CN104357656A - 一种有机粘结剂及用其生产的高炉炼铁用球团 - Google Patents
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Abstract
本发明为一种有机粘结剂和用有机粘结剂生产的炼铁球团，以大米、碎米、糯米、玉米单独作为原料或者按2∶3∶1∶4的比例混合配料，通过温度为250～280℃，压强为1.1～1.2MPa的膨化机膨化，然后粉碎到150～200μm的粉末即可；其中有机粘结剂的添加比例为0.1～0.5%，钙基膨润土的添加比例为1～1.5%，其余为铁精矿粉进行造球。本发明有机粘结剂具有安全可靠，方便运输，制备技术容易操作，成本低廉，原料易得等优点，在球团生产中可以提高球团的物理化学性能；有机粘结剂在生产炼钢渣、采用管道灰造球、生产萤石球等等工艺产品的工艺中，生产出来的工业成品具有良好的物理化学性能，而且还可以解决一些其他粘结剂所带来的种种困扰及难题。
Description
技术领域
本发明涉及钢铁冶金烧结球团生产技术领域，具体是一种有机粘结剂以及用其生产的炼铁球团。
背景技术
铁矿球团具有良好的冶金性能以及改善高炉料柱透气性能的特点，因而是高炉炼铁中一种不可缺少的原料，近些年来，铁矿球团在高炉炼铁原料中所占比例越来越大。
当前球团矿生产过程中主要使用膨润土作为粘结剂，膨润土作为球团生产的粘结剂，具有成球性能好、资源充足等优点；但是膨润土在球团高温焙烧时不会分解挥发，而且膨润土含有大量的二氧化硅。因而如果球团生产过程中膨润土的使用比例过大，不但会降低球团矿的含铁品位，而且还会增加高炉炼铁的渣量，导致焦比升高，浪费能源。
每提高炼铁炉料百分之一的含铁品位，每吨铁可以降低2%焦炭使用量。如果使用有机粘结剂替代膨润土作为球团生产的粘结剂，有机物粘结剂在球团焙烧的过程中分解挥发，进而提高球团的含铁品位，可以有效提高吨铁的经济价值。
有机粘结剂是一种聚合物，是由大量羧基、羟基、甲基聚合而成的天然链状结构的大分子化合物，其主要成分为碳水化合物。常温下分子侧链上的基团与矿物质的离子，极性分子形成离子键，共价键或者氢键等化合键力。
发明内容
本发明针对现在膨润土所带来的一些问题及膨润土自身的缺陷，为了提高球团矿的含铁品位，以及增加球团矿球体表面的孔隙率，达到提高球团矿的强度以及还原性能，提高矿石的利用效率的效果，特提供一种有机粘结剂以及用其生产的炼铁球团。
为此本发明的技术方案为，一种有机粘结剂，其特征在于：以大米、碎米、糯米、玉米单独作为原料或者按2:3:1:4的比例混合配料，通过温度为250～280℃，压强为1.1～1.2Mpa的膨化机膨化，然后粉碎到150～200um的粉末即为本有机粘结剂。
用有机粘结剂生产的炼铁球团，其特征在于：炼铁球团中重量百分比为：有机粘结剂的添加比例为0.1～0.5%，钙基膨润土的添加比例为1～1.5%，其余为铁精矿粉；造球过程中将铁精矿烘干之后与有机粘结剂和钙基膨润土充分混合，然后送入圆盘造球机进行造球。
进一步的改进在于：圆盘造球机转速为25r/min，倾角设定为45°，造球时间为16～21min即可成生球，再将生球在110～130℃的温度下烘干之后送入卧式管式炉中焙烧，焙烧温度1250℃，焙烧时间20～31min即可成球。
有益效果：
本发明有机粘结剂具有安全可靠，方便运输，制备过程简单，制备技术容易操作，成本低廉，原料易得等优点，在球团生产中可以提高球团的物理化学性能，球团高温焙烧时分解释放出来的物质对环境无危害。有机粘结剂在生产炼钢渣、采用管道灰造球、生产萤石球等等工艺产品的工艺中，生产出来的工业成品具有良好的物理化学性能，而且还可以解决一些其他粘结剂所带来的种种困扰及难题。
而且有机粘结剂粘结能力强于膨润土，造球时成球性能更好，所造生球在落下强度以及抗压强度都要优于膨润土球团；成品球含铁品位高而且球团表面孔隙率要高于膨润土球团。
有机粘结剂亲水性与吸水性好，无须对于含水量高的铁精矿进行烘干即可造球。干燥后的干球在焙烧过程中，有机粘结剂在高温条件下发生化学反应分解挥发，降低了单个球团的质量，提高球团矿的含铁品位。在高炉炼铁过程中还可以减少高炉渣量，有利于保护设备，降低能源消耗，从而降低生铁的生产成本。
具体实施方式
一种有机粘结剂，以大米、碎米、糯米、玉米单独作为原料或者按2:3:1:4的比例混合配料，通过温度为250-280℃，压强为1.1-1.2Mpa的膨化机膨化，然后粉碎到150-200um的粉末即为本有机粘结剂。
用有机粘结剂生产的炼铁球团，炼铁球团中重量百分比为：有机粘结剂的添加比例为0.1～0.5%，钙基膨润土的添加比例为1～1.5%，其余为铁精矿粉；造球过程中将铁精矿烘干之后与有机粘结剂和钙基膨润土充分混合，然后送入圆盘造球机进行造球。
圆盘造球机转速为25r/min，倾角设定为45°，造球时间为16-21min即可成生球，再将生球在110～130℃的温度下烘干之后送入卧式管式炉中焙烧，焙烧温度1250℃，焙烧时间20-31min即可成球。
本发明在造球过程中采用的有机粘结剂具体操作办法是，造球过程中向铁精矿粉中添加不同比例的有机粘结剂和钙基膨润土。
有机粘结剂的添加比例为0.1～0.5%，钙基膨润土的添加比例为1～1.5%。
采用的造球机构为圆盘造球机。
造球过程中采用的造球时间为16～21min。
造球时生球的水分控制在8%～10%。
生球直径控制在9～16mm。
铁精矿原料粒度小于74μm的颗粒所占比例达到80%以上。
生球落下强度检测高度为500mm。
生球的干燥温度设定在110～130℃，干球焙烧温度设定在1250℃。
干燥之后生球采用的焙烧装置为卧式管式炉，焙烧时间为20～31min。
实施案例一：
采用以铁精矿粉为原料，有机粘结剂的添加比例为0.1%，钙基膨润土的添加比例为0.9%。
要求：生产所用铁精矿矿石含水率为8～9%，其中铁精矿粉内全铁（TFe）含量为64.76%，铁精矿粉中的主要成分是磁铁矿，矿石粒径小于74μm所占比例达到85.4%。
造球过程中铁精矿粉烘干之后与有机粘结剂和钙基膨润土充分混合，然后送入圆盘造球机进行造球；其中圆盘造球机转速设定为22r/min，倾角设定为45°；造球时间设定在16min，造球完成之后，选取直径在10～12mm的生球，测定其落下强度、抗压强度，生球在110℃的温度下烘干之后送入卧式管式炉中焙烧，焙烧温度1250℃，焙烧时间31min。
成品球的一些性能参数如表1。
表1. 球团的一些性能参数
| 有机粘结剂/% | 钙基膨润土/% | 成品球TFe/% | 生球落下强度/次 | 生球抗压/(N/个) | 熟球抗压/(kN/个) |
| 0.1 | 0.9 | 63.22 | 3.3 | 14.04 | 2.86 |
| 0 | 1 | 63.10 | 2.7 | 8.60 | 2.35 |
由此可见在控制粘结剂添加量在1%的基础上，适当的减少钙基膨润土的用量，增加有机粘结剂的用量，可以提高生球的落下强度，生球抗压强度和熟球的抗压强度，降低球团在焙烧过程中的粉化率，可以提高矿石的利用率，也提高了球团中Fe的含量。
实施案例二
采用以铁精矿粉为原料，有机粘结剂的添加比例为0.3%，钙基膨润土的添加比例为0.7%。
要求：生产所用矿石含水率为8～9%，全铁（TFe）含量为64.76%，铁精矿中的主要成分是磁铁矿，矿石粒径小于74μm所占比例达到85.4%。
造球过程中铁精矿烘干之后与有机粘结剂和钙基膨润土充分混合，然后送入圆盘造球机进行造球；其中圆盘造球机转速设定为20r/min，倾角设定为45°。造球时间设定在18min。造球完成之后，选取直径在10～12mm的生球，测定其落下强度、抗压强度与静爆温度，静爆温度为750℃。生球在120℃的温度下烘干之后送入卧式管式炉中焙烧，焙烧温度1250℃，焙烧时间25min。
成品球的一些性能参数如表2。
表2. 球团的一些性能参数
| 有机粘结剂/% | 钙基膨润土/% | 成品球TFe/% | 生球落下强度/次 | 生球抗压/(N/个) | 熟球抗压/(kN/个) |
| 0.3 | 0.7 | 63.27 | 3.5 | 13.84 | 2.68 |
| 0 | 1 | 63.10 | 2.7 | 8.60 | 2.35 |
由此可见在控制粘结剂添加量在1%的基础上，适当的减少钙基膨润土的用量，增加有机粘结剂的用量，可以提高生球的落下强度，生球抗压强度和熟球的抗压强度，降低球团在焙烧过程中的粉化率，可以提高矿石的利用率。而其也提高了球团中Fe的含量。随着有机粘结剂的用量增多，球团的含铁量进一步升高，生球的抗压强度与熟球的抗压强度有小幅度降低，但是仍符合球团生产的技术指标。
实施案例三
采用以铁精矿粉为原料，有机粘结剂的添加比例为0.5%，钙基膨润土的添加比例为1%。
要求：生产所用矿石全铁（TFe）含量为65.6%，铁精矿中的主要成分是磁铁矿，矿石粒径小于74μm所占比例达到90%。
造球过程中铁精矿烘干之后与有机粘结剂和钙基膨润土充分混合，然后送入圆盘造球机进行造球；其中圆盘造球机转速设定为25r/min，倾角设定为45°。造球时间设定在21min。造球完成之后，选取直径在10～12mm的生球，测定其落下强度、抗压强度。生球在120℃的温度下烘干之后送入卧式管式炉中焙烧，焙烧温度1250℃，焙烧时间31min。
成品球的一些性能参数如表3。
表3. 球团的一些性能参数
| 有机粘结剂/% | 钙基膨润土/% | 成品球TFe/% | 生球落下强度/次 | 生球抗压/(N/个) | 熟球抗压/(kN/个) |
| 0.5 | 1 | 64.3 | 5.2 | 12.86 | 2.72 |
随着有机粘结剂和钙基膨润土的加入量都增加，生球的抗压强度和落下强度都大幅提高，生球的质量提高的同时，成品球的全铁（TFe）含量升高，可以提高高炉的利用效率，也可以降低吨铁产生的渣量，提高了经济价值。
Claims (3)
1.一种有机粘结剂，其特征在于：以大米、碎米、糯米、玉米单独作为原料或者按2:3:1:4的比例混合配料，通过温度为250～280℃，压强为1.1～1.2Mpa的膨化机膨化，然后粉碎到150～200um的粉末即为本有机粘结剂。
2.一种用有机粘结剂生产的炼铁球团，其特征在于：炼铁球团中重量百分比为：有机粘结剂的添加比例为0.1～0.5%，钙基膨润土的添加比例为1～1.5%，其余为铁精矿粉；造球过程中将铁精矿粉烘干之后与有机粘结剂和钙基膨润土充分混合，然后送入圆盘造球机进行造球。
3.根据权利要求2所述的一种用有机粘结剂生产的炼铁球团，其特征在于：圆盘造球机转速为25r/min，倾角设定为45°，造球时间为16～21min即可成生球，再将生球在110～130℃的温度下烘干之后送入卧式管式炉中焙烧，焙烧温度1250℃，焙烧时间20～31min即可成球。
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| Title |
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| 黄国风: "圆盘造球机的圆盘转速与圆盘倾角的研究", 《有色金属(冶炼部分)》, no. 05, 17 March 1965 (1965-03-17), pages 31 - 32 * |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN113388734A (zh) * | 2021-02-26 | 2021-09-14 | 安徽工业大学 | 一种可强化球团粘结性处理废弃催化剂的方法 |
| CN113388734B (zh) * | 2021-02-26 | 2024-01-05 | 安徽工业大学 | 一种可强化球团粘结性处理废弃催化剂的方法 |
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