[發明專利]一種復合鐵碳燒結礦的制備方法及高爐冶煉工藝

有效

• 申請號: 202010192359.9
• 申請日: 2020-03-18
• 公開（公告）號: CN112410547B
• 公開（公告）日: 2023-06-23
• 發明（設計）人: 胡兵;葉恒棣;劉呈;謝志誠
• 申請（專利權）人: 中冶長天國際工程有限責任公司
• 主分類號: C22B1/22
• 分類號: C22B1/22;C22B1/24;C21B5/00
• 代理公司: 北京卓恒知識產權代理事務所(特殊普通合伙) 11394
• 代理人: 徐樓;卜婷

一種復合鐵碳燒結礦的制備方法，該方法包括以下步驟：1)配料混勻：將鐵礦石和煤炭進行配料，配料中加入熔劑，將配好的物料進行混合，得到燒結混合料；2)制粒：將燒結混合料進行制粒造球，得到燒結生球；3)微波燒結：將燒結生球布料后采用微波燒結，其中的揮發份和結晶水分解揮發，鐵礦石與煤炭中的固定碳顆粒破碎并重結晶，得到高強度復合鐵碳燒結礦，具有燒結礦、球團礦和焦炭三者功效，是一種優質高爐爐料。本發明采用微波加熱燒結，使得燒結過程中煤炭中的固定碳未被反應，鐵礦石與固定碳的顆粒破碎并重結晶，制得高強度優質復合鐵碳燒結礦，提高高爐生產效率，且緩解了高爐對焦炭的依賴性。

技術領域

本發明涉及復合燒結礦的制備與應用，具體涉及一種復合鐵碳燒結礦的制備方法及高爐煉鐵工藝，屬于煉鐵原料生產技術領域。

背景技術

高爐煉鐵是鋼鐵生產中的重要環節。這種方法是由古代豎爐煉鐵發展、改進而成。盡管世界各國研究發展了很多新的煉鐵法，但由于高爐煉鐵技術經濟指標良好，工藝簡單，生產量大，勞動生產率高，能耗低，這種方法生產的鐵仍占世界鐵總產量的95％以上。

目前，高爐煉鐵中的高爐爐頂裝料系統應用最廣泛的是高爐無料鐘爐頂裝料系統。高爐煉鐵爐料主要包括燒結礦、球團礦、鐵礦石、燃料焦炭和熔劑等，在使用無料鐘并罐式爐頂裝料系統(適合于大型高爐)進行裝料時，爐料在裝入高爐爐喉前，大體需經過皮帶上料、爐頂裝料裝置上料以及旋轉溜槽布料等工藝流程，如圖1所示。然而，爐料在上述操作過程中都伴隨著顆粒的偏析行為，這些都會直接或間接影響爐料在高爐爐內的分布。其中，爐料顆粒在皮帶上料過程中的偏析行為會影響爐頂并罐裝料時料罐內的顆粒分布，使顆粒在兩罐中粒度分布更不均勻；而爐料進行并罐裝料過程中，由于并罐的特殊構造，爐料進入兩罐中具有不同的料流軌跡及落點位置，造成爐料在兩罐中形成不同的粒度偏析結構，對后續并罐切罐布料過程顆粒在爐內的分布將產生重要影響，最終導致爐內煤氣流分布產生波動，不利于高爐的生產。

以高爐無料鐘并罐式爐頂裝料系統為研究背景，在使用皮帶運輸機上料及并罐裝料過程中，礦料在皮帶輸送、裝罐等過程中顆粒偏析嚴重，導致后續溜槽布料偏析嚴重，使爐內煤氣分布不均、利用率低，增大了冶煉焦比，降低了高爐有效容積利用系數，不利于高爐內鐵礦石的充分氧化還原作用即鐵礦石中Fe的回收及爐況的穩定順行。上料皮帶上顆粒粒度偏析會使顆粒在料罐內分布更不均勻，并罐裝料過程中，顆粒在兩罐中易形成不同的粒度偏析結構，使后續切罐布料時爐內爐料分布產生波動，進而使爐內煤氣產生波動，影響高爐穩定順行。另外，由于高爐生產過程，過于依賴焦炭，不僅造成焦炭資源的短缺，而且在制焦過程中嚴重污染環境，不利于高爐生產的可持續發展。

發明內容

針對現有技術的不足與缺陷，本發明的目的在于提供一種高強度復合鐵碳燒結礦的制備方法及一種高爐冶煉工藝方法。本發明引進微波加熱工藝，采用微波直接對燒結料進行加熱，利用微波的快速加熱、體積加熱、選擇性加熱(熱效應)和鐵氧化物在微波作用下晶格重整(非熱效應)的特性，使得燒結過程中煤炭中的固定碳未被反應，鐵礦石與煤炭的固定碳顆粒破碎并進行重結晶，制得高強度復合鐵碳燒結礦。

本發明將制得的復合鐵碳燒結礦直接作為高爐原料進行冶煉，無需另外添加燃料，省去了焦化工序，大大縮短工藝流程；同時復合鐵碳燒結礦直接作為高爐原料進行冶煉，布料更加均勻，避免了現有技術中燒結混合料與燃料分層布料易偏析的現象。

根據本發明的第一種實施方案，提供一種復合鐵碳燒結礦的制備方法。

一種復合鐵碳燒結礦的制備方法，該方法包括以下步驟：

1)配料混勻：將鐵礦石和煤炭進行配料，配料中加入熔劑，將配好的物料進行混合，得到燒結混合料；

2)制粒：將燒結混合料進行制粒造球，得到燒結生球；

3)微波燒結：將燒結生球布料燒結系統后，采用微波燒結，其中燒結生球中的揮發份和結晶水分解揮發，鐵礦石與煤炭中的固定碳顆粒破碎并重結晶，得到高強度復合鐵碳燒結礦。