一种铁精粉碳循环增氧直接还原生产金属化球团的方法

摘要

本发明公开了一种铁精粉碳循环增氧直接还原生产金属化球团的方法，其主要通过在铁精粉中加入一定比例的膨润土进行润磨、造球和干燥，得到的生球再与一定比例的块状石灰石和块状兰炭进行配料后，从窑尾加入到回转窑中进行增氧还原焙烧，同时从窑头抛入粉状石灰石来强化回转窑高温段CO还原气氛，直接还原的高温物料经立式冷却气化器后进行干选，干选得到的非磁性物料分选后的兰炭可供回转窑进行循环使用，磁性物料经筛分后可得到直接还原金属化球团，高炉配加金属化球团后，可节省氧化球团还原所消耗的焦炭量，同时提高高炉利用系数。

权利要求

1.一种铁精粉碳循环增氧直接还原生产金属化球团的方法，包括以下步骤：（1）将铁精粉和膨润土按重量比100:2.5～100:3.0配料后，进行喷水润磨、造球和干燥得到粒度为8～16mm的生球；所述铁精粉的铁品位为45～65%、SiO2<8%，粒度要求为-200目60～80%，水份含量小于8%；

（2）将上述生球与块状石灰石、兰炭按重量比100:10：15～100：20:30配料后，从回转窑窑尾加入回转窑，同时从回转窑窑头加入生球重量10～20%的粉状石灰石，于1050～

1200℃下焙烧30～60min，得到直接还原的高温物料；

（3）将上述高温物料经冷却、干燥后进行磁选，得到磁性物料和非磁性物料；

（4）将上述磁性物料经8mm的机械筛筛分后，得到筛上的金属化球团和筛下的细粒物料。

2.如权利要求1所述的一种铁精粉碳循环增氧直接还原生产金属化球团的方法，其特征在于：所述窑尾加入的块状石灰石粒度为8～16mm、窑头加入的粉状石灰石粒度为1～

5mm。

3.如权利要求1所述的一种铁精粉碳循环增氧直接还原生产金属化球团的方法，其特征在于：所述兰炭的固定碳>70%，粒度为3～8mm。

4.如权利要求1所述的一种铁精粉碳循环增氧直接还原生产金属化球团的方法，其特征在于：所述步骤（1）的润磨通过润磨机实现，润磨时间为8～10min。

5.如权利要求1所述的一种铁精粉碳循环增氧直接还原生产金属化球团的方法，其特征在于：所述步骤（1）的干燥采用从回转窑中排出的烟气，控制温度在150～250℃，干燥时间为20～30min。

说明书

一种铁精粉碳循环增氧直接还原生产金属化球团的方法

技术领域

[0001] 本发明属于冶金技术领域，涉及一种铁精粉碳循环增氧直接还原生产金属化球团的方法。

背景技术

[0002] 炼铁是钢铁生产流程的一个重要环节，炼铁原燃料约占炼铁生产成本的80%左右，随着国内钢铁产能的扩大，钢铁工业可持续发展已受到原燃料因素的制约，给钢铁企业的经营带来极大的困难，焦煤数量不足、质量下降已成为限制我国钢铁生产发展的薄弱环节，因此，降低炼铁原燃料成本、提高炼铁产能将是钢铁企业提升产品竞争力的有效途径之一。

[0003] 在现有高炉炼铁生产中，炉料结构普遍使用块矿、烧结矿和球团矿按一定比例与焦炭进行配料冶炼，生产的氧化球团的主要成份为Fe2O3，其固有的特性在高炉冶炼过程中需要相当比例的冶金焦炭进行还原，导致高炉焦比居高不下，产能也受到一定局限，目前，全国高炉的平均焦比为365～375kg/t、煤比为145～155 kg/t。

发明内容

[0004] 本发明的目的是为了克服现有技术中存在高炉焦比大，浪费原燃料等缺陷，提供一种铁精粉碳循环增氧直接还原生产金属化球团的方法，用于高炉炼铁生产中。

[0005] 本发明的目的可以通过以下措施实现：

[0006] 一种铁精粉碳循环增氧直接还原生产金属化球团的方法，包括

[0007] 以下步骤：

[0008] 将铁精粉和膨润土按重量比100:2.5～100:3.0配料后，进行喷水润磨、造球和干燥得到粒度为8～16mm的生球；

[0009] 所述铁精粉的铁品位为45～65%、SiO2<8%，粒度要求为-200目60～80%，水份含量小于8%；

[0010] 所述润磨通过润磨机实现，润磨时间为8～10min。

[0011] 所述干燥采用从回转窑中排出的烟气，控制温度在150～250℃，干燥时间为20～30min。

[0012] 将上述生球与块状石灰石、兰炭按重量比100:10：15～100：20:30配料后，从回转窑窑尾加入回转窑，同时从回转窑窑头加入生球重量10～20%的粉状石灰石，于1050～1200℃下焙烧30～60min，得到直接还原的高温物料；回转窑可用竖炉、隧道窑等还原设备替代。

[0013] 所述窑尾加入的块状石灰石粒度为8～16mm、窑头加入的粉状石灰石粒度为1～5mm；所述兰炭的固定碳>70%，粒度为3～8mm。

[0014] 将上述高温物料经冷却、干燥后进行磁选，得到磁性物料和非磁性物料；

[0015] 将上述磁性物料经8mm的机械筛筛分后，得到筛上的金属化球团和筛下的细粒物料。

[0016] 金属化球团可加入到高炉进行配料使用，筛下的细粒物料可送到烧结进行配料使用；非磁性物料经过筛分和风选后，得到块状生石灰、块状兰炭、细粒生石灰、细粒兰炭，其中块状生石灰可供炼钢进行使用，块状兰炭可供回转窑进行循环使用，分选的细粒生石灰和细粒兰炭可供烧结进行配料使用。

[0017] 生球在回转窑中高温还原机理：回转窑中的石灰石（增氧剂）在加热到890℃以上时分解放出一定的CO2，CO2在高温下与兰炭中的C发生气化反应而生成高浓度CO， CO与生球接触过程中，可使生球高效还原。此外，生球在高温下进行再结晶和焙烧固结，从而可得到符合高炉冶炼要求的直接还原金属化球团，其金属化率可达到70%以上，TFe为65%～68%，MFe为55～57%。

[0018] 本发明与现有技术相比具有以下优点：

[0019] 1、采用本方法生产的直接还原金属化球团，可有效代替高炉中使用的氧化球团，可节省氧化球团还原所消耗的焦炭量，同时提高高炉利用系数，使高炉的焦比降低和产量提高，具体可使焦比下降80～110 kg/t，产量可提高5～7%。

[0020] 2、本方法生产的直接还原金属化球团，其金属化率可达到70%以上，强度可达2500N/个球以上，满足高炉配料的冶金性能要求。

[0021] 3、本方法直接还原过程中剩余兰炭实现了循环利用，产生的生石灰等副产品可供炼钢或烧结使用。

具体实施方式

[0022] 原料的选择：

[0023] 铁精粉铁品位45～65%、SiO2<8%，粒度要求为-200目60～80%；

[0024] 兰炭固定碳>70%，粒度要求为3～8mm；

[0025] 块状石灰石粒度为8～16mm；

[0026] 粉状石灰石粒度为1～5mm。

[0027] 实施例一

[0028] 1、配料及混合

[0029] 将水份含量小于8%的铁精粉和膨润土按重量比100:2.5进行配料后搅拌均匀，使之成为混合物料。

[0030] 2、混合物料的润磨

[0031] 混合物料进入润磨机内，在介质和筒体的打、压、挤、撞、捏等作用力下，粒度变细，颗粒形状变糙，表面能增加，从而改善了混合料的成球性能；润磨机的润磨时间为10min。

[0032] 3、润磨物料的造球

[0033] 将润磨物料输送到造球机的圆盘上，通过喷水使润磨物料被湿润，同时物料借助造球盘旋转产生的机械力作用而滚动成球，合格的生球从圆盘内排出；生球的粒度为8～16mm。

[0034] 4、生球的筛分

[0035] 采用圆辊筛将生球中小于8mm和大于16mm的生球80%以上清除掉，清除的物料可经过打散机打散后再返回到混合料中重新参与造球。

[0036] 5、生球的干燥

[0037] 将合格生球送入链箅机中进行干燥，链箅机的热源采用从回转窑中排出的500℃的烟气，干燥时间为30min，烟气在链箅机内的流速控制为2m/s，生球的干燥温度为250℃。

[0038] 6、生球还原焙烧

[0039] 将干燥的生球送到回转窑的入窑侧，与块状石灰石和块状兰炭按照重量比100:20:30进行配料后，经窑尾的漏斗进入回转窑内。混合物料在窑内经过预热带和焙烧带的过程中，与逆流而来的高温烟气进行热交换，可使混合物料的温度升高到1100℃，然后混合物料再进入还原段，与从窑头抛入的粉状石灰石进行混合，使其在较高的还原气氛下进行高温还原。

[0040] 7、高温物料的冷却

[0041] 直接还原后温度为1100℃的高温物料从窑头排出后，在立式冷却气化器中进行无氧冷却，冷却介质采用高炉煤气；当高温物料冷却到300℃以下时从冷却器中排出。

[0042] 8、冷却物料的干选

[0043] 冷却后的物料经过磁滑轮干选后，可得到磁性物料和非磁性物料。

[0044] 9、非磁性物料的处理

[0045] 非磁性物料经过筛分后，筛上的大块料为生石灰；筛下的粉状料经过风选后，得到的兰炭可供回转窑进行返料使用；得到的粉状生石灰可供烧结配料使用；得到的其它细粒物料可供烧结进行配料使用。

[0046] 10、磁性物料的处理

[0047] 磁性物料经8mm的机械筛筛分后，得到筛上的金属化球团可供高炉配料使用；得到筛下的粉状物料可供烧结进行配料或返回到铁精粉中进行再次使用。

[0048] 技术指标：金属化率为85%；强度2500N/个球；铁品位为67%。

[0049] 实施例二

[0050] 1、配料及混合

[0051] 将水份含量小于8%的铁精粉和膨润土按重量比100: 3.0进行配料后搅拌均匀，使之成为混合物料。

[0052] 2、混合物料的润磨

[0053] 混合物料进入润磨机内，在介质和筒体的打、压、挤、撞、捏等作用力下，粒度变细，颗粒形状变糙，表面能增加，从而改善了混合料的成球性能；润磨机的润磨时间为10min。

[0054] 3、润磨物料的造球

[0055] 将润磨物料输送到造球机的圆盘上，通过喷水使润磨物料被湿润，同时物料借助造球盘旋转产生的机械力作用而滚动成球，合格的生球从圆盘内排出；生球的粒度为8～16mm。

[0056] 4、生球的筛分

[0057] 采用圆辊筛将生球中小于8mm和大于16mm的生球80%以上清除掉，清除的物料可经过打散机打散后再返回到混合料中重新参与造球。

[0058] 5、生球的干燥

[0059] 将合格生球送入链箅机中进行干燥，链箅机的热源采用从回转窑中排出的600℃