[发明专利]一种利用高温氧化球团显热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，尤其涉及一种利用高温氧化球团显热直接还原生产金属化球团的方法。

背景技术

我国是一个钢铁大国，2014年钢产量突破11.26亿吨(其中粗钢为8.2亿吨)，年生产链篦机-回转窑法、烧结机法氧化球团产量达到20多亿吨；废钢量(含DRI)每年有2900万吨的缺口，而非焦炼铁(直接还原铁)产品产量却占世界产量不足1.0％，每年只有不到60万吨的产量规模。随着我国焦煤储量日益贫乏及环保问题日益严重，国家出台了较多的相关产业政策及节能减排降碳等政策，并控制普碳钢产能规模，提升电炉钢比例，鼓励开发、应用直接还原铁和熔融还原铁等非焦炼铁工艺技术和装备，并大力促进短流程炼钢等技术开发与应用。

我国铁矿资源属于低贫难选铁矿丰富的国家，低贫难选铁矿占97％以上，直接还原后产品品位很低，无法应用，需要煤基渣铁分离还原冶选法产品才能应用；另外，焦煤资源日益贫乏，而非焦煤煤炭资源丰富，因此根据我国实际情况，只有大力发展煤基还原铁工艺技术和装备，更加符合我国直接还原铁的国情。

我国煤基还原铁工业化成熟的工艺技术和装备主要有：煤基隧道窑罐式法、煤基无罐隧道窑法和煤基回转窑法。

其中，传统的煤基隧道窑罐式法生产直接还原铁(海绵铁)，必须采用昂贵的耐火罐(吨还原铁消耗耐火罐一般在230～280元/吨)，单条生产线的年产能最大不到3万吨，工艺装备落后、产能低、占地面积广、能耗高、还原时间长，生产运行成本高、劳动强度大、产品品质差等，造成生产运行成本高、销路不畅等实际问题。

煤基无罐隧道窑法虽然可以放弃隧道窑法的昂贵碳化硅罐，大大缩短还原时间，降低能耗和生产成本，也可以将各种高品位矿、各种低贫难选铁矿、复合矿及含铁废料，还原后处理得到TFe≥90％金属铁，甚至粒铁产品，使难选矿资源得到可持续发展，但其生产线占地面积仍然很大，生产线操作仍然繁琐，其还原时间依然需要7h～9h，投资规模也较大，还原工艺繁杂，因此，这种无罐还原窑炉需要进一步改进和优化。

煤基一步回转窑法工艺技术逐渐成熟、运行成本较低，正在逐渐推广，但对还原煤有着严格的要求，必须应用颗粒状优质长焰煤、褐煤做还原剂，操作困难，投资规模相对也较大，单条生产线的年产能也不到20万吨；煤基二步回转窑法工艺技术逐渐成熟，但富块状铁矿数量缺乏，采用高品位氧化球团，生产运行成本较高，不适合我国国情。

发明内容

本发明针对上述现有技术存在的不足，提供一种利用高温氧化球团显热直接还原生产金属化球团的方法，通过链篦机-回转窑法制得高温氧化球团，利用其1200-1250℃的显热与还原煤深度还原生产金属化球团。

本发明解决上述技术问题的技术方案如下：一种利用高温氧化球团显热直接还原生产金属化球团的方法，步骤如下：

(1)将细度-200目占80％以上、品位TFe≥67.0％铁矿粉，配加铁矿粉重量0～8％的无烟煤、2.0％的粘结剂，进行混合、润磨、造球，造球粒度为￠8～￠16mm，在105～280℃的温度下烘干4～6h，在氧化球团回转窑内升温到1200～1250℃，继续烧结15～20min，得1200～1250℃的高温氧化球团；

(2)取步骤(1)的高温氧化球团，按照高温氧化球团重量配加40～50％、粒度0～20mm的无烟煤，混合后在800～1050℃温度下,加入隔焰式深度还原回转窑，在1060～1080℃条件下进行深度还原反应2.5～3.2h，取出球团，按球团重量的30～50％配加煤粉覆盖冷却，冷却4h后，通过磁选分离得煤焦和金属化球团，磁选强度为3200Gs，所得金属化球团的指标为TFe≥90.0％、MFe≥84.0％、ηFe≥93.0％，并回收20～22％的干馏煤焦。

其中，所述的粘结剂为腐植酸钠、糊精、糖浆、纸浆废液、糖稀或水溶性聚乙烯醇等有机粘结剂。

所述无烟煤的成分按重量分数计为：固定碳≥65％、灰份≤20％、挥发份≥12％、S≤1.0％。

步骤(2)中所述煤粉的成分按重量分数计为固定碳≥65％、灰份≤10％、挥发份≤20％、S≤0.5％。

步骤(2)所得的干馏煤焦能够作为与高温氧化球团混合预热的还原煤，循环使用。

步骤(2)中所述的隔焰式深度还原回转窑为专利号为201520108511.5公开的通体外加热隔焰式回转窑或多孔式回转窑。