[發明專利]一種還原鐵的方法

無效

• 申請號: 201110248339.X
• 申請日: 2011-08-26
• 公開（公告）號: CN102321777A
• 公開（公告）日: 2012-01-18
• 發明（設計）人: 陶立群;唐竹勝
• 申請（專利權）人: 沈陽博聯特熔融還原科技有限公司
• 主分類號: C21B13/00
• 分類號: C21B13/00
• 代理公司: 沈陽東大專利代理有限公司 21109
• 代理人: 羅洪杰

技術領域

本發明屬于冶金技術領域，特別涉及一種還原鐵的方法。

背景技術

中國目前生產鋼鐵的鐵水主要以高爐煉鐵法為主，采用煤基直接還原煉鐵技術較少，直接還原鐵生產工藝主要是采用煤基隧道窯罐式法，也有少量的煤基回轉窯法和煤基豎爐法，其中只有煤基隧道窯罐式法工藝比較穩定、成熟，項目分布相對比較普遍。由于焦煤資源日益枯竭，高爐煉鐵也將停止，因此直接還原鐵將成為煉鐵的主要方法。

傳統的煤基隧道窯罐式法具有投資大，占地面積大的問題，還必須采用價格昂貴的耐火罐；由于工藝落后造成能耗高、還原時間長、勞動力消耗高，以及產品質量差等原因，還造成生產成本高、銷路不暢等問題。使我國盡管是世界上鋼產量第一大國，可直接還原鐵的年產量只占世界總產量的1%左右，造成鋼鐵公司的直接還原鐵有大量的缺口，不得不進口直接還原鐵；煤基隧道窯罐式法生產還原鐵只能采用TFe≥66%的鐵精礦粉或鐵鱗作為原料，如果采用低品位作為原料，由于成本高無法實現工業化。

傳統的隧道窯罐式工藝生產的直接還原鐵也無法滿足鋼廠優質鋼材的冶煉，采用這種低品質的還原鐵冶煉也造成鋼水收得率低，體現不出人工冶煉“廢鋼”的優勢。

發明內容

針對現有煤基隧道窯罐式法還原鐵的上述問題，本發明提供一種還原鐵的方法，將待還原鐵礦粉、促進劑和載體混合，再加入還原劑，然后在還原窯爐中進行還原，通過促進劑的加速作用使還原反應加快進行，制取還原鐵。

本發明的方法按以下步驟進行：

1、將待還原鐵礦粉、促進劑硼砂和載體碳粉混合均勻制成混合物料，所述的待還原鐵礦粉為高品位鐵礦粉或低品位鐵礦粉；當待還原鐵礦粉為高品位鐵礦粉時，混合物料按重量百分比為載體7.5~12.5%，促進劑0.3~0.5%，其余為待還原鐵礦粉；當待還原鐵礦粉為低品位鐵礦粉時，混合物料按重量百分比為載體6~20%，促進劑0.3~0.?5%，其余為待還原鐵礦粉；

所述的高品位鐵礦粉為鐵品位TFe≥65%且TFe≤72%的鐵礦，所述的低品位鐵礦粉為鐵品位TFe≥30%且TFe＜65%的鐵礦或含鐵化工尾渣；

2、將混合物料與還原劑煤粉混合制成待還原物料，或者將混合物料壓制成型后與還原劑煤粉混合制成待還原物料；

3、將待還原物料裝入還原容器中再放入還原窯爐內，或者將待還原物料直接放入還原窯爐內，在溫度為1160~1250℃條件下進行還原反應，還原時間為3~8h，獲得還原鐵。

上述的促進劑的細度≤120目，載體的細度≤120目。

上述方法中還原反應完成后的金屬化率為95~98%。

上述方法中當采用的待還原鐵礦粉為高品位鐵礦粉時，選用的載體為固定碳重量含量56~65%的碳粉；當采用的待還原鐵礦粉為低品位鐵礦粉時，選用的載體為固定碳重量含量48~55%的碳粉。

上述方法中將待還原物料裝入還原容器中時，待還原物料在還原容器中的厚度為65~67.5mm。

上述方法中的還原劑煤粉為無煙煤、焦粉或煙煤。

本發明的方法適合煤基隧道窯法、煤基回轉窯法、氣基或煤基豎窯法、轉底爐窯法等所有窯爐的直接還原生產還原鐵方法。本發明采用硼砂（B₂O₃）作為促進劑，硼砂能夠與煤粉揮發出的高溫CO一起進行布朗運動，促使還原氣體CO和H₂，以及飽和氣體CO₂回流的運行速度加快，促進還原氣體在單位時間內的還原速度，加快還原反應的進行，與傳統的窯爐還原生產鐵技術相比，還原時間最多可縮短20h以下；在還原容器內的物料厚度增高20mm以上。以耐火罐為例，由于還原速度提高，降低了耐火罐的消耗；由于大量煤粉是隨加熱時間同比消耗的，因此縮短了還原時間也同時降低了煤氣的消耗，與傳統的窯爐還原鐵技術相比，還原劑煤粉的消耗量降低15~40%；與原先的只能以無煙煤和焦粉做還原劑相比，擴大了還原劑的使用種類，同時由于還原時間縮短，尾粉中殘留了大量的煤碳（經過高溫后稱之為煤焦），回收后可再反復用，可以回收尾粉中焦煤60~70%。

本發明的方法不改變原有的窯爐還原操作，能夠大幅降低生產成本，節省能源消耗，生產過程穩定，且金屬化率也有提高，本發明的方法具有良好的應用前景。

具體實施方式

本發明實施例中采用的高品位鐵礦粉為鐵鱗或鐵精礦粉，鐵品位TFe≥65%且TFe≤72%。

本發明實施例中采用的低品位鐵礦粉為赤鐵礦、褐鐵礦、菱鐵礦、鈦鐵礦、紅鎳土礦和/或含鐵化工尾渣，鐵品位TFe≥30%且TFe<65%。