[发明专利]一种高强度煤基直接还原生球块的制造方法及其设备

说明书

技术领域

本发明涉及一种直接还原复合球块的制造方法，适用于钢铁冶金工业的煤基直接还原原料准备工艺，可用于普通铁矿、含多种金属的粉尘与煤或焦粉压制高强度复合生球块的工厂。本发明还包括实施所述的制造方法的设备。

背景技术

目前国内外煤基直接还原复合球造块采用的一般为人工造块，系将含铁矿粉或含多种有用金属的粉尘、煤粉或焦粉与粘结剂混合后，再进行人工造块。传统的人工造块方法包括两种，第一种人工造块方法是使用圆盘造球机造块，边加水边加粉，靠加水粘结粉料，小颗粒在旋转盘内滚动长大成型，球的紧密度由自重决定，这种工艺复合球的水分高，达10～12％，需要烘烤干，排除球内水分任务重，设备庞大，工艺中有原料干燥、加水成球、再干燥湿球的重复作业，能耗高，球的强度极差。

第二种人工造块方法是用压球机直接将混合后的料压制成块状，系采用对辊压力挤压粉料而成型，适合于原料粒度粗且品种较多的团块加压成型。

压团法优于滚动球团法之处在于：压团比圆盘球的湿度低，而且压团和固结后的团块的抗压强度比圆盘球团的强度高。然而，传统的压团造块工艺物料计量用动态皮带称，物料计量不准确，物料混合不均匀且混合料缺少密实度，影响团块的质量。向压块机投料时既无法控制机上装料的充满度，也不能控制投料快慢，加之压制时不重视压紧力调整，不能保证团块的强度和密度，同时也影响生产效率。不同料会适用于不同大小的球的形状，球块尺寸目前由压球机厂选择，常常把煤球尺寸(如Φ50mm)套用到矿煤复合球上，效果很差。压块成型时间往往被设备配置限定，从而固定了压辊的转速，因此成型时间也固定，造成压块操作参数无法调节、压紧力不便调整、团块成品性能(如密度和强度)差和粉料碎料多。

目前人们在压球机造块领域提高压团的密度和强度的摸索，较大部分是集中在对压块前原料的天然性质的改进方面，通过改进加入在物料中的添加物来改进球团块的强度和降低成本，如中国专利CN1247803C公开的方法是通过添加纤维素作为粘结剂，使压团过程顺利进行。但是采用纤维素作为粘结剂只是一种理论想象，由于当今国内外混合压球用铁矿粉与煤粉是两种性质非常不同的料，比重相差3倍左右，粒度相差5～10倍，压力大小和粘结剂很难选择，国内外工业生产中都未解决好，使高压压球机压制球块的成球率非常低，仅50～70％。一般压制后碎料粉料多，影响环境，而且成球的强度差，例如1m高落地1次即碎，影响产品收得率和还原炉烟气系统，生产率受限。

另外，还有相当一部分的现有技术是通过改进压团的某个工艺条件来提高压团的密度和强度。如中国专利CN101003852A，该专利是把煤粉加热至100～200℃，矿粉加热至600～750℃，生石灰加热至约200℃，三者混合搅拌15～20min，在350～500℃温度下进行热压，然后放入500～600℃的容器中，保持20～30min。但上述专利方法均是不具备工业实用价值及可操作性的不惜成本的办公室方案，在工业生产中没有一家实施。

工业实践证明，要切实解决提高压团的密度和强度的问题，仅靠改进一种材料、或整体工艺中的某一、两个工艺环节或仅靠其中的某个装置都是不可能达到工业生产实际要求的。需要针对每种球的组分、用途、经济成本，在影响造球强度诸多的因素中，综合考虑如何平衡优选。因此，本发明人把影响生球强度的所有因素列出来，在大量试验基础上，找出每个环节可能出现的所有毛病，包括一般人不太注意的问题，排除相互制约的因素，发现只有从精确配料、高效混合、干混后再湿混碾压，饱满供料，合适的压紧力和成型时间，配入返回料等多种手段上扬长避短，才能把高强度复合球压制成功。

发明内容

本发明的目的是提供一种高强度直接还原生球块的制造方法及其设备，即在压球成型工艺中，通过合理的综合应用精确配料和给料、高效混合、预压、控制供料和配入返回料及调整压制力和成型时间等新工艺中的多种有效措施，可大幅度提高生球块的强度和降低总成本。