一種提高轉底爐直接還原鐵品質的方法
2023-05-07 08:30:56 1
專利名稱：一種提高轉底爐直接還原鐵品質的方法
技術領域：
本發明涉及一種提高轉底爐直接還原鐵品質的方法，屬於鋼鐵冶煉技 術領域。
背景技術：
直接還原煉鐵技術，是指鐵礦石在低於熔化溫度之下，還原成海綿鐵 的生產過程，它是未來煉鐵技術的發展方向，也是國家產業政策鼓勵和重 點支持的重大技術創新項目之一。按照所使用的還原劑分類，可以將直接 還原煉鐵技術分為氣體作為還原劑的氣基法，以及以煤作為還原劑的煤基
法兩大類。目前世界上超過80%的直接還原鐵，都是由氣基直接還原工藝所 生產的，煤基還原鐵的產量不到20%。氣基直接還原工藝比較成熟，適合在 富產天然氣的國家和地區使用，煤基直接還原工藝發展相對滯後，適合在 缺乏天然氣，而煤炭儲量豐富的國家和地區使用。中國天然氣資源比較匱 乏，因此以天然氣作為還原劑的氣基直接還原工藝不適合在中國推廣使用， 而應該結合我國的資源特點，開發利用具有自身特色的煤基直接還原鐵工 藝。
轉底爐技術最早起源於加拿大和美國，已經具有近30年的穩定運行經 歷。它的工藝過程是將鐵礦或其他含鐵原料的混合物、固態還原劑、粘結 劑和水在造球設備或壓球設備中製成9 15皿的含碳球團，然後送入轉底 爐，在1350 1400。C的還原性氣氛下，焙燒15 30min，生產出金屬化率 >85%的直接還原鐵。在眾多的煤基直接還原煉鐵工藝當中，轉底爐技術以 其投資少，成本低，以及原料適應性廣的特點而倍受關注。與其它直接還 原工藝相比，轉底爐直接還原工藝的優點是還原溫度要高200 300°C，還 原時間短80%以上，投資和生產成本低20 40%;缺點是由於需要添加部
3份粘結劑，以及需要內配20 30%的煤粉，轉底爐工藝直接還原鐵產品的 TFe—般比其它工藝要低10 15個百分點，Si02要高2 3個百分點，S含 量要高0.08 0. 12個百分點，密度輕20 30%。這樣就造成轉底爐直接還 原鐵由於品位低、脈石和硫含量高，以及密度較低，而難以直接用於後序 的轉爐和電爐煉鋼，這也在很大程度上影響了轉底爐直接還原工藝的研發 和推廣應用。
發明內容
為克服轉底爐直接還原鐵因其TFe低，Si02高，S含量高等問題，從而 難以直接進行煉鋼生產等不足，本發明提供一種提高轉底爐直接還原鐵品 質的方法，以提高其TFe含量，降低Si02含量和S含量，滿足煉鋼生產要 求。
針對轉底爐還原溫度高，直接還原鐵的結晶粒度大，易於選別以及直 接還原鐵滲碳比較充分，抗氧化性較好等特點，本發明通過下列技術方案 實現 一種提高轉底爐直接還原鐵品質的方法，其特徵在於經過下列工藝 步驟
A、 將轉底爐直接還原的鐵破碎、細磨至2mm以下的細粉，其中-200目 的比例達到20. 00 35. 00%;
B、 在磁場強度為110 160kA/m的條件下，對A步驟破碎、細磨的還 原鐵進行磁選，選出鐵粉及脈石，解離出的脈石拋棄，得到高質量的鐵粉;
C、 將磁選出的鐵粉經過濾、乾燥後，壓製成密度大於4t/m3的直接還 原鐵產品，即可直接入爐煉鋼。
所述A步驟的破碎、細磨均採用現有技術的常規破碎設備完成。 所述B步驟的磁選採用現有技術的常規XCT①1000X2400磁選機進行 磁選。
所述C步驟的過濾採用現有技術的常規ZPG-100盤式真空過濾機進行 脫水。
所述C步驟的乾燥是在①2000m圓筒乾燥機上完成的，乾燥溫度為205 305°C，千燥後直接還原鐵粉的水分含量為0 0. 1%。
所述C步驟的壓制採用現有技術的常規Y83-315SY壓塊機將鐵粉壓制 成塊的。
本發明具有下列優點和效果採用上述方案，不但可以除去轉底爐直 接還原鐵中夾雜的殘碳和灰分，還可以脫除大部分煤粉帶入的S和鐵礦石 中的脈石，因此能顯著提高直接還原鐵的質量，此外，還具有下列優點
1、 在缺乏優質鐵精礦及優質煤粉的地區，可以適當放寬對原料質量的 苛刻要求，生產出可直接在電爐和轉爐中煉鋼的直接還原鐵產品，為轉底 爐直接還原工藝的推廣應用創造條件；
2、 成熟的轉底爐直接還原工藝與廣泛使用的磨礦磁選、直接還原鐵粉 壓製成型工藝相結合，既可最大限度地發揮轉底爐直接還原工藝的技術優 勢，又能有效克服轉底爐直接還原鐵產品難以被煉鋼工序直接使用的不足， 轉底爐直接還原鐵的成本，除了可以彌補磨礦精選及壓製成型工序所增加 的費用以外，與其它直接還原鐵工藝相比尚可節約100 300元/噸的成本， 其優勢是顯而易見的；
3、 經實驗驗證，磨礦精選過程中直接還原鐵基本不會發生二次氧化， 金屬鐵的回收率普遍高於95%，最高可達99%，金屬損失較少。
圖l為本發明之工藝流程圖。
具體實施例方式
下面通過實例對本發明做進一步描述。 實施例1
A、轉底爐直接還原鐵以TFe含量為62. 41%、 Si02含量為7. 31%的鐵 精礦為原料，配加質量比為24%的煤粉和3%的膨潤土，用現有技術的 RZD-105-14/16型轉底爐實驗裝置，在現有技術的轉底爐生產的工藝及技術 條件下，焙燒30min，生產出直接還原鐵，其中直接還原鐵的成分為TFe: 80.06%， Si02: 9.08%， S: 0.18%，金屬化率為92. 77%，這與表l中的中國
5Si02金屬學會推薦的《煉鋼用直接還原鐵技術條件》的要求相距較遠，見表
1;
B、將A步驟所得直接還原鐵進行下列處理
1) 、用現有技術的常規破碎機破碎後，再經磨礦機磨細至2mm以下， 其中-200目的比例佔20.00%;
2) 、在磁場強度為110kA/m的條件下，用現有技術的常規XCTO1000 X2400磁選機，對1)步驟破碎、細磨的還原鐵進行磁選，選出鐵粉及脈 石，解離出的脈石拋棄，得到高質量的鐵粉；
3) 、將磁選出的鐵粉用現有技術的ZPG-100盤式真空過濾機進行過濾、 脫水後，將過濾出的含水7%的鐵粉，用現有技術的O2000圓筒乾燥機，於 205。C溫度下，乾燥至水分含量為0. 1 %;用現有技術的常規Y83-315SY冷 壓機，壓製成粒度為20 100mm、密度大於4t/m3的直接還原鐵產品，該產 品的化學成分為TFe: 91. 99%， Si02: 3. 44%， S: 0. 088%，金屬化率為93. 67%。 其中TFe較精選加工前提高14. 90%， Si02降低52. 94%， S含量降低51. 11°/。， 除S含量略微超標以外，其它成份均達到中國金屬學會推薦的《煉鋼用直 接還原鐵技術條件》中二級品的質量要求，如表l，該產品即可直接供給轉 爐和電爐煉鋼使用。
實施例2
所用設備同實施例1;
A、 轉底爐直接還原鐵同實施例1的A步驟；
B、 將A步驟所得直接還原鐵進行下列處理
1) 、用現有技術的破碎機破碎後，再經磨礦機磨細至2mm以下，其中 -200目的比例佔35.00%;
2) 、在磁場強度為160kA/m的條件下，用現有技術的常規磁選機對A 步驟破碎、細磨的還原鐵進行磁選，選出鐵粉及脈石，解離出的脈石拋棄， 得到TFe: 92.10%, Si02: 3,10%， S: 0.085%,金屬化率為94.84%的高質量 鐵粉；3)、將磁選出的鐵粉用現有技術的ZPG-100盤式真空過濾機進行過濾、 脫水後，將過濾出的含水9%的鐵粉，用現有技術的①2000圓筒乾燥機，於 205。C溫度下，乾燥至水分含量為O. 1%;用現有技術的常規Y83-315SY冷壓 機，壓製成密度大於4t/m3的直接還原鐵產品，即可直接入爐煉鋼。
表l中國金屬學會推薦的煉鋼用直接還原鐵技術條件
等TFeMSP酸性粉末 宏體積密度
級%%%%脈石％率 %t/m3
級>92》92《 0.010《 0.015《4. 5《3.0禮90
級《 0. 020《 0. 030《5. 5《5. 0》1.80
級》90》90《 0. 020《 0.040《6. 5《5.0》1.75
四 級》88>90《 0.030《 0. 050《7.5《5. 0》1. 75
權利要求
1、一種提高轉底爐直接還原鐵品質的方法，其特徵在於經過下列工藝步驟A、將轉底爐直接還原的鐵破碎、細磨至2mm以下的細粉，其中-200目的比例達到20.00～35.00％；B、在磁場強度為110～160kA/m的條件下，對A步驟破碎、細磨的還原鐵進行磁選，選出鐵粉及脈石；C、將磁選出的鐵粉經過濾、乾燥後，壓製成密度大於4t/m3的直接還原鐵產品，即可直接入爐煉鋼。
2、 如權利要求1所述的提高轉底爐直接還原鐵品質的方法，其特徵在 於所述A步驟的破碎、細磨均採用現有技術的常規破碎設備完成；所述B 步驟的磁選採用現有技術的常規磁選機進行磁選；所述C步驟的過濾採用 現有技術的常規盤式真空過濾機進行脫水；所述C步驟的壓制採用現有技 術的常規壓塊機將鐵粉壓製成塊。
3、 如權利要求1所述的提高轉底爐直接還原鐵品質的方法，其特徵在 於所述C步驟的乾燥是在現有技術中的常規圓筒乾燥機上完成的，乾燥溫 度為205 305°C，乾燥後直接還原鐵粉的水分含量為0 0. 1%。
全文摘要
本發明提供一種提高轉底爐直接還原鐵品質的方法。它將轉底爐直接還原的鐵破碎、細磨成2mm的細粉，在磁場強度為110～160kA/m的條件下，進行磁選，選出鐵粉及脈石；經過濾、乾燥後，壓製成密度大於4t/m3的直接還原鐵產品，即可直接入爐煉鋼。不但可以除去轉底爐直接還原鐵中夾雜的殘碳和灰分，還可以脫除大部分煤粉帶入的S和鐵礦石中的脈石，顯著提高直接還原鐵的質量，直接就可在電爐和轉爐中煉鋼，有效降低生產成本，經實驗驗證，磨礦精選過程中直接還原鐵基本不會發生二次氧化，金屬鐵的回收率普遍高於95％，最高可達99％，金屬損失較少。
文檔編號C21B13/00GK101538633SQ200910094380
公開日2009年9月23日 申請日期2009年4月21日 優先權日2009年4月21日
發明者楊雪峰, 溫海濱 申請人:武鋼集團昆明鋼鐵股份有限公司