本發(fā)明屬于熔融還原煉鐵技術(shù)領(lǐng)域，更具體地說，涉及一種抑制COREX豎爐內(nèi)球團黏結(jié)的方法。

背景技術(shù)：

高爐煉鐵系統(tǒng)(包括焦化、燒結(jié)、高爐)經(jīng)過幾百年應(yīng)用發(fā)展，具有技術(shù)完善、生產(chǎn)量大、設(shè)備壽命長等優(yōu)點。但其流程長、投資大、污染嚴重、靈活性較差，尤其是世界煉焦煤資源日益匱乏，在量與質(zhì)上都難以滿足高爐煉鐵的需要，促使人們開發(fā)新的煉鐵工藝。

熔融還原煉鐵是非高爐煉鐵的主流工藝，是當代冶金工業(yè)的前沿技術(shù)之一，它的開發(fā)應(yīng)用是對傳統(tǒng)高爐煉鐵工藝的根本性變革。COREX熔融還原煉鐵工藝是近幾年已趨成熟的新型煉鐵生產(chǎn)方法，也是中國目前唯一應(yīng)用于工業(yè)實踐的熔融還原煉鐵工藝，它不僅能使用非煉焦煤直接煉鐵，而且工藝流程短、投資小、生產(chǎn)成本低、污染少、生產(chǎn)的鐵水質(zhì)量能夠與高爐鐵水相媲美。此外，還能夠利用過剩的高質(zhì)量煤氣在豎爐中生產(chǎn)海綿鐵，替代優(yōu)質(zhì)廢鋼供應(yīng)電爐煉鋼，這對沒有條件采用天然氣氣基豎爐法大量生產(chǎn)海綿鐵的我國來說，其更具意義。

COREX熔融還原煉鐵工藝是使用球團礦和部分塊礦作為原料進行冶煉，其生產(chǎn)流程由上下兩部分組成，上部是還原豎爐，下部是熔化氣化爐。上部裝入的爐料(塊礦、球團或燒結(jié)礦等塊狀物)還原成金屬化率為90％～95％的海綿鐵，然后分別由多臺水冷螺旋輸送機連續(xù)供給下方的熔化氣化爐并在此進行熔化和終還原。COREX熔融還原煉鐵工藝要求料柱具有良好的透氣性，降低爐內(nèi)壓力降，以利于氣流分布。但由于COREX豎爐內(nèi)的還原氣具有較強的還原勢，豎爐內(nèi)爐料受到較大的擠壓力，荷重大，使得爐料在還原過程中發(fā)生一定程度的粉化，易造成爐料黏結(jié)，從而導致豎爐料柱的透氣性變差，排料不暢，影響豎爐的順行。

COREX豎爐內(nèi)含鐵爐料的黏結(jié)一直是COREX工藝的一個重大難題。印度VJSL公司1號和2號預(yù)還原豎爐因爐料黏結(jié)而進行清空處理，到2004年，年均因爐料黏結(jié)產(chǎn)生的清爐次數(shù)達到3次/年。南非COREX-2000預(yù)還原豎爐的運行情況比印度稍好，但每年需要清空作業(yè)的次數(shù)仍大于2次。寶鋼C-3000投產(chǎn)截止2014年以來，因豎爐內(nèi)爐料黏結(jié)，已進行了8次清空作業(yè)，豎爐清空不僅需要長時間的休風，而且還要消耗大量的物料和人力，嚴重影響著COREX工藝鐵水的競爭力。COREX豎爐內(nèi)的黏結(jié)相主要由較高金屬化率的鐵礦粉組成，預(yù)還原豎爐內(nèi)爐料黏結(jié)的主要原因有兩個，其一是含鐵爐料的還原粉化，在煤氣的高還原勢，特別是含有較高H₂含量的還原煤氣作用下，導致塊礦、球團礦的還原粉化加劇，產(chǎn)生較多的 含鐵粉末，構(gòu)成黏結(jié)物形成的物質(zhì)基礎(chǔ)；其二是含粉末爐料間的高溫擠壓，在料柱的高荷重及大爐身角的爐型影響下，爐料承受較大的擠壓力，這一方面加劇了爐料的破碎，另一方面又使得含粉末爐料之間產(chǎn)生長時間的緊密接觸，引起晶粒擴散、晶界移動、晶粒生長及再結(jié)晶等一類的高溫固相黏結(jié)現(xiàn)象發(fā)生，從而構(gòu)成黏結(jié)物形成的充分條件。

我國自引進COREX后，豎爐內(nèi)黏結(jié)問題也一直存在，始終沒有得到很好地解決。寶鋼COREX工藝實踐表明，豎爐內(nèi)爐料黏結(jié)的類型是一種固相黏結(jié)類型。預(yù)還原豎爐內(nèi)爐料粉化，容易黏結(jié)成塊，累計到一定的程度后，使得豎爐下部的螺旋排料器排料困難，而被迫進行清爐作業(yè)，嚴重影響預(yù)還原豎爐的順行，降低了設(shè)備使用效率，增高了煉鐵成本。目前，COREX工藝緩解爐料黏結(jié)的措施主要是通過降低還原氣體氣速和降低還原溫度，但是這兩種措施在防止爐料黏結(jié)的同時，使得氣體利用率和球團金屬化率偏低，且后者還加重了熔融氣化爐的負擔。因此，研究出一種能夠有效抑制COREX豎爐內(nèi)球團間黏結(jié)的方法對于我國熔融還原煉鐵工藝的發(fā)展就十分必要。

經(jīng)專利檢索，中國專利號：201210007269.3，授權(quán)公告日：2014年8月6日，發(fā)明創(chuàng)造名稱：一種豎爐內(nèi)黏結(jié)爐料破碎裝置，該申請案的破碎裝置設(shè)置在豎爐圍管入口中心線以下且下表面為水平面，其豎爐圍管通過水平設(shè)置在爐壁上的煤氣支管Ⅱ與所述破碎裝置下面形成的煤氣通道連通；上述破碎裝置上部為圓弧面且設(shè)有破碎件，在驅(qū)動裝置的作用下可以旋轉(zhuǎn)。該申請案的破碎裝置安裝在螺旋排料器之上，從而對還原過程中產(chǎn)生的黏結(jié)球團進行破碎，在一定程度上能夠改善爐料的粘結(jié)狀況，但該申請案是在豎爐內(nèi)產(chǎn)生黏結(jié)后再進行機械破碎，無法從源頭上抑制黏結(jié)的發(fā)生，且其不適用于大規(guī)模工業(yè)生產(chǎn)。

又如，中國專利申請?zhí)枺?01310512779.0，申請日：2013年10月25日，發(fā)明創(chuàng)造名稱為：處理高磷鮞狀赤鐵礦豎爐防球團高溫還原黏結(jié)的方法，該申請案是將高磷鮞狀赤鐵礦粉與煤粉、脫磷劑和粘接劑按合適的比例進行配料、混碾、壓球，制成冷固結(jié)球團，該固結(jié)球團經(jīng)過烘干或養(yǎng)生處理，進入直接還原豎爐。該申請案通過粘結(jié)劑的添加、豎爐的結(jié)構(gòu)設(shè)計及球團表面防黏結(jié)劑的共同作用，在一定程度上能夠改善高磷鮞狀赤鐵礦在豎爐中的球團黏結(jié)問題，但其主要是針對含碳球團的黏結(jié)問題，與COREX豎爐內(nèi)的球團成分差別較大，因此該申請案并不能用于解決COREX豎爐內(nèi)的球團黏結(jié)現(xiàn)象。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

1.發(fā)明要解決的技術(shù)問題

本發(fā)明的目的在于克服我國現(xiàn)有COREX熔融煉鐵工藝中豎爐內(nèi)球團間易發(fā)生黏結(jié)，從而導致料柱的透氣性較差，嚴重影響預(yù)還原豎爐的順行，降低了設(shè)備使用效率，增高了煉鐵成本的不足，提供了一種抑制COREX豎爐內(nèi)球團黏結(jié)的方法。通過使用本發(fā)明的方法能夠 有效避免COREX豎爐內(nèi)球團間黏結(jié)現(xiàn)象的發(fā)生，保證了豎爐的順行，提高了生產(chǎn)效率。

2.技術(shù)方案

為達到上述目的，本發(fā)明提供的技術(shù)方案為：

本發(fā)明的一種抑制COREX豎爐內(nèi)球團黏結(jié)的方法，是通過將生球球團焙燒后在球團表面制備一層固體抑制劑，制成涂層球團來實現(xiàn)的。

更進一步地，上述方法包括以下步驟：

(1)將生球球團進行焙燒，形成氧化球團成品；

(2)在焙燒后的氧化球團成品表面制備一層固體抑制劑，制成涂層球團；

(3)將制成的涂層球團烘干后加入荷重還原爐中進行還原，還原氣采用H₂和CO的混合氣體。

更進一步地，步驟(1)中生球球團進行焙燒之前置于900-1000℃下進行預(yù)熱12-15min，且生球球團焙燒溫度為1250-1320℃，時間為12-15min。

更進一步地，步驟(2)中制備涂層球團的具體操作為：將焙燒后的氧化球團成品置于圓盤造球機中，在造球機轉(zhuǎn)動過程中，加入固體抑制劑粉末，同時噴灑一定量的水，使球團表面均勻裹上一層固體抑制劑，即得涂層球團。

更進一步地，所述的固體抑制劑為Ca(OH)₂。

更進一步地，所述涂層球團表面固體抑制劑的厚度為0.2-0.5mm。

更進一步地，步驟(2)中在制備涂層球團之前先噴水將焙燒后的氧化球團成品潤濕，噴水量控制為氧化球團成品質(zhì)量的1-1.2％；在圓盤造球機中制備涂層球團過程中，噴水量按照涂層質(zhì)量:噴水質(zhì)量＝3:4-1:1的比例進行控制。

更進一步地，步驟(3)中將制成的涂層球團置于105±5℃溫度下烘干120-150min，涂層球團在還原爐中的還原溫度控制在800-950℃之間，還原時間為2.5-3h。

更進一步地，所述的還原氣體總流量為0.8-0.9m³/h，還原氣體中H₂和CO所占體積百分比＞90％，且H₂和CO的體積比為3:10-1:1。

更進一步地，所述的固體抑制劑粉末中的有效成分含量＞50％，SiO₂含量＜3％，且固體抑制劑中粒度小于75μm的粉末所占質(zhì)量百分比＞85％。

3.有益效果

采用本發(fā)明提供的技術(shù)方案，與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有如下顯著效果：

(1)本發(fā)明的一種抑制COREX豎爐內(nèi)球團黏結(jié)的方法，通過將生球球團焙燒后在球團表面制備一層固體抑制劑，從而可以有效改善COREX豎爐工藝中球團礦的黏結(jié)問題，有利于預(yù)還原豎爐的順行，提高了COREX豎爐設(shè)備的利用效率，降低了生產(chǎn)成本。由于本發(fā)明 中是將生球球團焙燒后得到熟球團，然后再在球團表面制備固體抑制劑層的，從而可以保證固體抑制劑層作用的發(fā)揮，有效防止COREX豎爐內(nèi)球團黏結(jié)的發(fā)生，避免了采用生球造球時，由于造球機內(nèi)壁沾有很多鐵礦粉料，從而使涂層球團表面也會沾上鐵礦粉料，進而導致涂層球團的作用明顯降低，無法保證其使用效果。

(2)本發(fā)明的一種抑制COREX豎爐內(nèi)球團黏結(jié)的方法，通過對生球球團的成球條件進行控制，并對生球球團進行焙燒之前的預(yù)熱溫度、預(yù)熱時間及焙燒溫度、焙燒時間進行優(yōu)化控制，從而可以保證球團入爐后的強度，降低了球團的粉化率，克服了因入爐球團低溫還原粉化率高而造成入爐粉末過多、加重黏結(jié)現(xiàn)象的不足。

(3)本發(fā)明的一種抑制COREX豎爐內(nèi)球團黏結(jié)的方法，選用Ca(OH)₂作為固體抑制劑，對于抑制COREX豎爐內(nèi)的球團黏結(jié)現(xiàn)象具有較好的作用，且Ca(OH)₂較易均勻地涂覆于球團表面，與熟球團的結(jié)合較牢固，從而進一步保證了其使用效果。本發(fā)明中通過對固體抑制劑層的厚度進行有效控制，從而既能夠保證所得涂層球團造球緊實，又能夠有效避免涂層過厚時對球團的后續(xù)使用性能影響較大。此外，選用Ca(OH)₂作為固體抑制劑不會引入新的雜質(zhì)元素，不會增加冶煉負擔，相比機械破碎，可以在源頭上抑制黏結(jié)的產(chǎn)生。

(4)本發(fā)明的一種抑制COREX豎爐內(nèi)球團黏結(jié)的方法，通過在圓盤成球機中進行成球處理，并在制備涂層球團之前先噴水將焙燒后的氧化球團成品潤濕，噴水量控制為氧化球團成品質(zhì)量的1-1.2％；在圓盤造球機中制備涂層球團過程中，噴水量按照涂層質(zhì)量:噴水質(zhì)量＝3:4-1:1的比例進行控制，從而可以將固體抑制劑均勻地裹覆于球團表面，保證球團表面涂層的緊實性，能夠有效防止固體抑制劑層與球團之間發(fā)生剝裂，從而進一步保證了涂層球團的使用性能，能夠有效防止球團在COREX豎爐內(nèi)的黏結(jié)。

(5)本發(fā)明的一種抑制COREX豎爐內(nèi)球團黏結(jié)的方法，通過將制成的涂層球團進行烘干處理，并控制涂層球團在COREX豎爐內(nèi)的還原溫度、還原時間及還原氣的組分配比，從而可以進一步減少球團在COREX豎爐內(nèi)的黏結(jié)現(xiàn)象。

(6)本發(fā)明的一種抑制COREX豎爐內(nèi)球團黏結(jié)的方法，其涂層球團的加工是直接利用現(xiàn)有的圓盤造球機，設(shè)備和操作簡單，不需要對現(xiàn)有設(shè)備進行較大改造，成本較低，便于工業(yè)推廣應(yīng)用。

附圖說明

圖1為本發(fā)明的一種抑制COREX豎爐內(nèi)球團黏結(jié)的方法的工藝流程圖；

圖2為本發(fā)明的一種COREX涂層球團的生產(chǎn)裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3為實施例1獲得的還原金屬化球團的黏結(jié)指數(shù)曲線。

示意圖中的標號說明：

1、涂層料罐；2、下料管；201、下料控制閥；3、造球機；4、刮刀；5、進水管；501、流量閥；502、噴頭；6、噴淋支管；601、流量閥；7、上料傳輸帶；8、焙燒爐；801、熟球存儲區(qū)；9、下料傳輸帶；10、涂層球團。

具體實施方式

為進一步了解本發(fā)明的內(nèi)容，現(xiàn)結(jié)合附圖和實施例對本發(fā)明作詳細描述。

實施例1

如圖2所示，本實施例的一種COREX涂層球團的生產(chǎn)裝置，包括焙燒爐8、造球機3、涂層料罐1和進水管5，其中，所述的焙燒爐8與熟球存儲區(qū)801相連，且該熟球存儲區(qū)801通過上料傳輸帶7與造球機3相連，本實施例的造球機3采用圓盤造球機。所述的涂層料罐1通過下料管2與造球機3相連，該涂層料罐1內(nèi)裝有固體抑制劑Ca(OH)₂，且在下料管2上設(shè)有下料控制閥201。所述進水管5端部的噴頭502位于造球機3的上方，且進水管5靠近噴頭502的一端設(shè)有流量閥501，上述噴頭502采用霧化噴頭。上述進水管5還與噴淋支管6相連，該噴淋支管6位于上料傳輸帶7的上方，且噴淋支管6上設(shè)有流量閥601。本實施例中造球機3內(nèi)刮刀4的刀架與造球機盤底平行設(shè)置，在造球機3中造好后的涂層球團10通過下料傳輸帶9輸送至烘箱進行干燥。

具體生產(chǎn)過程中，生球球團經(jīng)焙燒爐8焙燒處理后運輸至熟球存儲區(qū)8進行冷卻，在熟球存儲區(qū)8冷卻后的球團經(jīng)上料傳輸帶7輸送至造球機3，在上料傳輸帶7輸送過程中，通過噴淋支管6端部的霧化噴頭噴灑霧化水，先使球團潤濕，球團經(jīng)過潤濕后再進入造球機3中，從而可以增大其毛細力，增強氧化球團對固體抑制劑料的吸附能力，使固體抑制劑更易料黏附在熟球團上，保證了球團的涂層強度。而噴淋支管6上流量閥601的設(shè)置可以對噴淋支管6的噴水量進行控制，從而進一步保證了涂層球團的使用效果。氧化球團進入造球機3后，通過涂層料罐1可以為球團提供固體抑制劑Ca(OH)₂粉末，并通過進水管5端部的噴頭502噴灑水，通過造球機3的轉(zhuǎn)動從而在氧化球團表面裹上一層固體抑制劑。具體生產(chǎn)時，可以通過下料管2上的下料控制閥201對固體抑制劑的量進行調(diào)節(jié)控制，并通過流量閥501對造球過程中的噴水量進行調(diào)節(jié)控制。

本實施例的一種抑制COREX豎爐內(nèi)球團黏結(jié)的方法，是將生球球團焙燒后在球團表面制備一層固體抑制劑來制成涂層球團，從而可以有效改善COREX豎爐工藝中球團礦的黏結(jié)問題，有利于預(yù)還原豎爐的順行，提高了COREX豎爐設(shè)備的利用效率，降低了生產(chǎn)成本。如圖1所示，其具體步驟為：

(1)將造好的生球球團于950℃下進行預(yù)熱12min，然后置于1250℃下焙燒15min，形成氧化球團成品，本實施例中生球球團的主要成分如下表1，單位(％)。

表1實施例1生球球團的主要成分(％)

值得說明的是，研究表明，固相黏結(jié)主要有兩種類型：1、鐵晶須的出現(xiàn)后，鐵晶須會機械的交互纏繞在一起；2、鐵離子的相互滲透引起固相擴散反應(yīng)的黏結(jié)。由于COREX豎爐中，高溫態(tài)下的爐料因擠壓而長時間緊密接觸，因此COREX豎爐中一般以第二種固相黏結(jié)類型為主。由于COREX的豎爐因料柱有效荷重高，故爐料被擠壓的程度大，需要比相同條件下的高爐承受更大的荷重擠壓力，因此其球團黏結(jié)現(xiàn)象就更加突出，其對防止球團黏結(jié)措施的要求也就愈加嚴苛，防止其他高爐內(nèi)球團發(fā)生黏結(jié)的措施對于防止COREX豎爐內(nèi)的球團黏結(jié)效果較差。

發(fā)明人最初采用生球球團來直接制備涂層球團，但其經(jīng)過大量試驗研究卻發(fā)現(xiàn)，由于生球造球過程中，造球機內(nèi)壁沾有很多鐵礦粉料，添加涂層材料的同時也會沾上鐵礦粉料，無法保證球團礦表面涂層材料的效果；生球涂層球團礦焙燒后相互之間易黏結(jié)在一起，也與粘土耐火盤黏結(jié)在一起，從而引出了一系列的負面效應(yīng)。為此，發(fā)明人嘗試采取一系列措施，效果均不顯著，最終發(fā)明人意外發(fā)現(xiàn)，將生球球團焙燒后得到熟球團，然后再在球團表面制備固體抑制劑層，可以保證固體抑制劑層作用的充分發(fā)揮，有效防止了COREX豎爐內(nèi)球團黏結(jié)的發(fā)生，克服了采用生球造球時，涂層球團表面易沾上鐵礦粉料，從而導致涂層球團的作用明顯降低的不足。此外，為了滿足COREX豎爐對防止球團黏結(jié)的需求，發(fā)明人經(jīng)過大量實驗研究，對生球球團的成分(TFe含量＞62％，CaO+MgO＜3.5％)及成球工藝、預(yù)熱和焙燒工藝進行了優(yōu)化設(shè)計，本實施例中生球球團成球時膨潤土的添加量為1.5％，所得生球水分8.0％，造球時間為12min，預(yù)熱溫度950℃，預(yù)熱時間12min，焙燒溫度1250℃，焙燒時間15min，從而可以有效保證球團入爐后的強度，降低了球團的粉化率，克服了因入爐球團低溫還原粉化率高而造成入爐粉末過多、加重黏結(jié)現(xiàn)象的不足。本實施例中焙燒后的氧化球團強度大于2500N。

(2)取500g焙燒后的氧化球團成品置于圓盤造球機中，在造球機轉(zhuǎn)動過程中，加入32.5g Ca(OH)₂粉末作為固體抑制劑，同時噴灑32ml水，使球團表面均勻裹上一層固體抑制劑，即制得涂層球團。本實施例中球團在圓盤造球機中轉(zhuǎn)動時間為3min，且通過控制成球過程控制所得涂層球團表面固體抑制劑層的厚度為0.5mm，從而既能夠保證所得涂層球團造球緊實，又能夠有效避免涂層過厚時對球團的后續(xù)使用性能影響較大。本實施例中固體抑制劑為Ca(OH)₂，固體抑制劑粉末中的有效成分含量＞50％，SiO₂含量＜3％，且固體抑制劑中粒度小于75μm的粉末所占質(zhì)量百分比＞85％，從而能夠進一步促進固體抑制劑層作用的有效發(fā) 揮，有利于使COREX豎爐內(nèi)的球團黏結(jié)現(xiàn)象得到進一步改善。

值得注意的是，申請?zhí)枮?01410407653.1的發(fā)明專利公開了一種氣基豎爐直接還原-磁選分離處理高磷礦的煉鐵方法，該申請案中雖然是將生球團焙燒后，在氧化球團表面涂一層防黏劑，然后再投入氣基豎爐中，但其采用氧化鈣或氧化鎂作為防黏劑，發(fā)明人經(jīng)過試驗研究發(fā)現(xiàn)，采用氧化鈣作為防黏劑，對于抑制COREX豎爐內(nèi)的球團黏結(jié)現(xiàn)象效果并不理想。發(fā)明人經(jīng)過大量實驗研究發(fā)現(xiàn)，選用Ca(OH)₂作為固體抑制劑，對于抑制COREX豎爐內(nèi)的球團黏結(jié)現(xiàn)象具有較好的效果，同時選用Ca(OH)₂作為固體抑制劑也不會引入新的雜質(zhì)元素，不會增加冶煉負擔，相比機械破碎，可以在源頭上抑制黏結(jié)的產(chǎn)生。但是，發(fā)明人在研究過程中發(fā)現(xiàn)，由于熟球團表面較光滑，難以將Ca(OH)₂粉末黏結(jié)至熟球團表面，Ca(OH)₂固體抑制劑層易與球團剝離，因此，如何在熟球團表面做粘結(jié)層成了困擾發(fā)明人最大的問題。

發(fā)明人經(jīng)過大量實驗，最終得出本實施例的方法，即采用圓盤造球機來制備Ca(OH)₂固體抑制劑層，尤其重要的是，在制備涂層球團之前必須先噴水將焙燒后的氧化球團成品潤濕，噴水量需控制為氧化球團成品質(zhì)量的1-1.2％，本實施例中噴水量為6ml，從而可以增大其毛細力，增強氧化球團對固體抑制劑料的吸附能力，使固體抑制劑更易料黏附在熟球團上，保證了球團的涂層強度。在圓盤造球機中制備涂層球團過程中，噴水量按照涂層質(zhì)量:噴水質(zhì)量＝3:4-1:1的比例進行控制，從而能夠保證Ca(OH)₂較易均勻地涂覆于熟球團表面，且與熟球團的結(jié)合較牢固，保證了球團表面涂層的緊實性，能夠有效防止固體抑制劑層與球團之間發(fā)生剝裂，從而進一步保證了涂層球團的使用效果，能夠有效防止球團在COREX豎爐內(nèi)的黏結(jié)。此外，還必須保證球團在圓盤造球機中轉(zhuǎn)動時間>2min，從而使Ca(OH)₂涂層粉末可以均勻涂抹，轉(zhuǎn)動過程起到壓實涂層粉末的作用，并能夠保證涂層的強度，待涂層混勻，即制成涂層球團。

(3)將制成的涂層球團置于105℃溫度下烘干120min后加入模擬COREX預(yù)還原豎爐的荷重還原爐中，于溫度800℃下進行還原反應(yīng)，還原時間為2.5h。其中，還原氣采用H₂和CO的混合氣體，還原氣體中H₂和CO所占體積百分比＞90％，且H₂和CO的體積比為1:3，本實施例中還原氣體CO流量為0.6m³/h，H₂流量為0.2m³/h，爐內(nèi)荷重為1.4kg/cm²。

本實施例通過將制成的涂層球團進行烘干處理，并對COREX豎爐內(nèi)的還原溫度、還原時間進行優(yōu)化控制，從而可以進一步減少球團在COREX豎爐內(nèi)的黏結(jié)現(xiàn)象。在現(xiàn)有的豎爐還原工藝中，由于COREX爐中H₂所占比例較小，更容易發(fā)生固相黏結(jié)。因此，本實施例中發(fā)明人通過適當增加還原氣中H₂的體積百分比，在一定程度上能夠減緩鐵晶須黏結(jié)類型的產(chǎn)生，從而有助于進一步抑制COREX預(yù)還原豎爐內(nèi)的球團黏結(jié)現(xiàn)象。

本實施例的涂層球團還原結(jié)束后，獲得還原金屬化球團，測定其球團黏結(jié)指數(shù)，球團黏 結(jié)指數(shù)測定方法為：取還原后樣品中相互黏結(jié)的球團稱重，并從1m的高度落下10次，記錄每次落下后仍黏結(jié)在一起的重量，然后用每次落下后的黏結(jié)的球團質(zhì)量對落下次數(shù)作下圖。定義黏結(jié)指數(shù)(SI)為圖中曲線之下面積所占的百分比，還原后的球團樣品若無黏結(jié)的情況則黏結(jié)指數(shù)為0，而當落下10次后球團結(jié)塊的質(zhì)量無變化則認為此時球團還原后的黏結(jié)指數(shù)為100％。測試結(jié)果(如圖3所示)表明，本實施例還原后的球團黏結(jié)指數(shù)SI<25％，符合工藝要求，因此，Ca(OH)₂粉末可以較好的抑制COREX豎爐內(nèi)球團黏結(jié)的發(fā)生，但其能夠抑制黏結(jié)的原因還有待進一步研究分析。

實施例2

本實施例的一種抑制COREX豎爐內(nèi)球團黏結(jié)的方法，是將生球球團焙燒后在球團表面制備一層固體抑制劑來制成涂層球團，從而可以有效改善COREX豎爐工藝中球團礦的黏結(jié)問題，有利于預(yù)還原豎爐的順行，提高了COREX豎爐設(shè)備的利用效率，降低了生產(chǎn)成本。其具體步驟為：

(1)將造好的生球球團于1000℃下進行預(yù)熱14min，然后置于1300℃下焙燒13min，形成氧化球團成品，本實施例中生球球團的主要成分見表2，生球球團成球時膨潤土的添加量為1.3％，所得生球水分8.0％，造球時間為10min。

表2實施例2生球球團的主要成分(％)

(2)取500g焙燒后的氧化球團成品置于圓盤造球機中，在造球機轉(zhuǎn)動過程中，加入17.5g Ca(OH)₂粉末作為固體抑制劑，同時噴灑17ml水，使球團表面均勻裹上一層固體抑制劑，即制得涂層球團。在制備涂層球團之前必須先噴水將焙燒后的氧化球團成品潤濕，本實施例中噴水量為5ml，球團在圓盤造球機中的轉(zhuǎn)動時間為3min，所得涂層球團表面固體抑制劑層的厚度為0.2mm。本實施例中固體抑制劑Ca(OH)₂粉末中的有效成分含量＞50％，SiO₂含量＜3％，固體抑制劑中粒度小于75μm的粉末所占質(zhì)量百分比＞85％，從而能夠進一步促進固體抑制劑層作用的有效發(fā)揮，有利于使COREX豎爐內(nèi)的球團黏結(jié)現(xiàn)象得到進一步改善。

(3)將制成的涂層球團置于100℃溫度下烘干150min后加入模擬COREX預(yù)還原豎爐的荷重還原爐中，于溫度950℃下進行還原反應(yīng)，還原時間為2.8h。其中，還原氣采用H₂和CO的混合氣體，還原氣體中H₂和CO所占體積百分比＞90％，且H₂和CO的體積比為1:3，本實施例中還原氣體CO流量為0.6m³/h，H₂流量為0.2m³/h，爐內(nèi)荷重為1.4kg/cm²。

本實施例的涂層球團還原結(jié)束后，獲得還原金屬化球團，測定其球團黏結(jié)指數(shù)，球團黏結(jié)指數(shù)測定方法同實施例1。

對比例1

本對比例是將焙燒后得到的氧化球團(即未涂層球團)直接投入荷重還原爐中，其他試驗參數(shù)同實施例1。分別測量實施例1、實施例2與對比例1所得還原金屬化球團在不同還原溫度下的球團黏結(jié)指數(shù)，結(jié)果如表3所示。由表3中可以看出，將本對比例中未涂層球團直接進入荷重還原爐時，球團的黏結(jié)現(xiàn)象較嚴重，而實施例1、實施例2的球團在還原爐中的粘結(jié)現(xiàn)象則得到明顯改善。因此，采用本發(fā)明的方法可以有效抑制COREX預(yù)還原豎爐內(nèi)的球團黏結(jié)現(xiàn)象。

表3球團黏結(jié)指數(shù)

實施例3

本實施例的一種抑制COREX豎爐內(nèi)球團黏結(jié)的方法，是將生球球團焙燒后在球團表面制備一層固體抑制劑來制成涂層球團，從而可以有效改善COREX豎爐工藝中球團礦的黏結(jié)問題，有利于預(yù)還原豎爐的順行，提高了COREX豎爐設(shè)備的利用效率，降低了生產(chǎn)成本。其具體步驟為：

(1)將造好的生球球團于900℃下進行預(yù)熱15min，然后置于1320℃下焙燒12min，形成氧化球團成品，本實施例中生球球團的主要成分見表4，生球球團成球時膨潤土的添加量為1.7％，所得生球水分8.0％，造球時間為15min。

表4實施例3生球球團的主要成分(％)

(2)取500g焙燒后的氧化球團成品置于圓盤造球機中，在造球機轉(zhuǎn)動過程中，加入25g Ca(OH)₂粉末作為固體抑制劑，同時噴灑33ml水，使球團表面均勻裹上一層固體抑制劑，即制得涂層球團。在制備涂層球團之前必須先噴水將焙燒后的氧化球團成品潤濕，本實施例中噴水量為5.5ml，球團在圓盤造球機中的轉(zhuǎn)動時間為4min，所得涂層球團表面固體抑制劑層的厚度為0.3mm。本實施例中固體抑制劑Ca(OH)₂粉末中的有效成分含量＞50％，SiO₂含量＜3％，固體抑制劑中粒度小于75μm的粉末所占質(zhì)量百分比＞85％，從而能夠進一步促進固體抑制劑層作用的有效發(fā)揮，有利于使COREX豎爐內(nèi)的球團黏結(jié)現(xiàn)象得到進一步改善。

(3)將制成的涂層球團置于110℃溫度下烘干135min后加入模擬COREX預(yù)還原豎爐的荷重還原爐中，于溫度900℃下進行還原反應(yīng)，還原時間為3h。其中，還原氣采用H₂和CO的混合氣體，還原氣體中H₂和CO所占體積百分比＞90％，且H₂和CO的體積比為3:10，本實施例中還原氣體的總流量為0.9m³/h，爐內(nèi)荷重為1.4kg/cm²。

本實施例的涂層球團還原結(jié)束后，獲得還原金屬化球團，測定其球團黏結(jié)指數(shù)，球團黏結(jié)指數(shù)測定方法同實施例1，且其球團黏結(jié)指數(shù)與實施例1較為接近。