一种冷固球团的制备方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种球团的制备方法，尤其涉及一种冷固球团的制备方法，属于球团生产技术领域。
【背景技术】
[0002]中国是一个钢铁大国，如今，钢铁产量已经突破8亿吨大关，而炼钢的铁水大部分来源于高炉法，而高炉炼铁又大量采用烧结球团和焦炭，焦化生产和高炉炼铁又是钢铁行业最主要的碳排放和污染的来源，现在，我国焦煤资源也日益贫乏，环保问题也越来越被重视，因此，降低炼钢过程中的焦炭用量和产生的污染物的数量，提高炼钢过程的经济效益，是目前迫在眉睫的现实问题，为了解决上述问题，减少炼钢的工序，行业内发展出了一种冷固球团，与烧结球团相比，冷固球团可直接用作高炉炼铁的原料，无需事先高温烧结，减少了炼钢过程的工序，节省了燃料，降低了炼钢的生产成本，同时还可实现含铁资源的循环再利用。
[0003]目前现有的冷固球团制作方法，大都在铁矿粉中添加石灰、膨润土、水泥、水泥熟料、水玻璃、氯化镁、氯化钙等无机物，还有的添加磷酸盐、硫酸盐等化工无机物质，尽管制作的冷固球团强度很高，但由于添加无机物比例较大，造成冷固球团品位降低了很多，或者增加了硫磷含量，球团在冶炼或熔分时，造成渣量很大，甚至对冶炼设备和环境造成不同程度的损害和污染。
【发明内容】
[0004]本发明针对现有冷固球团制备方法的不足，提供一种不降低球团品位，球团同时具有常温和高温强度，且生产成本低的冷固球团的制备方法。
[0005]本发明解决上述技术问题的技术方案如下:
[0006]一种冷固球团的制备方法，包括如下步骤:
[0007](I)将-200目占65%以上的铁矿粉和-200目占80%以上的金属铁粉混合，搅拌均匀；
[0008](2)称取一定量的淀粉、氢氧化钠和硼砂，首先加入适量水将氢氧化钠和硼砂制成溶液，之后向该溶液中加入淀粉，搅拌混合均匀；或者称取一定量的聚乙烯醇或腐植酸钠粉；
[0009](3)将所述步骤(2)中产物加入到步骤⑴中所得的铁矿粉与金属铁粉的混合物中，搅拌混合均匀；
[0010](4)将步骤(3)中所得混合料混碾，混碾过程中加入适量水，之后进行压球或者造球；
[0011](5)将步骤⑷中所得球团干燥。
[0012]本发明还可做如下改进:
[0013]进一步，所述步骤(I)中金属铁粉的品位3 75%，金属铁粉的量为铁矿粉量的3-10wt%。
[0014]进一步，所述步骤(2)中淀粉的量为铁矿粉量的1.0-3.5wt%。
[0015]进一步，所述步骤(2)中氢氧化钠的量为淀粉量的2.5-3.0wt%，硼砂的量为淀粉量的 0.2-0.5wt%o
[0016]进一步，所述步骤(2)中淀粉为任何植物淀粉中的一种或者多种的混合物。
[0017]进一步，所述步骤(2)中聚乙烯醇或者腐植酸钠粉的量为铁矿粉量的l_2wt%。
[0018]进一步，所述步骤(4)混碾过程中加水的量为铁矿粉量的5_10wt%。
[0019]进一步，所述步骤(4)中干燥为自然晾干或者烘干。
[0020]进一步，所述步骤⑴中铁矿粉选自任一厂家。
[0021]本发明中各组分的作用及原理如下:
[0022]淀粉为有机粘结剂；添加氢氧化钠，主要目的是使淀粉胶化，大大增加淀粉的粘稠性，同时会加快金属铁粉的氧化作用；硼砂也是为了增加淀粉胶化的增粘剂，同时，铁矿粉球团中配加微量硼元素，会使CO还原气体做快速布朗运动，会使球团在还原时增加氧化铁还原成金属铁的速度，也就是说，淀粉中配加微量氢氧化钠和硼砂，主要作用是增加淀粉这种有机粘结剂的粘度，增加球团常温粘结剂强度，并附加了其它有效的作用。
[0023]铁矿粉中附加一定量的金属铁粉，金属铁在潮湿的空气中，在氢氧化钠和水的催化作用下，易氧化成Fe2O3并放出大量热量，该过程一方面具有较强的固结铁矿粉的作用，另一方面进行了自身烘干，同时加上胶化淀粉的作用，使得干燥的球团在常温时即具有较高的冷强度。
[0024]干燥的球团在加入窑炉后，必须经历800?900°C的烧结过程，此时在570?800°C过程中，作为常温胶化淀粉的有机粘结剂，逐渐被碳化，最后被分解烧掉，不再起高温粘结作用；而球团在烧结前，仍需要一定的高温强度，此刻，球团中残留的很少部分金属铁粉，会马上被氧化成FeO，而球团中已经被氧化了的Fe2O3,又很不稳定，会很快被还原成Fe3O4,而且窑炉内气氛为充分还原气氛，绝大部分生成Fe3O4,再进一步被CO还原成FeO，当逐渐产生的FeO量占到矿粉重量比的9.3?14 %时，FeO液相就起到高温粘结剂的作用，也就是说球团完成了烧结过程。
[0025]球团中配加的金属铁粉，虽然为无机物，但同时可具有常温和高温的粘结剂和高品位铁矿的双重功效，配加部分金属铁粉，保证了球团常温冷强度、而且能够氧化放热，利用球团自身干燥，使得球团同时具备在800°C烧结温度前的高温强度，并且在冶炼时又可以还原成金属铁，而不影响球团的品位
[0026]本发明的有益效果是:
[0027]本方法工艺简单，成本低，使用本发明的方法制备的冷固球团，同时具备常温和高温强度，球团在高温烧结和还原后，不会降低球团品位，也不会形成多少渣量，冷固球团直接还原时，DRI产品也不会因为添加了淀粉和金属铁粉，而降低了 DRI产品品位。
【具体实施方式】
[0028]以下结合实例对本发明的原理和特征进行描述，所举实例只用于解释本发明，并非用于限定本发明的范围。
[0029]实施例1:
[0030]称取铁含量为65.43%的普通铁矿粉10kg，称取-200目占80%且铁含量为91.36%的海绵铁500g，将铁矿粉和海绵铁搅拌混合均匀，称取玉米淀粉100g，氢氧化钠3g，硼砂0.4g，将称好的氢氧化钠和硼砂置于500ml水中溶解成溶液，之后将淀粉加入到氢氧化钠和硼砂的水溶液中，搅拌均匀成糊状，随后将铁矿粉和海绵铁的混合物加入其中，搅拌均勾，将所得混合物混碾1min后，加水600ml，进行压球，球团自然瞭干。
[0031]12小时后在105°C烘干2h后，经测定球团含水量为0.0%，强度为1220N/个球，将球团置于1100°C回转窑CO还原2.8小时后，经测定DRI产品指标为:TFe89.61%,nFe92.98% ;将冷固球团置于850°C烧结25min后，冷却，经检测强度为1486N/个球，铁含量为 65.38%。
[0032]实施例2:
[0033]称取铁含量为69.02%的辽宁北票铁矿粉10kg，称取-200目占80%且铁含量为91.36%的海绵铁300g，称取聚乙烯醇120g，将称好的海绵铁和铁矿粉混合搅拌均匀，之后将聚乙烯醇加入到海绵铁和铁矿粉的混合物中，将所得混合物混碾1min后，喷洒80ml水，继续混碾1min,混碾之后的混合料经造盘机造球，球团105°C烘干4小时。
[0034]经测定球团含水量为0%，强度为1026N/个球，将球团置于1100°C回转窑CO还原2.5小时后，经测定DRI产品指标为TFe91.16%, n Fe93.12% ;将冷固球团置于850°C烧结30min后，冷却，经检测强度为1207N/个球，铁含量为68.22%。
[0035]实施例3:
[0036]称取铁含量为69.02%的辽宁北票铁矿粉10kg，称取-200目占80%且铁含量为91.36%的海绵铁1000&称取腐植酸钠150g，将称好的海绵铁和腐植酸钠加入到铁矿粉中，搅拌混合均匀，将所得混合物混碾1min后，喷洒800ml水，继续混碾lOmin，混碾之后的混合料压球，球团自然瞭干。
[0037]经测定球团含水量为0%，强度为1034N/个球，将球团置于1100°C回转窑CO还原
2.5小时后，经测定DRI产品指标为TFe91.16%, n Fe93.12% ;将冷固球团置于850°C烧结30min后，冷却，经检测强度为1150N/个球，铁含量为68.25%。
[0038]实施例4:
[0039]称取铁含量为69.02的普通铁矿粉10kg，称取-200目占80%且铁含量为91.36%的海绵铁500g，将铁矿粉和海绵铁搅拌混合均匀，称取玉米淀粉300g，氢氧化钠Sg，硼砂0.6g，将称好的氢氧化钠和硼砂置于500ml水中溶解成溶液，之后将称好的玉米淀粉加入到氢氧化钠和硼砂的水溶液中，搅拌均匀成糊状，随后将铁矿粉和海绵铁的混合物加入其中，搅拌均勾，将所得混合物混碾1min后，加入600ml水，混合料经造盘机造球，球团经105°C烘干4小时。
[0040]12小时后经测定球团含水量为0%，强度为1220N/个球，将球团置于1100°C回转窑CO还原2.5小时后，经测定DRI产品指标为TFe91.16%, n Fe93.12%;将冷固球团置于850°C烧结25min后，冷却，经检测强度为1486N/个球，铁含量为65.38%。
[0041]以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在发明的保护范围之内。
【主权项】
1.一种冷固球团的制备方法，包括如下步骤: (1)将-200目占65%以上的铁矿粉和-200目占80%以上的金属铁粉混合，搅拌均匀； (2)称取一定量的淀粉、氢氧化钠和硼砂，首先加入适量水将氢氧化钠和硼砂制成溶液，之后向该溶液中加入淀粉，搅拌混合均匀； 或者称取一定量的聚乙烯醇或腐植酸钠粉； (3)将所述步骤(2)中产物加入到步骤(I)中所得的铁矿粉与金属铁粉的混合物中，搅拌混合均匀； (4)将步骤(3)中所得混合料混碾，混碾过程中加入适量水，之后进行压球或者造球； (5)将步骤(4)中所得球团干燥。
2.根据权利要求1所述的一种冷固球团的制备方法，其特征在于，所述步骤(I)中金属铁粉的品位3 75%，金属铁粉的量为铁矿粉量的3-10wt%。
3.根据权利要求1或2所述的一种冷固球团的制备方法，其特征在于，所述步骤(2)中淀粉的量为铁矿粉量的1.0-3.5wt%。
4.根据权利要求3所述的一种冷固球团的制备方法，其特征在于，所述步骤(2)中氢氧化钠的量为淀粉量的2.5-3.0wt%，硼砂的量为淀粉量的0.2-0.5wt%。
5.根据权利要求1或2中所述的一种冷固球团的制备方法，其特征在于，所述步骤(2)中的淀粉为任何植物淀粉中的一种或者多种的混合物。
6.根据权利要求1或2所述的一种冷固球团的制备方法，其特征在于，所述聚乙烯醇或者腐植酸钠的量为铁矿粉量的l_2wt%。
7.根据权利要求1或2所述的一种冷固球团的制备方法，其特征在于，所述混碾过程中加水的量为铁矿粉量的5-10wt%。
8.根据权利要求1或2所述的一种冷固球团的制备方法，其特征在于，所述步骤(5)中球团干燥为自然晾干或者烘干。
9.根据权利要求1或2所述的一种冷固球团的制备方法，其特征在于，所述步骤(I)中铁矿粉选自任一厂家。
【专利摘要】本发明涉及一种冷固球团的制备方法，在铁矿粉中添加金属铁粉及淀粉、氢氧化钠和硼砂作为常温和高温粘结剂，或者在铁矿粉中添加金属铁粉及聚乙烯醇或腐植酸钠等有机粘结剂，经混碾、造球或压球制得冷固球体，本发明的方法制得的冷固球体具有常温和高温强度，生产成本低，且球团在高温烧结和还原后，不会降低球团的品位，也不会额外形成过多的渣量，具有很好的经济效益和社会效益。
【IPC分类】C22B1-242
【公开号】CN104651605
【申请号】CN201510063392
【发明人】唐竹胜, 唐佳
【申请人】唐竹胜
【公开日】2015年5月27日
【申请日】2015年2月6日