专利名称：一种高反应性高强度铁焦复合球团及其制造方法
技术领域：
本发明属炼焦技术领域，涉及到一种高反应性高强度铁焦复合球团及其制造方法。
背景技术：
日本学者利用RIST操作线图对高炉反应机理进一步开发研究，提出了低温储热带(热空区)高炉冶炼新概念，研究了降低高炉储热带可以大幅度降低炼铁能耗和减少CO2的排放量，从而开发出了一些技术措施，如高反应性焦炭技术、含碳热压球团技术等。 关于高反应性焦碳生产技术国内外学者提出了不少观点和方法，总体概括分为三种(I)在传统炼焦配煤工艺中添加少量CaO和Fe2O3来提高焦碳的反应性和降低焦碳的开始反应温度；例如周师庸等编写《炼焦煤性质与高炉焦碳质量》中提到向焦煤中添加质量分数2. 5 5%的CaO和Fe2O3，其反应性提高了 2. 4 7. 1%。(2)采用铁焦复合球团新工艺生产高含铁量高反应性焦碳；例如中国专利号CN101724746A公布了一种添加CaO的铁焦粘结剂制备方法，其特征在于由粒径180 250目的焦末的铁精粉或粒径180 250目的铁精粉和粒径O. I 2mm的焦末按70 90 10 30的质量比混和，再按质量比掺入2 5 %粘合剂和I %的粘性土或者5 %的氧化钙和白云石，经充分辗合和冷压成型后制成。中国专利号CNlO 1619387公布了一种采用高分子化合物所组成的铁焦粘结剂，其特征在于有机高分子聚合物、硅溶胶或硅胶、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%的稳定剂。日本专利号CN1341143公布了高炉用高反应性高强度焦炭及其制造方法，其制法是把惰性成分总含量在30体积％以上的中炭化度低流动性的中等粘性煤占60质量％以上的配合煤，或者由平均反射率(Ro)为O. 9 I. I并且最大流动度(MF)在3. O以下的中炭化度低流动性的中等粘性煤占60 95质量％和平均反射率(Ro)超过I. I的粘性煤作为余量部分组成的配合煤进行干馏。(3)把生成焦碳在含铁废液中浸泡，使废液中溶解的和/或分散的金属成分附着在焦炭上，而形成焦碳表层含有催化作用的金属的高反应性焦碳。例如日本专利特开JP2003-17648公布了一种高炉用高反应性焦炭的生产方法，其特征在于让钢板酸洗工序或涂镀工序排出的废液与焦炭接触，使废液中溶解的和/或分散的金属成分附着在焦炭上。上述之高炉用高反应性焦炭的生产方法应用于生产高炉用焦炭存在以下几个问题(I)若在原料煤中配加一定量矿物质，虽然提高了焦炭反应性，但是增加了粘性煤或强粘性煤比例，造成炼焦成本增加；(2)铁焦复合球团虽然提到了用弱粘结性煤来炼制，而且焦炭的反应性却是很高，但是反应后几乎没有强度，出现大量粉末，高炉使用会恶化高炉的透气性。(3)目前生产铁焦方法往往通过添加大量粘结剂来提高铁焦冷态强度，若采用现有焦炭反应性及反应后强度的检测方法来检测结果铁焦反应后强度往往很低。(4)采用金属废液浸泡的方式提高焦炭的反应性，因为废液中含有大量镍、锡、锌金属元素，若高炉长期使用这种焦炭，对高炉长寿是不利的。
发明内容
本发明的目的是提供一种高炉用高反应性高强度铁焦复合球团及其生产方法，不仅可以保证铁焦复合球团的高反应性、低开始反应温度，而且确保反应后铁焦复合球团具有较高的强度、维持高炉的透气性，同时不会影响高炉寿命和稳定操作。本发明一种高反应性 高强度铁焦复合球团，其特征在于是由内外两层具不同成分和不同反应性的焦碳组成的，内层是弱粘结性煤或中性粘结性煤和焦炭钝化剂按照一定比例焦化而成的，外层是由强粘结性煤和含铁物料按照一定比例焦化而成含有一定金属铁和铁氧化物的焦碳复合体；外层原料质量占总质量百分比的309Γ50% ;内层物料中煤粉90%"99. 5%，焦炭钝化剂为O. 5% 10%，外层物料中煤粉50% 90%，含铁物料10% 50%。本发明其内层之弱粘结性煤或中性粘结性煤为1/3焦煤、气煤或瘦煤中一种或者两种以上的组合，其粒度<3mm占煤粉的总质量90%以上。本发明其内层所述内层物料中焦炭钝化剂为碳化硼、氧化硼、碳化硅中的一种或者两种以上的组合，其粒度〈O. 174mm占100%。本发明所述外层物料中含铁物料为铁矿粉、氧化铁红、转炉泥、赤泥、高炉尘泥中的一种或两种及以上的组合，其铁含量大于50%，其粒度〈O. 174mm占铁料的总质量90%以上。本发明的高反应性高强度铁焦复合球团的制造方法，其工艺为按比例将内层物料放在混合机混合后放在加热炉内加热到35(T500°C ;将外层物料按比例用混合机混匀制成混合物，采用内外双层料斗将内外层物料分别按照一定流量比例在5 10t/cm2的压力下采用对辊压球机制成直径为l(T60mm具有一定强度的椭圆型的生铁焦复合球团(煤球团及铁焦生球球团)，将压好的生铁焦复合球团生球球团装入焦炉中，在生球球团之间采用焦粉填充，防止铁焦复合球团之间相互粘结，当焦饼中心温度加热到900°C 1100°C后保持f 2小时后，最后获得具有高反应性及高反应后强度的铁焦复合球团。本发明所述椭圆型生铁焦复合球团煤球团，其强度不低于20N/球。本发明所述生球球团之间采用的填充焦粉其粒度范围O. 5 3mm，焦粉填充比例为209^50%。本发明的优点及效果在于，在不添加粘结剂的情况下，采用内外双层料斗布料和压球方式生产单球高反应性高强度铁焦复合球团；不仅增加铁焦复合球团机械强度和反应性，而且也提高了铁焦复合球团的反应后强度，同时提高了弱粘结性煤或中粘结性煤的比例，节约强粘结焦煤资源，高炉使用则有利于降低高炉焦比和能耗，同时也维持高炉的透气性。
附图为本发明的工艺流程图。
具体实施例方式下面结合附图介绍本发明的几个具体实施例。实施例I，如图所示，内层物料按照煤粉99%，焦炭钝化剂1%的比例用混合机混匀制成混合物，把混合料放在加热炉内加热到420°C后；外层物料按照煤粉90%，铁矿粉10%的比例用混合机混匀制成混合物，然后内外双层料斗按照物料流量3 :1比例在7. 5t/cm2的压力下采用对辊压球机制成直径为20mm的椭圆型铁焦复合球团，其强度为21N/球；将压好的生球装入焦炉中，在生球之间采用焦粉填充，防止铁焦复合球团之间相互粘结，当焦饼中心温度加热到1100°C后保持I小时后，最后获得具有高反应性高强度铁焦复合球团。测得其M40 为 75. 9%, MlO 为 6. 1%，CRI 为 50. 6%, CSR 为 54%。实施例2内层物料按照煤粉97%，焦炭钝化剂3%的比例用混合机混匀制成混合物，把混合料放在加热炉内加热到400°C后，外层物料按照煤粉80%，铁矿粉20%的比例用混合机混匀制成混合物，然后内外双层料斗按照流量2 :1比例在lOt/cm2的压力下采用对辊压球机制成直径为30mm的椭圆型铁焦复合球团，其强度为21N/球；将压好的生球装入焦炉中，在生球之间采用焦粉填充，防止铁焦复合球团之间相互粘结，当焦饼中心温度加热到1050°C后保持2小时后，最后获得具有高反应性高强度铁焦复合球团。测得其M40为73. 9%, MlO 为 6. 5%, CRI 为 54. 6%, CSR 为 52. 7%。 实施例3内层物料按照煤粉95%，焦炭钝化剂5%的比例用混合机混匀制成混合物，把混合料放在加热炉内加热到500°C后；外层物料按照煤粉70%，铁矿粉30%的比例用混合机混匀制成混合物，然后内外双层料斗按照流量2 1比例在7. 5t/cm2的压力下采用对辊压球机制成直径为20mm的椭圆型铁焦复合球团，其强度为22N/球；将压好的生球装入焦炉中，在生球之间采用焦粉填充，防止铁焦复合球团之间相互粘结，当焦饼中心温度加热到1100°C后保持2小时后，最后获得具有高反应性高强度铁焦复合球团。测得其M40为76. 7%, MlO 为 5. 6%, CRI 为 67. 5%, CSR 为 55%。实施例4内层物料按照煤粉95%，焦炭钝化剂5%的比例用混合机混匀制成混合物，把混合料放在加热炉内加热到500°C后；外层物料按照煤粉60%，铁矿粉40%的比例用混合机混匀制成混合物，然后内外双层料斗按照流量3 1比例在8. 5t/cm2的压力下采用对辊压球机制成直径为30mm的椭圆型铁焦复合球团，其强度为23N/球；将压好的生球装入焦炉中，在生球之间采用焦粉填充，防止铁焦复合球团之间相互粘结，当焦饼中心温度加热到1050°C后保持2小时后，最后获得具有高反应性高强度铁焦复合球团。实施例5内层物料按照煤粉95%，焦炭钝化剂5%的比例用混合机混匀制成混合物，把混合料放在加热炉内加热到480°C后；外层物料按照煤粉60%，铁矿粉40%的比例用混合机混匀制成混合物，然后内外双层料斗按照流量3 :1比例在lOt/cm2的压力下采用对辊压球机制成直径为20mm的椭圆型铁焦复合球团，其强度为25N/球；将压好的生球装入焦炉中，在生球之间采用焦粉填充，防止铁焦复合球团之间相互粘结，当焦饼中心温度加热到1100°C后保持2小时后，最后获得具有高反应性高强度铁焦复合球团。 实施例6内层物料按照煤粉95%，焦炭钝化剂5%的比例用混合机混匀制成混合物，把混合料放在加热炉内加热到470°C后；外层物料按照煤粉60%，铁矿粉40%的比例用混合机混匀制成混合物，然后内外双层料斗按照流量2 1比例在7. 5t/cm2的压力下采用对辊压球机制成直径为30mm的椭圆型铁焦复合球团，其强度为20N/球；将压好的生球装入焦炉中，在生球之间采用焦粉填充，防止铁焦复合球团之间相互粘结，当焦饼中心温度加热到1050°C后保持2小时后，最后获得具有高反应性高强度铁焦复合球团。具体组成成分见表I，其实施例的效果见表2表I (质量 ％)
权利要求
1.一种高反应性高强度铁焦复合球团，其特征在于，它是由内外两层具不同成分和不同反应性的焦碳组成的，内层是弱粘结性煤或中性粘结性煤的煤粉和焦炭钝化剂按照一定比例焦化而成的，外层是由强粘结性煤和含铁物料按照一定比例焦化而成含有一定金属铁和铁氧化物的焦碳复合体；其外层物料按质量百分比为强粘结性煤509Γ90%，含铁物料10% 50% ;内层物料按质量百分比煤粉909Γ99. 5%，焦炭钝化剂为O. 5% 10%，外层原料组成的质量占铁焦复合球团总质量百分比含量为309Γ50%。
2.如权利要求I所述的一种高反应性高强度铁焦复合球团，其特征在于，所述组成由弱粘结性煤或中性粘结性煤的煤粉为弱粘结性煤或中性粘结性煤1/3焦煤、气煤或瘦煤中一种或者两种以上的组合，其粒度<3mm占90%以上，质量百分比。
3.如权利要求I所述的一种高反应性高强度铁焦复合球团，其特征在于，所述内层物料中焦炭钝化剂为碳化硼、氧化硼、碳化硅中的一种或者两种以上的组合，其粒度按质量百分比〈O. 174mm 占 100%。
4.如权利要求I所述的一种高反应性高强度铁焦复合球团，其特征在于，所述外层物料中含铁物料为铁矿粉、氧化铁红、转炉泥、赤泥、高炉尘泥中的一种或两种及以上的组合，按质量百分比，其铁含量大于50%，粒度〈O. 174mm占90%以上。
5.一种如权利要求I所述的一种高反应性高强度铁焦复合球团的制造方法，其特征在于，其工艺为按比例将内层物料放在混合机混合后放在加热炉内加热到35(T500°C ;将外层物料按比例用混合机混匀制成混合物，采用内外双层料斗将内外层物料分别按照在5^10t/cm2的压力下采用对辊压球机制成直径为l(T60mm具有的椭圆型的煤球团及铁焦生球球团，将压好的铁焦生球球团装入焦炉中，在铁焦生球球团之间采用焦粉填充，当焦饼中心温度加热到900°C 1100°C后保持f 2小时后，最后获得具有高反应性及高反应后强度的铁焦复合球团。
6.如权利要求5所述的一种高反应性高强度铁焦复合球团的制造方法，其特征在于，所述的椭圆型煤球团，生球强度不低于20N/球。
7.如权利要求5所述的一种高反应性高强度铁焦复合球团的制造方法，其特征在于，所述的生球球团之间采用的填充焦粉其粒度范围O. 5 3mm，焦粉填充比例按质量百分比为209^50%。
全文摘要
本发明公开一种高反应性高强度铁焦复合球团，它是由内外两层具不同成分和不同反应性的焦碳组成的，内层是弱粘结性煤或中性粘结性煤的煤粉和焦炭钝化剂按照一定比例焦化而成的，外层是由强粘结性煤和含铁物料按照一定比例焦化而成含有一定金属铁和铁氧化物的焦碳复合体；其外层物料强粘结性煤50%~90%，含铁物料10%~50%；内层物料煤粉90%~99.5%，焦炭钝化剂为0.5%~10%，外层原料组成的质量占铁焦复合球团总质量百分比含量为30%~50%。本发明不仅增加铁焦复合球团机械强度和反应性，而且也提高了铁焦复合球团的反应后强度，同时提高了弱粘结性煤或中粘结性煤的比例，节约强粘结焦煤资源，高炉使用则有利于降低高炉焦比和能耗，同时也维持高炉的透气性。
文档编号C22B1/24GK102899484SQ20121040853
公开日2013年1月30日 申请日期2012年10月23日 优先权日2012年10月23日
发明者李金莲, 任伟, 王再义, 刘万山, 栗红, 曹亚丹 申请人:鞍钢股份有限公司