[发明专利]一种采用转底炉生产低硫炼钢生铁的方法

说明书

技术领域

本发明涉及煤基直接还原炼铁领域，具体地，本发明涉及一种采用转底炉生产低硫炼钢生铁的方法。

背景技术

钢铁冶金是国民经济的支柱产业，近几年来，虽然中国钢铁冶金技术取得了长足发展，但资源短缺的压力已成为进一步发展的“瓶颈”。以铁矿资源为例，高度依赖进口，对外依存度达到50%以上，铁矿资源的安全供给及高涨的进口铁矿价格已成为钢铁工业经济效益的制约要素。当前优质铁矿石资源逐渐匮乏，价格居高不下，我国钢铁企业不得不利用国内和国外的低品位的劣质铁矿资源，以降低生产成本，但是这些原料进入高炉会影响高炉顺行，并导致焦比升高，因此研发贫、杂、细铁矿资源的利用技术成为当务之急。同时为了保护环境，我国政府大力提倡节能减排，并制定了相关减排计划，预计“十二五”期间，我国单位GDP二氧化碳排放总量要减少17%，因此，占我国工业能耗16%的钢铁工业成为重点调控对象。钢铁工业中炼铁工序占总能耗的三分之二，以烧结、焦化、高炉代表的传统流程节能减排的潜力随着科技的不断进步已很有限，因此开发一步法炼铁工艺具有一定的优势。其中，以含碳球团为原料，在转底炉炉中实现高温还原熔分的一步法炼铁工艺的二氧化碳排放量可比传统炼铁工艺减少20%，并可利用较低品位的铁矿资源和我国丰富的煤资源。

在高炉炼铁工艺仍占主导、铁矿资源劣质化的背景下，转底炉炼铁工艺所用的原料必将是种类复杂、品位较低、硫磷超标（甚至高于高炉炼铁所用原料），同时，含碳球团在还原熔分过程中脱硫条件要远差于传统炼铁工艺，而硫含量又是炼钢生铁的主要指标，低硫生铁是生铁超低硫钢的基础，因此，开发适用于转底炉炼铁工艺的脱硫方法并降低能耗至关重要。

中国专利（CN1443856A）“煤基热风转底炉熔融还原炼铁法”公开了一种一步法炼铁工艺，该工艺采用铁矿石粉、煤粉、熔剂、粘结剂为原料造球，在煤基热风转底炉上进行熔融还原，被还原物料经冷却、破碎、筛分步骤，得到含铁93～96%，含碳2.5～3.5%，硫<0.08%，硅<0.3%的可用于电炉炼钢的珠铁。该工艺仅靠在配料中添加大量石灰石和白云石进行珠铁脱硫，脱硫能力有限，同时导致渣系熔点升高，在转底炉中所需的还原熔分温度高达1500℃，这不仅大大增加了能耗和耐材消耗，还提高了工艺的实施难度。

发明内容

本发明的目的在于提供一种采用转底炉生产低硫炼钢生铁的方法，该方法利用较低品质的铁矿资源和煤资源为电炉炼钢提供硫含量较低的优质电炉原料，且该方法熔分温度较低、高温保持时间短，能耗降低。

为了达到上述目的，本发明提供了如下技术方案：

一种采用转底炉生产低硫炼钢生铁的方法，该方法包括以下主要工艺步骤：

1）配料及造球

将75～85重量份铁矿粉、15～25重量份碳质还原剂、2～4重量份有机粘结剂、15～25重量份石灰石、2～6重量份萤石、2～8重量份苏打，加铁矿和煤粉总重量8～12%的水分，经强力混料机混匀后，采用对辊压球机制成含碳球团，球团尺寸40×30×20mm，生球经链篦机采用转底炉热废气烘干。

其中，

低品位铁矿粉全铁品位40～56%，含硫0.1～1%，粒度小于0.2mm。

碳质还原剂可以是无烟煤、烟煤、焦粉、半焦等，固定碳大于70%，含硫0.1～1%，粒度小于0.5mm。

有机粘结剂为有机质，可以是豆粉、糊精、糖蜜等。

石灰石、萤石、苏打采用钢铁企业所用普通工业纯度的物料即可，粒度小于0.2mm。

2）转底炉还原熔分

在炉底上预先铺设一层10～15mm后的碳质铺底料，以促进球团的还原熔分，铺底料可以是镁碳砖粉、焦丁、石墨粉、电煅无烟煤粉等，粒度为2～5mm。干燥后的球团通过振动布料机布到转底炉的炉底上，料层厚度为1～2层球团。布料的同时，向球团中配入球团料量的0～10%的固硫剂，固硫剂可以是块状钢渣、白云石等，粒度为10～20mm。含碳球团在转底炉中所经历的温度阶段为：

（1）预热阶段（1150～1250℃）

此阶段球团被加热并初步还原，并起到将球团中硫部分挥发脱除的作用，整个阶段所经历的时间为5～10min。

（2）还原阶段（1250～1380℃）

此阶段球团被快速还原、渗碳并初步熔分，整个阶段所经历的时间为5～10min。

（3）熔分阶段（1380～1450℃）