本發明屬于冶金輔料領域，具體涉及一種冷壓球團及其制備方法。

背景技術：

為了保護環境和廢棄資源綜合利用，現有技術將來自提釩、煉鐵等工序的除塵灰和連鑄、熱軋工序的氧化鐵皮通過加工生產成為冷壓球團，用作煉鋼轉爐造渣劑和提釩轉爐冷卻劑。

然而現有工藝制備冷壓球團具有成球率不高、生產效率低的缺點，同時造成生產現場大量粉塵、工作環境惡劣。

技術實現要素：

為了解決上述制備冷壓球團存在的缺陷，本發明所要解決的第一個技術問題是提供一種制備冷壓球團的方法。該方法包括以下步驟：按重量百分比，將氧化鐵皮50～53％、提釩除塵灰31～35％、高爐除塵灰15～19％以及粘接劑進行混碾，混碾結束后控制壓力為6～12MPa壓制成球團，球團在50～60℃下烘烤即可。

優選的，上述制備冷壓球團的方法中，所述粘接劑的加入量為其他三種原料總重量的3～4％。

優選的，上述制備冷壓球團的方法中，所述氧化鐵皮來自熱軋工序或連鑄工序，主要成分為SiO₂ 10～11％、CaO12～14％、P0.01～0.1％、H₂O 3～5％、TFe51～58％、S 0.03～0.1％。

優選的，上述制備冷壓球團的方法中，所述提釩除塵灰來自提釩工序，主要成分為SiO₂2.5～5％、CaO 1.0～2.0％、P 0.05～0.1％、H₂O 0.1～0.5％、TFe 55～65％、S 0.1～1％。

優選的，上述制備冷壓球團的方法中，所述高爐除塵灰來自煉鐵工序，主要成分為SiO₂3～5％、CaO 1～3％、P 0.01～0.1％、H₂O 0.1～0.4％、TFe 50～60％、S 0.1～0.5％。

優選的，上述制備冷壓球團的方法中，所述氧化鐵皮晾曬至含水量在3％以下。

優選的，上述制備冷壓球團的方法中，所述粘接劑分三次加入。

進一步的，上述制備冷壓球團的方法中，所述粘接劑第一次在配料完成時加入，第二次在混碾開始后10～15min加入，第三次在出料前5min加入。

優選的，上述制備冷壓球團的方法中，所述混碾的物料出現團狀后混碾結束。

進一步的，上述制備冷壓球團的方法中，所述混碾時間為30～35min。

本發明所要解決的第二個技術問題是提供上述方法制備得到的冷壓球團。

優選的，上述冷壓球團中，其主要成分為TFe≥60％、SiO₂≤10％、H₂O≤2％、CaO≤3％。

本發明通過合理地控制原料添加比例、壓球壓力、烘烤溫度等參數，這些參數相輔相成，最終使成球率從常規方法的60％提高到了80％，并且所得初球和成球各性能指標良好，能夠很好地應用于后續提釩或煉鋼造渣；且提高了生產效率，減少了粉塵的產生，改善了作業環境，減少崗位人員勞動強度。

具體實施方式

一種制備冷壓球團的方法，包括如下步驟：(1)將含有水分的氧化鐵皮自然晾曬只含水量在3％以下；(2)篩選原輔料當中的雜物；(3)按重量百分比，將氧化鐵皮50～53％、提釩除塵灰31～35％、高爐除塵灰15～19％和適量粘接劑混碾；(4)控制壓球機壓力為6～12MPa成球；(5)控制烘烤溫度為50～60℃對球團進行烘烤即可。

步驟(1)將連鑄、熱軋的氧化鐵皮(含5％的水分)自然晾曬7天以上，是為了減少原料中的含水量至3％以下，保障后續工序步驟(3)中粘接劑劑的加入量和后期成球水分控制。生產線使用晾曬過后的氧化鐵皮比之前直接使用含水分較高的氧化鐵皮能提高1.0％粘接劑添加量。

步驟(2)對原輔料進行篩選是為了避免雜物進入設備，造成堵料、設備卡死等情況，保障生產工序之間的銜接。所述氧化鐵皮來自熱軋工序或連鑄工序，主要成分為SiO₂10～11％、CaO12～14％、P 0.01～0.1％、H₂O 3～5％、TFe51～58％、S 0.03～0.1％。所述提釩除塵灰來自提釩工序，主要成分為SiO₂2.5～5％、CaO 1.0～2.0％、P 0.05～0.1％、H₂O 0.1～0.5％、TFe 55～65％、S 0.1～1％。所述高爐除塵灰來自煉鐵工序，主要成分為SiO₂3～5％、CaO1～3％、P 0.01～0.1％、H₂O 0.1～0.4％、TFe 50～60％、S 0.1～0.5％。

步驟(3)為了保證優質的冷壓球團指標要求TFe≥60％、SiO₂≤10％、H₂O≤2％、CaO≤3％，發明人經過大量試驗研究發現將原料按以下比例氧化鐵皮50～53％、提釩除塵灰31～35％、15～19％高爐除塵灰混合制球，生產出的成品冷壓球團通過成分化驗其成分均能達到指標要求。

并且，物料在混碾機內進行混合時，物料中的水分含量之間影響粘結劑的加入量，通過步驟(1)對原輔料水分控制后，發明人發現可較現有方法加大粘結劑的加入量，優選為原料總重量的3～4％。

進一步的，冷壓球團原輔料中含有CaO和H₂O，在混碾過程中會反應產生熱量，在反應初期加入粘接劑，混碾機內溫度較高，較高的溫度會破壞粘接劑中的有效成分，造成粘接性差、成球率低；在反應后期加入粘接劑，需延長時間來保障物料和粘接劑充分混合，將降低生產效率。針對以上問題，發明人發現可將粘接劑分為三次加入：第一次在配料完成時加入，第二次在混碾開始后10～15min加入，第三次在出料前5min加入，從而能夠有效地保障物料與藥劑混合，同時粘接劑中的水分能幫助消解原輔料中的CaO，分三次加入減小粘接劑有效成分被反應初期高溫破壞。優選的，混碾出現球團時混碾結束。具體的，混碾時間為30～35min，物料的粘接效果最好，也可根據實際情況合理的調整混碾時間。

步驟(4)物料通過壓球機成球，壓力調節到6～12MPa，冷壓球團易于脫模，減少半球產生，提高初球強度和成球率，減少了現場粉塵的產生改善了現場作業環境。

步驟(5)球團烘烤溫度試驗發現：a、鏈篦機烘烤溫度調至低于50℃，烘烤后的冷壓球團還含有多余的水分，造成運輸皮帶托輥和儲存倉結垢嚴重；b、鏈篦機烘烤溫度調至60℃，能夠避免冷壓球團中粘接劑有效成分失去粘性，控制合適的烘烤時間可達到水分指標H₂O≤2％的要求，成球率較好，鏈篦機內產生的粉料減少，運輸設備和存儲倉結垢情況減少；c、鏈篦機烘烤溫度調至60℃及以上，冷壓球團在烘烤過程中，溫升較快化學反應劇烈會出現爆裂情況，嚴重影響成球率產生大量的粉料。則控制烘烤溫度為50～60℃。烘烤時間為70min以上。

經過上述各方面的改進，本發明冷壓球團初球強度提高，現場環境改善粉塵減少，為員工提供了一個更好的作業環境。通過溫度控制解決的冷壓球團爆裂問題減少了鏈篦機內粉料的產生和設備、存儲倉結垢問題，減輕了崗位的勞動強度。直接效益：每月減少粉料清理作業8次，每次作業耗時5h，每小時一條生產線可生產12.8噸，一年增加產量12.8*5*8*12＝6144噸。

本發明方法及產品中，未經特殊說明的，比例、含量、成分等均表示重量百分比。

試驗例1

1)本發明人對原料的配比進行了大量的篩選實驗，以每倉配料3.2噸為例，部分數據如下：

表1

從上表1可知，本發明優選各原料配比范圍為氧化鐵皮50～53％、提釩除塵灰31～35％、高爐除塵灰15～19％，可使制備得到的球團成球率高。

2)本發明人又對原料的混碾時間進行了大量的篩選實驗，以每倉配料3.2噸為例，部分數據如下：

表2

從上表2可以看出，各原料混碾時間為30～35min制備得到的球團成球率較高。

3)本發明人又對原料的成球壓力進行了大量的篩選實驗，以每倉配料3.2噸為例，部分數據如下：

表3

從上表3可以看出，壓球時壓力為6～12MPa時制備得到的球團成球率較高，且節約成本。

本發明下列實施例所采用各原料成分如下：氧化鐵皮：SiO₂ 10.023％、CaO12.072％、P 0.012％、H₂O2.8％、TFe56％、S 0.07％；提釩除塵灰成分：SiO₂3.4％、CaO 1.8％、P 0.05％、H₂O 0.5％、TFe 63％、S 0.6％；高爐除塵灰成分：SiO₂3.9％、CaO 2.4％、P0.03％、H₂O0.2％、TFe 57％、S 0.5％。

實施例1

取氧化鐵皮50％、提釩除塵灰31％、高爐除塵灰19％(1.6噸氧化鐵皮+1.0噸提釩除塵灰+0.6噸高爐除塵灰＝3.2噸)，加入上述原料總重量3％的粘接劑混碾30min，控制壓球機壓力調節為8MPa進行壓球。取出100顆冷壓塊初球進行強度測試，有74顆1米自由掉落可摔打4次，23顆可摔打5次，3顆可摔打3次。烘烤溫度調節為60℃，初球經過70min烘烤后，取出100顆冷壓塊成球進行強度測試，有80顆掉落可摔打4次，有20顆掉落可摔打5次，成球率約90％。所得球團成分為SiO₂ 9.7％、TFe 63.2％、CaO1.2％、H₂O 0.7％。

實施例2

取氧化鐵53％、提釩除塵灰31％、高爐除塵灰16％(1.7噸氧化鐵+1.0噸提釩除塵灰+0.5噸高爐除塵灰＝3.2噸)，加入上述原料總重量3％的粘接劑混碾35min，控制壓球機壓力調節為10MPa進行壓球。取出100顆冷壓塊初球進行強度測試，有67顆1米自由掉落可摔打4次，31顆可摔打5次，2顆可摔打3次。烘烤溫度調節為60℃，初球經過70min烘烤后，取出100顆冷壓塊成球進行強度測試，有83顆掉落可摔打4次，有17顆掉落可摔打5次，成球率約90％。

對比例1

取氧化鐵皮50％、提釩除塵灰31％、高爐除塵灰19％(1.6噸氧化鐵皮+1.0噸提釩除塵灰+0.6噸高爐除塵灰＝3.2噸)，加入上述原料總重量3％的粘接劑混碾15min，控制壓球機壓力調節為8MPa進行壓球。取出100顆冷壓塊初球進行強度測試，有100顆1米自由掉落可摔打1次。烘烤溫度調節為60℃，初球經過70min烘烤后，取出100顆冷壓塊成球進行強度測試，有57顆掉落可摔打2次，有43顆掉落可摔打1次，成球率約45％。

對比例2

取氧化鐵皮50％、提釩除塵灰31％、高爐除塵灰19％(1.6噸氧化鐵皮+1.0噸提釩除塵灰+0.6噸高爐除塵灰＝3.2噸)，加入上述原料總重量3％的粘接劑混碾30min，控制壓球機壓力調節為3MPa進行壓球。取出100顆冷壓塊初球進行強度測試，有97顆1米自由掉落可摔打1次，3顆可摔打2次。烘烤溫度調節為60℃，初球經過70min烘烤后，取出100顆冷壓塊成球進行強度測試，有90顆掉落可摔打1次，有10顆掉落可摔打2次，成球率約45％。