專利名稱：一種高反應性高強度鐵焦復合球團及其制造方法
技術領域：
本發(fā)明屬煉焦技術領域，涉及到一種高反應性高強度鐵焦復合球團及其制造方法。
背景技術：
日本學者利用RIST操作線圖對高爐反應機理進一步開發(fā)研究，提出了低溫儲熱帶(熱空區(qū))高爐冶煉新概念，研究了降低高爐儲熱帶可以大幅度降低煉鐵能耗和減少CO2的排放量，從而開發(fā)出了一些技術措施，如高反應性焦炭技術、含碳熱壓球團技術等。 關于高反應性焦碳生產技術國內外學者提出了不少觀點和方法，總體概括分為三種(I)在傳統(tǒng)煉焦配煤工藝中添加少量CaO和Fe2O3來提高焦碳的反應性和降低焦碳的開始反應溫度；例如周師庸等編寫《煉焦煤性質與高爐焦碳質量》中提到向焦煤中添加質量分數(shù)2. 5 5%的CaO和Fe2O3，其反應性提高了 2. 4 7. 1%。(2)采用鐵焦復合球團新工藝生產高含鐵量高反應性焦碳；例如中國專利號CN101724746A公布了一種添加CaO的鐵焦粘結劑制備方法，其特征在于由粒徑180 250目的焦末的鐵精粉或粒徑180 250目的鐵精粉和粒徑O. I 2mm的焦末按70 90 10 30的質量比混和，再按質量比摻入2 5 %粘合劑和I %的粘性土或者5 %的氧化鈣和白云石，經充分輾合和冷壓成型后制成。中國專利號CNlO 1619387公布了一種采用高分子化合物所組成的鐵焦粘結劑，其特征在于有機高分子聚合物、硅溶膠或硅膠、水按照O. 5 1.5 : 5 7 : 11 13的比例混合，再加入占混合溶液O. 05 O. 6wt%的穩(wěn)定劑。日本專利號CN1341143公布了高爐用高反應性高強度焦炭及其制造方法，其制法是把惰性成分總含量在30體積％以上的中炭化度低流動性的中等粘性煤占60質量％以上的配合煤，或者由平均反射率(Ro)為O. 9 I. I并且最大流動度(MF)在3. O以下的中炭化度低流動性的中等粘性煤占60 95質量％和平均反射率(Ro)超過I. I的粘性煤作為余量部分組成的配合煤進行干餾。(3)把生成焦碳在含鐵廢液中浸泡，使廢液中溶解的和/或分散的金屬成分附著在焦炭上，而形成焦碳表層含有催化作用的金屬的高反應性焦碳。例如日本專利特開JP2003-17648公布了一種高爐用高反應性焦炭的生產方法，其特征在于讓鋼板酸洗工序或涂鍍工序排出的廢液與焦炭接觸，使廢液中溶解的和/或分散的金屬成分附著在焦炭上。上述之高爐用高反應性焦炭的生產方法應用于生產高爐用焦炭存在以下幾個問題(I)若在原料煤中配加一定量礦物質，雖然提高了焦炭反應性，但是增加了粘性煤或強粘性煤比例，造成煉焦成本增加；(2)鐵焦復合球團雖然提到了用弱粘結性煤來煉制，而且焦炭的反應性卻是很高，但是反應后幾乎沒有強度，出現(xiàn)大量粉末，高爐使用會惡化高爐的透氣性。(3)目前生產鐵焦方法往往通過添加大量粘結劑來提高鐵焦冷態(tài)強度，若采用現(xiàn)有焦炭反應性及反應后強度的檢測方法來檢測結果鐵焦反應后強度往往很低。(4)采用金屬廢液浸泡的方式提高焦炭的反應性，因為廢液中含有大量鎳、錫、鋅金屬元素，若高爐長期使用這種焦炭，對高爐長壽是不利的。

發(fā)明內容
本發(fā)明的目的是提供一種高爐用高反應性高強度鐵焦復合球團及其生產方法，不僅可以保證鐵焦復合球團的高反應性、低開始反應溫度，而且確保反應后鐵焦復合球團具有較高的強度、維持高爐的透氣性，同時不會影響高爐壽命和穩(wěn)定操作。本發(fā)明一種高反應性 高強度鐵焦復合球團，其特征在于是由內外兩層具不同成分和不同反應性的焦碳組成的，內層是弱粘結性煤或中性粘結性煤和焦炭鈍化劑按照一定比例焦化而成的，外層是由強粘結性煤和含鐵物料按照一定比例焦化而成含有一定金屬鐵和鐵氧化物的焦碳復合體；外層原料質量占總質量百分比的309Γ50% ;內層物料中煤粉90%"99. 5%，焦炭鈍化劑為O. 5% 10%，外層物料中煤粉50% 90%，含鐵物料10% 50%。本發(fā)明其內層之弱粘結性煤或中性粘結性煤為1/3焦煤、氣煤或瘦煤中一種或者兩種以上的組合，其粒度<3mm占煤粉的總質量90%以上。本發(fā)明其內層所述內層物料中焦炭鈍化劑為碳化硼、氧化硼、碳化硅中的一種或者兩種以上的組合，其粒度〈O. 174mm占100%。本發(fā)明所述外層物料中含鐵物料為鐵礦粉、氧化鐵紅、轉爐泥、赤泥、高爐塵泥中的一種或兩種及以上的組合，其鐵含量大于50%，其粒度〈O. 174mm占鐵料的總質量90%以上。本發(fā)明的高反應性高強度鐵焦復合球團的制造方法，其工藝為按比例將內層物料放在混合機混合后放在加熱爐內加熱到35(T500°C ;將外層物料按比例用混合機混勻制成混合物，采用內外雙層料斗將內外層物料分別按照一定流量比例在5 10t/cm2的壓力下采用對輥壓球機制成直徑為l(T60mm具有一定強度的橢圓型的生鐵焦復合球團(煤球團及鐵焦生球球團)，將壓好的生鐵焦復合球團生球球團裝入焦爐中，在生球球團之間采用焦粉填充，防止鐵焦復合球團之間相互粘結，當焦餅中心溫度加熱到900°C 1100°C后保持f 2小時后，最后獲得具有高反應性及高反應后強度的鐵焦復合球團。本發(fā)明所述橢圓型生鐵焦復合球團煤球團，其強度不低于20N/球。本發(fā)明所述生球球團之間采用的填充焦粉其粒度范圍O. 5 3mm，焦粉填充比例為209^50%。本發(fā)明的優(yōu)點及效果在于，在不添加粘結劑的情況下，采用內外雙層料斗布料和壓球方式生產單球高反應性高強度鐵焦復合球團；不僅增加鐵焦復合球團機械強度和反應性，而且也提高了鐵焦復合球團的反應后強度，同時提高了弱粘結性煤或中粘結性煤的比例，節(jié)約強粘結焦煤資源，高爐使用則有利于降低高爐焦比和能耗，同時也維持高爐的透氣性。


附圖為本發(fā)明的工藝流程圖。
具體實施例方式下面結合附圖介紹本發(fā)明的幾個具體實施例。實施例I，如圖所示，內層物料按照煤粉99%，焦炭鈍化劑1%的比例用混合機混勻制成混合物，把混合料放在加熱爐內加熱到420°C后；外層物料按照煤粉90%，鐵礦粉10%的比例用混合機混勻制成混合物，然后內外雙層料斗按照物料流量3 :1比例在7. 5t/cm2的壓力下采用對輥壓球機制成直徑為20mm的橢圓型鐵焦復合球團，其強度為21N/球；將壓好的生球裝入焦爐中，在生球之間采用焦粉填充，防止鐵焦復合球團之間相互粘結，當焦餅中心溫度加熱到1100°C后保持I小時后，最后獲得具有高反應性高強度鐵焦復合球團。測得其M40 為 75. 9%, MlO 為 6. 1%，CRI 為 50. 6%, CSR 為 54%。實施例2內層物料按照煤粉97%，焦炭鈍化劑3%的比例用混合機混勻制成混合物，把混合料放在加熱爐內加熱到400°C后，外層物料按照煤粉80%，鐵礦粉20%的比例用混合機混勻制成混合物，然后內外雙層料斗按照流量2 :1比例在lOt/cm2的壓力下采用對輥壓球機制成直徑為30mm的橢圓型鐵焦復合球團，其強度為21N/球；將壓好的生球裝入焦爐中，在生球之間采用焦粉填充，防止鐵焦復合球團之間相互粘結，當焦餅中心溫度加熱到1050°C后保持2小時后，最后獲得具有高反應性高強度鐵焦復合球團。測得其M40為73. 9%, MlO 為 6. 5%, CRI 為 54. 6%, CSR 為 52. 7%。 實施例3內層物料按照煤粉95%，焦炭鈍化劑5%的比例用混合機混勻制成混合物，把混合料放在加熱爐內加熱到500°C后；外層物料按照煤粉70%，鐵礦粉30%的比例用混合機混勻制成混合物，然后內外雙層料斗按照流量2 1比例在7. 5t/cm2的壓力下采用對輥壓球機制成直徑為20mm的橢圓型鐵焦復合球團，其強度為22N/球；將壓好的生球裝入焦爐中，在生球之間采用焦粉填充，防止鐵焦復合球團之間相互粘結，當焦餅中心溫度加熱到1100°C后保持2小時后，最后獲得具有高反應性高強度鐵焦復合球團。測得其M40為76. 7%, MlO 為 5. 6%, CRI 為 67. 5%, CSR 為 55%。實施例4內層物料按照煤粉95%，焦炭鈍化劑5%的比例用混合機混勻制成混合物，把混合料放在加熱爐內加熱到500°C后；外層物料按照煤粉60%，鐵礦粉40%的比例用混合機混勻制成混合物，然后內外雙層料斗按照流量3 1比例在8. 5t/cm2的壓力下采用對輥壓球機制成直徑為30mm的橢圓型鐵焦復合球團，其強度為23N/球；將壓好的生球裝入焦爐中，在生球之間采用焦粉填充，防止鐵焦復合球團之間相互粘結，當焦餅中心溫度加熱到1050°C后保持2小時后，最后獲得具有高反應性高強度鐵焦復合球團。實施例5內層物料按照煤粉95%，焦炭鈍化劑5%的比例用混合機混勻制成混合物，把混合料放在加熱爐內加熱到480°C后；外層物料按照煤粉60%，鐵礦粉40%的比例用混合機混勻制成混合物，然后內外雙層料斗按照流量3 :1比例在lOt/cm2的壓力下采用對輥壓球機制成直徑為20mm的橢圓型鐵焦復合球團，其強度為25N/球；將壓好的生球裝入焦爐中，在生球之間采用焦粉填充，防止鐵焦復合球團之間相互粘結，當焦餅中心溫度加熱到1100°C后保持2小時后，最后獲得具有高反應性高強度鐵焦復合球團。 實施例6內層物料按照煤粉95%，焦炭鈍化劑5%的比例用混合機混勻制成混合物，把混合料放在加熱爐內加熱到470°C后；外層物料按照煤粉60%，鐵礦粉40%的比例用混合機混勻制成混合物，然后內外雙層料斗按照流量2 1比例在7. 5t/cm2的壓力下采用對輥壓球機制成直徑為30mm的橢圓型鐵焦復合球團，其強度為20N/球；將壓好的生球裝入焦爐中，在生球之間采用焦粉填充，防止鐵焦復合球團之間相互粘結，當焦餅中心溫度加熱到1050°C后保持2小時后，最后獲得具有高反應性高強度鐵焦復合球團。具體組成成分見表I，其實施例的效果見表2表I (質量 ％)
權利要求
1.一種高反應性高強度鐵焦復合球團，其特征在于，它是由內外兩層具不同成分和不同反應性的焦碳組成的，內層是弱粘結性煤或中性粘結性煤的煤粉和焦炭鈍化劑按照一定比例焦化而成的，外層是由強粘結性煤和含鐵物料按照一定比例焦化而成含有一定金屬鐵和鐵氧化物的焦碳復合體；其外層物料按質量百分比為強粘結性煤509Γ90%，含鐵物料10% 50% ;內層物料按質量百分比煤粉909Γ99. 5%，焦炭鈍化劑為O. 5% 10%，外層原料組成的質量占鐵焦復合球團總質量百分比含量為309Γ50%。
2.如權利要求I所述的一種高反應性高強度鐵焦復合球團，其特征在于，所述組成由弱粘結性煤或中性粘結性煤的煤粉為弱粘結性煤或中性粘結性煤1/3焦煤、氣煤或瘦煤中一種或者兩種以上的組合，其粒度<3mm占90%以上，質量百分比。
3.如權利要求I所述的一種高反應性高強度鐵焦復合球團，其特征在于，所述內層物料中焦炭鈍化劑為碳化硼、氧化硼、碳化硅中的一種或者兩種以上的組合，其粒度按質量百分比〈O. 174mm 占 100%。
4.如權利要求I所述的一種高反應性高強度鐵焦復合球團，其特征在于，所述外層物料中含鐵物料為鐵礦粉、氧化鐵紅、轉爐泥、赤泥、高爐塵泥中的一種或兩種及以上的組合，按質量百分比，其鐵含量大于50%，粒度〈O. 174mm占90%以上。
5.一種如權利要求I所述的一種高反應性高強度鐵焦復合球團的制造方法，其特征在于，其工藝為按比例將內層物料放在混合機混合后放在加熱爐內加熱到35(T500°C ;將外層物料按比例用混合機混勻制成混合物，采用內外雙層料斗將內外層物料分別按照在5^10t/cm2的壓力下采用對輥壓球機制成直徑為l(T60mm具有的橢圓型的煤球團及鐵焦生球球團，將壓好的鐵焦生球球團裝入焦爐中，在鐵焦生球球團之間采用焦粉填充，當焦餅中心溫度加熱到900°C 1100°C后保持f 2小時后，最后獲得具有高反應性及高反應后強度的鐵焦復合球團。
6.如權利要求5所述的一種高反應性高強度鐵焦復合球團的制造方法，其特征在于，所述的橢圓型煤球團，生球強度不低于20N/球。
7.如權利要求5所述的一種高反應性高強度鐵焦復合球團的制造方法，其特征在于，所述的生球球團之間采用的填充焦粉其粒度范圍O. 5 3mm，焦粉填充比例按質量百分比為209^50%。
全文摘要
本發(fā)明公開一種高反應性高強度鐵焦復合球團，它是由內外兩層具不同成分和不同反應性的焦碳組成的，內層是弱粘結性煤或中性粘結性煤的煤粉和焦炭鈍化劑按照一定比例焦化而成的，外層是由強粘結性煤和含鐵物料按照一定比例焦化而成含有一定金屬鐵和鐵氧化物的焦碳復合體；其外層物料強粘結性煤50%~90%，含鐵物料10%~50%；內層物料煤粉90%~99.5%，焦炭鈍化劑為0.5%~10%，外層原料組成的質量占鐵焦復合球團總質量百分比含量為30%~50%。本發(fā)明不僅增加鐵焦復合球團機械強度和反應性，而且也提高了鐵焦復合球團的反應后強度，同時提高了弱粘結性煤或中粘結性煤的比例，節(jié)約強粘結焦煤資源，高爐使用則有利于降低高爐焦比和能耗，同時也維持高爐的透氣性。
文檔編號C22B1/24GK102899484SQ20121040853
公開日2013年1月30日 申請日期2012年10月23日 優(yōu)先權日2012年10月23日
發(fā)明者李金蓮, 任偉, 王再義, 劉萬山, 栗紅, 曹亞丹 申請人:鞍鋼股份有限公司