專利名稱：一種熱搗固含碳成塊工藝及專用設備的制作方法
技術領域：
本發明涉及一種熱搗固含碳成塊工藝及專用設備，屬于煉鐵原料工藝技術領域。
背景技術：
從冶金工藝的優化、節能、資源再利用以及環境保護等角度出發，將鐵礦粉和冶金含鐵廢棄物與煤粉結塊作為一種新的煉鐵原料一直以來備受青睞。較早開發的是一些含碳和含鐵資源的冷固球團，其較差的強度限制其在高爐內的大量使用，另外，加入的粘結劑將增加高爐的渣量，這對高爐冶煉是非常不利的。近年來研究的熱點熱壓含碳球團 (Carbon Compositeizon hot Briqutte,簡稱CCB)，雖然與冷固結含碳球團相比，具有更好的冶金性能、高溫強度及還原性能，但是即使在設定的最佳工藝條件下(配鶴崗煤35%，熱壓溫度450° C，壓制壓力35Mpa)，所得到的冷態強度也超不過1200N/個球，與氧化球團的 2000-3000N/個球相比相差甚遠，上述CCB的數據是在試驗室條件下得到的，如果在工業生產中是否能達到此冷強度還待實踐檢驗，而一般豎爐或中小型高爐生產時貯運和冶煉過程要求，球團冷態抗壓強度大于1000 N/個球，隨著鋼鐵產業升級及節能環保要求，高爐大型化已成為趨勢，要求入爐原料冷強度>1800N/個，CCB在高爐中使用冷態強度低是其限制性環節。
發明內容
本發明目的是提供一種熱搗固含碳成塊工藝及專用設備，避免了冷固結含碳球團的強度低，添加粘結劑的缺點，同時具有CCB的優良性能而又保證冷態強度，解決背景技術中存在的上述問題。本發明的技術方案是一種熱搗固含碳成塊工藝，包含如下步驟
①將煤粉和鐵礦粉或冶金廢棄物干燥、混合、加熱；
②通過給料器送入搗固成型裝置，在模具中加壓搗固成型。所說的冶金廢棄物，包括燒結球團、煉鐵煉鋼、軋鋼工序產生的除塵灰及氧化鐵皮等含鐵廢料；所說的礦粉是鐵礦粉。煤粉和礦粉或冶金廢棄物，小于100目，進行制粉干燥處理，按如下質量百分比進行，煤粉30%-40%，礦粉或冶金廢棄物60-70%。上述混合物在加熱系統中加熱，加熱溫度，350° C -500° C，達到煙煤的熱塑性溫度，使煤的膠質體析出，利用煤的膠質體作為成塊粘結劑。一種熱搗固含碳成塊專用設備，包含皮帶輸送機、混料機、加熱裝置、給料器和搗固成型裝置，皮帶輸送機與混料機匹配連接，煤粉和鐵礦粉或冶金廢棄物在混料機內混合， 混合物送入加熱裝置進行加熱，加熱后的混合料通過給料器進入搗固成型裝置，在搗固成型裝置的模具中加壓搗固成型。所說的加熱裝置為電爐，給料器為螺旋給料器。所說的搗固成型裝置，由機體、模具、電機、搗固錘和脫模錘構成，機體上沿圓周方向均布若干個模具，模具的上方匹配設置搗固錘和脫模錘，搗固錘和脫模錘分別與電機連接。所說的模具包括模具孔、脫模孔、受料盤和底座，受料盤為帶孔圓盤，下面匹配設置模具孔，受料盤上的孔的數量、大小、位置與模具孔的數量、大小、位置相匹配，模具孔設置在底座上，模具孔的底部設有脫模孔，脫模孔的直徑大于模具孔的直徑。所說的模具孔數量為九個，三個模具孔上面匹配給料器，三個模具孔上面匹配給搗固錘，三個模具孔上面匹配脫模錘。給料器以3. Hcm7s的流量自動給料，受料圓盤每5秒轉動一次，以120° /5秒角速度旋轉到搗固錘下方，搗固錘以5-lOm/s的速度和2-3MI^壓力進行多次搗壓直至含碳壓塊搗固成型，實施例設計搗固5次，搗固錘移開，三個模具孔隨即旋轉到脫模位，在脫模位有三個電機帶動脫模錘將成型的搗固塊脫離受料圓盤，從而使其穿過脫模孔掉落，完成脫塊，至此熱搗固含碳成塊工藝全部完成。整個循環往復實現熱搗固壓塊功能，都是自動控制完成的。受料盤為圓柱形，在棘輪的帶動下轉動，用鑄鐵或鑄鋼制成。本發明的積極效果避免了冷固結含碳球團的強度低，添加粘結劑的缺點，同時具有CCB的優良性能而又保證冷態強度，經實驗證明，本發明成品塊冷強度可達2000N/個以上。
附圖1是本發明實施例工藝流程示意附圖2是本發明實施例工藝流程及設備布置示意圖； 附圖3是本發明實施例模具示意圖； 附圖4是本發明實施例成品形狀示意圖； 附圖5是本發明實施例受料、搗固、脫模示意圖； 附圖6是本發明實施例脫模示意圖中受料盤1、模具孔2、底座3、脫模孔4、受料位5、成品6、脫模位7、搗固位8、皮帶輸送機11、混料機12、加熱裝置13、給料器14、機體15、模具16、電機17、搗固錘18、脫模錘 19。
具體實施例方式以下結合附圖，通過實施例對本發明作進一步說明。一種熱搗固含碳成塊專用設備，包含皮帶輸送機11、混料機12、加熱裝置13、給料器14和搗固成型裝置，皮帶輸送機與混料機匹配連接，煤粉和鐵礦粉或冶金廢棄物在混料機內混合，混合物送入加熱裝置進行加熱，加熱后的混合料通過給料器進入搗固成型裝置， 在搗固成型裝置的模具中加壓搗固成型。所說的加熱裝置為電爐，給料器為螺旋給料器。所說的搗固成型裝置，由機體15、模具16、電機17、搗固錘18和脫模錘19構成，機體上沿圓周方向均布若干個模具，模具的上方匹配設置搗固錘和脫模錘，搗固錘和脫模錘分別與電機連接。所說的模具包括模具孔2、脫模孔4、受料盤1和底座3，受料盤為帶孔圓盤，下面匹配設置模具孔，受料盤上的孔的數量、大小、位置與模具孔的數量、大小、位置相匹配，模具孔設置在底座上，模具孔的底部設有脫模孔，脫模孔的直徑大于模具孔的直徑。本實施例中，模具孔數量為九個，三個模具孔上面匹配給料器，稱之為受料位5; 三個模具孔上面匹配給搗固錘，稱之為搗固位8 ；三個模具孔上面匹配脫模錘，稱之為脫模位7。參照附圖5，受料圓盤每5秒轉一次，每次轉120°，其上的9個孔中總有三個處于受料位5，三個處于搗固位8，三個處于脫模位7。當三個搗固壓塊脫模后，隨即旋轉到受料位，自動定量給料器定量下料后，三個模具孔受料后隨即旋轉到搗固位，三個搗固錘同時落下，開始搗壓，達到要求的壓力和次數后，搗固錘移開，三個模具孔隨即旋轉到脫模位，在脫模位有三個電機帶動脫模錘將成型的搗固塊脫離受料圓盤，從而使其穿過脫模孔掉落，完成脫塊，至此熱搗固含碳成塊工藝全部完成。實施例模具孔直徑為20mm，高度為50mm，見圖3。成品6搗固塊尺寸是模具孔設計的基礎數據，根據高爐對爐料粒度的要求，選擇20-50mm范圍。底座即搗固平臺能承受10000N的壓力，在脫模位設計成三個直徑25mm，高度30mm 的孔，即脫模孔，可以進行順利脫模。根據試驗設計成品6的尺寸為柱型，高20mm，直徑20mm，圖4為成品示意圖。模具孔設計為受料圓盤上均勻分布的直徑20mm，高50mm的孔。搗固錘和脫模錘均由錘桿與錘頭連接而成，采用不銹鋼制作，錘頭部分由經過表面硬化處理的不銹鋼板制成，具有強的剛度和好的穩定性，同時還可以減少搗固過程中的埋錘和粘料現象。搗固錘和脫模錘分別與減速機、電機連接，電動機經減速機帶動皮帶輪轉動從而帶動搗固主軸傳遞給搗固錘在模具孔內做快速沖擊運動，以搗實模具中原料，使之搗固成型。
實施例的工藝過程如下
1)把小于100目粒度的煤粉和鐵礦粉按3 7的比例經混合機混合，質量百分比為煤粉35%，鐵礦粉65% ；2)混合物在通過電爐加熱裝置時，加熱到450° C ；3)把加熱后的混合物裝到受料圓盤上部的螺旋給料器料斗；4)螺旋給料器以3. 14cm3/s的流量自動給料；5) 受料圓盤每5秒鐘轉動一次，以120° /5秒角速度旋轉到搗固錘下方；6)搗固錘以5-10m/ s的速度和2-3MI^壓力進行搗壓直至含碳壓塊搗固成型；共搗固五次；7)搗固錘移開，三個模具孔隨即旋轉到脫模位；8)在脫模位有三個電機帶動脫模錘將成型的搗固塊脫離受料圓盤，從而使其穿過脫模孔掉落，完成脫塊；9)成品塊篩分送至高爐料倉，成品塊冷強度可達 2000N/個以上，滿足高爐配礦需要。
權利要求
1.一種熱搗固含碳成塊工藝，其特征在于包含如下步驟①將煤粉和鐵礦粉或冶金廢棄物干燥、混合、加熱；②通過給料器送入搗固成型裝置，在模具中加壓搗固成型；所說的冶金廢棄物，包括燒結球團、煉鐵煉鋼、軋鋼工序產生的除塵灰及氧化鐵皮；所說的礦粉是鐵礦粉。
2.根據權利要求1所述之一種熱搗固含碳成塊工藝，其特征在于煤粉和礦粉或冶金廢棄物，小于100目，進行制粉干燥處理，按如下質量百分比進行，煤粉30%-40%，礦粉或冶金廢棄物60-70%。
3.根根據權利要求1或2所述之一種熱搗固含碳成塊工藝，其特征在于上述混合物在加熱系統中加熱，加熱溫度，350° C -500° C，達到煙煤的熱塑性溫度，使煤的膠質體析出， 利用煤的膠質體作為成塊粘結劑。
4.根據權利要求1或2所述之一種熱搗固含碳成塊工藝，其特征在于所說的搗固成型裝置，由機體(15)、模具(16)、電機(17)、搗固錘(18)和脫模錘(19)構成，機體上沿圓周方向均布若干個模具，模具的上方匹配設置搗固錘和脫模錘，搗固錘和脫模錘分別與電機連接。
5.根據權利要求4所述之一種熱搗固含碳成塊工藝，其特征在于所說的模具包括模具孔(2)、脫模孔(4)、受料盤(1)和底座(3)，受料盤為帶孔圓盤，下面匹配設置模具孔，受料盤上的孔的數量、大小、位置與模具孔的數量、大小、位置相匹配，模具孔設置在底座上，模具孔的底部設有脫模孔，脫模孔的直徑大于模具孔的直徑。
6.根據權利要求5所述之一種熱搗固含碳成塊工藝，其特征在于模具孔數量為九個， 三個模具孔上面匹配給料器，稱之為受料位(5)；三個模具孔上面匹配給搗固錘，稱之為搗固位(8)；三個模具孔上面匹配脫模錘，稱之為脫模位(7)；給料器以3. 14cm3/s的流量自動給料，受料圓盤每5秒轉動一次，以120° /5秒角速度旋轉到搗固錘下方，搗固錘以5-10m/ s的速度和2-3MI^壓力進行多次搗壓直至含碳壓塊搗固成型，搗固錘移開，三個模具孔隨即旋轉到脫模位，在脫模位有三個電機帶動脫模錘將成型的搗固塊脫離受料圓盤，從而使其穿過脫模孔掉落，完成脫塊，至此熱搗固含碳成塊工藝全部完成。
7.一種熱搗固含碳成塊專用設備，其特征在于包含皮帶輸送機(11)、混料機(12)、加熱裝置(13)、給料器(14)和搗固成型裝置，皮帶輸送機與混料機匹配連接，煤粉和鐵礦粉或冶金廢棄物在混料機內混合，混合物送入加熱裝置進行加熱，加熱后的混合料通過給料器進入搗固成型裝置，在搗固成型裝置的模具中加壓搗固成型，所說的加熱裝置為電爐，給料器為螺旋給料器。
8.根據權利要求7所述之一種熱搗固含碳成塊專用設備，其特征在于所說的搗固成型裝置，由機體(15)、模具(16)、電機(17)、搗固錘(18)和脫模錘(19)構成，機體上沿圓周方向均布若干個模具，模具的上方匹配設置搗固錘和脫模錘，搗固錘和脫模錘分別與電機連接。
9.根據權利要求8所述之一種熱搗固含碳成塊專用設備，其特征在于所說的模具包括模具孔(2)、脫模孔(4)、受料盤(1)和底座(3)，受料盤為帶孔圓盤，下面匹配設置模具孔， 受料盤上的孔的數量、大小、位置與模具孔的數量、大小、位置相匹配，模具孔設置在底座上，模具孔的底部設有脫模孔，脫模孔的直徑大于模具孔的直徑。
10.根據權利要求9所述之一種熱搗固含碳成塊專用設備，其特征在于模具孔數量為九個，三個模具孔上面匹配給料器，稱之為受料位(5)；三個模具孔上面匹配給搗固錘，稱之為搗固位(8)；三個模具孔上面匹配脫模錘，稱之為脫模位(7)。
全文摘要
本發明涉及一種熱搗固含碳成塊工藝及專用設備，屬于煉鐵原料工藝技術領域。技術方案是將煤粉和鐵礦粉或冶金廢棄物干燥、混合、加熱；通過給料器送入搗固成型裝置，在模具中加壓搗固成型；皮帶輸送機(11)與混料機(12)匹配連接，煤粉和鐵礦粉或冶金廢棄物在混料機內混合，混合物送入加熱裝置(13)進行加熱，加熱后的混合料通過給料器(14)進入搗固成型裝置，在搗固成型裝置的模具中加壓搗固成型。所說的加熱裝置為電爐，給料器為螺旋給料器。本發明的積極效果避免了冷固結含碳球團的強度低，添加粘結劑的缺點，同時具有CCB的優良性能而又保證冷態強度，經實驗證明，本發明成品塊冷強度可達2000N/個以上。
文檔編號C22B1/248GK102560095SQ201210027320
公開日2012年7月11日 申請日期2012年2月8日 優先權日2012年2月8日
發明者張紅闖, 李志全, 楊雙喜, 柴興春, 王文生, 賈文君, 郭蘭芬, 靳志剛 申請人:河北鋼鐵股份有限公司邯鄲分公司