[發明專利]一種金屬化焙燒過程中的球團包衣料和防粘結方法

有效

• 申請號: 201610282949.4
• 申請日: 2016-05-03
• 公開（公告）號: CN105886689B
• 公開（公告）日: 2018-02-09
• 發明（設計）人: 張穎異;呂學偉;呂煒;白晨光
• 申請（專利權）人: 重慶大學
• 主分類號: C21B13/00
• 分類號: C21B13/00;C22B1/242;C22B1/02
• 代理公司: 重慶信航知識產權代理有限公司50218
• 代理人: 穆祥維

技術領域

本發明涉及直接還原鐵生產技術領域，主要涉及直接還原鐵生產過程中的連續下料、防止粘接、節能降耗，特別涉及一種金屬化焙燒過程中的球團包衣料和防粘結方法。

背景技術

當前，由于高爐煉鐵工藝賴以依存的煉焦煤資源日益稀缺，造成高爐煉鐵生產成本居高不下，高爐煉鐵工業可持續發展受到資源供給不足、能源稀缺、生態環境的制約。直接還原工藝可以擺脫對燒結、煉焦工藝的依賴，無需使用焦炭，減少了工藝生產流程和單元工序，是高爐工藝的有益補充，具有生產效率高、產能大、環境友好等特點。豎爐直接還原工藝是最具有代表性的直接還原工藝之一，近年來在墨西哥、伊朗、沙特、阿聯酋、印度等國家發展迅速，近期投產的單套生產裝置產能已達到200萬噸以上。

但是，氣基豎爐、煤基豎爐在生產直接還原鐵的過程中，很容易出現球團高溫粘接的問題，嚴重影響了豎爐直接還原過程的進行和該工藝的進一步推廣應用，造成了生產不連續、操作困難、還原時間長、產能下降、生產成本上升等嚴重問題。在直接還原過程中，金屬化球團表面已經形成了大量的金屬鐵，此時紅熱高溫的金屬化球團若堆積在一起，會進一步粘結成團并形成堅硬的大塊球團，大塊球團的形成容易堵塞還原室，導致物料下降不順，制約生產的延續性。此外大塊的粘結球團在作為直接還原鐵進入熔化爐進行熔煉時，容易堵塞下料管道，同時影響融化速度。因此，要保證直接還原和熔化的連續性，必須保證金屬化球團（DRI）具有較高的高溫散落性，否則會對相應的技術指標、噸鐵能耗和工藝順暢性產生嚴重制約。

發明內容

針對現有技術存在的上述不足，本發明的目的是提供一種金屬化焙燒過程中的球團包衣料和防粘結方法，以解決現有技術在球團包衣料和防粘接過程中存在的強度低、易剝離、粘接嚴重、操作困難等問題。

為實現上述目的，本發明采用如下技術方案：一種金屬化焙燒過程中的球團包衣料和防粘結方法，包括球團表面粘接劑涂覆、包衣料制備、包衣料包裹球團、球團干燥處理4個工藝單元，包衣的對象是球團礦或氧化球團以及各類鐵礦石球團，其工藝步驟如下：

S1：球團表面粘接劑涂覆：將無機粘結劑或有機粘結劑溶液涂覆在滾動的球團礦表面; 通過在球團表面涂覆無機和有機粘結劑，可以有效的將包衣料和球團粘接在一起，達到粘接緊密、不脆裂、有一定冷強度、高溫下不與球團剝離的效果；

S2：包衣料制備：將稱量好的煤粉、石灰石和鈦精礦混合均勻后得到包衣料，并將得到的包衣料后入布料器待用，該包衣料的粒度為200～300目；將衣料的粒度的限定在200～300目的范圍可以有效提高包衣料的包裹效率。

S3：包衣料包裹球團：將步驟S2制備的包衣料包裹在步驟S1中得到的涂覆有粘結劑的球團表面；

S4：球團干燥處理：對步驟S3得到表面具有包衣料的球團進行預熱干燥，然后送入還原爐內進行直接還原。該球團表面的包衣料和球團包裹緊密，具有一定的冷強度和高溫強度，高溫下不與球團剝離，能夠有效解決球團的高溫還原粘接問題。

作為優選，所述步驟S1中的無機粘結劑為CaCl₂溶液，有機粘結劑溶液為工業糖漿或甲基纖維素溶液。該無機粘結劑CaCl₂溶液的生產成本較低，有機粘結工業糖漿或甲基纖維素溶液雖然成本較無機粘結劑較貴，但是可以達到更好的包衣效果，提高球團的抗高溫粘結能力。

作為優選，所述無機粘結劑CaCl₂溶液的濃度為10～20%；所述有機粘結劑溶液的濃度為5～15%。通過對無機粘結劑和有機粘結劑使用濃度的限定，可以更好的改善包衣料的包裹效果，防止球團高溫粘接，同時最大程度的降低生產成本。

作為優選，所述步驟S1中將無機粘結劑或有機粘結劑溶液通過噴頭經霧化方式涂覆在滾動的球團礦表面，并通過控制噴霧速率和球團礦的滾動速度來控制球團礦表面涂覆劑的厚度。實現包衣料與粘接劑的有效結合，提高球團表面包衣料層與球團的結合強度。

作為優選，所述步驟S1中單次噴霧的噴霧速率和球團的滾動速度分別為8～24 L/min和4～12 m/min。通過對粘結劑噴霧速率和球團滾動速度的限定，可以準確的控制球團表面的包衣料層厚度，從而實現球團抗高溫粘接能力的精確控制。

作為優選，所述步驟S2中煤粉、石灰石和鈦精礦三者的質量分數分別為45～55、25～35、15～25。包衣料中的煤粉和CaCO₃能夠有效的防止球團高溫粘接，同時CaCO₃的分解能夠有效促進碳的氣化反應，加速還原，縮短球團金屬化時間。