一種低強度還原鐵的生產方法與流程
2024-04-03 01:27:05 2
本發明涉及冶金技術領域，特別是指一種低強度還原鐵的生產方法。
背景技術：
傳統的隧道窯直接還原鐵的方法是將精礦粉、煤粉、石灰石粉，按照一定的比例和裝料方法分別裝入還原罐中，然後把罐放在窯車上推入隧道窯中，料罐經預熱、加熱、還原和冷卻之後，使精礦粉還原，得到還原鐵。
但這種傳統的生產方法所得到的還原鐵機械強度很高，使用常規工藝設備很難實現渣鐵有效分離，並因此限制了其用途；並且這種還原鐵一般都用於具有加熱熔分功能的爐窯，比如高爐、轉爐、電爐等，因此，這種應用方式不可避免地採用加熱熔分工藝，即需要把鐵水(鋼水)、爐渣加熱到熔融狀態(約1400℃)，才能實現渣、鐵分離，此過程需要耗費大量電能和熱能，從而提高了生產成本。
技術實現要素：
為解決現有技術存在的上述問題，本發明提出了一種低強度還原鐵的生產方法，其技術方案是這樣實現的：
一種低強度還原鐵的生產方法，包括以下步驟：
a、以釩鈦鐵精礦、煤、工業鹽為原料，運送到各自料場堆存，並分別對煤和工業鹽進行預處理：
煤的預處理：採用錘式破碎機進行破碎，使煤的粒度＜1mm；
鹽的預處理：採用打砂機進行破碎，將結塊的鹽打散；
b、將上述原料分別輸送到定量圓盤給料機的料倉中，通過定量原盤給料機進行定量控制，並輸送到混碾機中加水混合，得到混合料；
c、將混合料輸送到壓塊機中進行壓塊處理，得到壓塊坯料；
d、將壓塊坯料裝入反應罐並堆垛在臺車上，臺車將壓塊坯料送入催化還原爐進行還原，還原過程包括以下步驟：
①預熱升溫14～15小時，使反應罐的溫度從常溫升至900℃以上；
②在1060℃高溫下焙燒32～36小時；
③經過800～1000℃保溫6小時；
④冷卻12小時使溫度降至200℃；
⑤完成還原過程並將反應罐出爐；
e、繼續將反應罐冷卻至常溫，再將壓塊坯料從反應罐中取出，最後得到低強度還原鐵。
作為本發明的進一步改進，所述混合料中釩鈦鐵精礦：煤：工業鹽＝100：18：16。
作為本發明的進一步改進，所述煤的固定碳含量≥75％，灰分≤12％，粒度≤0.5mm，硫分≤0.6％，水分含量≤10％。
作為本發明的進一步改進，所述工業鹽中NaCl的含量≥95％，粒度≤2mm。
作為本發明的進一步改進，所述壓塊坯料的尺寸為φ190mm×190mm，重量為7～9kg/塊，密度為2.3～2.6g/cm3。
本發明的有益效果是：
與傳統的隧道窯生產還原鐵不同，本發明針對低強度還原鐵的生產方法，從原料預處理開始設計工藝流程，包括原料的預處理、混碾、壓塊、高溫焙燒等步驟，本發明的生產方法能把混合料中成團、成球的原料碾壓粉碎，使混合料中的各種組成部分高度分散；採用催化還原爐能夠更加精確地控制反應溫度，得到較高金屬化率和較低機械強度的還原鐵，產品質量更加穩定；且有利於實現渣鐵分離，使得後道工序加工更加容易，進而降低了生產成本。
具體實施方式
下面將結合具體實施例對本發明的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本發明一部分實施例，而不是全部的實施例；本發明的 技術方案所採用的原料、設備、工藝條件或生產流程，未作特別說明的均為本領域的常規技術手段。
一種低強度還原鐵的生產方法，包括以下步驟：
a、以釩鈦鐵精礦、煤、工業鹽為原料，運送到各自料場堆存，並分別對煤和工業鹽進行預處理：
煤的預處理：採用錘式破碎機進行破碎，使煤的粒度＜1mm；
鹽的預處理：採用打砂機進行破碎，將結塊的鹽打散。
其中，煤的固定碳含量≥75％，灰分≤12％，粒度≤0.5mm，硫分≤0.6％，水分含量≤10％；工業鹽中NaCl的含量≥95％，粒度≤2mm。
控制生產原料的粒度可以帶來以下兩方面的好處：
1)可以使釩鈦鐵精礦與煤充分混合，有利於擴大釩鈦鐵精礦與煤的接觸面積，提高表面活性，以促進還原反應，縮短還原時間；
2)還原過程中，隨著煤的消耗以及還原時間縮短來控制鐵晶粒大小，還原鐵內部形成細小的多氣孔結構，從而大幅降低還原鐵的機械強度。
b、將上述原料分別輸送到定量圓盤給料機的料倉中，通過定量原盤給料機進行定量控制，並輸送到混碾機中加水混合，得到混合料；混合料中釩鈦鐵精礦：煤：工業鹽＝100：18：16，其中，煤和工業鹽的比例可以有0～4的浮動。
c、將混合料輸送到壓塊機中進行壓塊處理，得到壓塊坯料；壓塊坯料的尺寸為φ190mm×190mm，重量為7～9kg/塊，密度為2.3～2.6g/cm3。
本發明的混勻料需壓塊，壓塊密度過低會降低還原鐵產量，過高則會導致還原時間延長以及還原鐵機械強度升高，不利於後道工序的處理。經過反覆試驗探索，壓塊密度控制在2.3～2.6g/cm3最為合適，既滿足了裝卸坯料的強度要求，也滿足了鐵礦石還原的要求，同時還降低了還原鐵的機械強度。
d、將壓塊坯料裝入反應罐並堆垛在臺車上，臺車將壓塊坯料送入催化還原爐進行還原，還原過程包括以下步驟：
①預熱升溫14～15小時，使反應罐的溫度從常溫升至900℃以上；
②在1060℃高溫下焙燒32～36小時；
③經過800～1000℃保溫6小時；
④冷卻12小時使溫度降至200℃；
⑤完成還原過程並將反應罐出爐；
根據當期原料條件，高溫段焙燒時間確保在32～36小時，能夠使釩鈦鐵精礦被充分還原成鐵晶粒，並逐步長大。這樣既可以獲得較高的金屬化率，又不至於使鐵晶粒過分長大，從而形成牢固的液相連接。保溫時間控制在6小時左右，以控制冷卻制度，使鐵晶粒緩慢冷卻，以獲得較好的顆粒形貌。
e、繼續將反應罐冷卻至常溫，再將壓塊坯料從反應罐中取出，最後得到低強度還原鐵。
與傳統的隧道窯生產還原鐵不同，本發明針對低強度還原鐵的生產方法，從原料預處理開始設計工藝流程，包括原料的預處理、混碾、壓塊、高溫焙燒等步驟，本發明的生產方法能把混合料中成團、成球的原料碾壓粉碎，使混合料中的各種組成部分高度分散；採用催化還原爐能夠更加精確地控制反應溫度，得到較高金屬化率和較低機械強度的還原鐵，產品質量更加穩定；且有利於實現渣鐵分離，使得後道工序加工更加容易，進而降低了生產成本。
以上所述僅為本發明的較佳實施例而已，並不用以限制本發明，凡在本發明的精神和原則之內，所作的任何修改、等同替換、改進等，均應包含在本發明的保護範圍之內。