专利名称：一种热捣固含碳成块工艺及专用设备的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种热捣固含碳成块工艺及专用设备，属于炼铁原料工艺技术领域。
背景技术：
从冶金工艺的优化、节能、资源再利用以及环境保护等角度出发，将铁矿粉和冶金含铁废弃物与煤粉结块作为一种新的炼铁原料一直以来备受青睐。较早开发的是一些含碳和含铁资源的冷固球团，其较差的强度限制其在高炉内的大量使用，另外，加入的粘结剂将增加高炉的渣量，这对高炉冶炼是非常不利的。近年来研究的热点热压含碳球团 (Carbon Compositeizon hot Briqutte,简称CCB)，虽然与冷固结含碳球团相比，具有更好的冶金性能、高温强度及还原性能，但是即使在设定的最佳工艺条件下(配鹤岗煤35%，热压温度450° C，压制压力35Mpa)，所得到的冷态强度也超不过1200N/个球，与氧化球团的 2000-3000N/个球相比相差甚远，上述CCB的数据是在试验室条件下得到的，如果在工业生产中是否能达到此冷强度还待实践检验，而一般竖炉或中小型高炉生产时贮运和冶炼过程要求，球团冷态抗压强度大于1000 N/个球，随着钢铁产业升级及节能环保要求，高炉大型化已成为趋势，要求入炉原料冷强度>1800N/个，CCB在高炉中使用冷态强度低是其限制性环节。
发明内容
本发明目的是提供一种热捣固含碳成块工艺及专用设备，避免了冷固结含碳球团的强度低，添加粘结剂的缺点，同时具有CCB的优良性能而又保证冷态强度，解决背景技术中存在的上述问题。本发明的技术方案是一种热捣固含碳成块工艺，包含如下步骤
①将煤粉和铁矿粉或冶金废弃物干燥、混合、加热；
②通过给料器送入捣固成型装置，在模具中加压捣固成型。所说的冶金废弃物，包括烧结球团、炼铁炼钢、轧钢工序产生的除尘灰及氧化铁皮等含铁废料；所说的矿粉是铁矿粉。煤粉和矿粉或冶金废弃物，小于100目，进行制粉干燥处理，按如下质量百分比进行，煤粉30%-40%，矿粉或冶金废弃物60-70%。上述混合物在加热系统中加热，加热温度，350° C -500° C，达到烟煤的热塑性温度，使煤的胶质体析出，利用煤的胶质体作为成块粘结剂。一种热捣固含碳成块专用设备，包含皮带输送机、混料机、加热装置、给料器和捣固成型装置，皮带输送机与混料机匹配连接，煤粉和铁矿粉或冶金废弃物在混料机内混合， 混合物送入加热装置进行加热，加热后的混合料通过给料器进入捣固成型装置，在捣固成型装置的模具中加压捣固成型。所说的加热装置为电炉，给料器为螺旋给料器。所说的捣固成型装置，由机体、模具、电机、捣固锤和脱模锤构成，机体上沿圆周方向均布若干个模具，模具的上方匹配设置捣固锤和脱模锤，捣固锤和脱模锤分别与电机连接。所说的模具包括模具孔、脱模孔、受料盘和底座，受料盘为带孔圆盘，下面匹配设置模具孔，受料盘上的孔的数量、大小、位置与模具孔的数量、大小、位置相匹配，模具孔设置在底座上，模具孔的底部设有脱模孔，脱模孔的直径大于模具孔的直径。所说的模具孔数量为九个，三个模具孔上面匹配给料器，三个模具孔上面匹配给捣固锤，三个模具孔上面匹配脱模锤。给料器以3. Hcm7s的流量自动给料，受料圆盘每5秒转动一次，以120° /5秒角速度旋转到捣固锤下方，捣固锤以5-lOm/s的速度和2-3MI^压力进行多次捣压直至含碳压块捣固成型，实施例设计捣固5次，捣固锤移开，三个模具孔随即旋转到脱模位，在脱模位有三个电机带动脱模锤将成型的捣固块脱离受料圆盘，从而使其穿过脱模孔掉落，完成脱块，至此热捣固含碳成块工艺全部完成。整个循环往复实现热捣固压块功能，都是自动控制完成的。受料盘为圆柱形，在棘轮的带动下转动，用铸铁或铸钢制成。本发明的积极效果避免了冷固结含碳球团的强度低，添加粘结剂的缺点，同时具有CCB的优良性能而又保证冷态强度，经实验证明，本发明成品块冷强度可达2000N/个以上。
附图1是本发明实施例工艺流程示意附图2是本发明实施例工艺流程及设备布置示意图； 附图3是本发明实施例模具示意图； 附图4是本发明实施例成品形状示意图； 附图5是本发明实施例受料、捣固、脱模示意图； 附图6是本发明实施例脱模示意图中受料盘1、模具孔2、底座3、脱模孔4、受料位5、成品6、脱模位7、捣固位8、皮带输送机11、混料机12、加热装置13、给料器14、机体15、模具16、电机17、捣固锤18、脱模锤 19。
具体实施例方式以下结合附图，通过实施例对本发明作进一步说明。一种热捣固含碳成块专用设备，包含皮带输送机11、混料机12、加热装置13、给料器14和捣固成型装置，皮带输送机与混料机匹配连接，煤粉和铁矿粉或冶金废弃物在混料机内混合，混合物送入加热装置进行加热，加热后的混合料通过给料器进入捣固成型装置， 在捣固成型装置的模具中加压捣固成型。所说的加热装置为电炉，给料器为螺旋给料器。所说的捣固成型装置，由机体15、模具16、电机17、捣固锤18和脱模锤19构成，机体上沿圆周方向均布若干个模具，模具的上方匹配设置捣固锤和脱模锤，捣固锤和脱模锤分别与电机连接。所说的模具包括模具孔2、脱模孔4、受料盘1和底座3，受料盘为带孔圆盘，下面匹配设置模具孔，受料盘上的孔的数量、大小、位置与模具孔的数量、大小、位置相匹配，模具孔设置在底座上，模具孔的底部设有脱模孔，脱模孔的直径大于模具孔的直径。本实施例中，模具孔数量为九个，三个模具孔上面匹配给料器，称之为受料位5; 三个模具孔上面匹配给捣固锤，称之为捣固位8 ；三个模具孔上面匹配脱模锤，称之为脱模位7。参照附图5，受料圆盘每5秒转一次，每次转120°，其上的9个孔中总有三个处于受料位5，三个处于捣固位8，三个处于脱模位7。当三个捣固压块脱模后，随即旋转到受料位，自动定量给料器定量下料后，三个模具孔受料后随即旋转到捣固位，三个捣固锤同时落下，开始捣压，达到要求的压力和次数后，捣固锤移开，三个模具孔随即旋转到脱模位，在脱模位有三个电机带动脱模锤将成型的捣固块脱离受料圆盘，从而使其穿过脱模孔掉落，完成脱块，至此热捣固含碳成块工艺全部完成。实施例模具孔直径为20mm，高度为50mm，见图3。成品6捣固块尺寸是模具孔设计的基础数据，根据高炉对炉料粒度的要求，选择20-50mm范围。底座即捣固平台能承受10000N的压力，在脱模位设计成三个直径25mm，高度30mm 的孔，即脱模孔，可以进行顺利脱模。根据试验设计成品6的尺寸为柱型，高20mm，直径20mm，图4为成品示意图。模具孔设计为受料圆盘上均勻分布的直径20mm，高50mm的孔。捣固锤和脱模锤均由锤杆与锤头连接而成，采用不锈钢制作，锤头部分由经过表面硬化处理的不锈钢板制成，具有强的刚度和好的稳定性，同时还可以减少捣固过程中的埋锤和粘料现象。捣固锤和脱模锤分别与减速机、电机连接，电动机经减速机带动皮带轮转动从而带动捣固主轴传递给捣固锤在模具孔内做快速冲击运动，以捣实模具中原料，使之捣固成型。
实施例的工艺过程如下
1)把小于100目粒度的煤粉和铁矿粉按3 7的比例经混合机混合，质量百分比为煤粉35%，铁矿粉65% ；2)混合物在通过电炉加热装置时，加热到450° C ；3)把加热后的混合物装到受料圆盘上部的螺旋给料器料斗；4)螺旋给料器以3. 14cm3/s的流量自动给料；5) 受料圆盘每5秒钟转动一次，以120° /5秒角速度旋转到捣固锤下方；6)捣固锤以5-10m/ s的速度和2-3MI^压力进行捣压直至含碳压块捣固成型；共捣固五次；7)捣固锤移开，三个模具孔随即旋转到脱模位；8)在脱模位有三个电机带动脱模锤将成型的捣固块脱离受料圆盘，从而使其穿过脱模孔掉落，完成脱块；9)成品块筛分送至高炉料仓，成品块冷强度可达 2000N/个以上，满足高炉配矿需要。
权利要求
1.一种热捣固含碳成块工艺，其特征在于包含如下步骤①将煤粉和铁矿粉或冶金废弃物干燥、混合、加热；②通过给料器送入捣固成型装置，在模具中加压捣固成型；所说的冶金废弃物，包括烧结球团、炼铁炼钢、轧钢工序产生的除尘灰及氧化铁皮；所说的矿粉是铁矿粉。
2.根据权利要求1所述之一种热捣固含碳成块工艺，其特征在于煤粉和矿粉或冶金废弃物，小于100目，进行制粉干燥处理，按如下质量百分比进行，煤粉30%-40%，矿粉或冶金废弃物60-70%。
3.根根据权利要求1或2所述之一种热捣固含碳成块工艺，其特征在于上述混合物在加热系统中加热，加热温度，350° C -500° C，达到烟煤的热塑性温度，使煤的胶质体析出， 利用煤的胶质体作为成块粘结剂。
4.根据权利要求1或2所述之一种热捣固含碳成块工艺，其特征在于所说的捣固成型装置，由机体(15)、模具(16)、电机(17)、捣固锤(18)和脱模锤(19)构成，机体上沿圆周方向均布若干个模具，模具的上方匹配设置捣固锤和脱模锤，捣固锤和脱模锤分别与电机连接。
5.根据权利要求4所述之一种热捣固含碳成块工艺，其特征在于所说的模具包括模具孔(2)、脱模孔(4)、受料盘(1)和底座(3)，受料盘为带孔圆盘，下面匹配设置模具孔，受料盘上的孔的数量、大小、位置与模具孔的数量、大小、位置相匹配，模具孔设置在底座上，模具孔的底部设有脱模孔，脱模孔的直径大于模具孔的直径。
6.根据权利要求5所述之一种热捣固含碳成块工艺，其特征在于模具孔数量为九个， 三个模具孔上面匹配给料器，称之为受料位(5)；三个模具孔上面匹配给捣固锤，称之为捣固位(8)；三个模具孔上面匹配脱模锤，称之为脱模位(7)；给料器以3. 14cm3/s的流量自动给料，受料圆盘每5秒转动一次，以120° /5秒角速度旋转到捣固锤下方，捣固锤以5-10m/ s的速度和2-3MI^压力进行多次捣压直至含碳压块捣固成型，捣固锤移开，三个模具孔随即旋转到脱模位，在脱模位有三个电机带动脱模锤将成型的捣固块脱离受料圆盘，从而使其穿过脱模孔掉落，完成脱块，至此热捣固含碳成块工艺全部完成。
7.一种热捣固含碳成块专用设备，其特征在于包含皮带输送机(11)、混料机(12)、加热装置(13)、给料器(14)和捣固成型装置，皮带输送机与混料机匹配连接，煤粉和铁矿粉或冶金废弃物在混料机内混合，混合物送入加热装置进行加热，加热后的混合料通过给料器进入捣固成型装置，在捣固成型装置的模具中加压捣固成型，所说的加热装置为电炉，给料器为螺旋给料器。
8.根据权利要求7所述之一种热捣固含碳成块专用设备，其特征在于所说的捣固成型装置，由机体(15)、模具(16)、电机(17)、捣固锤(18)和脱模锤(19)构成，机体上沿圆周方向均布若干个模具，模具的上方匹配设置捣固锤和脱模锤，捣固锤和脱模锤分别与电机连接。
9.根据权利要求8所述之一种热捣固含碳成块专用设备，其特征在于所说的模具包括模具孔(2)、脱模孔(4)、受料盘(1)和底座(3)，受料盘为带孔圆盘，下面匹配设置模具孔， 受料盘上的孔的数量、大小、位置与模具孔的数量、大小、位置相匹配，模具孔设置在底座上，模具孔的底部设有脱模孔，脱模孔的直径大于模具孔的直径。
10.根据权利要求9所述之一种热捣固含碳成块专用设备，其特征在于模具孔数量为九个，三个模具孔上面匹配给料器，称之为受料位(5)；三个模具孔上面匹配给捣固锤，称之为捣固位(8)；三个模具孔上面匹配脱模锤，称之为脱模位(7)。
全文摘要
本发明涉及一种热捣固含碳成块工艺及专用设备，属于炼铁原料工艺技术领域。技术方案是将煤粉和铁矿粉或冶金废弃物干燥、混合、加热；通过给料器送入捣固成型装置，在模具中加压捣固成型；皮带输送机(11)与混料机(12)匹配连接，煤粉和铁矿粉或冶金废弃物在混料机内混合，混合物送入加热装置(13)进行加热，加热后的混合料通过给料器(14)进入捣固成型装置，在捣固成型装置的模具中加压捣固成型。所说的加热装置为电炉，给料器为螺旋给料器。本发明的积极效果避免了冷固结含碳球团的强度低，添加粘结剂的缺点，同时具有CCB的优良性能而又保证冷态强度，经实验证明，本发明成品块冷强度可达2000N/个以上。
文档编号C22B1/248GK102560095SQ201210027320
公开日2012年7月11日 申请日期2012年2月8日 优先权日2012年2月8日
发明者张红闯, 李志全, 杨双喜, 柴兴春, 王文生, 贾文君, 郭兰芬, 靳志刚 申请人:河北钢铁股份有限公司邯郸分公司