專利名稱：高碳鐵精粉塊礦及制作工藝的制作方法
技術領域：
本發明涉及一種煉鐵原料及制作工藝，特別是適于高爐或其它豎直爐煉鐵的原料。
目前，在冶煉中，通常采用粉狀鐵精粉燒結成塊礦或焙燒成球團礦作為煉鐵原料，為了減少冶煉中焦碳用量，較先進的方法是在球團制作過程中，以非焦煉(無煙煤、半焦煤等)代替昂貴的焦炭，并以熟料(皂上、石灰等)作為粘合劑，不經過燒結制成具有一定強度的球團鐵精礦，上述球團配料本身也帶來一些問題。
一、因大量熟料的加入至使碳和鐵精礦粉的接觸面積減少削弱了碳的直接還原能力。實驗證明800～1000℃強度下，30分鐘使該球團金屬化率＜50%。
二、大量熟料(10%以上)加入，至使球團礦含鐵量(品位)下降5～6%，使高爐產量下降10%以上，焦比上升6、10%，實際上，抵消或降低了非焦煤代替焦炭的增產降能作用。
三、用熟料粘接的球團礦，一個球的低溫強度僅有承受25～60公斤，遠遠不能滿足高爐(尤其300立方米以上中大型高爐)對原料的要求，又不具備抗水性，從而貯運過程中極容易粉化。
四、因采用非焦煤1300℃下反應后的余碳不具備結焦作用，加之作為粘合劑的熟料軟熔溫度低，至使該球團礦高溫強度大大降低，從而失去實用價值。
鑒此，本發明的目的是提供一種高碳鐵精粉塊礦及制作工藝，使用鐵精礦粉、混合煤粉和粘合劑配制而成的礦塊，作為自帶碳的煉鐵原料。
本發明的目的是這樣實現的它的配方(按重量百分比)為鐵精礦粉74～85%混合煤粉10～20%粘合劑5～8%其制作工藝步驟如下一、首先，一方面把按重量比為30%焦煤、50%煙煤和20%焦粉的三種固體物質混合并粉碎成100目的混合煤粉;
二、同時另一方面把按重量比為模數≥3的硅酸鈉溶液50%、丙三醇乙酸酯(或松香樹脂)0.5～2%和擴散劑亞甲基二萘磺酸鈉濃度4%的水溶液48～49.5%三種液體均勻混合，并加熱至80℃～90℃，同時強烈攪拌6～10分鐘形成粘合劑;
三、然后把按重量比為10～20%的混合煤粉與含鐵量≥64%的鐵精礦74～85%放入強力攪拌機中，干攪拌3分鐘后，再加入5～8%的粘合劑攪拌8分鐘呈均勻混合物;
四、將上述攪拌好的混合物送入對輥擠壓機擠壓成形φ40×25毫米的鐵精粉塊礦，經篩分出外形尺寸大于10毫米的濕塊礦進入200～250℃烘干爐，而外形尺寸小于10毫米的粉狀礦重新返回對輥擠壓機壓制成塊;
五、上述大于10毫米的濕塊礦，在200～250℃烘干爐內烘烤20分鐘，便獲得高碳鐵精粉塊礦煉鐵原料。
由于采用上述方案，不但加速了氧化鐵的還原反應速度，節省大量焦炭(經工業試驗證明煉鐵焦比下降200公斤/每噸)，能保證了作為煉鐵原料的含碳鐵精塊礦的高低溫強度。
本發明的配方中，混合煤粉含量和添加劑的作用，對產品的影響說明如下混合煤粉是由焦煤、無煙煤和焦粉混合而成。鐵精礦粉和碳呈高分散狀緊密接觸，并具有很大接觸面積，因而氧化鐵和碳的直接還原反應比例很高。高溫下煤氣化形成強反應性還原氣體氫、甲烷、一氧化碳等參與間接還原;由于鐵精礦粉的平均直徑僅0.08毫米，故還原性氣體擴散路徑非常短，隨著爐料下降，進入1000℃～1300℃的高溫區后僅20分鐘，于是，93%以上的氧化鐵即可被還原為鐵，并彼此相聯而形成網狀金屬骨架，使高溫強度得以保證。在高溫下，一部分煤和焦粉參與還原反應，而未反應的煤，由于焦煤的結焦作用，進一步保證了鐵精粉塊礦的高溫強度。
粘合劑是由硅酸鈉溶液，丙三醇乙酸酯或松香樹脂和擴散劑(亞甲基二萘磺酸鈉)水溶液混合而組成。其中硅酸鈉具有粘合作用，通過擴散劑(亞甲基二萘磺酸鈉)使硅酸鈉能很好地潤滑鐵精礦粉和煤粉的表面，達到分散均勻的目的，從而大大提高粘合效果(300～600kg)。另一方面由于該粘合劑中作為粘合作用的硅酸鈉溶液折合成因體量僅占整個鐵精粉塊礦總量的1%～2%，與采用熟料作為粘合劑制成的球團礦相比，可大大提高鐵精粉礦的比例，從而使鐵精粉塊的含鐵量遠高于熟料粘結球團礦，為高爐或其它熔煉設備的高產打下了必不可少的基礎。又因為加入的粘合劑中高模數硅酸鈉僅占50%，保證了鐵精塊礦的堿金屬增量很小即使高爐用這種塊礦量在50%以上也低于高爐的排堿量，完全滿足高爐冶煉要求。
由于上述添加劑的作用，使本發明的高碳鐵精粉塊礦自帶(自身含碳)10～18%以上的碳，基本上滿足了該鐵精粉塊礦自身化學反應所需要的碳，以及轉變成鐵水的溶解吸收所需的碳，工業試驗證明煉鐵焦比下降200公斤/每噸鐵。
下面敘述本發明的一實施例及其實施效果按重量配方如下鐵精礦粉74%混合煤粉20%粘合劑6%其中混合煤粉的成份(按重量比)焦煤30%無煙煤50%焦粉20%粘合劑的成份(按重量比)硅酸鈉溶液50%4%亞甲基二萘磺酸鈉48～49.5%丙三醇乙酸酯0.5～2%參照
圖1敘述上面配方的制作工藝步驟圖1本發明實施例的工藝流程圖。
一、首先，把按重量比為30%焦煤、50%煙煤和20%焦粉的三種固體物質混合并粉碎成100目的混合煤粉，其中篩余物小于10%(按重量);
二、另一方面把按重量比為模數≥3的硅酸鈉溶液50%、丙三醇乙酸酯或松香樹脂0.5～2%和亞甲基二萘酸鈉濃度4%的水溶液48～49.5%;三種液體均勻混合，并加熱80℃～90℃，同時強烈攪拌6～10分鐘形成粘合劑;
三、然后把按重量比為20%的混合煤粉與含鐵量64%的鐵精礦74%放入強力攪拌機中，干攪拌3分鐘后，再加入6%的粘合劑攪拌8分鐘呈均勻混合物;
四、將上述攪拌好的混合物送入對輥擠壓機擠壓成形φ40×25毫米的鐵精粉塊礦，經篩分出外形尺寸大于10毫米的濕塊礦進入200～250℃烘干爐，而外形尺寸小于10毫米的粉狀礦重新返回對輥擠壓機壓制成塊;
五、上述大于10毫米的濕塊礦，在200～250℃烘干爐內烘烤20分鐘，使獲得高碳鐵精粉塊礦產品。
下面的試驗是在4.8立方米熱風的鐵爐內，對上述實施例的高碳鐵精粉塊礦肖鐵和燒結球團礦作煉鐵原料的效果相比較采用燒結球團礦(含鐵52～56%)煉鐵時，焦比為1300公斤/1噸鐵，利用系數1.8。
采用渣鐵(含鐵70～75%)煉鐵時，焦比為850公斤/1噸鐵，利用系數3.7。
采用本實施例的塊礦50%(按重量)和渣鐵(含鐵70～75%)50%(按重量)混合煉鐵時，熱風溫度300℃、焦比920公斤/1噸鐵，利用系數3.8。
采用本實施例的塊礦80%(按重量)和渣鐵(含鐵70～75%)20%(按重量)混合煉鐵時，熱風溫度180℃、焦比600公斤/1噸鐵，利用系數3.7。
采用本實施例的塊礦100%煉鐵時，焦比608公斤/1噸鐵，利用系數3.5。
由此看出，本實施例的塊礦作為煉鐵原料，使焦比下降，節省焦炭，降低成本。
附圖1中名稱1.焦煤2.無煙煤3.焦粉4.硅酸鈉5.丙三醇乙酸酯或松香樹脂6.擴散劑7.混合煤粉8.鐵精礦粉9.粘合劑10.攪拌機11.對輥擠壓機12.篩分器13.烘干爐14.煉鐵原料倉
權利要求
1.一種高碳鐵精粉塊礦，其特征是它含碳量占整個重量的10～18%，主要由鐵精礦粉、混合煤粉和粘合劑組成，按重量計，其成份范圍鐵精礦粉 74～85%混合煤粉 10～20%粘合劑5～8%以上成份總和為100%。
2.一種高碳鐵精粉塊礦制作工藝，其特征是包括下列步驟一、按重量比為30%焦煤、50%煙煤和20%焦粉的三種固體物質混合并粉碎成100目的混合煤粉;二、按重量比為模數≥3的硅酸鈉溶液50%、丙三醇乙酸酯(或松香樹脂)0.5～2%和擴散劑亞甲基二萘磺酸鈉濃度4%的水溶液48～49.5%三種液體均勻混合，并加熱至80℃～90℃，同時強烈攪拌6～10分鐘形成粘合劑;三、把重量比為10～20%的混合煤粉與含鐵量≥64%的鐵精礦74～85%放入強力攪拌機中，干攪拌3分鐘后，再加入5～8%的粘合劑攪拌8分鐘呈均勻混合物;四、將上述攪拌好的混合物送入對輥擠壓機擠壓成形φ40×25毫米的鐵精粉塊礦，經篩分出外形尺寸大于10毫米的濕塊礦進入200～250℃烘干爐，而外形尺寸小于10毫米的粉狀礦重新返回對輥擠壓機壓制成塊;五、上述大于10毫米的濕塊礦，在200～250℃烘干爐內烘烤20分鐘，便獲得高碳鐵精粉塊礦煉鐵原料。
3.按權利要求1所述的高含碳鐵精粉塊礦，其特征是上述混合煤粉按重量比的成份焦煤 30%無煙煤 50%焦粉 20%
4.按權利要求1所述的高含碳鐵精粉塊礦，其特征是上述粘合劑按重量比的成份范圍硅酸鈉溶液 50%亞甲基二萘磺酸鈉 48～49.5%丙三醇乙酸酯 0.5～2%以上成份總和為100%。
5.按權利要求1所述的高含碳鐵精粉塊礦，其特征是上述粘合劑按重量比的成份范圍硅酸鈉溶液 50%亞甲基二萘磺酸鈉 48～49.5%以上成份總和為100%。
全文摘要
本發明涉及一種煉鐵原料及制作工藝，特別是適于高爐或其它豎直爐煉鐵的原料。它自身含碳量占整個重量的10～18％，它的主要成分有鐵精礦粉、混合煤粉和粘合劑，其中混合煤粉是由焦煤、無煙煤和焦粉混合而成，粘合劑是由硅酸鈉溶液、擴散劑和丙三醇乙酸酯或松香樹脂混合而成，以上成分經混合、壓制成塊及烘干。從而得到一種具有極高強度、高反應性的煉鐵原料，同時節省焦炭。
文檔編號C22B1/14GK1071963SQ9211479
公開日1993年5月12日 申請日期1992年12月26日 優先權日1992年12月26日
發明者王黎暉, 李文采, 范英俊, 劉明忠, 于滿 申請人:王黎暉, 李文采, 王立新