一種熱壓含碳球團用添加劑及其制備使用方法
【專利摘要】本發明提供一種熱壓含碳球團用添加劑，其原料組成質量比為：生石灰40%～55%，氧化鋇18%～32%，二氧化錳10%～30%，二茂鐵9%～10%。將原料按比例放入混料機中攪拌10～20分鐘，混合均勻后即得到粉末狀添加劑。使用時添加劑占熱壓含碳球團的質量百分數為1%～2%。本發明添加劑在熱壓含碳球團還原過程中起催化劑、助熔劑的作用，配煤量可降低8～9個百分點，提高還原率5.5%，還原時間縮短10%。并可顯著降低熱壓含碳球團還原過程中有害氣體的排放量，減少環境污染。原料不含K、Na等對煉鐵過程中有害物質，避免有害物質在冶煉流程中的循環富集。添加劑價格便宜，使用量小，且制備與使用方法簡單，適合工業生產。
【專利說明】一種熱壓含碳球團用添加劑及其制備使用方法
【技術領域】
[0001]本發明屬于煉鐵球團礦【技術領域】，尤其涉及一種用于熱壓含碳球團所用的添加劑及其制備、使用方法。
【背景技術】
[0002]當前，鋼鐵生產所面臨的問題是工藝流程長、環境污染較為嚴重。另外原燃料條件逐漸惡化，優質礦產資源量減少，而高結晶水和高Al2O3含量礦石的使用量增加，這使得燒結和球團礦生產面臨巨大困難，同時也加重了高爐的負擔，導致其冶煉指標下降。另外，世界范圍內優質焦煤資源日趨匱乏，價格極其昂貴。所以為了鋼鐵產業的持續良性發展，各國都致力于開發革新新型的鋼鐵冶金技術。而我國高爐爐料主要以高堿度燒結礦為主，配加部分球團礦和塊礦，且我國富礦較少，多為貧礦，這就導致了我國煉鐵工業優質原料緊缺的現狀更為嚴重，從而使我國煉鐵原料質量及其生產技術的優化迫在眉睫。目前作為高還原性的優質煉鐵原料，含碳球團一直備受青睞，成為試驗和工業應用研究的熱點和焦點。
[0003]含碳球團多為含鐵原料(主要是鐵精礦粉)和含碳原料(如煤粉)的混合物，為了免去傳統的高溫燒結造塊過程并提高其強度，一般需配入適量的粘結劑。這樣就有效縮短了鋼鐵冶金流程，大大提高了生產效率。并且含碳球團自身帶有還原劑，鐵礦粉與還原劑緊密接觸，在加熱過程中能夠快速還原鐵氧化物，具有良好的還原性能。同時使用一部分煤粉代替冶金焦炭，節省了資源。因此，含碳球團作為新型優質煉鐵原料一直備受青睞。
[0004]較早開發并獲得較多研究成果的是一些含碳和含鐵資源的冷固結球團，主要應用于直接還原和熔融還原工藝中。它是由含鐵粉料配以固體還原劑(煤粉和焦粉)與適當的粘結劑充分混合后經造球機造球或壓球機壓制而成的冷壓塊。常見的冷壓塊方法包括水玻璃固結法、高壓蒸養法、碳酸法、固結法以及水泥固結法等。冷固結球團實際是含鐵料、粘結劑與含碳原料的機械混合物。所使用的`粘結劑包括有機粘結劑和無機粘結劑。使用有機粘結劑以各種方法制成的冷固結團礦目前尚無一例成功。
[0005]近年來，在冷固結基礎上一種新型含碳球團——熱壓含碳球團(簡寫為CCB)生產技術被成功開發。熱壓含碳球團為普通鐵礦粉和煤粉的混合物的熱壓塊。將煤粉、鐵礦粉經預熱處理后按一定的比值配料混合，煤在軟化熔融狀態與含鐵原料粘結后熱壓成塊，再進一步進行熱處理得到最終產品。整個過程不添加粘結劑，充分利用煤的熱塑性來保證熱壓產品的強度。與其他含碳球團相比，熱壓含碳球團具有良好的微觀結構，入爐品位高，成渣率低、強度高、傳熱性好以及還原性強等優點。據相關研究結果，熱壓含碳球團抗壓強度高，高溫還原反應后強度甚至高于燒結礦和普通球團。針對我國鋼鐵產業的原燃料條件，開發熱壓含球團生產技術更具有特殊意義。
[0006]目前，熱壓含碳球團生產技術尚在起步階段，很多相關領域尚屬空白。燒結礦、球團礦生產技術比較成熟，提高球團強度、還原速率、還原度的添加劑也比較成熟，種類繁多。但燒結礦、球團礦生產過程均是氧化氣氛下并經歷焙燒階段，而熱壓含碳球團生產過程是還原氣氛下，所以燒結礦、球團礦添加劑無法直接應用到熱壓含碳球團生產過程中。
【發明內容】

[0007]本發明的目的旨在提供一種可提高熱壓含碳球團還原反應速率和還原度，降低固體燃耗，增加煉鐵產能，降低生產成本和改善環境質量的熱壓含碳球團用添加劑及其制備、使用方法。
[0008]為此，本發明所采取的解決方案是:
[0009]一種熱壓含碳球團用添加劑，其原料組成質量比為:
[0010]生石灰40%~55%，氧化鋇18%~32%，二氧化錳10%~30%，二茂鐵9%~10%。
[0011]所述生石灰中CaO含量大于90%，生石灰粒級< 200目的占90%以上。
[0012]所述氧化鋇中BaO含量大于95%，氧化鋇粒級< 200目的占90%以上。
[0013]所述二氧化錳中MnO2含量大于70%, 二氧化錳粒級< 200目的占90%以上。
[0014]所述二茂鐵中CltlHltlFe含量大于70%, 二茂鐵粒級< 200目的占90%以上。
[0015]一種上述熱壓含碳球團用添加劑的制備方法，其特征在于，將生石灰、氧化鋇、二氧化錳、二茂鐵按比例放入混料機中攪拌10~20分鐘，使其混合均勻，得到粉末狀添加劑。
[0016]一種上述熱壓含碳球團用添加劑的使用方法，其特征在于，所述添加劑占熱壓含碳球團的質量百分數為1%~2%。
[0017]與已有技術相比，本發明的有益效果為: [0018]1.本發明使用生 石灰、二氧化錳、氧化鋇和二茂鐵為原料，不含如K、Na等對煉鐵過程中有害物質，減少有害物質在冶煉流程中的循環富集。
[0019]2.本發明添加劑在熱壓含碳球團還原過程中起催化劑、助熔劑、催化助燃劑的作用，配煤量可降低8~9個百分點，有效降低燃料消耗，提高還原率5.5%，提高還原速率，使還原時間縮短10%。
[0020]3.本發明添加劑會顯著降低熱壓含碳球團還原過程中有害氣體的排放量，減少環境污染。
[0021]4.本發明價格便宜，使用量小，每噸熱壓含碳球團添加劑成本為15~25元。
[0022]5.本發明添加劑制造工藝、使用方法都較為簡單，適合工業生產。
【具體實施方式】
[0023]下面結合實施例對本發明加以進一步說明。
[0024]實施例所涉及的百分數均為質量百分數。所用生石灰中CaO含量大于90%,生石灰粒級< 200目的占90%以上；氧化鋇中BaO含量大于95%，氧化鋇粒級< 200目的占90%以上；二氧化錳中MnO2含量大于70%，二氧化錳粒級< 200目的占90%以上；二茂鐵中CltlHltlFe含量大于70%，二茂鐵粒級< 200目的占90%以上。
[0025]實施例1:
[0026]原料組分及含量為:生石灰55%、氧化鋇18%、二氧化錳18%、二茂鐵9%。將上述原料加入混料機，攪拌10分鐘，使其混合均勻，制得粉末狀添加劑。
[0027]實施例2
[0028]原料組分及含量為:生石灰50%、氧化鋇22%、二氧化錳19%、二茂鐵9%。將上述原料加入混料機，攪拌15分鐘，使其混合均勻，制得粉末狀添加劑。[0029]實施例3
[0030]原料組分及含量為:生石灰40%、氧化鋇20%、二氧化錳30%、二茂鐵10%。將上述原
料加入混料機，攪拌20分鐘，使其混合均勻，制得粉末狀添加劑。
[0031]實施例4
[0032]原料組分及含量為:生石灰55%、氧化鋇15%、二氧化錳20%、二茂鐵10%。將上述原
料加入混料機，攪拌13分鐘，使其混合均勻，制得粉末狀添加劑。
[0033]實施例5
[0034]原料組分及含量為:生石灰48%、氧化鋇22%、二氧化錳21%、二茂鐵9%。將上述原
料加入混料機，攪拌17分鐘，使其混合均勻，制得粉末狀添加劑。
[0035]使用時，將實施例1、2、3、4、5分別按熱壓含碳球團混合料總量的1%~2%比例均
勻混合到熱壓含碳球團中，即可進行直接還原。實施例與對比例結果見下表:
[0036]
【權利要求】
1.一種熱壓含碳球團用添加劑，其特征在于，其原料組成質量比為: 生石灰40%~55%，氧化鋇18%~32%，二氧化錳10%~30%，二茂鐵9%~10%。
2.根據權利要求1所述的熱壓含碳球團用添加劑，其特征在于，所述生石灰中CaO含量≥ 90%,生石灰粒級< 200目的占90%以上。
3.根據權利要求1所述的熱壓含碳球團用添加劑，其特征在于，所述氧化鋇中BaO含量≥95%，氧化鋇粒級< 200目的占90%以上。
4.根據權利要求1所述的熱壓含碳球團用添加劑，其特征在于，所述二氧化錳中MnO2含量≥70%，二氧化錳粒級< 200目的占90%以上。
5.根據權利要求1所述的熱壓含碳球團用添加劑，其特征在于，所述二茂鐵中CltlHltlFe含量≥70%，二茂鐵粒級< 200目的占90%以上。
6.一種如權利要求1所述熱壓含碳球團用添加劑的制備方法，其特征在于，將生石灰、氧化鋇、二氧化錳、二茂鐵按比例放入混料機中攪拌10~20分鐘，使其混合均勻，得到粉末狀添加劑。
7.—種如權利要求1所述熱壓含碳球團用添加劑的使用方法，其特征在于，所述添加劑占熱壓含碳球團的質量百分數為1%~2%。
【文檔編號】C22B1/245GK103484666SQ201310407736
【公開日】2014年1月1日 申請日期:2013年9月7日 優先權日:2013年9月7日
【發明者】韓子文, 王再義, 李金蓮, 任偉, 王亮, 張偉 申請人:鞍鋼股份有限公司