[發(fā)明專利]煤基直接還原鐵含碳球團的制備方法及設(shè)備

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201310056031.4
• 申請日: 2013-02-22
• 公開（公告）號: CN103088212A
• 公開（公告）日: 2013-05-08
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 陳謙
• 申請（專利權(quán)）人: 陳謙
• 主分類號: C22B1/24
• 分類號: C22B1/24
• 代理公司: 成都九鼎天元知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 51214
• 代理人: 錢成岑;詹永斌

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種球團的制備方法及設(shè)備，尤其是一種煤基直接還原鐵含碳球團的制備方法及采用該方法的生產(chǎn)設(shè)備，屬于煤基直接還原鐵工藝生產(chǎn)技術(shù)領(lǐng)域。?

背景技術(shù)

煤基直接還原鐵工藝技術(shù)中，是采用鐵精粉、碳粉和粘結(jié)劑按比例配料后進行造球，再在爐內(nèi)完成加熱和還原過程。現(xiàn)有造球工藝制得的含碳球團在爐內(nèi)的還原過程中，氧化鐵會與二氧化硅反應(yīng)產(chǎn)生低熔點的硅酸鐵，導致黏結(jié)現(xiàn)象，影響還原鐵的生產(chǎn)；同時由于含碳球團具有含碳量高、親水性差、不易成核的特點，而一般采用壓制工藝造球，壓制造球設(shè)備結(jié)構(gòu)復雜、投資大、造球成本較高。?

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的發(fā)明目的在于：針對上述存在的問題，提供一種煤基直接還原鐵含碳球團的制備方法及采用該方法的生產(chǎn)設(shè)備，采用該方法及設(shè)備造出的含碳球團，能夠克服現(xiàn)有造球工藝制得的含碳球團在爐內(nèi)還原過程中氧化鐵與二氧化硅反應(yīng)產(chǎn)生低熔點的硅酸鐵而導致的黏結(jié)現(xiàn)象，保證還原鐵的生產(chǎn)。

本發(fā)明采用的技術(shù)方案如下：

一種煤基直接還原鐵含碳球團的制備方法，包括配料和造球，所述造球通過兩次造球完成：以鐵精粉、碳粉和粘結(jié)劑為原料進行第一次造球，再以碳粉和粘結(jié)劑為原料，以第一次造球所得球團為球核進行第二次造球，得到煤基直接還原鐵的含碳球團。

進一步的，所述第一次造球原料中，碳粉的質(zhì)量百分含量為0.1-10%。

所述第一次造球所得球團的直徑為14-20mm。

進一步的，所述第二次造球原料中，碳粉的質(zhì)量百分含量為10-80%。

所述第二次造球所得球團的直徑為16-25mm。

所述第二次造球碳粉灰分的軟熔點大于1150℃。

本發(fā)明的煤基直接還原鐵含碳球團的制備方法，創(chuàng)造性的采用兩次造球工藝：第一次以鐵精粉、碳粉和粘結(jié)劑為原料造球，第二次以碳粉和粘結(jié)劑為原料，并以第一次造球所得球團為球核造球，所述碳粉為生產(chǎn)中普遍而常規(guī)采用的原料，可以選擇煤粉、焦粉或者其混合，所述粘結(jié)劑可以為常規(guī)生產(chǎn)中采用的膨潤土，也可以為其他無機或有機粘結(jié)劑，如環(huán)氧樹脂或水玻璃粉，或者上述三者的混合，特別的是，在第二次造球的原料中不含有鐵精粉，成品球團表面形成的均勻?qū)觾H由碳粉和粘結(jié)劑組成，該均勻?qū)釉跔t內(nèi)還原過程中阻斷了球團之間、球團與壁之間的黏結(jié)，保證還原鐵的正常生產(chǎn)。

原料碳粉組分具有親水性差的特點，傳統(tǒng)的造球工藝中由于原料的碳粉含量高不易成核，而通常采用冷壓制工藝造球，本發(fā)明的煤基直接還原鐵含碳球團的制備方法，可以采用冷壓制工藝進行第一次造球，第二次造球可采用成本低廉的盤式造球機進行造球；本發(fā)明最具優(yōu)勢的是可以通過控制第一次造球原料中碳粉的比例，使兩次造球過程均能夠在盤式造球機中進行，發(fā)明人研究發(fā)現(xiàn)，當鐵精粉、碳粉和粘結(jié)劑混合后，當碳粉的含量大于10%時，會對其混合組分成核性能產(chǎn)生明顯的影響導致初核不易形成，因此第一次造球過程中，控制原料中碳粉含量為0.1-10%，其含碳量較低能夠在盤式造球機中順利成核，混合原料的良好親水性同時使得第一次造球球團本身也具有可靠的機械強度；第二次造球中含碳量為10-80%，由于第二次造球是以第一次造球所得球團為核進行，第二次造球的高含碳量原料不會存在成核困難的問題，第一次造球后球團的優(yōu)選直徑為14-20mm，第二次造球后的球團優(yōu)選直徑為16-25mm，即在第一次造球球核基礎(chǔ)上覆蓋一層2-9mm厚的碳粉和粘結(jié)劑組成均勻?qū)樱摼鶆驅(qū)釉跔t內(nèi)還原過程中能阻斷球團之間、球團與壁之間的黏結(jié)，同時能為兩次造球后整個球團能為還原過程提供較為充足的含碳量，本發(fā)明的碳含量在造球中不做嚴格要求，生產(chǎn)中可以添加碳來進一步補充還原劑量，這也是常用生產(chǎn)手段和方法；兩次造球的優(yōu)選球體直徑，是以造球效率、球體機械強度和球體在還原爐內(nèi)的反應(yīng)狀態(tài)和停留時間而做出的優(yōu)化選擇；在第二次造球原料中，進一步的通過煤粉選材或者控制煤粉與焦粉的比例，控制碳粉灰分的軟熔點大于1150℃，能夠有效的防止球團在爐內(nèi)還原過程中球體外層發(fā)生熔融或黏結(jié)，保證球團外層的機械強度，相比于傳統(tǒng)造球工藝，本發(fā)明的制備方法所得的球團整體在一定程度上降低了粘結(jié)劑的含量，提高了還原爐的生產(chǎn)效率；需要說明的是，在第一次造球過程中除碳粉含量外，其他兩組分的配比可以根據(jù)實際生產(chǎn)的需求配比，為本領(lǐng)域公知技術(shù)，因此不做過多的限制和說明。

在實際操作中，可以依據(jù)原料碳含量來確定第一次和第二次造球的球團直徑大小，如第二次原料碳粉含量相對較低，則第一次的造球直徑適當縮小，將第二次造球直徑適當增大，使得覆蓋層增加，以平衡含碳球團整體的碳含量，反之亦然，在球團整個生產(chǎn)過程中可以通過造球機設(shè)置角度靈活操作控制。