[發(fā)明專利]采用含碳非燒成球團礦的高爐操作方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 200980139803.2
• 申請日: 2009-10-09
• 公開（公告）號: CN102177256A
• 公開（公告）日: 2011-09-07
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 樋口謙一;筱原貴司;野田武志
• 申請（專利權(quán)）人: 新日本制鐵株式會社
• 主分類號: C21B5/00
• 分類號: C21B5/00;C22B1/24
• 代理公司: 永新專利商標(biāo)代理有限公司 72002
• 代理人: 張楠;陳建全

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及高爐操作方法，其通過制造因含碳而提高了自還原性的含碳非燒成球團礦，并與其它主要原料一同從爐頂裝入高爐，從而有選擇性地改善爐內(nèi)的低反應(yīng)性部位，降低高爐的還原材比(也稱為還原材料的比例)。

背景技術(shù)

在通常的高爐操作中，一直使用燒結(jié)礦、燒成球團礦、塊礦石作為含鐵原料。在日本國內(nèi)燒結(jié)礦使用比率最高，其比例為70～90％。另一方面，也有5～20％使用燒成球團礦。這些含鐵原料在從礦石槽截出、從高爐的爐頂點裝入爐內(nèi)的階段，因粒度或表觀比重、形狀的差異而受到偏析作用。

這些含鐵裝入物以在高爐內(nèi)與塊焦炭形成層狀的方式依次從爐頂部裝入。此外，此時，為了促進爐內(nèi)的含鐵原料的還原，且為了降低高溫熔合狀態(tài)下的通氣阻力，還通常將小粒或中粒的小塊焦炭與含鐵原料混合。

在含鐵原料的高爐內(nèi)的還原過程中，還原速度最慢的是從方鐵礦(FeO)向鐵(Fe)的還原階段，該反應(yīng)發(fā)生在高爐爐身部的800℃以上的溫度區(qū)域。該反應(yīng)受氣體組成的影響大，由1000℃附近的溫度下發(fā)生的焦炭的氣化反應(yīng)(溶損反應(yīng))的大小來決定反應(yīng)速度。

已知對于微粒的碳原料和靠近氧化鐵的含碳非燒成球團礦，不僅其含碳球團礦本身的還原性優(yōu)異，而且含有一定量以上的碳含量，因此通過其高的焦炭反應(yīng)性，可極大地提高含鐵原料的還原性。

作為高爐用含鐵原料，通過以平均粒度為約2～3mm的粉狀鐵礦石作為主要的含鐵原料，在其中配合石灰石、硅石等副原料、焦炭粉、無煙碳等碳材料，進而添加水分，在混合、造粒后形成模擬粒子，然后用燒結(jié)機以原料中的碳材料作為熱源進行加熱、燒結(jié)而得到的燒結(jié)礦占主流。

該方法中的燒結(jié)原料的模擬粒子主要以粒徑為約1mm以上的粗粒子為核，在其周圍附著粒徑為約大于等于0.5且低于1mm的微粉粒子而形成造粒物。對于該模擬粒子，為了維持燒結(jié)機內(nèi)的燒結(jié)原料填充層的通氣性，良好地進行燒結(jié)反應(yīng)，要求在燒結(jié)原料的裝入時、以及在直到被加熱、干燥、燒結(jié)的期間不崩裂的程度的冷強度。

通常，為了將燒結(jié)原料造粒成模擬粒子，大多采用滾筒式攪拌機在混合燒結(jié)原料的同時進行造粒。

另一方面，還采用用集塵機等回收在煉鐵工藝中大量產(chǎn)生的燒結(jié)粉塵、高爐粉塵等而得到的含鐵粉塵、以及礦泥、氧化皮粉等微粉粉塵(這些通常稱為煉鐵粉塵)、或球團原料(球團礦用原料)等的微粉狀原料作為含鐵原料。

可是，在這些微粉原料中，粒徑為0.25mm以下的微粉粒子占總體的80％以上，因此在采用這些微粉原料作為燒結(jié)原料的情況下，容易發(fā)生微粉粒子造成的原料填充層的通氣性惡化、生產(chǎn)率降低等問題。

在將上述微粉狀原料作為主要的含鐵原料進行燒結(jié)的情況下，預(yù)先在采用混合機將水分添加到含鐵原料和副原料中并混合后，進而，采用造粒強度比滾筒式攪拌機高的圓盤式造球機等造粒機，制造以粒徑為0.25mm以下的微粉粒子為主體的球狀的生球團礦，然后采用以燃燒氣體等作為熱源的外部加熱型燒結(jié)機進行燒結(jié)，從而制造燒成球團礦。

另一方面，作為微粉狀原料，很早就已知有在通過造粒形成生球團礦后，通過養(yǎng)護(生石灰等的水合反應(yīng)或碳酸鹽化處理)提高造粒物的強度后，不進行燒結(jié)而直接作為高爐用鐵原料使用的非燒成球團礦。

作為非燒成球團礦的制造方法，已知有在將高爐二次灰、轉(zhuǎn)爐粉塵、燒結(jié)粉塵、礦漿等煉鐵廠產(chǎn)生的煉鐵粉塵造粒成生球團礦時，將粉塵的粒度分布調(diào)整到適當(dāng)范圍，添加水泥等結(jié)合材料(粘結(jié)劑)和5～15％的水分，利用圓盤式造球機等造粒，在制造出生球團礦后，通過制造場堆積等養(yǎng)護幾天(促進CaO系粘結(jié)劑的水合反應(yīng)、碳酸鹽化反應(yīng))使其硬化的冷固結(jié)球團礦的制造方法(例如參照專利文獻1)。

此外，近年來，以降低高爐操作中的還原材比為目的，還提出了利用上述非燒成球團礦工藝，制造碳含量高的非燒成球團礦的方法(例如參照專利文獻2～5)。

例如，提出了高爐用的內(nèi)裝碳的非燒成球團礦及其制造方法，其是通過配合含氧化鐵原料和碳系碳材料并添加粘結(jié)劑，進行混煉、成形、養(yǎng)護而成的內(nèi)裝碳的非燒成球團礦，其特征在于，含有還原鐵礦石類的氧化鐵而形成金屬鐵所需要的理論碳量的80～120％的碳，且以常溫下的壓碎強度達到7850kN/m²(80kg/cm²)以上的方式選擇粘結(jié)劑，通過混合、成形、養(yǎng)護而形成(例如參照專利文獻2)。