轉(zhuǎn)爐用高堿度復(fù)合金屬化球團(tuán)及其生產(chǎn)工藝的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及冶金和礦物工程技術(shù)領(lǐng)域，公開了一種能夠替代廢鋼和石灰石的大粒度的轉(zhuǎn)爐用高堿度復(fù)合金屬化球團(tuán)及其生產(chǎn)工藝。
【背景技術(shù)】
[0002]目前，轉(zhuǎn)爐所用的金屬化球團(tuán)生產(chǎn)工藝為:將品位較高的鐵精礦與膨潤土按一定比例配料并混合后，通過圓盤造球機(jī)制成粒度為8?16mm的球團(tuán)，球團(tuán)經(jīng)低溫干燥后與一定比例的還原煤炭進(jìn)行混合，混合物料加入到還原爐窯(如豎爐、回轉(zhuǎn)窯、隧道窯和轉(zhuǎn)底爐等)內(nèi)進(jìn)行還原后，可得到高品位、高金屬化率的金屬化球團(tuán)，由于這種方法生產(chǎn)金屬化球團(tuán)的還原時間較長、產(chǎn)能較低和能耗較高，限制了其推廣應(yīng)用。金屬化球團(tuán)代替廢鋼加入到轉(zhuǎn)爐進(jìn)行利用時，爐料中還需配加一定比例的脫磷與脫硫所用的粒狀生石灰。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明的目的是提供一種轉(zhuǎn)爐用高堿度復(fù)合金屬化球團(tuán)及其生產(chǎn)工藝，以解決轉(zhuǎn)爐用金屬化球團(tuán)的粒度較小、生產(chǎn)時間長、能耗較高、在轉(zhuǎn)爐使用時還需配加生石灰的問題。
[0004]為解決上技術(shù)問題，本發(fā)明所采取的技術(shù)方案為:
一種轉(zhuǎn)爐用高堿度復(fù)合金屬化球團(tuán)，它包括內(nèi)核、包裹在內(nèi)核外部的外殼，所述內(nèi)核由煤炭粉、石灰石、水泥按質(zhì)量比為100:300?550:4?7的比例混合而成，所述外殼由鐵精礦與膨潤土按質(zhì)量比為1500?1800:30?54的比例混合而成，所述內(nèi)核的粒度為20?25mm，所述外殼的厚度為5?10mm。
[0005]作為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)，所述外殼的外部還覆蓋有一層還原劑。
[0006]作為本發(fā)明的更進(jìn)一步改進(jìn)，所述還原劑為煤炭粉，其質(zhì)量為所述外殼中鐵精礦質(zhì)量的5?8%，其中粒度為-120目的煤炭粉顆粒的質(zhì)量百分比含量大于80%。
[0007]作為本發(fā)明的更進(jìn)一步改進(jìn)，所述鐵精礦的鐵品位為64?66%、Si02含量2?4%，其中粒度為-200目的鐵精礦顆粒的質(zhì)量百分比含量大于80%。
[0008]作為本發(fā)明的更進(jìn)一步改進(jìn)，所述石灰石中CaO的質(zhì)量百分比含量為50?55%、S12的質(zhì)量百分比含量為2?3%，其中粒度為-120目的石灰石顆粒的質(zhì)量百分比含量大于 80%。
[0009]作為本發(fā)明的更進(jìn)一步改進(jìn)，所述煤炭粉中固定碳、灰分、揮發(fā)分的質(zhì)量百分比為72 ?76:11 ?15:11 ?14。
[0010]作為本發(fā)明的更進(jìn)一步改進(jìn)，所述高堿度復(fù)合金屬化球團(tuán)中金屬化率大于90%，抗壓強(qiáng)度為1800N/個球，堿度為2.0?4.0。
[0011]基于上述的一種轉(zhuǎn)爐用高堿度復(fù)合金屬化球團(tuán)的生產(chǎn)工藝，它包括以下步驟: 步驟一、制備內(nèi)核，將煤炭粉、石灰石、水泥按質(zhì)量比為100:300?550:4?7的比例配料并混合均勻，混合物料加入少量水分潤濕后靜置45min，當(dāng)水泥開始初凝時進(jìn)行圓盤或圓筒造球，造球中控制球團(tuán)中水的質(zhì)量百分比含量為I?10%、內(nèi)核的粒度為20?25mm ；步驟二、包裹外殼形成復(fù)合金屬化球團(tuán)，將鐵精礦與膨潤土按質(zhì)量比為1500?1800:30?54的比例配料并混合均勻，將步驟一所生產(chǎn)的內(nèi)核放入該混合物料中，采用造球圓盤或圓筒將混合物料均勻包裹在所述內(nèi)核的外壁上，形成所述外殼，外殼的厚度為5?10mm，得到粒度為25?35mm的濕復(fù)合金屬化球團(tuán)；
步驟三、復(fù)合金屬化球團(tuán)外壁包裹還原層，將所述步驟二中制備的濕復(fù)合金屬化球團(tuán)放入質(zhì)量為鐵精礦質(zhì)量5?8%的煤炭粉中，采用圓盤造球機(jī)使其外部均勻覆蓋一層煤炭粉，形成還原層；
步驟四、復(fù)合金屬化球團(tuán)的布料與干燥，在還原窯的窯車底部、周邊鋪設(shè)一層10?20_厚度的殘?zhí)炕驌]發(fā)分較低的煤炭，將復(fù)合金屬化球團(tuán)采用分級分層布料的方式鋪設(shè)在窯車上，在復(fù)合金屬化球團(tuán)的上表層鋪設(shè)一層10?20mm厚度的蓋面煤炭，靜置干燥；步驟五、復(fù)合金屬化球團(tuán)的還原焙燒，干燥后的復(fù)合金屬化球團(tuán)在還原窯內(nèi)經(jīng)過溫度1150?1250°C、還原時間90?120min的直接還原及高溫固結(jié)，得到高溫還原復(fù)合金屬化球團(tuán)；
步驟六、高溫還原復(fù)合金屬化球團(tuán)的冷卻與分選，將步驟五所得的高溫還原復(fù)合金屬化球團(tuán)無氧冷卻到常溫后進(jìn)行磁性物料與非磁性物料分選，得到金屬化率大于90%、抗壓強(qiáng)度1800N/個球、堿度為2.0?4.0的高堿度復(fù)合金屬化球團(tuán)產(chǎn)品。
[0012]作為本發(fā)明的更進(jìn)一步改進(jìn)，所述還原窯為隧道窯或者車底爐或者室式爐。
[0013]作為本發(fā)明的更進(jìn)一步改進(jìn)，當(dāng)所述復(fù)合金屬化球團(tuán)的外殼外部不需要還原層時，可省略所述步驟三。
[0014]轉(zhuǎn)爐用高堿度復(fù)合金屬化球團(tuán)粒度的確定:主要是根據(jù)大粒度復(fù)合金屬化球團(tuán)在還原爐內(nèi)布料后，球團(tuán)之間的孔隙較大，有利于球團(tuán)上下層之間的輻射傳熱，減小物料的傳熱熱阻及上下層物料的溫差，使整個物料沿厚度方向得到均勻還原，實現(xiàn)厚料層的還原焙燒。但當(dāng)球團(tuán)的粒度超過40mm時，由于球團(tuán)內(nèi)部傳熱熱阻的增大及球團(tuán)還原需要吸收一定的熱量，球團(tuán)的內(nèi)外溫差隨之增大，影響內(nèi)核的石灰石分解及煤炭的氣化。當(dāng)球團(tuán)粒度小于20mm時，上下球團(tuán)之間的傳熱主要為傳導(dǎo)傳熱，不利于厚料層的球團(tuán)還原。此外，本工藝生產(chǎn)的轉(zhuǎn)爐用高堿度復(fù)合金屬化球團(tuán)作為轉(zhuǎn)爐爐料使用時，為提高轉(zhuǎn)爐的透氣性，復(fù)合金屬化球團(tuán)的粒度應(yīng)盡可能增大。因此，本發(fā)明所述的轉(zhuǎn)爐用高堿度復(fù)合球團(tuán)的粒度選擇為25 ?35mm0
[0015]本發(fā)明的有益效果:
(1)本發(fā)明通過在高堿度復(fù)合金屬化球團(tuán)內(nèi)核中配加石灰石和煤炭粉，可在復(fù)合球團(tuán)還原過程中進(jìn)行石灰石的煅燒，石灰石分解產(chǎn)生的0)2氣體與煤炭發(fā)生氣化反應(yīng)生成CO氣體，當(dāng)CO氣體由內(nèi)核往外擴(kuò)散通過外裹料層時，CO再與鐵精礦反應(yīng)生成C02，生成的0)2除一部分返回到內(nèi)核繼續(xù)參與碳?xì)饣磻?yīng)外，大部分CO2在向外擴(kuò)散通過外裹煤炭層時，CO2又與碳發(fā)生氣化反應(yīng)而生成CO，CO氣體除一部分返回到外裹料層參與鐵礦石還原外，大部分CO向外擴(kuò)散到爐膛空間中進(jìn)行燃燒，不僅提高鐵礦石還原的氣氛濃度及反應(yīng)速度，而且向還原爐窯內(nèi)提供了一部分燃料，強(qiáng)化了球團(tuán)內(nèi)部還原氣氛，提高了還原速度，降低了能耗；
(2)本發(fā)明在復(fù)合金屬化球團(tuán)內(nèi)核中配加石灰石和煤炭粉，不僅起到了鐵精礦增氧還原的作用，而且石灰石分解后產(chǎn)生的CaO起到了調(diào)整復(fù)合金屬化球團(tuán)堿度的作用；
(3)本發(fā)明解決了粉狀石灰石不能進(jìn)行煅燒及粉狀石灰石不能加入轉(zhuǎn)爐利用的難題，有效地減少了轉(zhuǎn)爐煉鋼時粒狀生石灰的使用量；
(4)本發(fā)明為提高金屬化球團(tuán)的金屬化率，在球團(tuán)外部外裹了一層煤炭粉作為還原層，煤炭粉與鐵精礦在加熱升溫的過程中發(fā)生碳?xì)饣磻?yīng)而放出CO氣體，部分CO氣體向球團(tuán)內(nèi)部擴(kuò)散，使球團(tuán)中還原氣體濃度及還原速度得到提高；
(5)本發(fā)明所生產(chǎn)的粒度為25-35_、自帶石灰石的大粒度高堿度復(fù)合金屬化球團(tuán)，用于煉鋼轉(zhuǎn)爐使用，提高了球團(tuán)還原的均勻性及金屬化率。
【附圖說明】
[0016]圖1是轉(zhuǎn)爐用高堿度復(fù)合金屬化球團(tuán)的結(jié)構(gòu)示意圖；
圖2是轉(zhuǎn)爐用高堿度復(fù)合金屬化球團(tuán)的生產(chǎn)工藝流程圖。
【具體實施方式】
[0017]下面結(jié)合附圖對本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)的說明。
[0018]如圖1所示的一種轉(zhuǎn)爐用高堿度復(fù)合金屬化球團(tuán)，它包括內(nèi)核1、包裹在內(nèi)核I外部的外殼2，內(nèi)核I由煤炭粉、石灰石、水泥按質(zhì)量比為100:300?550:4?7的比例混合而成，外殼2由鐵精礦與膨潤土按質(zhì)量比為1500?1800:30?54的比例混合而成，內(nèi)核I的粒度為20?25mm，外殼2的厚度為5?1mm0
[0019]外殼2的外部還覆蓋有一層煤炭粉作為還原劑3，煤炭粉的質(zhì)量為外殼2中鐵精礦質(zhì)量的5?8%，其中粒度為-120目的煤炭粉顆粒的質(zhì)量百分比含量大于80%。
[0020]鐵精礦的鐵品位為64?66%、Si02含量2?4%，其中粒度為-200目的鐵精礦顆粒的質(zhì)量百分比含量大于80%。
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