[發(fā)明專利]一種含碳球團兩段跳躍式控溫還原冶煉設備及方法

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 200710036712.9
• 申請日: 2007-01-22
• 公開（公告）號: CN101230411A
• 公開（公告）日: 2008-07-30
• 發(fā)明（設計）人: 王東彥;李維國;沈曉林;顧德仁
• 申請（專利權）人: 寶山鋼鐵股份有限公司
• 主分類號: C21B13/00
• 分類號: C21B13/00;F27B3/04
• 代理公司: 上海三和萬國知識產權代理事務所
• 代理人: 劉立平

技術領域

本發(fā)明涉及一種冶煉設備及方法，具體地，本發(fā)明涉及一種含碳球團直接還原法生產海綿鐵或金屬化球團的冶煉設備及方法，更具體地，本發(fā)明涉及一種含碳球團兩段跳躍式控溫還原冶煉設備及方法。

背景技術

本發(fā)明屬高溫直接還原領域。煤基高溫直接還原技術之一是以鐵精礦粉、鋼鐵廠高鐵粉塵或高鐵含鋅粉塵為原料，還原生產海綿鐵或預還原金屬化球團。該法的主要過程是將含鐵粉料配碳造塊、干燥后，在800℃以上的高溫下直接還原，制成一定金屬化率的含鐵爐料和富鋅二次粉塵，之后，含鐵爐料用于鋼鐵廠的煉鐵或煉鋼。富鋅二次粉塵用作煉鋅原料。在這種方法中，提高氧化鐵的還原速度和鋅氧化物的還原揮發(fā)速度，使最終金屬化球團的金屬化率和球團中鋅的去除率提高，是含碳球團直接還原過程控制所追求的主要指標.本項發(fā)明通過一種含碳球團兩段跳躍式控溫還原冶煉設備及方法來提高這一指標.

為了提高含碳球團的還原速度和鋅的還原揮發(fā)速度，現有技術采用的方法包括：提高還原溫度、增加還原時間、配入更多的含碳量、添加催化劑、提高球團周圍氣氛中的還原氣體濃度等來提高球團中氧化鐵的還原速度和還原球團中鋅的脫除率，但這些方法存在增加過程消耗，提高生產成本等問題。特別當還原球團中的脫鋅率要求較高，還原后球團中的殘鋅量要求較低時(0.2％以下時)，現有技術給出的方法效果不明顯。

如專利號“97121947.8”、發(fā)明名稱為“轉底爐生產珠鐵及分離方法”的中國專利涉及一種非高爐固體還原生產鐵的方法。該方法主要為轉底爐生產珠鐵，經磁選分離珠鐵，而分離余料的脈石和殘鐵，再配入含炭球團、型煤和石灰，裝入豎式熔分爐，熔化分離鐵液。通過控制轉底爐內的加熱段，還原段，尤其是控制還原段溫度及氣氛提高其還原率。通過磁選的固態(tài)分離和豎式熔分爐分離，提高其金屬化率≥92％，降低脈石量，珠鐵含硫≤0.06％，為電弧爐提供優(yōu)質原料。

然而，如上舉例，現有技術存在這樣的問題：首先，這些技術對球團的加熱過程是連續(xù)的，且高溫區(qū)一般在1250℃以上，因此，在快速還原過程中，球團的溫度連續(xù)上升很快，表面很快達到1250℃以上的高溫。在這種情況下，球團表面很容易產生液相，阻礙還原生成的氣體排出，進而增高球團內部的壓力，降低球團內如下化學式所述的氧化物的還原速度和金屬鋅的揮發(fā)速度。

C+CO₂＝2CO

FeO+CO＝Fe+CO₂

CO+ZnO＝Zn+CO₂

另外，為了提高含碳球團的還原速度，前述現有技術采用的方法多包括：提高還原溫度、增加還原時間、配入更多的含碳量、添加催化劑、提高球團周圍氣氛中的還原氣體濃度等來提高球團中氧化鐵的還原速度和還原球團中鋅的脫除率。例如，專利號“97121947.8”、發(fā)明名稱為“轉底爐生產珠鐵及分離方法”的中國專利采用三段連續(xù)控溫，其轉底爐內的最高還原溫度達到1500℃。但這些方法存在增加過程消耗，提高生產成本等問題，特別當還原球團中的脫鋅率要求較高，還原后球團中的殘鋅量要求較低時(0.2％以下時)，現有技術給出的方法效果不明顯。

本發(fā)明是鑒于上述問題而作。本發(fā)明人發(fā)現：在以直接還原法生產海綿鐵或金屬化球團的冶煉過程中，將含碳球團的還原過程分別控制在兩個溫度區(qū)域內完成，即，首先將含碳球團移入較低溫度區(qū)還原，當其還原到一定程度，表面抵抗高溫液相產生能力提高后，再移入跳躍式升高的高溫度區(qū)還原，可籍此減少、甚至消除含碳球團還原過程中表面液相的產生，使含碳球團保持較低的內部壓力，進而，提高含碳球團的還原揮發(fā)速度，提高含碳球團的金屬化率和脫鋅率。

為此，本發(fā)明的一個目的是，提供一種含碳球團兩段跳躍式控溫還原冶煉設備，所述冶煉設備用于直接還原法生產海綿鐵或金屬化球團。

本發(fā)明的另一目的是，提供一種使用上述冶煉設備，用于直接還原法生產海綿鐵或金屬化球團的含碳球團兩段跳躍式控溫還原冶煉方法。

與現有技術的生產海綿鐵或液體鋼的連續(xù)升溫還原冶煉方法比較，本發(fā)明可得到更高的金屬化率和脫鋅率。

發(fā)明內容

本發(fā)明提供一種含碳球團兩段跳躍式控溫還原冶煉設備。所述冶煉設備用于直接還原法生產海綿鐵或金屬化球團，所述冶煉設備包括：

一爐內窯體、

一載料裝置，及

一擋墻，

該擋墻設置于窯體內，將窯體隔開為分別包括一高溫區(qū)的第一窯段和第二窯段兩段。緊接第一窯段擋墻一側的是溫度較低的第一窯段高溫區(qū)，緊接擋墻另一側的是溫度較高的第二窯段高溫區(qū).第二窯段高溫區(qū)的溫度較第一窯段高溫區(qū)呈跳躍式升高。本發(fā)明的高溫區(qū)控溫精度可在±50℃以內。