利用直接还原金属化铁粉生产铁质热压含碳球团的方法
【专利摘要】本发明提供了一种利用直接还原金属化铁粉生产铁质热压含碳球团的方法，将金属化率90%左右的直接还原铁粉加入高炉等设备进行利用，需要在使用前把金属化铁粉制造成具有一定冶金性能的球团，根据煤的粘结性与温度有关的特性，将金属化铁粉与煤粉按照一定比例混合后进行450℃左右热压，使煤与金属化铁粉颗粒充分接触并粘结，为提高铁质热压含碳球团的强度，采取了700℃左右热处理技术，从而使生产的铁质热压含碳球团具有良好的抗压强度和冶金性能。
【专利说明】利用直接还原金属化铁粉生产铁质热压含碳球团的方法
【技术领域】
[0001]本发明属于钢铁冶金领域，涉及一种含碳球团的生产方法，尤其涉及一种利用直接还原金属化铁粉生产铁质热压含碳球团的方法，广泛应用于高炉、电炉、冲天炉等设备。
【背景技术】
[0002]在高炉等设备生产中，对于原料的基本要求是应具有一定的抗压强度。目前，国内铁质热压含碳球团的生产主要以高品位的铁精矿为原料，其主要生产方法有冷固结含碳球团和热压含碳球团两种。(I)冷固结球团主要应用于直接还原或熔融还原工艺中，它是由铁精矿配加一定比例的还原剂和粘结剂，在混合后经造球机造球或压球机压制而成的球团，因此，冷固结球团是铁精矿与还原剂和粘结剂的混合物。尽管冷固结球团在常温下具有良好的抗压强度，但这种生产方法大多涉及到粘结剂的使用，粘结剂在球团中的加入不仅增加了生产成本，而且高温时球团中的粘结剂容易丧失粘结能力，当这种含碳球团加入到高炉等设备后，一方面会引起冶炼设备的渣量增加，另一方面由于球团中粘结剂在600°c以上失去粘性，使球团的抗压强度降低，从而限制了冷固结球团的大量使用。(2)热压含碳球团在国内的主要应用是铁精粉和煤粉的热压产物，它是将铁精矿和煤粉混合后加热到一定温度，利用煤粉加热析出的胶质体(焦油)作为粘结剂，并在一定的压力下压制而成的热压含碳球团。一般为提高热压含碳球团的强度，采用了 750°C左右的热处理。当采用这种方法生产的热压含碳球团加入高炉等设备等冶金设备使用时，球团内部会在900~1100°C时产生自还原，并生成大量“空穴”，使其强度降低和还原性提高，即球团的高温冶金性能变差，这将导致高炉等冶金设备的产量降低和能耗升高。
【发明内容】
[0003]本发明的目的是为了克服现有技术中存在含碳球团强度低、高温冶金性能差导致导致高炉等冶金设备的产量降低和能耗升高等缺陷，提供一种利用直接还原金属化铁粉生产铁质热压含碳球团的方法，满足高炉等冶金设备的需求。
[0004]本发明的目的可以通过以下方式实现:
利用直接还原金属化铁粉生产铁质热压含碳球团的方法，是将直接还原的金属化铁粉、煤粉混合后，加热到400~500°C,还原8~IOmin后进行压球,造球粒度控制为8~20mm,再将球团加热到650~750°C,还原8~IOmin,制得铁质热压含碳球团；
所述金属化铁粉、煤粉的重量比为70:30~75:25o
[0005]将直接还原的金属化铁粉、煤粉混合后，再加入金属化铁粉与煤粉总重量0.5%~1%的水玻璃。
[0006]所述压球是在30~35Mpa的压力下进行。
[0007]所述金属化铁粉金属化率为85~95%，粒度为-200目40~60%，铁品位大于80%，水份含量小于3%。
[0008]所述煤粉粘结性指数大于1.5，胶质体热稳定性为140°C，固定碳含量大于60%，粒度为0.1~1_。所采用的加热设备为加热炉、室式炉、竖炉、回转窑、隧道窑。
[0009]所述的利用直接还原金属化铁粉生产铁质热压含碳球团的方法生产的铁质热压含碳球团可应用于高炉、电炉、冲天炉设备。
[0010]由于球团的抗压强度与热压温度、煤中胶质体(焦油)含量和加工压力等因素有关，采用粘结性较好煤种，煤中的碳侵入到铁粉颗粒的空隙中或覆盖在颗粒的表面上，可使直接还原金属化铁粉与煤粉充分接触，而使整个过程不需添加粘结剂，就可保证铁质热压含碳球团的强度；并通过适当提高压力，可达到金属化铁粉与煤粉的紧密结合，从而使生产的铁质热压含碳球团具有良好的抗压强度和冶金性能。
[0011]本发明与现有技术相比具有以下优点:
1、本发明生产的铁质热压含碳球团，其技术指标为:常温抗压强度>1500N/个球，转鼓指数> 86%，膨胀率< 20% ;与铁精粉热压含碳球团抗压强度> 1200N/个球相比有一定的提闻; 2、本发明生产的铁质热压含碳球团的生产可使用普通煤种，同时铁质热压含球团在加入到高炉等设备后，可降低冶炼过程中的焦碳用量，可使焦比下降105 kg/t，产能可提高6-8% ；
3、本发明生产的铁质热压含碳球团与烧结矿工序能耗相比，由于其最高工艺温度为700°C左右，而烧结矿生产的工艺温度为1100~1200°C，铁质热压含碳球团的工艺温度降低可节约一定的工序能耗；
4、本发明生产的铁质热压含碳球团不需加入粘结剂，与其他含碳球团相比，铁质热压含碳球团具有入炉品位高、成渣率低、强度高、传热性好以及还原性强等优点。
【具体实施方式】
[0012]实施例一
1、金属化铁粉的选用
在铁质热压含碳球团的生产中，使用直接还原铁粉其金属化率为90%，粒度为-200目
60%。
[0013]2、煤种的选用
煤种选用粘结性指数大于1.5的粘结煤，煤的胶质体热稳定性为140°C，煤中固定碳含量在为65%上，粒度范围为0.2mm。
[0014]3、物料的混合
水份含量小于3%的金属化铁粉与煤粉按照75:25进行配料，配好的物料应搅拌均匀。
[0015]4、混合物料的预热
混合物料送入到加热设备中，在炉内高温的作用下，使混合物料的温度升高到450°C。
[0016]5、混合物料的保温
混合物料在炉内450 V左右的温度下保温IOmin后，从炉内取出。
[0017]6、混合物料的热压
加热后的混合物料为减小温降应迅速进行热压成球，其造球压力控制为35Mpa,造球粒度控制为8~20mm。
[0018]7、热压球团的热处理热压后的铁质含碳球团，其冷态强度较低，应进行高温热处理，其工艺是将铁质热压含碳球团再次放入到加热设备中，并加热到700°C后保温lOmin，可得到符合高炉等设备使用要求的铁质热压含碳球团。
[0019]技术指标为:常温抗压强度1800N/个球，转鼓指数90%，膨胀率10%。
[0020]实施例二
1、金属化铁粉的选用
在铁质热压含碳球团的生产中，使用直接还原铁粉其金属化率为90%，粒度为-200目
65%。
[0021]2、煤种的选用
煤种选用粘结性指数大于1.5的粘结煤，煤的胶质体热稳定性为140°C，煤中固定碳含量在为65%上，粒度范围为0.25mm。
[0022]3、物料的混合
水份含量小于3%的金属化铁粉与煤粉按照70:30进行配料，再加入金属化铁粉与煤粉总重量0.8%的水玻璃，配好的物料应搅拌均匀。
[0023]4、混合物料的预热
混合物料送入到加热设备中，·在炉内高温的作用下，使混合物料的温度升高到450°C。
[0024]5、混合物料的保温
混合物料在炉内450 V左右的温度下保温IOmin后，从炉内取出。
[0025]6、混合物料的热压
加热后的混合物料为减小温降应迅速进行热压成球，其造球压力控制为35Mpa,造球粒度控制为8~20mm。
[0026]7、热压球团的热处理
热压后的铁质含碳球团，其冷态强度较低，应进行高温热处理，其工艺是将铁质热压含碳球团再次放入到加热设备中，并加热到700°C后保温lOmin，可得到符合高炉等设备使用要求的铁质热压含碳球团。
[0027]技术指标为:常温抗压强度1780N/个球，转鼓指数90%，膨胀率15%。
[0028]所采用的加热设备可以是加热炉、室式炉、竖炉、回转窑、隧道窑等。
[0029]利用直接还原金属化铁粉生产铁质热压含碳球团的方法生产的铁质热压含碳球团可应用于高炉、电炉、冲天炉等设备。
【权利要求】
1.利用直接还原金属化铁粉生产铁质热压含碳球团的方法，是将直接还原的金属化铁粉、煤粉混合后，加热到400~500°C，还原8~IOmin后进行压球，造球粒度控制为8~20mm,再将球团加热到650~750°C,还原8~IOmin,制得铁质热压含碳球团； 所述金属化铁粉、煤粉的重量比为70:30~75:25o
2.如权利要求1所述的利用直接还原金属化铁粉生产铁质热压含碳球团的方法，其特征在于:将直接还原的金属化铁粉、煤粉混合后，再加入金属化铁粉与煤粉总重量0.5%~1%的水玻璃。
3.如权利要求1所述的利用直接还原金属化铁粉生产铁质热压含碳球团的方法，其特征在于:所述压球是在30~35Mpa的压力下进行。
4.如权利要求1所述的利用直接还原金属化铁粉生产铁质热压含碳球团的方法，其特征在于:所述金属化铁粉金属化率为85~95%，粒度为-200目40~60%，铁品位大于80%，水份含量小于3%。
5.如权利要求1所述的利用直接还原金属化铁粉生产铁质热压含碳球团的方法，其特征在于:所述煤粉粘结性指数大于1.5，胶质体热稳定性为140°C，固定碳含量大于60%，粒度为0.1~1_。`
【文档编号】C22B1/16GK103572044SQ201310475041
【公开日】2014年2月12日 申请日期:2013年10月12日 优先权日:2013年10月12日
【发明者】王明华, 权芳民, 雷鹏飞, 展仁礼, 鲁逢霖, 张志刚, 马胜军, 胡明 申请人:酒泉钢铁(集团)有限责任公司