一種煤基低溫快速深度還原高密度金屬化球團的方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明屬于冶金技術(shù)領(lǐng)域，尤其設(shè)及一種煤基低溫快速深度還原高密度金屬化球 團的方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 中國鋼鐵行業(yè)，W往是大力發(fā)展高爐煉鐵，還原鐵技術(shù)卻相對比較滯后，我國還原 鐵年產(chǎn)量50萬噸，占世界還原鐵總產(chǎn)量不足1. 0%。隨著電爐優(yōu)質(zhì)鋼的比例逐漸提高，還 原鐵產(chǎn)品每年有2800萬噸W上的缺口，因此，每年要進口國外的DRI、皿I產(chǎn)品大約1000萬 噸。隨著我國焦煤儲量日益貧乏及環(huán)保問題日益嚴重，國家出臺了較多的相關(guān)產(chǎn)業(yè)政策，鼓 勵開發(fā)、應(yīng)用非焦煤資源，進行直接還原鐵和烙融還原鐵等非焦煉鐵工藝和短流程煉鋼等 技術(shù)開發(fā)與應(yīng)用，大力發(fā)展電爐優(yōu)質(zhì)鋼的生產(chǎn)，所W，提高還原鐵的產(chǎn)量和質(zhì)量，降低能耗， 減少C〇2的排放，尤其是盡快開發(fā)我國大量的低貧細難選鐵礦及含鐵廢料，使其資源化是一 項迫在眉睫的事業(yè)。
[0003] 如今的中國，電爐鋼比例不到20%，而且高爐-轉(zhuǎn)爐煉鋼方式的尾氣排放量是整 個鋼鐵行業(yè)的80 % W上，廢鋼（還原鐵）+電爐煉鋼方式的尾氣排放量，僅占高爐一轉(zhuǎn)爐煉 鋼方式的20%。要解決中國鋼鐵行業(yè)節(jié)能減排降碳的環(huán)保問題及發(fā)展短流程煉鋼事業(yè)，就 必須積極發(fā)展產(chǎn)能規(guī)模大、投資比低、生產(chǎn)運行成本低、可操作性強、節(jié)能減排等先進、穩(wěn)定 的煤基還原鐵工藝技術(shù)和裝備，該將符合我國還原鐵行業(yè)的國情發(fā)展。
[0004] 煉鋼的液態(tài)鋼渣密度一般在2. 6~2. 8t/m3,而直接還原出的還原鐵密度一般為 1. 8~1. 9t/m3,礦粉預(yù)壓塊還原后的密度一般為2. 3~2. 5t/m3,力日入鋼爐，都無法沉入渣 下，漂浮在鋼渣上，很容易再氧化，無法獲得滿意的鋼水收得率，造成還原鐵應(yīng)用范圍狹小， 應(yīng)用成本高等因素，鋼廠也不能因為微量還原鐵的供給，頻繁地調(diào)整煉鋼工藝，從而導(dǎo)致我 國本就不大的還原鐵產(chǎn)量，卻出現(xiàn)銷售困難的結(jié)果。
[0005] 現(xiàn)有的還原鐵方法包括煤基罐式隧道畜法、轉(zhuǎn)底爐法、車底爐法、無罐隧道畜法、 內(nèi)燃式回轉(zhuǎn)畜法等，該些方法存在的缺點是；煤基隧道畜法的還原溫度一般為113(TC~ 116(TC，此溫度反映的是隧道畜畜頂?shù)臏囟龋淼佬笳麄€斷面，上下溫度有著50°C的溫 差，加上耐火罐內(nèi)有著一層40mm的還原煤保護層，中間鐵物料溫度與罐外有28(TC左右的 溫差，因此耐火罐內(nèi)鐵物料的還原實際溫度為800~830°C，所W隧道畜法實際還原溫度較 低，反應(yīng)不是很劇烈，因此還原時間較長，還原時間一般在28~4她；內(nèi)燃式回轉(zhuǎn)畜法的還 原溫度一般為1220~1260°C，而物料的實際溫度為950°C左右，還原時間為6~她，由于所 需還原溫度過高，造成了能源耗費。。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006] 本發(fā)明針對上述現(xiàn)有技術(shù)存在的不足，提供一種煤基低溫快速深度還原高密度金 屬化球團的方法。
[0007] 本發(fā)明解決上述技術(shù)問題的技術(shù)方案如下：一種煤基低溫快速深度還原高密度金 屬化球團的方法，步驟如下：
[000引 （1)將待還原的We > 66%的高品位鐵礦粉或者鐵鱗加工到160~200目，與內(nèi) 配碳粉及粘結(jié)劑均勻混合，混合物料按重量百分比為：鐵礦粉或者鐵鱗91~94%，內(nèi)配碳 粉5.0~8.0%，粘結(jié)劑1.0~3.0% ;然后噴水造成0 8~0 20mm的球團；
[0009] (2)將步驟（1)的濕球團在50~280 °C條件下烘干，使其水份<0.5%、強度 > 25N/個球；
[0010] (3)將步驟（2)的球團與還原劑制成待還原物料，所述還原劑的用量為步驟（1)中 所述鐵礦粉或者鐵鱗重量的30~40% ;
[0011] (4)將步驟（3)的待還原物料加入隔焰式回轉(zhuǎn)畜的預(yù)熱段內(nèi)，在800~950°C條件 下直接進行燒結(jié)，燒結(jié)時間為20~25min，使球團強度> 300N/個球；
[001引 妨將步驟（4)的待還原物料加入隔焰式回轉(zhuǎn)畜的高溫段內(nèi)，在1080~llOOC條 件下進行還原反應(yīng)，還原時間為2. 5~化；
[001引 做反應(yīng)完畢后，步驟妨的物料在絕氧保護下冷卻至200°C后，將物料取出，采 用干式磁選將還原劑尾粉和金屬化球團分離，獲得品位TFe > 90%、n化> 93%、密度 > 4. 3t/m3的高品位、高密度的金屬化球團。
[0014] 本發(fā)明的有益效果是：
[0015] 1、本發(fā)明使用的還原設(shè)備為隔焰式回轉(zhuǎn)畜，預(yù)熱段、高溫段通體連續(xù)外加熱，高溫 區(qū)溫度連續(xù)穩(wěn)定，減少溫差，節(jié)約能源；且回轉(zhuǎn)畜保持旋轉(zhuǎn)狀態(tài)，被還原物料在回轉(zhuǎn)畜內(nèi)不 斷旋轉(zhuǎn)，因此反應(yīng)物料溫度可達1060~llOOC，反應(yīng)更加劇烈，大大縮短反應(yīng)時間；且金屬 化球團不會發(fā)生粘接現(xiàn)象。
[0016] 2、本發(fā)明的反應(yīng)物料始終保持較高的還原溫度，短時間反應(yīng)內(nèi)，金屬化球團被深 度還原，即呈現(xiàn)海綿狀氣孔，被壓縮、收縮后，金屬化球團的密度大大提高，一般> 4. 3t/m3。
[0017] 3、本發(fā)明方法制得的密度> 4. 3t/m3的高密度金屬化球團產(chǎn)品由于粒度均勻、品 位高、成份單純、S、P及有害元素含量微量，非常適合用于替代煉鋼的廢鋼、稀釋劑及冷卻 劑。
[001引在上述技術(shù)方案的基礎(chǔ)上，本發(fā)明還可W做如下改進。
[0019] 進一步，步驟（1)中所述的內(nèi)配碳粉為無煙煤、煙煤、焦粉、蘭碳粉或木炭粉等非 焦碳粉，要求灰分《12%、S《0.5%，細度-100目。
[0020] 進一步，步驟（1)中所述的粘結(jié)劑為有機粘結(jié)劑，優(yōu)選為淀粉、糊精、糖稀、造紙 廢液、腐殖酸鋼或水溶性聚己締醇，加工后細度-120目。
[0021] 進一步，步驟（3)中所述的還原劑為還原煤和脫硫劑的混合物，按重量百分比為 還原煤90~100%、脫硫劑0~10%。
[0022] 進一步，所述的脫硫劑為石灰粉；所述的還原煤為無煙煤、煙煤、焦粉、蘭碳或木 炭，粒度為0~25mm，其成分按重量百分比為；固定碳> 48%、灰份《45%、S《1. 0%、余 下為揮發(fā)份，灰渣烙點> 115(TC。
[0023] 進一步，步驟化）中所述的絕氧保護為密閉冷卻、氮氣保護冷卻或煤粉覆蓋冷卻。
[0024] 進一步，步驟（6)得到的還原后熱態(tài)物料，可W在熱態(tài)篩分出還原劑尾粉后，獲得 < 1000°C的高溫、高品位、高密度的熱態(tài)金屬化球團，直接進行烙分或煉鋼。
[0025] 進一步，所述的隔焰式回轉(zhuǎn)畜包括回轉(zhuǎn)畜筒體、加料裝置、驅(qū)動裝置、第一托圈裝 置和第二托圈裝置，所述回轉(zhuǎn)畜筒體支撐在所述驅(qū)動裝置、第一托圈裝置及第二托圈裝置 上，所述驅(qū)動裝置與第一托圈裝置之間設(shè)有第一加熱爐體，所述第一托圈裝置與第二托圈 裝置之間設(shè)有第二加熱爐體，所述第一加熱爐體和第二加熱爐體的兩側(cè)分別設(shè)有第一燒嘴 組和第二燒嘴組；
[0026] 所述回轉(zhuǎn)畜筒體從前到后依次包括預(yù)熱段、高溫段和冷卻段，所述高溫段設(shè)于所 述第一加熱爐體及第二加熱爐體之內(nèi)，所述加料裝置與所述預(yù)熱段前端相銜接，所述冷卻 段后端設(shè)有出料口；
[0027] 所述回轉(zhuǎn)畜筒體在所述第一加熱爐體和第二加熱爐體之間套裝有筒體外壁，所述 筒體外壁與回轉(zhuǎn)畜筒體之間均布有支撐管，在筒體外壁與回轉(zhuǎn)畜筒體之間形成煙氣通道， 所述筒體外壁支撐在所述第一托圈裝置上；
[002引所述回轉(zhuǎn)畜筒體的軸線與水平線夾角為2.5°~5°，所述預(yù)熱段高于冷卻段。
[0029] 所述第一托圈裝置包括托圈、支撐座及支撐漉筒，所述托圈設(shè)于筒體外壁外圍， 所述支撐漉筒設(shè)于所述支撐座上，并支撐在所述托圈下部。
[0030] 所述預(yù)熱段外部設(shè)有煙氣回收管，所述煙氣回收管與回轉(zhuǎn)畜筒體之間設(shè)有排煙火 焰支管道，所述回轉(zhuǎn)畜筒體的前端設(shè)有排煙護罩，所述排煙火焰支管道在排煙護罩內(nèi)設(shè)有 徑向通風口，所述排煙護罩上設(shè)有尾氣排放口；所述驅(qū)動裝置支撐在所述煙氣回收管上。
[0031] 所述加料裝置包括加料斗和螺旋輸送機，所述螺旋輸送機的出口伸到所述回轉(zhuǎn)畜 筒體內(nèi)，在所述出口上方設(shè)有煤氣出口。
[0032] 所述冷卻段設(shè)有換熱器，所述換熱器包括冷卻段回轉(zhuǎn)畜外壁、換熱管、熱風護罩和 冷風護罩，所述換熱管設(shè)于所述回轉(zhuǎn)畜筒體的內(nèi)壁，所述冷卻段回轉(zhuǎn)畜外壁設(shè)于所述回轉(zhuǎn) 畜筒體的外部，所述熱風護罩及冷風護罩分別設(shè)于所述冷卻段回轉(zhuǎn)畜外壁的前、后端外部， 所述換熱管兩端分別設(shè)有穿過所述回轉(zhuǎn)畜筒體的徑向通風口。
[0033] 所述燒嘴組包括水平設(shè)置的多個燒嘴，所述的燒嘴外部連接有助燃風管道和煤氣 管道。
[0034] 采用上述進一步方案的技術(shù)效果是，采用預(yù)熱段、高溫段通體連續(xù)外加熱隔焰式 煤基回轉(zhuǎn)畜裝置，實現(xiàn)了高溫區(qū)溫度的連續(xù)穩(wěn)定；旋轉(zhuǎn)的畜爐為密閉、充滿著正壓的密閉回 轉(zhuǎn)畜，還原煤加入回轉(zhuǎn)畜中，在高溫條件下，迅速揮發(fā)煤氣，而且金屬化球團出爐后，有部分 顆粒煤殘留，沒有完全參與反應(yīng)，因此可W從畜頭回收高純煤氣，整個回轉(zhuǎn)畜中，一直充滿 著充分的還原氣氛，完全滿足了氧化鐵深度還原的條件。
【附圖說明】
[0035] 圖1為本發(fā)明的縱向剖面示意圖；
[0036] 圖2為圖1的A-A方向斷面示意圖；
[0037] 圖3為圖1的B-B方向斷面示意圖；
[003引圖4為圖1的C-C方向斷面示意圖；
[0039] 圖5為圖1的D-D方向斷面示意圖；