含碳球团转底炉直接还原提铁降硫的方法

摘要

本发明公开了一种含碳球团转底炉直接还原提铁降硫的方法，按重量百分含量将64～84％的氧化铁皮、19～25％的兰炭、4～10％的石灰石、10％的复合粘结剂混匀，经压球、干燥后，在转底炉内于1200～1400℃条件下还原，转底炉内气氛为中性气氛或弱还原性气氛，还原时间为25～45min；还原产物经冷却后细磨、磁选，将金属铁颗粒与富含硫的脉石或渣相分离，最后将收得的铁颗粒压块。工艺简单、能耗相对较低；能去除含碳球团中75％以上的硫，铁颗粒的品位达到90％左右，减轻了后续冶炼过程的降硫负担。

权利要求

1.一种含碳球团转底炉直接还原提铁降硫的方法，其特征在于，将重量份64～84份的氧化铁皮、19～25份的兰炭、4～10份的石灰石、9～11份的复合粘结剂混匀，经压球、干燥后，布于转底炉内在1200～1400℃条件下还原，转底炉内气氛为中性气氛或弱还原性气氛，还原时间为25～45min； 还原产物冷却后，经细磨、磁选将金属颗粒与富含硫的脉石或渣相分离； 所述的氧化铁皮是钢材在锻造和热轧加工时产生的，粒度≤3mm； 所述的兰炭中：固定碳≥78wt%，灰分≤10wt%，挥发份≤8wt%，S≤0.50wt%，粒度≤2mm的颗粒含量大于70wt%； 所述的石灰石中：CaO≥55wt%，SiO2≤3wt%，粒度≤0.074mm的颗粒含量大于70wt%。

2.根据权利要求1所述的含碳球团转底炉直接还原提铁降硫的方法，其特征在于所述的复合粘结剂中：优质膨润土含量30wt%，PVA含量70wt%，其中PVA的浓度5～7wt%。

3.根据权利要求1所述的含碳球团转底炉直接还原提铁降硫的方法，其特征在于，所述的干燥过程中：烘干温度≤200℃、烘干时间≤90min、干燥过程所用的废气温度≤50℃。

4.根据权利要求1所述的含碳球团转底炉直接还原提铁降硫的方法，其特征在于，所述的转底炉：布料厚度18～30mm、转速25～45min/r、加热方式为燃气加热。

5.根据权利要求1所述的含碳球团转底炉直接还原提铁降硫的方法，其特征在于，所述的磁选过程中的磁场强度为1800Oe。

说明书

含碳球团转底炉直接还原提铁降硫的方法

技术领域

[0001] 本发明涉及一种直接还原提铁降硫技术，尤其涉及一种含碳球团转底炉直接还原提铁降硫的方法。

背景技术

[0002] 在煤基直接还原炼铁技术中采用含碳压球工艺时，考虑直接还原铁的品位和质量，未能在含碳球团中添加降硫剂，在工业化生产和推广的时候，产品硫含量过高的问题始终未得到很好解决。

[0003] 现有技术中，人们对直接还原铁中的硫行为有一些研究，但是由于金属化球团脉石和铁共存，因此通常情况下并没有什么很好的方法来降除球团中的硫，只是寄希望于含碳球团中的硫自然挥发，或者被动地采用低硫矿、低硫煤，以减少硫对炼钢用金属化球团地不利影响。

发明内容

[0004] 本发明的目的是提供一种工艺简单、能耗相对较低、能实现降硫的含碳球团转底炉直接还原提铁降硫的方法，该法生产的产品可以直接满足电炉、转炉炼钢生产要求。

[0005] 本发明的目的是通过以下技术方案实现的：

[0006] 本发明的含碳球团转底炉直接还原提铁降硫的方法，将重量份64～84份的氧化铁皮、19～25份的兰炭、4～10份的石灰石、9～11份的复合粘结剂混匀，经压球、干燥后，布于转底炉内在1200～1400℃条件下还原，转底炉内气氛为中性气氛或弱还原性气氛，还原时间为25～45min；

[0007] 还原产物冷却后，经细磨、磁选将金属颗粒与富含硫的脉石或渣相分离。

[0008] 本发明提供的含碳球团转底炉直接还原提铁降硫的方法，由于转底炉内中性或弱还原性气氛保证了含碳球团通过煤基的自还原过程，仅有少量煤中的S进入铁相中，经破碎磁选后，将金属球团的铁和脉石分离，获得低硫的铁粉，将铁粉压块获得最终产品，从而使得含碳球团达到提铁降硫的目的，生产的产品可以直接满足电炉、转炉炼钢生产要求。

附图说明

[0009] 图1为本发明实施例提供的含碳球团转底炉直接还原提铁降硫的方法的流程示意图。

具体实施方式

[0010] 下面将结合附图对本发明实施例作进一步地详细描述。

[0011] 本发明的含碳球团转底炉直接还原提铁降硫的方法，其较佳的具体实施方式是：

[0012] 将重量份64～84份的氧化铁皮、19～25份的兰炭、4～10份的石灰石、9～11份的复合粘结剂混匀，经压球、干燥后，布于转底炉内在1200～1400℃条件下还原，转底炉内气氛为中性气氛或弱还原性气氛，还原时间为25～45min；

[0013] 还原产物冷却后，经细磨、磁选将金属颗粒与富含硫的脉石或渣相分离。

[0014] 所述的氧化铁皮：是钢材在锻造和热轧加工时产生的，粒度≤3mm。

[0015] 所述的兰炭或半焦煤中：固定碳≥wt78％，灰分≤10wt％、挥发份≤8wt％，S≤0.50wt％，粒度≤2mm的颗粒含量大于70wt％。

[0016] 所述的石灰石中：CaO≥55wt％，SiO2≤3wt％，粒度≤0.074mm的颗粒含量大于70wt％。

[0017] 所述的复合粘结剂中：优质膨润土含量30wt％，PVA含量70wt％，其中PVA的浓度5～7wt％。

[0018] 所述的干燥过程中：烘干温度≤200℃、烘干时间≤90min、干燥过程所用的废气温度≤50℃。

[0019] 所述的转底炉：布料厚度18～30mm、转速25～45min/r、加热方式为燃气加热。

[0020] 所述的磁选过程中的磁场强度为1800Oe。

[0021] 本发明工艺简单、能耗相对较低；能去除含碳球团中75％以上的硫，铁颗粒的品位达到90％左右，减轻了后续冶炼过程的降硫负担。

[0022] 具体实施例：

[0023] 在含碳球团转底炉直接还原提铁降硫的方法的流程示意图——图1中，其中原料包括粉状氧化铁皮、兰炭粉、粉状石灰石颗粒、复合粘结剂由固态膨润土和PVA溶液组成。各原料的质量要求为：粉状氧化铁皮粒度≤3mm；兰炭粉的固定碳≥78wt％，灰分≤10wt％挥发分≤8wt％，S≤0.50wt％，粒度≤2mm且颗粒含量大于70wt％；石灰石的CaO≥55wt％，SiO2≤3wt％，粒度≤0.074mm且颗粒含量大于70wt％；复合粘结剂的固态膨润土含量30wt％，PVA溶液含量70wt％，其中PVA的浓度5～7wt％。其配料和混匀过程的操作要点：将所有固体粉料按照确定的配比在混合机上干混5min，随后加入PVA溶液进行湿混10min。其干燥过程的操作要点：烘干温度≤200℃；烘干时间≤90min，干燥过程废气温度≤50℃。其直接还原过程的操作要点：布料厚度18～30mm，转速36min/r；加热方式为燃气；炉内气氛或为中性气氛，或为弱还原性气氛。其磁选过程的操作要点：磁场强度为1800Oe。

[0024] 将重量百分含量64％的氧化铁皮(主要化学成分和粒级分布分别见表1和表2)、21％的兰炭(主要化学成分和粒级分布分别见表3和表4)、6％的石灰石(主要化学成分和粒级分布分别见表5)、10％的复合粘结剂按照上述操作要点在行星式碾混合机上进行混匀，随后将混合料在对辊式压球机上以14Mpa的压力压制成球团、出球，湿球经传送带送至烘干箱(压球烘干过程的工艺参数见表6)，干燥后，进行干球团在转底炉内的布料，布料厚度18～30mm，布料完毕进入转底炉直接还原过程，转底炉转速36min/r(转底炉炉内温度分布见表8)。还原产物经水淬冷却后细磨、磁选，最后将金属球团的“铁精粉”与富含硫的脉石或渣相分离，最后将收得的“铁精粉”压块。所得产品分析结果见表9和表10，“铁精粉”中硫的重量百分含量在0.026％，尾矿中硫的重量百分含量在0.22％。本实例的检测结果表明：干球团中的硫有67％进入了气相、11％进入了铁精粉、22％进入了尾矿。因此，本发明对含碳球团采用转底炉直接还原是一种有效的工业化提铁降硫方法。

[0025] 表1氧化铁皮主要化学成分

[0026]成分 TFe FeO Fe2O3 Al2O3 SiO2 CaO MgO S P 其它
含量/％ 73.63 63.15 35.09 0.09 0.58 0.35 0.17 0.02 0.02 0.53[0027] 表2氧化铁皮的粒度组成

[0028]粒级/mm 0.5及以上 0.18 0.15 0.125 0.1 0.09 0.083 0.074 0.074以下
含量/％ 46.07 30.44 4.59 3.29 2.58 2.76 0.44 1.24 8.59[0029] 表3兰炭主要化学成分

[0030]成分 Fe2O3 Al2O3 SiO2 CaO MgO S C 水分 挥发分
含量/％ 1.07 1.45 7.38 1.00 0.27 0.26 80.08 2.78 5.71[0031] 表4兰炭的粒度组成

[0032]粒级/mm 0.5及以上 0.18 0.15 0.125 0.1 0.09 0.083 0.074 0.074以下
含量/％ 67.08 20.30 2.79 1.98 1.59 1.26 0.78 0.76 3.47[0033] 表5石灰石主要化学成分

[0034]成分 CaO MgO SiO2 Al2O3
含量/％ 55.17 0.21 2.84 0.16

[0035] 表6压球烘干工艺参数表

[0036]

[0037] 表7干球化学成分检测结果

[0038]分析项目 TFe FeO C S
质量百分含量/％ 51.36 44.05 19.20 0.11

[0039] 表8转底炉炉内温度分布表

[0040]

[0041] 表9直接还原“铁精粉”产品检测结果

[0042]分析项目 TFe MFe C S
质量百分含量/％ 90.24 88.81 0.11 0.026

[0043] 表10直接还原尾矿产品检测结果

[0044]分析项目 TFe MFe S
质量百分含量/％ 11.28 3.89 0.22

[0045] 以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明披露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应该以权利要求书的保护范围为准。