專利名稱：一種防止生產(chǎn)海綿鐵粘結(jié)的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明是屬于直接還原生產(chǎn)海綿鐵技術(shù)領(lǐng)域，是涉及一種防止在海綿鐵生產(chǎn)過(guò)程中粘結(jié)、結(jié)瘤的新方法。
用直接還原生產(chǎn)海綿鐵是一項(xiàng)成熟的工藝，但在生產(chǎn)過(guò)程中存在礦體間粘結(jié)和礦體與爐壁結(jié)瘤的問(wèn)題，直接影響了生產(chǎn)的正常進(jìn)行及生產(chǎn)率的提高，也影響海綿鐵事業(yè)發(fā)展。目前，國(guó)內(nèi)外針對(duì)這個(gè)問(wèn)題采取了不少措施，如1、擴(kuò)大碳與礦的配比，以減少礦與礦之間或反應(yīng)爐壁直接接觸的機(jī)會(huì)。2、改善爐體幾何角度。3、提高爐體內(nèi)壁表面的光潔度。4、利用活性高的煤(碳)，采用溫度下限控制操作。5、用焦粉或煤粉隔離礦體與爐壁的接觸。6、裝爐前對(duì)礦體粉末清除等等。這些措施在實(shí)踐中仍不能阻止礦體在氧化鐵轉(zhuǎn)化為金屬鐵過(guò)程中氧化亞鐵、活性金屬鐵對(duì)其礦體間表面及爐壁的擴(kuò)散或粘結(jié)。
本發(fā)明的目的是針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的缺點(diǎn)和不足，提供一種通過(guò)在礦體表面粘附細(xì)煤(或碳)，石灰(或白云石)，制成粘粉礦體(球或塊)作為生產(chǎn)海綿鐵的原料，能有效防止在冶煉海綿鐵還原反應(yīng)過(guò)程中氧化亞鐵及活性金屬鐵的擴(kuò)散和粘結(jié)。解決礦體間的粘結(jié)和爐壁的結(jié)瘤的方法。
本發(fā)明的目的是這樣實(shí)現(xiàn)的在直接還原生產(chǎn)海綿鐵的原料準(zhǔn)備階段，首先將礦粉造成礦球(或礦塊)，直徑(或粒徑)為10—15mm，再進(jìn)行礦體粘粉。其工藝過(guò)程是采用煤(或碳)粉、石灰(或白云石)粉為粉料(其粒度均為—75目以下)、兩種粉的體積比例為3—6∶1混勻充即可。用水作為結(jié)合劑(水份應(yīng)為8—12％)將混合粉在礦體表面上進(jìn)行粘結(jié)，并通過(guò)造球機(jī)或擠壓機(jī)使混合粉層滾壓至被水浸透為止。粉層厚度是根據(jù)礦體性質(zhì)而定，一般為0.2—1.2mm，此粉球(或塊)、可直接投入爐內(nèi)進(jìn)行生產(chǎn)，也可放到一邊存放，自然陰干，如果將粉球進(jìn)行高溫、高濕度處理，效果更好。
在制造粉球的過(guò)程中，CaO及其水化物不僅把煤(或碳)粉粘在礦體表面，同時(shí)它的膠質(zhì)體對(duì)礦體表面進(jìn)行滲透，礦粉在其作用下形成外殼、將煤粉和礦粉粘合為一體，使其具有一定的強(qiáng)度，粘粉礦體在生產(chǎn)過(guò)程中從濕態(tài)到干燥態(tài)，從常溫區(qū)到高溫區(qū)能保持一定形狀和滿足不同工藝條件下的負(fù)載要求，對(duì)還原反應(yīng)影響不大。
在還原過(guò)程中，煤粉被氧化后，呈強(qiáng)度很弱的粉狀層存在，其殘骸如同煤灰一樣粘結(jié)在礦體表面，具有阻止和破壞氧化亞鐵，活性金屬鐵擴(kuò)散和粘結(jié)的能力，另有其粉狀層可成為隔離層，防止還原后期的晶相粘結(jié)。因此，采用粘煤粉礦體生產(chǎn)海綿鐵，能有效地防止礦體間的粘結(jié)和爐壁結(jié)瘤。
另外，采用此方法，可適當(dāng)提高反應(yīng)溫度，加速反應(yīng)過(guò)程，有利于提高生產(chǎn)率，同時(shí)因礦體外層的CaO有吸收硫化物作用，可降低硫含量有利提高產(chǎn)品質(zhì)量。
本發(fā)明與不粘粉礦體生產(chǎn)海綿鐵，比較具有如下優(yōu)點(diǎn)1、采用粘粉礦體為原料，在生產(chǎn)海綿鐵過(guò)程中能有效的防止礦體粘結(jié)和爐壁結(jié)瘤事故發(fā)生，保證生產(chǎn)順利進(jìn)行。
2、本發(fā)明工藝簡(jiǎn)單、易操作，只在原料準(zhǔn)備階段將礦體制成符合要求的球或塊和增加粘粉工藝即可，節(jié)省投資。
3、采用該方法生產(chǎn)海綿鐵，可直接采用礦粉冷球或塊(不燒結(jié))，比一般用燒結(jié)球團(tuán)料成本低，開(kāi)辟了海綿鐵生產(chǎn)的新路。
4、本方法在造球(或塊)過(guò)程中摻入其它物質(zhì)少(主要加入水)所以雜質(zhì)少，而燃料中的硫化物又能被礦體表層的CaO所吸收，因此，可以提高產(chǎn)品質(zhì)量。
5、本方法采用壓或滾制成形的礦體(不經(jīng)燒結(jié))，礦粉間仍保留一定縫隙，透氣性好。另有，粘粉礦料還可適當(dāng)提高反應(yīng)溫度，均可加速還原反應(yīng)過(guò)程，有利于提高生產(chǎn)率。
實(shí)施例本發(fā)明實(shí)施例是采用兩種礦球?yàn)樵弦环N為不粘粉燒結(jié)球團(tuán)料，一種是粘粉的礦球料。在同一設(shè)備中，用同一方法生產(chǎn)海綿鐵試驗(yàn)，在還原反應(yīng)過(guò)程中呈現(xiàn)以下兩種狀況，用以進(jìn)一步說(shuō)明，在保證產(chǎn)量和質(zhì)量的前提下，粘粉礦球能有效的阻止礦體粘結(jié)和爐壁結(jié)瘤問(wèn)題。
(1)、原料準(zhǔn)備不粘粉燒結(jié)球團(tuán)料采用太鋼峨口燒結(jié)球團(tuán)料。
粘粉礦球采用太鋼峨口礦粉直徑為φ10—15mm礦球。
料粉是采用肥氣煤或陽(yáng)泉煤和一級(jí)鈣質(zhì)生石灰粒度均為—100目左右。
粘合劑為水。
(1)、粘粉工藝將煤粉、石灰粉按4∶1體積比例進(jìn)行混合成混合粉，以水為粘合劑(水份為8％)、將制成礦球放入園盤(pán)造球機(jī)對(duì)礦球表面進(jìn)行粘粉，粉層厚度為0.3—1.0mm，當(dāng)?shù)V球表面的粉滾壓至被水份浸透為止，可直接投爐內(nèi)使用，余部分可放一邊存放，自然陰干(溫度可在18—32℃)。
(3)、直接還原生產(chǎn)海綿鐵試驗(yàn)。
本試驗(yàn)是采用外熱法(煤基)，設(shè)備為反應(yīng)缶壁厚為30mm，內(nèi)徑為90mm的高鋁質(zhì)耐火管，還原溫度缶外溫度為1100—1230℃，缶內(nèi)反應(yīng)溫度為1050—1150℃，還原劑為焦粉(也可用煤粉)粒徑為0.8—4mm，混合裝料，礦球、焦粉比為1∶0.6，缶內(nèi)用隔離層分為左右兩半，一邊裝有峨口燒結(jié)球團(tuán)料，一邊裝有粘粉礦球料，還原過(guò)程中，在不同金屬化率條件下，兩種礦球礦體間的粘結(jié)和缶壁結(jié)瘤情況比較見(jiàn)下表。
兩種礦球在反應(yīng)過(guò)程中對(duì)比表
從上表中不難看出，粘粉球在直接還原過(guò)程中能有效的阻止礦體粘結(jié)及缶壁粘結(jié)問(wèn)題。
兩種礦球，對(duì)還原反應(yīng)影響情況在同一條件下，金屬化率＜70％時(shí)，粉球外表不如燒結(jié)球還原的好，但斷面觀察粉球內(nèi)部反應(yīng)較均勻，比燒結(jié)球還原的好。當(dāng)金屬化率＞80％時(shí)，兩者差不多。因此，對(duì)還原反應(yīng)影響不大。
權(quán)利要求
1.一種防止生產(chǎn)海綿鐵粘結(jié)方法，其特征在于，在直接還原生產(chǎn)海綿鐵的原料準(zhǔn)備階段，將制成具有一定尺寸的礦球或礦塊，經(jīng)過(guò)粘粉工藝進(jìn)行表面粘粉，其過(guò)程是用煤(或碳)粉和石灰(或白云石)粉，按一定體積比例混合好作為粉料，水作為粘合劑，進(jìn)行滾壓或擠壓將混合粉牢固粘在礦體表面，制成的粘粉礦體作為生產(chǎn)海綿鐵原料。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述防止生產(chǎn)海綿鐵粘結(jié)的方法，其特征在于制造礦球(或礦塊)的直徑(或粒徑)為10—15mm。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述防止生產(chǎn)海綿鐵粘結(jié)的方法，其特征在于，煤(或碳)粉和石灰(或白云石)粉，粒度均為—75目以下，兩種粉混合體積比為3—6∶1。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述防止生產(chǎn)海綿鐵粘結(jié)的方法，其特征在于粘合劑為水，水份為8—12％。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述防止生產(chǎn)海綿鐵粘結(jié)的方法，其特征在于粘粉層根據(jù)礦體本身性能而定，一般為0.2—1.2mm。
全文摘要
本發(fā)明是一種防止生產(chǎn)海綿鐵粘結(jié)的方法，其特點(diǎn)是在原料準(zhǔn)備階段，將先制成的礦球或礦塊，經(jīng)過(guò)粘粉工藝進(jìn)行粘粉。其過(guò)程是用煤(或碳)粉與石灰(或白云石)粉按比例混合成混合粉，以水為粘合劑，再經(jīng)滾壓或擠壓將混合粉牢固的粘附礦體表面。粘粉的礦體在還原反應(yīng)過(guò)程中，能有效的阻止氧化亞鐵及活性金屬鐵的擴(kuò)散和粘結(jié)，從而達(dá)到直接還原生產(chǎn)海綿鐵過(guò)程中防止礦體間的粘結(jié)和爐壁的結(jié)瘤的目的。同時(shí)有利于提高海綿鐵的產(chǎn)量和質(zhì)量。該方法實(shí)施簡(jiǎn)易，成本低。
文檔編號(hào)C22B1/14GK1115336SQ9410816
公開(kāi)日1996年1月24日 申請(qǐng)日期1994年7月20日 優(yōu)先權(quán)日1994年7月20日
發(fā)明者趙栓柱 申請(qǐng)人:趙栓柱