專利名稱：一種生產(chǎn)直接還原鐵的可控氣氛轉(zhuǎn)底爐工藝的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種生產(chǎn)接還原鐵的方法，它采用可控氣氛轉(zhuǎn)底爐兩步法工藝能夠使用鐵精礦粉/高品位塊礦/軋鋼鐵鱗等含鐵氧化物(Fe ^ 68%)生產(chǎn)滿足鋼鐵行業(yè)使用的接還原鐵。
背景技術(shù)：
直接還原鐵也稱為海綿鐵是用鐵精礦粉/聞品位塊礦/乳鋼鐵鱗等含鐵氧化物在還原爐內(nèi)經(jīng)還原形成的低碳多孔狀物質(zhì)，其化學(xué)成分穩(wěn)定，雜質(zhì)含量少，主要用作電爐煉鋼的原料，也可作為轉(zhuǎn)爐煉鋼的冷卻劑。近年來(lái)由于鋼鐵產(chǎn)品朝小型輕量化、功能高級(jí)化、復(fù)合化方向發(fā)展，故鋼材中非金屬材料和有色金屬使用比例增加，致使廢鋼質(zhì)量不斷下降。廢鋼作為電爐鋼原料，由于其來(lái)源不同，化學(xué)成分波動(dòng)很大，而且很難掌握、控制，這給電爐煉鋼作業(yè)帶來(lái)了極大的困難。如果用一定比例的直接還原鐵30-50%作為稀釋劑與廢鋼搭配， 不僅可增加鋼材的均勻性，還可以改善和提高鋼的物理性質(zhì)，從而達(dá)到生產(chǎn)優(yōu)質(zhì)鋼的目的。 因此，直接還原鐵不僅僅是優(yōu)質(zhì)廢鋼的替代物，還是生產(chǎn)優(yōu)質(zhì)鋼材必不可少的高級(jí)原料，在爐料中搭配30-50%直接還原鐵，每噸爐料平均節(jié)約電能27%，節(jié)約煉鋼時(shí)間28%，耗氧量降低22%，鋼材物理性能明顯提高。就此，在電爐鋼爐料中搭配一定量直接還原鐵不僅可以提高電爐的生產(chǎn)能力，而且還能降低電耗和生產(chǎn)成本。要提高鋼的質(zhì)量，如果原料仍以廢鋼為主，將是很困難的。這是因?yàn)閺U鋼中有害雜質(zhì)Sn、As、Cu、等幾乎100%殘留鋼中。因此，單純使用廢鋼提高煉鋼質(zhì)量將是非常困難的，而使用部分直接還原鐵就避免了這些問(wèn)題，所以對(duì)冶煉優(yōu)質(zhì)鋼和特種鋼，如石油套管、汽車(chē)用鋼、核電站用鋼、軍用鋼等配用直接還原鐵是非常重要的，也可以說(shuō)生產(chǎn)特種鋼和優(yōu)質(zhì)鋼就必須配用直接還原鐵。因此，直接還原鐵是生產(chǎn)優(yōu)質(zhì)鋼和特種鋼的必用材料，是補(bǔ)充廢鋼不足的優(yōu)質(zhì)電爐原料，可作為轉(zhuǎn)爐煉鋼的冷卻劑。優(yōu)質(zhì)的直接還原鐵經(jīng)過(guò)二次還原處理還可以用于粉末冶金行業(yè)生產(chǎn)還原鐵粉。
目前世界直接還原鐵生產(chǎn)方法中，主要分為氣基法和煤基法，其中轉(zhuǎn)底爐工藝是煤基法中一種重要工藝。轉(zhuǎn)底爐工藝是采用細(xì)粒度的礦和還原劑緊密結(jié)合，在1350°C高溫下快速還原，只需30 60min，生產(chǎn)周期短；料落在爐底后就不再運(yùn)動(dòng)，只隨爐底前行，故不致破碎，對(duì)球的強(qiáng)度要求不高；能量利用率高，還原產(chǎn)物CO經(jīng)二次燃燒放出大量熱能，約相當(dāng)于總供熱量的一半左右(國(guó)外有報(bào)道為三分之二);原料中如含有害雜質(zhì)(鋅、鉛、砷等)，在轉(zhuǎn)底爐中可以部分或大部揮發(fā)，并可從煙氣中回收；爐內(nèi)為微負(fù)壓系統(tǒng)，無(wú)煙氣泄出，也無(wú)工業(yè)污水，煙氣中SO2排放量也大大低于燒結(jié)。
我國(guó)轉(zhuǎn)底爐工藝發(fā)展也有一定的歷史，近幾·年也相繼建設(shè)了多座轉(zhuǎn)底爐裝置，在處理復(fù)合礦、低品位難選鐵礦、鋼鐵廠含鋅粉塵、紅土礦等特殊含鐵物料取得了較好結(jié)果， 但是傳統(tǒng)的轉(zhuǎn)底爐由于爐內(nèi)還原溫度差異較大，還原溫度不均勻，爐內(nèi)氣氛可調(diào)控性差，導(dǎo)致生產(chǎn)的直接還原鐵存在產(chǎn)品含鐵品位低(TFe < 85%)，含硫高(S:0. 1% O. 2%)等缺點(diǎn)， 難以直接作為生產(chǎn)煉鋼用DRI，一般產(chǎn)品用于直接加入高爐煉鐵，用于降低焦比；另外轉(zhuǎn)底爐的雙螺旋出料機(jī)經(jīng)常發(fā)生漏料、不出料等事故。發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的為了克服上述現(xiàn)有技術(shù)存在的問(wèn)題，而提供一種生產(chǎn)直接還原鐵的可控氣氛轉(zhuǎn)底爐工藝，本發(fā)明采用預(yù)熱和還原兩步法工藝同時(shí)使用可控氣氛轉(zhuǎn)底爐很好的解決了上述問(wèn)題，不僅能滿足多種物料的還原，而且爐膛內(nèi)溫度均勻，產(chǎn)量合格率高、設(shè)備自動(dòng)化程度高，工人操作簡(jiǎn)便。
本發(fā)明技術(shù)方案為
一種生產(chǎn)直接還原鐵的可控氣氛轉(zhuǎn)底爐工藝，其特征在于按以下幾個(gè)步驟進(jìn)行
(1)將粉狀含鐵氧化物原料添加一定量粘結(jié)劑混料，其中鐵礦粉質(zhì)量粘結(jié)劑質(zhì)量=1 :0. 001 O. 03，再使用成型機(jī)軋制成直徑為30 40mm的球團(tuán)；或，將粉狀含鐵氧化物原料添加一定量粘結(jié)劑和炭粉混料，其中鐵礦粉質(zhì)量粘結(jié)劑質(zhì)量炭粉質(zhì)量=1 :0. 001 O. 03 :0. 05-0. 2，再使用成型機(jī)軋制成直徑為30 40mm的內(nèi)配炭球團(tuán)；
(2)將直徑為30 40mm球團(tuán)/內(nèi)配炭球團(tuán)或5 25mm的塊礦裝入預(yù)熱系統(tǒng)預(yù)熱到700 1000°C，預(yù)熱系統(tǒng)采用鏈篦機(jī)回轉(zhuǎn)窯；
(3)預(yù)熱后的物料通過(guò)給料器送入轉(zhuǎn)底爐頂?shù)?級(jí)布料口布料；所述的轉(zhuǎn)底爐頂設(shè)有3個(gè)可調(diào)整高度的布料器，I級(jí)和3級(jí)布料口布還原劑，2級(jí)布球團(tuán)/內(nèi)配炭球團(tuán)或塊礦；
(4)布料操作可控氣氛轉(zhuǎn)底爐爐底板逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)，從I級(jí)布料口先布還原劑底鋪在爐底板上厚度5 IOmm ;2級(jí)布料口再布球團(tuán)/塊礦與還原劑混合物料，按球團(tuán)或塊礦與還原劑質(zhì)量比為1:0. 3 O. 5混入還原劑，布料高度30 70mm ；3級(jí)布料口最后布還原劑頂蓋在鐵球團(tuán)/塊礦混合料上，頂蓋厚度5 IOmm ；
或，可控氣氛轉(zhuǎn)底爐爐底板逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)，在2級(jí)布料口只布內(nèi)配炭球團(tuán)布料高度 30 70mm ;
(5)所有物料在可控氣氛轉(zhuǎn)底爐內(nèi)120(TC 1400°C運(yùn)行3h 8h，可控氣氛轉(zhuǎn)底爐運(yùn)行時(shí)間可以通過(guò)轉(zhuǎn)底爐傳動(dòng)系統(tǒng)調(diào)節(jié)，再經(jīng)過(guò)可通保護(hù)氣體的水冷螺旋出料機(jī)排出爐夕卜，排出料再經(jīng)過(guò)傳輸帶送至產(chǎn)品料場(chǎng)進(jìn)行磁選分離，最后得到海綿鐵球團(tuán)，海綿鐵球團(tuán)經(jīng)過(guò)軋制，軋制后的壓塊可直接送煉鋼車(chē)間作為煉鋼原料，所述壓塊的尺寸長(zhǎng)為100 150mm,寬為50 80mm,厚為30 60mm,比重3 4. 5g/ cm3 ;磁選后的廢還原劑可按一定比例與新還原劑混合使用，新還原劑質(zhì)量舊還原劑質(zhì)量=90% 60% :10% 40%。
本發(fā)明所用的還原劑為常規(guī)的無(wú)煙煤和脫硫劑按1:0.1 O. 15比的混合料。
本發(fā)明優(yōu)點(diǎn)
1.采用兩步法，先進(jìn)行預(yù)熱，可以有效提高轉(zhuǎn)底爐產(chǎn)量和產(chǎn)品品質(zhì)；
2.采用可控氣氛轉(zhuǎn)底爐，物料放置在爐底碳化硅板上，通過(guò)爐墻上的燒嘴輔助加熱，從而滿足物料溫度均勻性的要求，物料上部設(shè)置隔焰板，外環(huán)爐墻上設(shè)置多個(gè)蓄熱式燒嘴，內(nèi)環(huán)爐墻上設(shè)置多個(gè)亞高速燒嘴，并設(shè)置多個(gè)煤氣通入孔和空氣通入孔，從而可以滿足各種特定的還原氣氛等還原的重要條件，不僅使轉(zhuǎn)底爐可達(dá)到高爐溫，而且滿足了生產(chǎn)合格直接還原鐵的工藝要求。
3.采用可通保護(hù)氣體的水冷螺旋出料機(jī)能夠再螺旋內(nèi)通入保護(hù)氣體，避免在直接還原鐵在螺旋內(nèi)的二次氧化；
4.螺旋出料機(jī)靠近爐墻曲封處，設(shè)置一個(gè)不銹鋼板制作而成的斜坡式料斗，物料經(jīng)過(guò)斜坡式料斗匯總接入螺旋出料機(jī)的出料口，解決了螺旋出料機(jī)的漏料、無(wú)法排料等弊病。


圖1為本發(fā)明的工藝方框圖。
具體實(shí)施方式
結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的描述。本發(fā)明所用的還原劑為常規(guī)的無(wú)煙煤和脫硫劑按1:0.1 O. 15比的混合料。
實(shí)施例1:如圖1所示，本實(shí)施例所用的還原劑為無(wú)煙煤和脫硫劑的混合物，無(wú)煙煤質(zhì)量脫硫劑質(zhì)量=1 :0. 15，本發(fā)明按以下步驟進(jìn)行(I)將粉狀含鐵氧化物與粘結(jié)劑按重量比1: O. 01混料，再使用成型機(jī)軋制成直徑為30mm的球團(tuán)；(2)將球團(tuán)裝入鏈篦機(jī)回轉(zhuǎn)窯預(yù)熱到800°C ； (3)預(yù)熱后的物料通過(guò)給料器送入爐頂?shù)?級(jí)布料口布料；所述的可控氣氛轉(zhuǎn)底爐頂設(shè)置3個(gè)可調(diào)整高度的布料器，I級(jí)和3級(jí)布料口布還原劑，還原劑為無(wú)煙煤質(zhì)量脫硫劑質(zhì)量=1 :0. 15，2級(jí)布含鐵球團(tuán)；(4)布料操作可控氣氛轉(zhuǎn)底爐爐底板逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)，從I級(jí)布料口先布還原劑底鋪在爐底板上厚度5_ ；2級(jí)布料口再布含鐵球團(tuán)與還原劑混合物料，按球團(tuán)與還原劑質(zhì)量比為1:0. 4混入還原劑，布料高度70mm ；3級(jí)布料口最后布還原劑頂蓋在鐵球團(tuán)混合料上，頂蓋厚度5mm ； (5)所有物料在1300°C左右運(yùn)行4h，最后經(jīng)過(guò)可通保護(hù)氣體的水冷螺旋出料機(jī)排出爐外，排出料經(jīng)過(guò)傳輸帶送至產(chǎn)品料場(chǎng)進(jìn)行磁選分離，將分離的海綿鐵球團(tuán)再經(jīng)過(guò)軋機(jī)軋制成壓塊，壓塊的尺寸長(zhǎng)為100mm，寬為50mm，厚為30mm,比重為4. 5g/ cm3左右,此壓塊可直接送煉鋼車(chē)間作為煉鋼原料,磁選后的廢還原劑可按一定比例與新還原劑混合使用，實(shí)現(xiàn)能源綜合利用。
實(shí)施例2 :如圖1所示一種生產(chǎn)直接還原鐵的可控氣氛轉(zhuǎn)底爐工藝，按以下幾個(gè)步驟進(jìn)行
(I)將粉狀含鐵氧化物與粘結(jié)劑及炭粉按重量比1: O. 01 :0. 15混料，再使用成型機(jī)軋制成直徑為30mm的內(nèi)配炭球團(tuán)；
(2)內(nèi)配炭球團(tuán)經(jīng)過(guò)鏈篦機(jī)回轉(zhuǎn)窯預(yù)熱到900°C ;
(3)預(yù)熱后的物料通過(guò)給料器送入轉(zhuǎn)底爐頂?shù)?級(jí)布料口布料；
(4)布料操作可控氣氛轉(zhuǎn)底爐爐底板逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)，從2級(jí)布料口布內(nèi)配炭球團(tuán)， 布料高度設(shè)置為70_ ；
(5)所有物料在轉(zhuǎn)底爐1300°C左右運(yùn)行3h，最后經(jīng)過(guò)可通保護(hù)氣體的水冷螺旋出料機(jī)排出爐外，排出料經(jīng)過(guò)傳輸帶送至產(chǎn)品料場(chǎng)軋制，軋制的壓塊尺寸長(zhǎng)為150mm，寬為 80mm,厚為60mm，比重4. 5g/ cm3左右，此壓塊可直接送煉鋼車(chē)間作為煉鋼原料使用。
權(quán)利要求
1.一種生產(chǎn)直接還原鐵的可控氣氛轉(zhuǎn)底爐工藝，其特征在于按以下幾個(gè)步驟進(jìn)行(1)將粉狀含鐵氧化物原料添加一定量粘結(jié)劑混料，其中鐵礦粉質(zhì)量粘結(jié)劑質(zhì)量=1O.001 O. 03，再使用成型機(jī)軋制成直徑為30 40mm的球團(tuán)；或，將粉狀含鐵氧化物原料添加一定量粘結(jié)劑和炭粉混料，其中鐵礦粉質(zhì)量粘結(jié)劑質(zhì)量炭粉質(zhì)量=1 :0. 001 O.03 :0. 05-0. 2，再使用成型機(jī)軋制成直徑為30 40mm的內(nèi)配炭球團(tuán)；(2)將直徑為30 40mm球團(tuán)/內(nèi)配炭球團(tuán)或5 25mm的塊礦裝入預(yù)熱系統(tǒng)預(yù)熱到 700 1000°C，預(yù)熱系統(tǒng)采用鏈篦機(jī)回轉(zhuǎn)窯；(3)預(yù)熱后的物料通過(guò)給料器送入轉(zhuǎn)底爐頂?shù)?級(jí)布料口布料；所述的轉(zhuǎn)底爐頂設(shè)有3 個(gè)可調(diào)整高度的布料器，I級(jí)和3級(jí)布料口布還原劑，2級(jí)布球團(tuán)/內(nèi)配炭球團(tuán)或塊礦；(4)布料操作可控氣氛轉(zhuǎn)底爐爐底板逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)，從I級(jí)布料口先布還原劑底鋪在爐底板上厚度5 IOmm ;2級(jí)布料口再布球團(tuán)/塊礦與還原劑混合物料，按球團(tuán)或塊礦與還原劑質(zhì)量比為1:0. 3 O. 5混入還原劑，布料高度30 70mm ；3級(jí)布料口最后布還原劑頂蓋在鐵球團(tuán)/塊礦混合料上，頂蓋厚度5 IOmm ；或，可控氣氛轉(zhuǎn)底爐爐底板逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)，在2級(jí)布料口只布內(nèi)配炭球團(tuán)，布料高度30 70mm ；(5)所有物料在可控氣氛轉(zhuǎn)底爐內(nèi)120(TC 1400°C運(yùn)行3h 8h，再經(jīng)過(guò)可通保護(hù)氣體的水冷螺旋出料機(jī)排出爐外，排出料再經(jīng)過(guò)傳輸帶送至產(chǎn)品料場(chǎng)進(jìn)行磁選分離，最后得到海綿鐵球團(tuán)，海綿鐵球團(tuán)經(jīng)過(guò)軋制，軋制后的壓塊可直接送煉鋼車(chē)間作為煉鋼原料。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的生產(chǎn)直接還原鐵的可控氣氛轉(zhuǎn)底爐工藝，其特征在于所述的生產(chǎn)直接還原鐵壓塊的尺寸長(zhǎng)為100 150mm，寬為50 80mm，厚為30 60mm，比重 3 4. 5g/ cm3。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種生產(chǎn)直接還原鐵的可控氣氛轉(zhuǎn)底爐工藝，將鐵精礦粉壓制成直徑為30～40mm的球團(tuán)或直接用塊礦粒度為5～25mm，先預(yù)熱到700～1000℃再與還原劑混合加入可控氣氛轉(zhuǎn)底爐中，布料厚度為30～70mm，布料時(shí)如使用普通鐵礦粉球團(tuán)需要先在爐底鋪有5～10mm還原劑，最后還要在混合料上蓋5～10mm還原劑，若是使用含內(nèi)配炭球團(tuán)則不要外配還原劑；所有物料在可控氣氛轉(zhuǎn)底爐內(nèi)1200℃～1400℃運(yùn)行3h～8h，再經(jīng)過(guò)可通保護(hù)氣體的水冷螺旋出料機(jī)排出爐外，排出料再經(jīng)過(guò)磁選分離得到海綿鐵球團(tuán)。本發(fā)明采用先預(yù)熱再通過(guò)可控氣氛轉(zhuǎn)底爐還原，不僅能適用于多種物料，而且爐膛內(nèi)溫度均勻，設(shè)備自動(dòng)化程度高，工人操作簡(jiǎn)便，能夠生產(chǎn)出滿足煉鋼用海綿鐵。
文檔編號(hào)C21B13/10GK102994680SQ201210572620
公開(kāi)日2013年3月27日 申請(qǐng)日期2012年12月26日 優(yōu)先權(quán)日2012年12月26日
發(fā)明者李森蓉, 余陽(yáng)春, 李雄, 趙少杰 申請(qǐng)人:武漢桂坤科技有限公司