用冷固結壓塊法生產直接還原爐料的方法技術

本發明專利技術為一種用冷固結壓塊法生產直接還原爐料的方法，是以粒度為３～０ｍｍ的鐵礦粉、０～２０％、１～０ｍｍ煤粉為原料，加入腐植酸鹽如腐植酸鈉、腐植酸鉀、腐植酸銨和生石灰以１∶１～３的比例做為粘結劑，該粘結劑為原料總量的２．０～８．０％，加入混合料總量７．５～９．５％的水，混勻后以２０～３０ＭＰａ壓力壓塊成型，壓制的生團塊在１００～３００℃干燥３０～６０分鐘即可，該冷固結礦塊具有很好的耐濕性、抗壓強度為１０００～２０００Ｎ／個，并可提高直接還原和ＣＯＲＥＸ工藝的生產率。（*該技術在2015年保護過期，可自由使用*）

【技術實現步驟摘要】
【國外來華專利技術】
本專利技術涉及一種直接還原爐料的生產方法，是用冷固結壓塊法制備直接還原COREX熔融還原爐料。COREX熔融還原工藝是迄今開發的數十種熔融還原法中唯一用于工業生產的工藝方法，具有許多高爐法所無法比擬的優越性，但該方法要求使用塊狀鐵礦石原料，如天然塊礦、球團礦和燒結礦，而在世界范圍內的鐵礦石資源中可供COREX工藝直接使用的富塊礦并不多，采用燒結或焙燒球團的高溫造塊方法存在著工藝設備復雜、基建投資大、基建周期長、能耗高及污染嚴重等問題，因此不經高溫焙燒的壓塊法日益受到人們的重視，但冷固結壓塊法一直因受到價廉、性能好、來源廣的粘結劑條件的限制而未能在工業上應用，中國專利申請CN85103346A公開了一種″高分子固結球團直接還原法″，是用2～3％NaOH的水溶液，加入粒度小于1mm的腐植煤粉，與精礦粉、細磨煤粉混勻后，在松散狀態下造球，濕球團在在150～200℃的低溫處理20～30分鐘，得到的球團抗壓強度為20kg/個。該方法是用腐植酸鈉作粘結劑，可獲得冶金性能較好的冷固結球團，但該種冷固結球團不耐濕、受潮或被打濕后強度會迅速降低直至失去強度，浸入水中則球團迅速解體，因而不利于運輸和儲存，且造球工藝要求原料粒度要細。本專利技術的目的是得到一種冷固結法生產直接還原爐料的方法，可使用較粗粒度的原料，得到的產品耐濕性、機械強度及還原性能較好，并可提高COREX工藝的生產率。為實現上述目的，本專利技術是這樣實現的一種，是將粒度為3～0mm的鐵礦粉加入由腐植酸鹽如腐植酸鈉、腐植酸鉀、和腐植酸銨和石灰以1∶1～3的比例構成的復合粘結劑，該復合粘結劑為原料總量的2.0～8.0wt％，然后加入混合料總量7.5～9.5wt％的水，混合均勻后以20～30MPa壓力壓塊成型，壓制的生團塊在100～300℃下干燥30～60分鐘即可得到所需直接還原爐料。上述原料中還可含有0～20wt％粒度為1～0mm的煤。上述復合粘結劑的最佳范圍為原料總量的6～7wt％。下面對本專利技術做進一步詳述。本專利技術的關鍵在于對冷固結壓塊法的粘結劑進行了改進，是采用腐植酸鹽加入比例為1∶1～3的生石灰進行改性而得，腐植酸鹽包括腐植酸鈉、腐植酸鉀和腐植酸銨，其中，腐植酸鈉的強度最好。加入生石灰改性的目的是為了使冷固結礦具有耐濕性，這是因為腐植酸鹽為親水性物質，加入生石灰與之反應，Ca(OH)2與腐植酸鹽反應生成絡合物或螯合物，同時Ca(OH)2中的鈣離子使腐植酸鹽中的高分子發生凝聚作用使腐植酸鹽線型分子轉變成網狀膠體，使粘結劑不存在″剩余″的親水基團，從而使得粘結相疏水。同時，生石灰本身也是一種粘結劑，可提高團塊的強度；又可提高團塊的堿度，有利于冶煉過程。粘結劑的配比控制在2.0～8.0wt％范圍內，以避免粘結劑帶入的雜質對COREX工藝或直接還原過程產生不良的影響。混合料的水分范圍為7.5～9.5wt％，以3～0mm的鐵礦粉，0～20wt％，1～0mm煤粉為原料，加入粘結劑后對濕混合料進行充分的混捏和碾壓，時間為5～10分鐘，以保證粘結劑在混合料中分布均勻。混勻后的混合料進入壓塊機壓塊成型，壓塊機的壓力20～30MPa，壓力過低，強度得不到保證，壓力過高，壓力會將混合料中的粘結劑擠出，導致產品的強度下降。壓制的生團塊用100～300℃的熱廢氣干燥30～60分鐘，即得成品冷固結礦塊或含煤礦塊。下面結合實施例介紹本專利技術的效果。用粒度3～0mm，TFe62.5％的鐵礦粉及粒度1～0mm、固定碳為78.7％的煤粉作原料，按表1中成份加入不同配比的粘結劑，經充分混合后在壓塊機上壓塊。壓出的生塊經過100～200℃的溫度干燥30分鐘，得到成品冷固結礦的性能如表1示。用本專利技術方法生產的冷固結還原爐料在模擬COREX預還原固定床設備上還原(還原氣體成分為CO 70％，H225％，CO25％)，達到恒重的時間為80～100分鐘，金屬化率為93.1～97.8％，天然塊礦和氧化球團達到恒重的時間為110～140分鐘，金屬化率為89.4～96.0％。用本專利技術方法生產的冷固結還原爐料在模擬COREX預還原移動床豎爐設備上還原(還原氣體成分為CO 70％，H225％，CO25％)，還原周期為193分鐘，金屬化率為99.6％。天然塊礦的還原周期為226分鐘，金屬化率為96.3％。與現有技術相比，本專利技術得到的冷固結礦塊具有很好的耐濕性、防水性，有利于在雨水多、濕度大的地區運輸、貯存，抗壓強度大，達到100kg/球，可使用粗粒原料。同時，其高溫冶金性能(如還原性、還原膨脹、熱爆裂性、還原后強度及低溫還原粉化)均能夠滿足COREX預還原的工藝要求，且該礦塊具有優良的還原性，并能承受更高的還原溫度而不軟熔粘結(其在1000℃還原時不發生粘結、懸料)。因此允許提高COREX預還原豎爐的操作溫度，縮短爐料在COREX預還原豎爐中的滯留時間，從而緩解COREX預還原豎爐對COREX的瓶頸制約，使得整個COREX工藝的生產率得到提高。表權利要求1.一種，其特征是將粒度為3～0mm的鐵礦粉加入腐植酸鹽如腐植酸鈉、腐植酸鉀、腐植酸鈣和腐植酸銨，和生石灰以1∶1～3的比例構成的復合粘結劑，該復合粘結劑為原料總量的2.0～8.0wt％，然后加入混合料總量7.5～9.5wt％的水，混合均勻后以20～30MPa壓力壓塊成型，壓制的生團塊在100～300℃下干燥30～60分鐘即可到所需直接還原爐料。2.根據權利要求1所述的方法，其特征是所述的原料中含有0～20wt％粒度為1～0mm的煤。3.根據權利要求1所述的方法，其特征是所述的粘結劑的最佳范圍為原料總量的6～7wt％。全文摘要本專利技術為一種，是以粒度為3～0mm的鐵礦粉、0～20％、1～0mm煤粉為原料，加入腐植酸鹽如腐植酸鈉、腐植酸鉀、腐植酸銨和生石灰以1∶1～3的比例做為粘結劑，該粘結劑為原料總量的2.0～8.0％，加入混合料總量7.5～9.5％的水，混勻后以20～30MPa壓力壓塊成型，壓制的生團塊在100～300℃干燥30～60分鐘即可，該冷固結礦塊具有很好的耐濕性、抗壓強度為1000～2000N/個，并可提高直接還原和COREX工藝的生產率。文檔編號C22B1/14GK1120074SQ9510825公開日1996年4月10日 申請日期1995年7月21日 優先權日1995年7月21日專利技術者李咸偉, 張瑞祥, 夏正揚, 李肇毅, 方園 申請人:寶山鋼鐵(集團)公司本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種用冷固結壓塊法生產直接還原爐料的方法，其特征是：將粒度為３～０ｍｍ的鐵礦粉加入腐植酸鹽如腐植酸鈉、腐植酸鉀、腐植酸鈣和腐植酸銨，和生石灰以１∶１～３的比例構成的復合粘結劑，該復合粘結劑為原料總量的２．０～８．０ｗｔ％，然后加入混合料總量７．５～９．５ｗｔ％的水，混合均勻后以２０～３０ＭＰａ壓力壓塊成型，壓制的生團塊在１００～３００℃下干燥３０～６０分鐘即可到所需直接還原爐料。

【技術特征摘要】
【國外來華專利技術】

【專利技術屬性】
技術研發人員：李咸偉，張瑞祥，夏正揚，李肇毅，方園，
申請(專利權)人：寶山鋼鐵股份有限公司，
類型：發明
國別省市：31[中國|上海]