā)生團(tuán)塊開裂。高效混合機(jī)5為多槳葉多方向交叉式物料混合器，采用間隙式快速、充分混合加入的濕物料，連續(xù)完成第二次混
合作業(yè)。總混勻時(shí)間180~300秒，不均勻系數(shù)<5~8%,所述混合機(jī)的底開門 為氣動(dòng)插板式，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化進(jìn)料、混料、出料、開門。本發(fā)明通過對(duì)混合物料 的上述兩次高均勻度的混合作業(yè)，使生球塊粘結(jié)性和成球性穩(wěn)定，滿足其強(qiáng)度 要求。
然后，在批量輸送到直接還原壓球機(jī)10之前，先將高效混合機(jī)5排出的 混合物料送到預(yù)壓機(jī)8進(jìn)行4-5min的預(yù)壓揉碾處理，供料的預(yù)壓，可選用多輥 式或輪碾式，通過擠壓提高混合料的緊密度。預(yù)壓處理可破壞物料"拱橋效應(yīng)"， 排除物料中部分氣體，提高壓團(tuán)物料的密度。
如圖1或2所示，經(jīng)過干混、濕混和預(yù)壓處理后的混合物料批量送入壓球 機(jī)10的高料斗9，因?yàn)橛姓辰Y(jié)劑6的混合料有粘性，高料斗9必須取消預(yù)壓螺 旋，改用帶振動(dòng)和可調(diào)閘的高料斗加料箱。圖2所示的壓團(tuán)裝置是壓球機(jī)10， 又稱高壓對(duì)輥成球機(jī)，其高料斗9供料采用高料斗式的振動(dòng)加料方式，供料的 裝置為單個(gè)高料斗式重力供料器，料斗帶振動(dòng)器和閘板，料斗式側(cè)板與水平夾 角為65~90° 。用振動(dòng)防止堵料，有閘門可以靈活調(diào)整加料量的多或少，以便 向加入壓球機(jī)10的兩個(gè)壓輥間的咬入口處的物料施加可以克服被擠回高料斗9 的壓力，使在壓球機(jī)10的兩個(gè)壓輥型輪間面對(duì)加料口處形成的球窩內(nèi)始終充 滿了物料，也就是說，使在對(duì)輥的咬入口處每一個(gè)型球所需的物料始終保持在 兩個(gè)壓輥間的球窩內(nèi)，保證已加入壓球機(jī)10的咬入口處的長(zhǎng)、寬、高方面都 有充足飽滿度的物料。這是因?yàn)橐欣谔岣咔虻膹?qiáng)度和密度，就應(yīng)使加入在 型輪的咬入口的待壓塊的物料必須留在所述的球窩內(nèi)，否則送入咬入口的部分 不足以使型輪"正常，，操作，導(dǎo)致成品球團(tuán)質(zhì)量差。換句話說，只有保證已加 入壓球機(jī)10的咬入口處的長(zhǎng)、寬、高方面都有充足飽滿度的物料，才能使在 型輪的咬入口處每一個(gè)型球所需的物料始終保持在兩個(gè)壓輥型輪間的球窩內(nèi)。 隨著兩個(gè)壓輥型輪的轉(zhuǎn)動(dòng)，球窩內(nèi)的物料經(jīng)過咬入口的預(yù)壓和最終壓制，壓制 好的壓團(tuán)脫模從咬入口的凹槽中脫出，經(jīng)篩11篩選后送入直接還原工藝。本 發(fā)明是完全的常溫態(tài)冷壓，省能、省設(shè)備、成本低。壓球機(jī)10的球窩尺寸為 30 x 30 x 20mm,小球成球率可提高5%以上。生球塊的形狀和粒度規(guī)格尺寸也是影響壓團(tuán)強(qiáng)度的重要因素，考慮到產(chǎn)品 規(guī)格尺寸對(duì)壓團(tuán)的強(qiáng)度和密度的影響正好是相反的，球形小的一般所獲得的團(tuán) 塊的密度較大，球形大的強(qiáng)度較差?？紤]到壓團(tuán)規(guī)格粒度對(duì)壓團(tuán)性能的影響，
本發(fā)明控制成i^粒度既不過小、又不過大，選擇具有30 x 30 x 20mm左右粒度， 粒度大不易于成球，后續(xù)工藝還原時(shí)間長(zhǎng)，小球優(yōu)于大球。如圖3所示，本發(fā) 明產(chǎn)品規(guī)格長(zhǎng)x寬x厚為30 x 30 x 20mm左右的尺寸，采用四面方、拐角圓的 方圓形顆粒形狀，中間厚，四周薄，單個(gè)體積為10~25cm3,它比大尺寸的cj) 50 x 20mm扁圓球強(qiáng)度好。
本發(fā)明根據(jù)煤粉2和鐵礦粉1不同原料的性能，為了有利于增強(qiáng)生球塊的 強(qiáng)度，通過如圖2所示的液壓方式可調(diào)節(jié)壓球機(jī)10到合適的對(duì)輥壓緊力，壓 球機(jī)IO的對(duì)輥壓緊力可根據(jù)原料在高壓成球線壓比為5 ~ 8t/cm的范圍內(nèi)調(diào)節(jié)。 純礦粉可控制線壓比約8t/cm以上，純煤粉則只要線壓比約2t/cm左右。
本發(fā)明人通過實(shí)踐發(fā)現(xiàn)，復(fù)合球成型時(shí)間長(zhǎng)短，對(duì)成球率影響較大。即讓 球慢慢壓緊成型，遠(yuǎn)比快速成型強(qiáng)度好的多，壓快了要爆裂。以每分鐘11轉(zhuǎn) 的壓球機(jī)為例，其產(chǎn)量為29t/h，成球率為65%，假設(shè)要求的產(chǎn)量為15t/h，為 了使物料在最大壓團(tuán)壓力下作用的時(shí)間越長(zhǎng)從而得到更牢固的團(tuán)塊,利用帶變 頻器的電機(jī)12將轉(zhuǎn)速調(diào)為每分鐘6轉(zhuǎn)，產(chǎn)量為15.8t/h,成球率上升到85%。 即成型時(shí)間延長(zhǎng)45。/。后，成球率上升20%。這就證明在滿足產(chǎn)量要求時(shí)，盡量 降低轉(zhuǎn)速，延長(zhǎng)成型時(shí)間對(duì)提高成球率或球的強(qiáng)度均有好處。由于壓力時(shí)間與 型輪轉(zhuǎn)速有關(guān)，產(chǎn)量也與型輪轉(zhuǎn)速有關(guān)，本發(fā)明人針對(duì)傳統(tǒng)壓團(tuán)工藝中追求高 產(chǎn)量而固定壓輥高轉(zhuǎn)速和固定短成型時(shí)間造成壓團(tuán)強(qiáng)度差的弊端，將轉(zhuǎn)速固定 變?yōu)檗D(zhuǎn)速可調(diào)，即依據(jù)兩個(gè)對(duì)輥之間的給料情況，采用變速裝置調(diào)節(jié)加壓型輪 的電機(jī)轉(zhuǎn)速，基于保證不損害壓團(tuán)強(qiáng)度的前提下，從快向慢調(diào)節(jié)型輪的轉(zhuǎn)速， 通過調(diào)速獲得了既滿足壓團(tuán)強(qiáng)度要求、又獲得所需產(chǎn)量的最低轉(zhuǎn)速，控制住壓 制過程的合適成型時(shí)間，以得到性能優(yōu)越的成品球13。
返料14，循環(huán)提供給預(yù)壓機(jī)8，加入預(yù)壓機(jī)8的新的混合料中，控制好壓球過 程中的返回料量，適當(dāng)補(bǔ)充增加骨架料，增加了壓制前的物料的密度，有利于進(jìn)一步提高生球塊成品球13的強(qiáng)度。所述待壓物料的補(bǔ)充是指添加給預(yù)壓機(jī)8 的返料14的比例在10 ~ 15°/。，返料14粒度為0 ~ 8mm。
本發(fā)明采用精確稱量，高均勻快速混合，各種原料在每個(gè)球塊中比例準(zhǔn)確， 組成均質(zhì)，不均勻度達(dá)到《5~8%。本發(fā)明研究了加壓方式、速度和持壓時(shí)間 對(duì)壓團(tuán)性能的影響，通過預(yù)壓混合料，向壓塊機(jī)的球窩和咬入口提供飽滿的供 料，選擇合適的壓力和生球塊大小尺寸，采用變頻方式使成型時(shí)間明顯延長(zhǎng)， 即在保證壓塊強(qiáng)度的前提下，尋找出可獲得最大產(chǎn)量的轉(zhuǎn)速，并適當(dāng)補(bǔ)充合適 的返料14，大幅度地提高了成品球13的強(qiáng)度。經(jīng)發(fā)明人試驗(yàn)證明，釆用本發(fā) 明方法的團(tuán)塊成型率比現(xiàn)有工藝的成型率提高了 10%~30%,生球塊落下強(qiáng)度 提高了 3~5次/個(gè)球，抗壓強(qiáng)度提高30%~50%，而入爐粉料卻至少減少了 20%, 而且無(wú)需熱壓球加熱保溫，生產(chǎn)率和成本優(yōu)勢(shì)明顯。
權(quán)利要求
1、一種高強(qiáng)度煤基直接還原生球塊的制造方法，其特征在于其工藝步驟包括精確配料、準(zhǔn)確給料、高效混料、預(yù)壓、飽滿供料和壓塊，其中所述精確配料是將構(gòu)成待壓物料的鐵礦粉(1)和煤粉(2)原料根據(jù)直接還原復(fù)合球塊的化學(xué)成分，分別使用靜態(tài)計(jì)量方式進(jìn)行精確配料，使每種原料重量配料精度誤差不大于10％；所述準(zhǔn)確給料是用給料機(jī)(4)將礦、煤干料輸入稱量斗(3)中，當(dāng)料量達(dá)到要求時(shí)，由PLC控制立即停止螺旋轉(zhuǎn)動(dòng)，所述PLC根據(jù)稱量斗(3)中輸入料量的多或少，實(shí)時(shí)調(diào)整給料機(jī)(4)的停止轉(zhuǎn)動(dòng)的提前量，并控制自動(dòng)補(bǔ)償或自動(dòng)扣除操作，保持其稱量斗(3)中料的重量與設(shè)定給料重量的誤差小于10‰；所述高效混料是先把稱量斗(3)中的物料批量裝入高效混合機(jī)(5)內(nèi)進(jìn)行第一次混合，再按體積或時(shí)間根據(jù)工藝要求向所述高效混合機(jī)(5)內(nèi)加入含水和助粘劑的粘結(jié)劑(6)，由PLC控制自動(dòng)連續(xù)完成第二次混合均勻作業(yè)；所述預(yù)壓是將高效混合機(jī)(5)排出的混合物料進(jìn)行預(yù)壓處理，將粘結(jié)劑(6)揉碾壓合在粉料上；所述飽滿供料是將預(yù)壓后的供料批量輸送到直接還原壓球機(jī)(10)的高料斗(9)的供料，采用高料斗式的振動(dòng)加料方式，使在壓球機(jī)(10)型輪的咬入口處每一個(gè)型球所需的物料始終保持在兩個(gè)壓輥型輪間的球窩內(nèi)，保證已加入壓球機(jī)(10)的咬入口處的長(zhǎng)、寬、高方面都有充足飽滿度的物料，從而使對(duì)輥間球窩中始終保持足夠的待壓物料。所述壓塊是采用變頻方式，在保障壓塊強(qiáng)度和提高成球率的前提下，按滿足產(chǎn)量要求時(shí)最低的轉(zhuǎn)速，使成型時(shí)間盡可能延長(zhǎng)，并篩選出從壓球機(jī)(10)輸出的碎料作為返料(14)，循環(huán)提供給預(yù)壓機(jī)(8)，用作待壓物料的補(bǔ)充料。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的高強(qiáng)度直接還原生球塊的制造方法，其特征在于所述粘結(jié)劑(6)是無(wú)色、透明、無(wú)味、無(wú)污染的粘結(jié)劑PVA，它是由PVA 加上水和助粘劑制成，其中粘結(jié)劑(6)加入量為礦、煤干料重量的5~6%， PVA:水=4 ~ 5: 1 ,將PVA加助粘劑用70 ~ 80。C的熱水?dāng)嚢杌_。
3、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的高強(qiáng)度直接還原生球塊的制造方法，其特征在 于所述待壓物料的補(bǔ)充是指添加給預(yù)壓機(jī)(8 )的返料(14 )的比例在10 ~ 15%, 返料14粒度為0 ~ 8mm。
4、 一種高強(qiáng)度直接還原生球塊的制造設(shè)備，其特征在于所述設(shè)備包括稱量斗(3 )、給料機(jī)(4 )、計(jì)量泵(7 )、高效混合機(jī)(5 )、 預(yù)壓機(jī)(8)、高料斗(9)、壓球機(jī)(10)和用于控制配料、加料、混料、預(yù) 壓和壓塊操作的PLC;所述給料機(jī)(4)安裝在并排設(shè)置的鐵礦粉(1)料倉(cāng)和 煤粉(2)的料倉(cāng)出料口下面，并且與稱量斗(3)的進(jìn)料口相連接，所述稱量 斗(3)的出料口位于高效混合機(jī)(5)的頂部進(jìn)料口上方，計(jì)量泵(7)通過 管道將粘結(jié)劑(6)輸送到所述高效混合機(jī)(5)的頂部進(jìn)料口，高效混合機(jī)(5) 的出料通過閘門開啟卸入下游的預(yù)壓機(jī)(8)的進(jìn)料口，預(yù)壓機(jī)(8)的出料口 通過傳送帶與變頻式壓球機(jī)(10)的高料斗(9)的進(jìn)料口相連接，壓球機(jī)(10) 的出料口通過傳送帶與篩(ll)相連接，篩出的《8mm的碎料作為返料(14) 通過傳送帶輸入到預(yù)壓機(jī)(8 )的進(jìn)料口 ，留在篩(11)上的大于8mm的成品 球(13 )通過傳送帶進(jìn)入成品庫(kù)；所述高料斗(9')的料斗設(shè)置有防止堵料的振動(dòng)器和調(diào)節(jié)進(jìn)料量的閘板；所述壓球機(jī)(10)是雙輥式高壓壓團(tuán)機(jī)，其球窩尺寸為30x30x20mm, 依據(jù)兩個(gè)對(duì)輥之間的間距和高料斗(9)的給料情況，通過液壓方式調(diào)節(jié)其對(duì) 輥壓緊力，并采用變速裝置調(diào)節(jié)其加壓型輪的電機(jī)(12)轉(zhuǎn)速，通過調(diào)速獲得既 滿足壓團(tuán)強(qiáng)度要求又獲得所需產(chǎn)量的最低轉(zhuǎn)速和最大成型時(shí)間，以得到性能優(yōu) 越的成品球(13 )。
5、 根據(jù)權(quán)利要求4所述的高強(qiáng)度直接還原生球塊的制造設(shè)備，其特征在 于所述稱量斗(3)釆用靜態(tài)間隙式稱重，具有重量自動(dòng)補(bǔ)償和工作程序自動(dòng) 控制功能，用于精確配料，其精度<10% 。
6、 根據(jù)權(quán)利要求4所述的高強(qiáng)度直接還原生球塊的制造設(shè)備，其特征在 于所述高效混合機(jī)(5)為多槳葉多方向交叉式物料混合器，采用間隙式快速 混合，混勻時(shí)間180~ 300秒，不均勻系數(shù)《5~8%,所述混合機(jī)的底開門為氣 動(dòng)插板式，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化進(jìn)料、混料、出料、開門。
7、 根據(jù)權(quán)利要求4所述的高強(qiáng)度直接還原生球塊的制造設(shè)備，其特征在 于所述的預(yù)壓機(jī)(8)是多輥式或輪碾式壓機(jī)，對(duì)混合料進(jìn)行預(yù)壓碾的預(yù)壓時(shí) 間是4 ~ 5min。
8、 根據(jù)權(quán)利要求4所述的高強(qiáng)度直接還原生球塊的制造設(shè)備，其特征在 于所述向壓球機(jī)(10)供料的高料斗(9)為單個(gè)高料斗式重力供料器，其料 斗式側(cè)板與水平夾角為65~90° 。
9、 根據(jù)權(quán)利要求4所述的高強(qiáng)度直接還原生球塊的制造設(shè)備，其特征在 于所述壓球機(jī)(10)的對(duì)輥壓緊力可根據(jù)原料在高壓成球線壓比為5 ~ 8t/cm的 范圍內(nèi)調(diào)節(jié)。
10、根據(jù)權(quán)利要求4所述的高強(qiáng)度直接還原生球塊的制造設(shè)備，其特征在 于所述生球塊具有四面方、拐角圓、中間厚、四周薄的方圓形顆粒形狀，其單 個(gè)體積為10~25cm3 。
全文摘要
一種煤基高強(qiáng)度直接還原生球塊的制造方法及設(shè)備，適用于鋼鐵冶金工業(yè)的煤基直接還原的原料壓球工段，它采用精確的重量配料、高均勻度的混合、適當(dāng)?shù)幕旌狭项A(yù)壓、合適的供料、添加合適的返回料、合適的對(duì)輥壓力，合適的壓塊尺寸、在需要的產(chǎn)量下通過變頻調(diào)速獲得合適的成型時(shí)間，顯著提高了生球塊的強(qiáng)度，降低了粉料產(chǎn)生，提高了物料的收得率和還原爐的生產(chǎn)率，減少了還原爐煙氣除塵負(fù)荷等，具有明顯的經(jīng)濟(jì)效益和工業(yè)化推廣價(jià)值。
文檔編號(hào)C22B1/14GK101525686SQ20081000767
公開日2009年9月9日 申請(qǐng)日期2008年3月6日 優(yōu)先權(quán)日2008年3月6日
發(fā)明者李家權(quán), 秦廷許, 曉 胡, 范先國(guó) 申請(qǐng)人:四川龍蟒集團(tuán)有限責(zé)任公司