一種煤基法生產(chǎn)高品質(zhì)電爐用金屬爐料的工藝的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及鐵精礦直接還原工藝領(lǐng)域，更具體地說(shuō)，涉及一種煤基法生產(chǎn)高品質(zhì)電爐用金屬爐料的工藝。
【背景技術(shù)】
[0002]我國(guó)電爐爐料主要以鐵水和廢鋼為主。鐵水含碳較高，電爐如果全部采用鐵水冶煉會(huì)存在脫碳時(shí)間長(zhǎng)、效率低的缺點(diǎn)，故鐵水使用比例受到限制，一般不超過(guò)50%。我國(guó)是一個(gè)廢鋼比$父缺乏的國(guó)家，且廢鋼的品質(zhì)也不穩(wěn)定，如有些廢鋼含有Cu、Sn等有害兀素，在電爐冶煉過(guò)程中很難脫除，對(duì)煉鋼品質(zhì)有影響。又因廢鋼的短缺，我國(guó)廢鋼的價(jià)格也偏高，對(duì)電爐煉鋼成本的降低帶來(lái)了不利影響。因此，生產(chǎn)能替代電爐用廢鋼的金屬爐料在我國(guó)有較大的需求。
[0003]目前替代電爐廢鋼應(yīng)用最廣泛的金屬爐料是直接還原鐵(DRI)，DRI是一種優(yōu)質(zhì)的電爐爐料，有害元素低、品位高。但長(zhǎng)期以來(lái)，我國(guó)的直接還原鐵產(chǎn)業(yè)發(fā)展緩慢，主要是受我國(guó)天然氣供應(yīng)短缺的影響，而世界上90%以上的直接還原鐵是以天然氣作為還原劑原料的氣基法生產(chǎn)的。我國(guó)天然氣供應(yīng)短缺，發(fā)展氣基法生產(chǎn)直接還原鐵不具備條件，但我國(guó)煤炭資源卻相對(duì)豐富，因此開(kāi)發(fā)煤基法生產(chǎn)金屬爐料是更符合我國(guó)國(guó)情的發(fā)展方向。
[0004]現(xiàn)有煤基法生產(chǎn)金屬爐料的過(guò)程中，“將制造好的生球團(tuán)礦在混合機(jī)中再外滾燃料(煤粉或焦粉)和熔劑”(見(jiàn)中國(guó)專(zhuān)利CN 99108042.4的權(quán)利要求書(shū)第一段第七行)，專(zhuān)利CN 99108042.4中公布的外滾熔劑僅為生石灰和消石灰。申請(qǐng)人經(jīng)過(guò)大量實(shí)驗(yàn)總結(jié)發(fā)現(xiàn)，專(zhuān)利CN 99108042.4提供的“將制造好的生球團(tuán)礦在混合機(jī)中再外滾燃料(煤粉或焦粉)和熔劑”的方法，其外滾燃料的親水性、粘結(jié)性往往不足，且外滾燃料和熔劑后的生球團(tuán)礦往往容易粘結(jié)在爐底或相互粘結(jié)。因此，現(xiàn)有的在生球團(tuán)礦外裹混合物的方法嚴(yán)重限制了煤基法生產(chǎn)金屬爐料的生產(chǎn)效率。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]1.發(fā)明要解決的技術(shù)問(wèn)題
[0006]本發(fā)明的目的是針對(duì)上述現(xiàn)有技術(shù)的缺陷和不足，提供一種煤基法生產(chǎn)高品質(zhì)金屬爐料的工藝，生產(chǎn)的金屬化爐料可以直接滿(mǎn)足電爐生產(chǎn)的要求，用于部分替代電爐用廢鋼。
[0007]2.技術(shù)方案
[0008]為達(dá)到上述目的，本發(fā)明提供的技術(shù)方案為:
[0009]本發(fā)明的一種煤基法生產(chǎn)高品質(zhì)電爐用金屬爐料的工藝，包括以下步驟:
[0010](I)配料:首先將赤鐵精礦里的水份干燥至5%?8%后再進(jìn)行機(jī)械活化；然后將無(wú)煙煤粉磨細(xì)，無(wú)煙煤粉的粒度控制在-200目?-400目之間；最后將赤鐵精礦、無(wú)煙煤粉、消石灰和粘結(jié)劑進(jìn)行配料、混合；
[0011](2)造球或壓球:將步驟(I)中混合好的原料進(jìn)行造球或壓球，得到直徑為8?25mm球團(tuán)或團(tuán)塊；
[0012](3)外裹混合物:將步驟(2)中產(chǎn)生的球團(tuán)或團(tuán)塊外裹一層由無(wú)煙煤粉、消石灰和聚丙烯酰胺粉末組成的混合物；
[0013](4)干燥及還原:將步驟(3)中外裹混合物的球團(tuán)或團(tuán)塊進(jìn)行干燥，干燥溫度在100?350°C，然后放入轉(zhuǎn)底爐中焙燒；
[0014]其中:步驟(I)中的粘結(jié)劑為聚丙烯酰胺粉末及玉米淀粉的混合物；
[0015]步驟(I)和步驟(3)中的無(wú)煙煤粉均采用表面活性劑潤(rùn)濕。
[0016]作為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)，所述表面活性劑為聚醚改性硅油溶液，該溶液中聚醚改性硅油的濃度為0.1?1.0g/Lo
[0017]作為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)，步驟(3)的外裹混合物中消石灰占混合物的質(zhì)量百分含量不超過(guò)15%，聚丙烯酰胺粉末占混合物的質(zhì)量百分含量不超過(guò)5%。
[0018]作為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)，步驟(I)中赤鐵精礦要求TFe彡66%, S12S 2.5%,有害元素S、P含量小于0.01%，粒度-200目占85%以上。
[0019]作為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)，步驟⑴和步驟(3)中的無(wú)煙煤粉均要求C0彡 82.5%, S 彡 0.35%，灰分彡 10%。
[0020]作為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)，步驟(I)中混合好的原料其C/0比為0.7?1.2。
[0021]作為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)，步驟(4)中轉(zhuǎn)底爐的焙燒溫度為1200?1350°C，焙燒時(shí)間為10?40min。
[0022]作為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)，步驟(I)中添加O?20%比例的磁鐵精礦替代相應(yīng)比例的赤鐵精礦。
[0023]作為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)，步驟(4)中還原得到的金屬化爐料的冷態(tài)抗壓強(qiáng)度在1500N/P 以上，TFe 彡 80%，金屬化率彡 80%, S 彡 0.10%, S12S 4.0%，C 彡 0.5%。
[0024]3.有益效果
[0025]采用本發(fā)明提供的技術(shù)方案，與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有如下顯著效果:
[0026](I)本發(fā)明的煤基法生產(chǎn)高品質(zhì)電爐用金屬爐料的工藝，在含碳球團(tuán)或團(tuán)塊外裹一層“細(xì)粒級(jí)無(wú)煙煤粉、消石灰及聚丙烯酰胺粉末的混合物”，作用之一在于保護(hù)金屬爐料在爐內(nèi)還原過(guò)程中不被二次氧化，提高爐料金屬化率；作用之二在于防止金屬爐料粘結(jié)爐底或相互粘結(jié)；外裹混合物過(guò)程中，添加消石灰和聚丙烯酰胺粉末，有利于提高無(wú)煙煤粉的粘結(jié)性，同時(shí)起到緊固無(wú)煙煤粉在球團(tuán)或團(tuán)塊外表面的作用。
[0027](2)本發(fā)明的煤基法生產(chǎn)高品質(zhì)電爐用金屬爐料的工藝，配料和外裹混合物步驟中均使用濃度為0.1?1.0g/L的聚醚改性硅油溶液作為表面活性劑對(duì)無(wú)煙煤粉進(jìn)行潤(rùn)濕，極大的提高了無(wú)煙煤粉的親水性和成球性。
[0028](3)本發(fā)明的煤基法生產(chǎn)高品質(zhì)電爐用金屬爐料的工藝，采用高品位的赤鐵精礦作為生產(chǎn)金屬爐料的含鐵原料，并采用“高壓輥磨機(jī)機(jī)械活化+添加消石灰化學(xué)活化”的方法，改善了赤鐵精礦的成球性能。(國(guó)內(nèi)現(xiàn)有技術(shù)中生產(chǎn)金屬爐料的含鐵原料主要是磁鐵精礦，一是由于磁鐵精礦成球性好，赤鐵精礦成球性差；二是由于磁鐵精礦在國(guó)內(nèi)產(chǎn)量大，易得，尚品位赤鐵精礦主要在國(guó)外。但磁鐵精礦存在含娃、硫等有害兀素尚的缺點(diǎn)，有些磁鐵精礦還含有Cu、Ti等重金屬元素，得到的產(chǎn)品雖然對(duì)在高爐使用影響不大，但對(duì)在電爐使用影響非常大。本發(fā)明米用尚品位的赤鐵精礦為原料，主要優(yōu)點(diǎn)在于赤鐵精礦品位尚，含硅、硫等有害元素低，且基本不含重金屬元素，同時(shí)赤鐵精礦還原性還優(yōu)于磁鐵精礦。對(duì)于赤鐵精礦成球性差的缺點(diǎn)，本發(fā)明采用“高壓輥磨機(jī)機(jī)械活化+添加消石灰化學(xué)活化”的方法極大地改善了赤鐵精礦的成球性能。)
[0029](4)采用本發(fā)明的煤基法生產(chǎn)高品質(zhì)電爐用金屬爐料的工藝生產(chǎn)的金屬化爐料，產(chǎn)品冷態(tài)抗壓強(qiáng)度彡1500N/P(N/P的中文名稱(chēng)為牛頓/球，即Newton/Pellet的英文縮寫(xiě)；“產(chǎn)品冷態(tài)抗壓強(qiáng)度多1500N/P”的含義為平均每個(gè)球團(tuán)或團(tuán)塊的抗壓強(qiáng)度超過(guò)1500牛頓)，產(chǎn)品TFe彡80%，金屬化率彡80%, S ( 0.10%, S12^ 4.0%,0.5%，滿(mǎn)足電爐爐料的使用要求，可以用來(lái)部分替代廢鋼，具有價(jià)格相對(duì)便宜，產(chǎn)品純潔度高的特點(diǎn)。
【附圖說(shuō)明】
[0030]圖1是本發(fā)明的工藝流程示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0031]為進(jìn)一步了解本發(fā)明的內(nèi)容，結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作詳細(xì)描述。
[0032]實(shí)施例1
[0033]如圖1所示，本實(shí)施例的煤基法生產(chǎn)高品質(zhì)電爐用金屬爐料的工藝，包括以下步驟。
[0034](I)配料:巴西某赤鐵精礦按照重量百分比配比81%，安徽某無(wú)煙精煤按照重量百分比配比17%，消石灰及粘結(jié)劑用量按照重量百分比配比2%。上述巴西某赤鐵精礦滿(mǎn)足TFe彡66%, S12^ 2.5%，有害元素S、P含量小于0.01%，粒度-200目占85%以上的要求。上述安徽某無(wú)煙精煤滿(mǎn)足C0彡82.5%，S彡0.35%，灰分彡10%的要求。首先將高品位低硅赤鐵精礦里的水份采用圓筒干燥機(jī)干燥至5 %，然后通過(guò)高壓輥磨機(jī)進(jìn)行機(jī)械活化處理，高壓輥磨機(jī)對(duì)赤鐵精礦進(jìn)行靜壓碾磨，使赤鐵精礦顆粒表面產(chǎn)生大量裂紋，從而增加礦石的比表面積，提高礦石的成球及成塊性能，從而減少粘結(jié)劑的用量，提高球團(tuán)或團(tuán)塊的機(jī)械強(qiáng)度。然后將低硫高碳無(wú)煙精煤進(jìn)行細(xì)磨處理，采用磨煤機(jī)把無(wú)煙精煤磨成-200目的無(wú)煙煤粉(將無(wú)煙精煤磨成較細(xì)的煤粉顆粒有利于提高其粘結(jié)性，從而減少粘結(jié)劑的用量，并有利于提高球團(tuán)或團(tuán)塊還原反應(yīng)的速度)，再將無(wú)煙煤粉采用濃度為0.2g/L的聚醚改性硅油溶液潤(rùn)濕，潤(rùn)濕后無(wú)煙煤粉的親水性和成球性均得到顯著提高。最后將赤鐵精礦、無(wú)煙煤粉、消石灰和粘結(jié)劑按比例進(jìn)行配料、混合，其中粘結(jié)劑為聚丙烯酰胺粉末及玉米淀粉的混合物，主要用于粘結(jié)原料，保證球團(tuán)或團(tuán)塊的生球強(qiáng)度和干球強(qiáng)度；配料中配加消石灰主要起到化學(xué)活化的作用，消石灰在配加后，一方面起到粘結(jié)劑的作用，另一方面用來(lái)調(diào)整球團(tuán)或團(tuán)塊的堿度，起到降低反應(yīng)溫度，提高金屬化爐料強(qiáng)度的作用。
[0035](2)造球:將步驟(I)中混合好的原料經(jīng)潤(rùn)磨機(jī)潤(rùn)磨處理后采用圓盤(pán)造球機(jī)造球，得到直徑為8?25mm的含碳球團(tuán)(直徑8?25mm為合格球團(tuán)，直