煤基热风转底炉熔融还原炼铁法

1.煤基热风转底炉熔融还原炼铁法，其步骤为：(1)、用70～85重量份的铁矿石粉、15～30重量份煤粉、4～12.5重量份石灰石粉、2～7.5重量份白云石粉及1～5重量份粘结剂造成粒度为10～25mm的球团；(2)、在热风转底炉中使上述球团熔融还原，该转底炉中各工艺段的工艺参数为：预热段：温度：1000～1200℃，处理时间：3～5分钟；还原段：温度：1300～1500℃，处理时间：5～15分钟；保温段：温度：      1350℃，处理时间：3～5分钟；降温段：温度：1300～1100℃，处理时间：3～5分钟；(3)、经步骤(2)处理的物料经冷却、破碎和筛分后得到粒度＞5mm的珠铁。
2.权利要求1的煤基热风转底炉熔融还原炼铁法，其中所述的粘结剂的组成按重量百分比计为：膨润土80～90％，糊精10～20％。
3.权利要求1的煤基热风转底炉熔融还原炼铁法，其中所用铁矿石粉的粒度为100～200目。
4.权利要求1～3中任一权利要求所述的煤基热风转底炉熔融还原炼铁法，其中所述的造球步骤为在转底炉中进行的造块步骤。

煤基热风转底炉熔融还原炼铁法\n技术领域\n本发明涉及熔融还原炼铁方法，特别是涉及热风转底炉熔融还原炼铁方法。\n背景技术\n废钢是现代电弧炉炼钢用的主要原料之一，废钢在金属炉料中所占的比例约为70％。目前在很多地区废钢的供应日趋紧张，而且由于废钢作为电弧炉炼钢原料被反复使用，其中所含的不易氧化的元素，如Mo、Ni以及有害元素的含量越来越高，从而限制了这种废钢的再使用。直接还原铁DRI(俗称海绵铁)可用于代替废钢作电弧炉炼钢原料。目前90％以上的海绵铁是用天然气作还原剂生产的。由于天然气的资源有限和价格过高，限制了海绵铁作为电弧炉炼钢原料的应用。用煤作还原剂生产海绵铁的工艺现在还不成熟，特别是因煤中所含的灰份和硫均留在海绵铁产品中，当用这种煤基还原剂生产的海绵铁作电弧炉炼钢炉料炼钢时，导致了电炉中渣量过大及加大了脱硫负荷，从而使电炉效率下降和电耗上升。因此冶金工业对于能够代替废钢和海绵铁的产品有着急切的需求。\n发明内容\n本发明的目的在于通过提供一种熔融还原炼铁法生产含碳适中、含硫和杂质较低的珠铁以解决上述的电弧炉炼钢原料短缺的问题。\n本发明的熔融还原炼铁方法是一种非高炉炼铁方法，其工艺步骤如下：1、制备球团用70～85重量份的铁矿石粉、15～30重量份煤粉、4～12.5重量份石灰石粉、2～7.5重量份白云石粉及1～5重量份粘结剂加6～12％的水(以粘结剂重量为基准)混合后，用造球盘或压球机造球。其中所述的粘结剂由80～90％重量份的膨润土和10～20％的糊精组成；所述球团的粒度为10～25mm。上述铁矿石粉的粒度为100～200目。\n2、还原将经干燥后的上述球团加在转底炉中，随着转底炉的转动，所述球团在该炉的温度为1000～1200℃的预热段预热升温，并脱去球团中的挥发份；球团在此工艺段中的处理时间为3～5分钟。\n经预热的球团随着转底炉的转动进入该炉的温度为1300～1500℃的还原段中，在该段，球团中的铁矿石被逐步还原，脱硫最后熔融。球团在此工艺段中的处理时间为约5～15分钟。\n随着转底炉的转动，上述经熔融还原的球团进入温度为1350℃的保温段，在此段球团中的铁矿石粉被进一步还原，球团中进行进一步造渣及脱硫。该段的处理时间为3～5分钟。\n随着转底炉的转动，经上述处理的球团进入温度约为1300～1100℃的降温段，在此段中，形成熔融的珠铁并与熔渣分离。经凝固后得到渣铁已分离的固态团状产物。此段的处理时间为3～5分钟。\n本发明所用的转底炉旋转一周所用的时间为15～30分钟，即转底炉熔融还原炼钢法的工艺周期为15～30分/周。\n随后渣铁已处于分离状态的上述产物被排出炉外，该产物经破碎、筛分后选出粒度大于5mm的珠铁，供电弧炉炼钢使用。\n本发明另一种制备珠铁的工艺方法是，将上述用于造球的原料按上述比例混合好之后，将该混合料加在具有造块功能的转底炉的炉底上直接造块，然后按上述工艺步骤生产珠铁。\n在电弧炉需要热装铁水的情况下，所述球团(或块)中不配加脱硫剂，将还原段的温度限制在1200～1350℃，得到金属率＞80％的未经脱硫处理的金属化球团(或块)，将该金属化球团(或块)在熔分炉中熔化，从而获得铁水。\n按本发明的转底炉熔融还原炼铁工艺可以用煤而不是天然气生产含铁＞90％、含碳2～4％、硫＜0.08％、硅＜0.3％，粒度大于5mm的珠铁，该珠铁是电弧炉冶炼优质钢的理想原料。\n下面通过附图和实施例进一步说明本发明。\n附图说明\n图1是本发明转底炉熔融还原炼铁方法的流程图；图2-A是具有造块功能的转底炉的炉底结构的顶视示意图；图2-B是上述转底炉的局部侧视示意图下面通过实施例具体地说明本发明。\n具体实施方式\n：参见图1，造球原料分别自铁矿石粉仓1、煤粉仓2、熔剂仓3、粘结剂仓4进入混料机5，在此将上述原料混合均匀后送入压球机6造球。造好的球团在干燥机7干燥之后经加料口和布料器9被送入转底炉10，从炉中的热风入口送来的热风使外供的煤气或燃油经烧嘴燃烧，由于转底炉圆周上的烧嘴和热风入口的布置保证了炉中形成了温度不同的工艺段，进入的球团在1000～1200℃的预热段干燥、预热；在1300～1500℃的还原段球团中的铁矿粉被还原和熔化；在约1350℃的保温段中铁矿粉被进一步还原、脱硫；在1300～1100℃的降温段形成与渣分离的凝固的珠铁。所述含珠铁的物料经出料口和螺旋出料机11出料、经冷却机12冷却、经滚筒破碎机19破碎、经振动筛20筛分选出粒度大于5mm的珠铁，筛下物经磁选机21选出粒度小于5mm的珠铁，该珠铁可返回原料处理工序。\n图2示意性地展示了具有造块功能的转底炉炉底的结构。从图-2A和2B可知，煤粉经加入口25铺在炉底上作为铺底料，混合料经加入口26被加在铺底料上。经凸形的铺底料压辊27和凹形的混合料压辊28的共同作用使上述的原料成块，料块经螺旋出料机11被送往各工艺段。\n实施例1将73重量份的铁矿石粉(含铁62％)、18重量份煤粉(灰份12％、硫0.75％)、8重量份的石灰石粉(CaO 62％)、5重量份白云石粉(CaO+MgO＝70％)及3份的粘结剂造球。上述粉料中，铁矿石粉粒度为150目，其中粘结剂的组成为由85％的膨润土和15％的糊精组成。\n将造好的球团在转底炉中熔融还原。该炉的预热段温度为1000～1200℃，还原段温度为1300～1500℃，保温段温度为1200～1400℃，降温段温度为1300～1100℃。球团在上述各段中的处理时间分别为5分、10分、5分和5分钟。\n经还原的球团在1000℃左右的温度下出炉，经冷却，破碎，筛分后得到位于筛上的、粒度大于5mm的珠铁；筛下物经磁选后选出粒度小于5mm的珠铁，将其返回混合料造球工序造球。\n所得的是粒度大于5mm的含95％的铁、3.2％的碳、0.08％的硫、小于0.21％的硅的珠铁。该珠铁适于用作电弧炉炼钢的金属炉料。\n实施例2将75重量份的铁矿粉(含铁62％)、28重量份煤粉(灰份12％、硫0.84％)、8重量份的石灰石粉(CaO＝60％)、5重量份白云石粉(CaO+MgO＝65％)及3重量份的粘结剂混合均匀。粉料的粒度及粘结剂的组成同实施例1。然后将所述混合料加在具有造块功能的转底炉中，造成尺寸为25～50mm的团块。\n以与实施例相同的其它工艺处理此团块，结果获得粒度大于5mm的珠铁，它含93％的铁、2.9％的碳、0.065％的硫、0.35％的硅。