煤基直接還原生鐵增碳工藝的製作方法
2023-10-05 13:07:49 6
煤基直接還原生鐵增碳工藝的製作方法
【專利摘要】本發明屬於冶金領域，具體涉及一種煤基直接還原生鐵增碳工藝。本發明所要解決的技術問題是提供一種增碳效果更穩定的煤基直接還原生鐵增碳工藝。為解決上述技術問題，本發明所採用的技術方案包括以下步驟：a、物料混合：將鐵原料、碳質還原劑、粘結劑、水混合均勻；b、造球：將a步驟混合後的物料造球得生球團；c、初還原：將b步驟得到的生球團在1150℃～1350℃還原20min～40min，還原氣氛中CO與CO2體積比最低為1︰5，得金屬化球團；d、深還原：將c步驟得到的金屬化球團進行深還原；e、鐵水冷卻：所得鐵水在鐵水包中冷卻。本發明方法工藝步驟簡單，所需設備少，無需再在鐵水包中加增碳劑，減少了工作量；所得生鐵中碳含量＞3.5％，含碳量也更穩定。
【專利說明】煤基直接還原生鐵增碳工藝
【技術領域】
[0001] 本發明屬於冶金領域，具體涉及一種煤基直接還原生鐵增碳工藝。
【背景技術】
[0002] 鐵原料在煤基直接還原-電爐深還原過程中，碳的損耗較大，所得海綿鐵碳含量 低，含碳量為〇. 04% -0. 3%，波動範圍大，應用在冶金和鑄造領域必須經過添加增碳劑進 行增碳。
[0003] 我國是一個鋼鐵生產和使用大國，但是近年來，由於產能過剩我國鋼鐵行業普遍 虧損。提高鋼鐵質量，降低鐵水碳含量偏差，獲得優質生鐵，精準定碳和調碳是降低成本提 高效益的一種好方法。國內外文獻對鐵水增碳和增碳工藝的報導與研究相對略少，在實際 的生產過程中鐵水增碳是在鐵水包中加入增碳劑，但增碳效果不理想，不穩定。
[0004] 對於鋼企來說，增碳效果更穩定的冶煉方法無疑是降低成本提高效益的一個好方 法。
【發明內容】
[0005] 本發明所要解決的技術問題是提供一種增碳效果穩定的煤基直接還原生鐵增碳 工藝。
[0006] 為解決上述技術問題，本發明所採用的技術方案包括以下步驟：
[0007] a、物料混合：將鐵原料、碳質還原劑、粘結劑、水混合均勻；
[0008] b、造球：將a步驟混合後的物料造球得生球團；
[0009] c、初還原：將b步驟得到的生球團在1150°C?1350°C還原20min?40min，還原 氣氛中C0與C02體積比最低為1 : 5,得金屬化球團；
[0010] d、深還原：將C步驟得到的金屬化球團進行深還原得鐵水；
[0011] e、鐵水冷卻；
[0012] 其中，上述步驟a的鐵原料是鐵精粉、f凡欽鐵精粉、磁鐵精粉中的一種。
[0013] 其中，步驟a物料鐵原料、碳質還原劑、粘結劑、水的質量比如下：鐵原料的質量以 鐵原料中的氧計算，碳質還原劑的質量以碳質還原劑中的碳計算，鐵原料中的氧：碳質還 原劑中的碳：粘結劑：水= 100 : 65?85 : 1.85?7 : 22?30。
[0014] 為提升造球所得的生球團性能，優選鐵原料> 45%過200目篩；當鐵原料過200 篩不足45%時，造球困難；鐵原料過200目篩>85%會增加磨礦成本，且所得球團性能無明 顯增長，故優選鐵原料45%?85%過200目篩。
[0015] 其中，上述步驟a中的碳質還原劑的作用僅是提供還原所需的碳源，其可選用常 規含碳量高的原料；基於成本原因，具體可選用煤粉、蘭炭粉、石墨粉、焦炭粉中的至少一 種。為提升造球所得的生球團性能，碳質還原劑>85%過100目篩。
[0016] 其中，上述步驟a中的粘結劑是聚乙烯醇或羧甲基纖維素鈉。
[0017] 其中，步驟b造球所得生球團抗壓強度> 35N/球，0. 5m落下強度> 15次，爆裂溫 度 > 500。。。
[0018] 具體的，生球團的粒徑為15mm?40mm。所述粒徑是指生球團的最大徑向尺寸。
[0019] 其中，步驟c初還原中優選C0與0)2體積比為1 : 5?1。
[0020] 其中，經步驟c初還原後所得金屬化球團金屬化率為75%?90%，金屬化球團的 殘碳量> 3%。
[0021] 其中，上述步驟d還原溫度為1450°C?1600°C，還原時間為15min?30min，鹼度 為 0· 6 ?1. 2。
[0022] 本發明方法製備的生鐵碳含量> 3. 5%，可以作為煉鋼及鑄造生產的原料。
[0023] 本發明所述的鐵精粉、磁鐵精粉中TFe彡60%，釩鈦鐵精粉中TFe彡50%。
[0024] 有益效果
[0025] 本發明方法工藝簡單，無需再在鐵水包中加增碳劑，減少了工作量。在物料混合時 加入了足夠的碳質還原劑，控制初還原中還原氣氛中C0與C0 2體積比和金屬化球團的殘碳 量，使最終獲得的生鐵中碳含量> 3. 5%，可以作為煉鋼及鑄造生產的原料。無需再在鐵水 包中加增碳劑，而且鐵水中碳含量更穩定。
【具體實施方式】
[0026] 下面結合【具體實施方式】對本發明作進一步說明。
[0027] 本發明所採用的技術方案包括以下步驟：
[0028] a、物料混合：將鐵原料、碳質還原劑、粘結劑、水混合均勻；
[0029] b、造球：將a步驟混合後的物料造球得生球團；
[0030] c、初還原：將b步驟得到的生球團在1150°C?1350°C還原20min?40min，還原 氣氛中C0與C02體積比最低為1 : 5,得金屬化球團；
[0031] d、深還原：將c步驟得到的金屬化球團進行深還原得鐵水；
[0032] e、鐵水冷卻；
[0033] 其中，上述步驟a的鐵原料是鐵精粉、f凡欽鐵精粉、磁鐵精粉中的一種。
[0034] 其中，步驟a物料鐵原料、碳質還原劑、粘結劑、水的質量比如下：鐵原料的質量以 鐵原料中的氧計算，碳質還原劑的質量以碳質還原劑中的碳計算，鐵原料中的氧：碳質還 原劑中的碳：粘結劑：水= 100 : 65?85 : 1.85?7 : 22?30。
[0035] 為提升造球所得的生球團性能，優選鐵原料> 45%過200目篩；當鐵原料過200 篩不足45%時，造球困難；鐵原料過200目篩>85%會增加磨礦成本，且所得球團性能無明 顯增長，故優選鐵原料45%?85%過200目篩。
[0036] 其中，上述步驟a中的碳質還原劑的作用僅是提供還原所需的碳源，其可選用常 規含碳量高的原料；基於成本原因，具體可選用煤粉、蘭炭粉、石墨粉、焦炭粉中的至少一 種。為提升造球所得的生球團性能，碳質還原劑>85%過100目篩。
[0037] 其中，上述步驟a中的粘結劑是聚乙烯醇或羧甲基纖維素鈉。
[0038] 其中，步驟b造球所得生球團抗壓強度> 35N/球，0. 5m落下強度> 15次，爆裂溫 度> 500°C。具體的，造球設備可選用壓力成型機，成型壓力為8Mpa?30MPa。
[0039] 具體的，生球團的粒徑為15mm?40mm。所述粒徑是指生球團的最大徑向尺寸。
[0040] 其中，步驟c初還原中優選C0與C02體積比為1 : 5?1。
[0041] 其中，經步驟c初還原後所得金屬化球團金屬化率為75%?90%，金屬化球團的 殘碳量> 3%。
[0042] 其中，上述步驟d還原溫度為1450°C?1600°C，還原時間為15min?30min，鹼度 為 0· 6 ?1. 2。
[0043] 本發明方法製備的生鐵碳含量> 3. 5%，可以作為煉鋼及鑄造生產的原料。
[0044] 下面結合實施例對本發明的【具體實施方式】做進一步的描述，並不因此將本發明限 制在所述的實施例範圍之中。
[0045] 實施例1?2所用的釩鈦鐵精礦的化學成分及主要粒度組成如表1、2所示。
[0046] 表1釩鈦鐵精礦的化學組成（wt % )
[0047]
【權利要求】
1. 煤基直接還原生鐵增碳工藝，其特徵在於包括以下步驟： a、 物料混合：將鐵原料、碳質還原劑、粘結劑、水混合均勻； b、 造球：將a步驟混合後的物料造球得生球團； c、 初還原：將b步驟得到的生球團在1150°C?1350°C的還原氣氛中還原20min? 40min，控制還原氣氛中C0與C0 2體積比最低為1 : 5,得金屬化球團；優選C0與C02體積 比為1 : 5?1 ; d、 深還原：將c步驟得到的金屬化球團進行深還原得鐵水； e、 鐵水冷卻； 其中，所述的鐵原料是鐵精粉、釩鈦鐵精粉、磁鐵精粉中的一種。
2. 根據權利要求1所述的煤基直接還原生鐵增碳工藝，其特徵在於：步驟a物料鐵原 料、碳質還原劑、粘結劑、水的質量比如下：鐵原料的質量以鐵原料中的氧計算，碳質還原 劑的質量以碳質還原劑中的碳計算，鐵原料中的氧：碳質還原劑中的碳：粘結劑：水= 100 : 65 ?85 : 1.85 ?7 : 22 ?30。
3. 根據權利要求1所述的煤基直接還原生鐵增碳工藝，其特徵在於：所述鐵原料 彡45%過200目篩；優選的，所述鐵原料45%?85%過200目篩。
4. 根據權利要求1所述的煤基直接還原生鐵增碳工藝，其特徵在於：步驟a中的碳質 還原劑是煤粉、蘭炭粉、石墨粉、焦炭粉中的至少一種；優選的，所述碳質還原劑> 85%過 100目篩。
5. 根據權利要求1所述的煤基直接還原生鐵增碳工藝，其特徵在於：步驟a中的粘結 劑為聚乙烯醇或羧甲基纖維素鈉。
6. 根據權利要求1所述的煤基直接還原生鐵增碳工藝，其特徵在於：步驟b造球所得 生球團抗壓強度> 35N/球，0. 5m落下強度> 15次，爆裂溫度> 500°C。
7. 根據權利要求1所述的煤基直接還原生鐵增碳工藝，其特徵在於：步驟b造球所得 的生球團的粒徑為15mm?40mm。
8. 根據權利要求1所述的煤基直接還原生鐵增碳工藝，其特徵在於：步驟c初還原所 得金屬化球團殘碳量> 3%。
9. 根據權利要求1所述的煤基直接還原生鐵增碳工藝，其特徵在於：步驟d還原溫度 為1450°C?1600°C，還原時間為15min?30min，鹼度為0. 6?1. 2。
【文檔編號】C21B13/00GK104087698SQ201410305288
【公開日】2014年10月8日 申請日期:2014年6月30日 優先權日:2014年6月30日
【發明者】馬蘭, 楊紹利, 李俊翰, 王尊 申請人:攀枝花學院