[发明专利]一种转底炉直接还原含钒钛铁矿的方法

说明书

技术领域

本发明涉及含钒钛铁矿的非高炉还原技术领域，具体来讲，涉及一种采用转底炉低成本直接还原含钒钛铁矿的方法。

背景技术

目前，高炉—转炉流程仍占据着钢铁生产的主导地位，但也面临着与日俱增的能源与环保压力，特别是对焦煤的依赖成为制约其发展的瓶颈问题。

流程短、环境友好、不使用焦煤或焦煤用量低的非高炉炼铁技术则不断发展壮大，尤其是以Midrex、HYL为代表的直接还原工艺，装备数量分布越来越广，直接还原铁(亦称金属化球团)的产量稳步提高。

近几年，转底炉直接还原成为冶金领域的一个热点，它以还原温度高、还原速度快，炉料与炉底相对静止因而对炉料强度要求低等特点受到众多厂家的青睐，此外，转底炉直接还原不需烧结工序，不使用焦炭，环境友好，符合当今社会清洁生产的主流思想，因此，近年来多家企业建设转底炉项目，用来处理冶金废料或特殊矿种。

马钢、日钢、沙钢等厂家用转底炉处理含铅锌尘泥及钢厂固体废弃物；荣钢采用转底炉还原普通铁精矿，攀钢依据自身特色资源优势，用转底炉处理钒钛磁铁矿，并配以电炉熔分深还原、脱硫、提钒等工序，最终达到分离回收钒钛磁铁矿中铁、钒、钛的目的。

发明人发现：对于典型的转底炉还原钒钛磁铁矿工艺而言，其目前的主要制约问题为生产成本较高、缺乏市场竞争力，例如，金属化球团的生产成本约2100元/t，与钒钛磁铁矿高炉冶炼铁水的成本相当。因此，降低金属化球团的生产成本，提高其市场竞争力，才是转底炉处理钒钛磁铁矿以及相关类似工艺能够继续存在及发展的重要途径。

发明内容

本发明的目的在于解决现有技术存在的上述不足中的至少一项。

发明人经过对金属化球团的生产成本主要构成进行仔细分析，发现：其中原辅材料和能源介质所占成本比例最高，约为总成本的85％～90％。

基于上述发现，发明人提供了一种转底炉直接还原含钒钛铁矿的方法。所述方法包括以下步骤：将含钒钛铁矿、碳质还原剂和沥青按照重量配比为(95～105)：(22～30)：(6～13)进行混料，经高压压制形成生球，其中，碳质还原剂为筛下焦粉和/或焦化厂除尘灰；烘干生球；将烘干后的生球装入转底炉，以使生球依次经历转底炉的预热区、中温区、高温还原区和冷却区，从而得到金属化球团以及转底炉废烟气，其中，通过助燃空气和可燃物的燃烧来将预热区和中温区的温度控制为1000℃～1250℃，并将高温还原区的温度控制为1300℃～1400℃，同时，通过提高转底炉的炉底转速以缩短生球在预热区和中温区的停留时间，并且所述方法还可包括：将转底炉废烟气与助燃空气进行换热以将助燃空气加热至400～600℃，以及将经第一次换热后的转底炉废烟气用于干燥生球和/或用于干燥含钒钛铁矿。

与现有技术相比，本发明的有益效果包括：能够通过对转底炉温度和转速的控制，避免了碳素的燃烧损失，提升了还原效果，使转底炉更好地发挥功效；能够大大降低生产成本；而且充分利用了钢铁厂的副产品资源。

具体实施方式

在下文中，将结合示例性实施例来详细说明本发明的转底炉直接还原含钒钛铁矿的方法。

在本发明的一个示例性实施例中，转底炉直接还原含钒钛铁矿的方法包括以下步骤：

(1)配料并形成生球

将含钒钛铁矿(例如，钒钛磁铁精矿粉)、碳质还原剂和沥青按照重量配比为(95～105)：(22～30)：(6～13)进行混料。优选地，含钒钛铁矿、碳质还原剂和沥青的重量配比为(97～103)：(24～28)：(8～11)。混合均匀后，经高压压制形成生球。例如，可通过高压压球机将混合料压制形成生球。其中，碳质还原剂为筛下焦粉和/或焦化厂除尘灰。筛下焦粉和焦化厂除尘灰均为钢铁厂副产品，其价格低廉。

(2)生球干燥

对生球进行烘干处理。例如，可经带式干燥机对生球进行烘干。

(3)加热和还原生球