[发明专利]回转窑直接还原工艺

说明书

本发明属于钢铁冶金领域。

直接还原是本世纪钢铁冶金发展的两个前沿技术之一，直接还原铁配加废钢是电炉冶炼优质钢和特殊钢的理想原料。为满足冶炼优质钢和特殊钢的需要，世界直接还原铁的产量稳步上升，从1970年的80万吨上到1999年的3862万吨。目前直接还原铁的90％是采用气基竖炉法和反应罐法(天然气为还原剂)生产，10％是采用煤基回转窑法(以煤为还原剂)生产。以铁精矿为原料生产直接还原铁时，一般先制备成氧化球团矿或冷固球团矿，然后进入还原炉窑进行还原。氧化球团矿一般采用竖炉法、带式焙烧机和链箅机-回转窑法生产，使用膨润土做粘结剂。冷固球团一步法回转窑直接还原工艺中，要求铁精矿含硫量低于0.03％；冷固球团入窑前的温度为50-60℃，影响快速升温快速还原热工制度的实现，是影响回转窑产量和质量的关键因素。

为了提高冷固球团入窑前的温度和强度，加快还原速度，改善球团热态强度，实现快速升温、快速还原，缩短工艺流程、节省投资，提高直接还原铁品位，特提出本发明。

本发明对冷固球团在入炉前进行炉外加热，提高球团矿的温度，然后进入回转窑还原，以加快还原速度，促进冷固球团在回转窑内机械强度的回升，缩短强度低谷区。此外，采用炉外加热技术，适当提高炉外加热温度，还可用于高硫铁精矿直接还原。

本发明包括铁精矿配加粘结剂进行配料、润磨、造球、竖炉加热、回转窑还原、磁选等工艺过程，配料所使用的粘结剂由腐植酸盐和膨润土复合而成，两者以任意比例混合，在铁精矿中的添加比例为0.6-1.2％(重量百分比)；造球后采用竖炉做炉外加热装置，以煤或窑尾废气做热源，在侧燃烧室内燃烧供热，加热入窑球团，加热时间为60-120min，入窑前球团温度为400-900℃。

采用本发明，可使用高硫铁精矿作原料进行直接还原，对铁精矿的适应性强。一般直接还原所用铁精矿含硫量应低于0.03％左右，而采用该工艺时，由于球团在入窑前经过了回转窑外的竖炉加热过程，可以脱除80-90％的硫，故铁精矿含硫量可放宽到1％左右。

提高了入窑球团矿强度。冷固球团入窑前的抗压强度一般为300-400N/个；链箅机-回转窑法直接还原时，入窑球团矿抗压强度为400-600N/个；而本发明中，入窑球团抗压强度可达1000-1500N/个，入窑球团抗压强度显著提高。

入窑前球团矿温度提高。热球入窑，有利于加快球团在回转窑内的还原速度，实现快速升温快速还原热工制度，改善球团在回转窑内的热态强度，提高回转窑的作业率。

粘结剂为腐植酸盐和膨润土的复合物，降低了膨润土的添加量，有利于降低粘结剂成本，提高直接还原铁的品位，改善产品质量。

采用竖炉作为窑外加热装置，与链箅机相比，具有投资省、运行成本低、作业率高及使用寿命长等特点。

附图说明：

图1：本发明工艺流程示意图。

实施例：

1：铁精矿品位为TFe 66.5％，S 0.04％，粒度为-0.074mm 80％，加1％的复合粘结剂后混匀、造球，在竖炉内加热60min，加热温度为650℃，然后将热球放入窑内还原，还原温度1050℃、还原时间120min，得到如下指标：入窑前球团抗压强度690N/个，落下强度38次/m，直接还原铁含铁90.15％，MFe85.19％，η_Fe 94.5％，S 0.025％.

2：铁精矿品位为TFe 66.5％，S 0.04％，粒度为-0.074mm 80％，加1％的复合粘结剂后混匀、造球，在竖炉内加热40min，加热温度为850℃，然后将热球放入窑内还原，还原温度1050℃、还原时间120min，得到如下指标：入窑前球团抗压强度890N/个，落下强度大于45次/m，直接还原铁含铁91.15％，MFe 87.23％，η_Fe 95.7％，S 0.020％.

3：铁精矿品位为TFe 69.1％，S 0.91％，粒度为-0.074mm 85％，加1％的复合粘结剂后混匀、造球，在竖炉内加热60min，加热温度为950℃，然后将热球放入窑内还原，还原温度1050℃、还原时间120min，得到如下指标：入窑前球团抗压强度1500N/个，直接还原铁含铁90.15％，MFe 86.91％，η_Fe 96.4％，S 0.014％。