[发明专利]一种铁精粉碳循环增氧直接还原生产金属化球团的方法

说明书

技术领域

    本发明属于冶金技术领域，涉及一种铁精粉碳循环增氧直接还原生产金属化球团的方法。

背景技术

炼铁是钢铁生产流程的一个重要环节，炼铁原燃料约占炼铁生产成本的80%左右，随着国内钢铁产能的扩大，钢铁工业可持续发展已受到原燃料因素的制约，给钢铁企业的经营带来极大的困难，焦煤数量不足、质量下降已成为限制我国钢铁生产发展的薄弱环节，因此，降低炼铁原燃料成本、提高炼铁产能将是钢铁企业提升产品竞争力的有效途径之一。

在现有高炉炼铁生产中，炉料结构普遍使用块矿、烧结矿和球团矿按一定比例与焦炭进行配料冶炼，生产的氧化球团的主要成份为Fe₂O₃，其固有的特性在高炉冶炼过程中需要相当比例的冶金焦炭进行还原，导致高炉焦比居高不下，产能也受到一定局限，目前，全国高炉的平均焦比为365～375kg/t、煤比为145～155 kg/t。

发明内容

    本发明的目的是为了克服现有技术中存在高炉焦比大，浪费原燃料等缺陷，提供一种铁精粉碳循环增氧直接还原生产金属化球团的方法，用于高炉炼铁生产中。

本发明的目的可以通过以下措施实现：

一种铁精粉碳循环增氧直接还原生产金属化球团的方法，包括

以下步骤：

将铁精粉和膨润土按重量比100:2.5～100:3.0配料后，进行喷水润磨、造球和干燥得到粒度为8～16mm的生球；

所述铁精粉的铁品位为45～65%、SiO₂<8%，粒度要求为-200目60～80%，水份含量小于8%；

    所述润磨通过润磨机实现，润磨时间为8～10min。

    所述干燥采用从回转窑中排出的烟气，控制温度在150～250℃，干燥时间为20～30min。

将上述生球与块状石灰石、兰炭按重量比100:10：15～100：20:30配料后，从回转窑窑尾加入回转窑，同时从回转窑窑头加入生球重量10～20%的粉状石灰石，于1050～1200℃下焙烧30～60min，得到直接还原的高温物料；回转窑可用竖炉、隧道窑等还原设备替代。

    所述窑尾加入的块状石灰石粒度为8～16mm、窑头加入的粉状石灰石粒度为1～5mm；所述兰炭的固定碳>70%，粒度为3～8mm。

    将上述高温物料经冷却、干燥后进行磁选，得到磁性物料和非磁性物料；

将上述磁性物料经8mm的机械筛筛分后，得到筛上的金属化球团和筛下的细粒物料。

金属化球团可加入到高炉进行配料使用，筛下的细粒物料可送到烧结进行配料使用；非磁性物料经过筛分和风选后，得到块状生石灰、块状兰炭、细粒生石灰、细粒兰炭，其中块状生石灰可供炼钢进行使用，块状兰炭可供回转窑进行循环使用，分选的细粒生石灰和细粒兰炭可供烧结进行配料使用。

生球在回转窑中高温还原机理：回转窑中的石灰石（增氧剂）在加热到890℃以上时分解放出一定的CO₂，CO₂在高温下与兰炭中的C发生气化反应而生成高浓度CO， CO与生球接触过程中，可使生球高效还原。此外，生球在高温下进行再结晶和焙烧固结，从而可得到符合高炉冶炼要求的直接还原金属化球团，其金属化率可达到70%以上，TFe为65%～68%，MFe为55～57%。

本发明与现有技术相比具有以下优点：

1、采用本方法生产的直接还原金属化球团，可有效代替高炉中使用的氧化球团，可节省氧化球团还原所消耗的焦炭量，同时提高高炉利用系数，使高炉的焦比降低和产量提高，具体可使焦比下降80～110 kg/t，产量可提高5～7%。

2、本方法生产的直接还原金属化球团，其金属化率可达到70%以上，强度可达2500N/个球以上，满足高炉配料的冶金性能要求。

3、本方法直接还原过程中剩余兰炭实现了循环利用，产生的生石灰等副产品可供炼钢或烧结使用。

具体实施方式

原料的选择：

铁精粉铁品位45～65%、SiO₂<8%，粒度要求为-200目60～80%；

兰炭固定碳>70%，粒度要求为3～8mm；

块状石灰石粒度为8～16mm；

粉状石灰石粒度为1～5mm。

实施例一

1、配料及混合

将水份含量小于8%的铁精粉和膨润土按重量比100:2.5进行配料后搅拌均匀，使之成为混合物料。