CN108034785A - 一种复杂难选铁矿预还原-再还原制取铁水的方法 - Google Patents

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袁帅
韩跃新
高鹏
孙永升
张淑敏
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Abstract

本发明提供了一种复杂难选铁矿石预还原‑再还原的两段还原生产铁水的方法，属于非高炉炼铁技术领域，该方法将复杂难选铁矿石和非焦煤为原料，按比例混合后送入环形加热炉内，加热到750～1400℃，停留1.0～10.0h进行预还原，然后将还原物料送入深度还原炉内，温度维持在1300～1500℃，停留5.0～20.0h，进行再还原过程，其深度还原炉排出还原铁水的铁金属化率可达95％以上。

Description

一种复杂难选铁矿预还原-再还原制取铁水的方法
技术领域
本发明属于非高炉炼铁技术领域，具体涉及一种复杂难选铁矿预还原-再还原制取铁水的方法。
背景技术
我国复杂难选铁矿石储量超200亿吨，主要包括：鲕状赤铁矿石，微细粒赤铁矿石，难选镜铁矿石，褐铁矿石，菱铁矿石等类型铁矿石，由于以上类型铁矿石多嵌布粒度极细，矿物组成和矿石结构及构造复杂，采用常规的选矿方法难以选别富集，同时由于该类型铁矿石铁品位较低，杂质含量较多也无法实现直接冶炼生产铁水。因此在当前选矿、冶炼技术水平下，上述复杂难选铁矿石无法获得有效开发利用，导致我国不得不长期严重依赖国外进口铁矿石。
目前国内铁矿石炼铁生产过程，通常采用选矿-烧结-球团-高炉炼铁的工艺流程，工艺流程复杂，生产中同时需要大量焦煤炼焦，导致该工艺流程投资大，能耗高，污染大。
因此，取消当前炼铁过程中烧结-球团等高能耗高污染环节，实现我国难选铁矿石的资源化利用和非焦煤取代焦煤的利用，开发绿色高效短流程炼铁工艺技术，具有十分重要的经济效益和社会效益，同时有助于我国钢铁行业自主健康的可持续发展。
发明内容
本发明针对当前复杂难选铁矿石无法高效利用、炼铁流程长能耗高等技术问题，本发明提供了一种复杂难选铁矿石预还原-再还原的两段还原生产铁水的新方法，该方法将复杂难选铁矿石为原料，通过预还原-再还原两段还原过程获得金属化率95％以上的铁水。
本发明为一种复杂难选铁矿预还原-再还原制取铁水的方法，该方法以复杂难选铁矿石为原料，包括以下步骤：
(1)原料选备，本方法选用铁矿石铁品位为25～55％，主要包括鲕状赤铁矿石、微细粒赤铁矿石、难选镜铁矿石、褐铁矿石、菱铁矿石和其他复杂难选的铁矿石为冶炼原料，选择固定碳含量≥70的各种类型非焦煤为还原剂；
(2)原料破碎，将复杂难选铁矿石破碎至≤50mm，煤破碎至≤15mm；
(3)原料混匀，按照重量比例配料混合，原料混合的重量比例为矿石:煤＝1:0.1～0.5。
(4)将按比例混合后的原料送入环形加热炉内，在环形加热炉加热，在还原性气氛下进行预还原过程；环形加热炉内采用喷入煤粉、重油、煤气等方式加热，加热到750～1400℃，停留1.0～10.0h，环形加热炉排出的预还原物料铁金属化率为10％～70％；
(5)将预还原物料送入到温度为1300～1500℃的深度还原炉内，在深度还原炉中加热，在还原性气氛下对预还原物料进行再还原5.0～20.0h，深度还原炉排出的再还原铁水的铁金属化率为95％以上，并实现铁水和炉渣分离；
特别的，前面(5)中所说的深度还原炉采用电加热蓄热保温，并通过向深度还原炉内喷吹煤粉或输入煤气的方式保证其处于还原性气氛。
本发明的优点：
1.该新方法实现了多种复杂难选铁矿石的有效利用，铁回收率高，经预还原-再还原即可直接生产铁水。
2.该新方法采用价格低的非焦煤取代焦煤在生产铁水中的应用，可以大大降低生产成本。
3.该新方法两段还原过程连续，无降温过程，热利用效率高。
4.该新方法采流程简单，复杂难选铁矿石和煤粉两段还原直接生产铁水，省去了选矿，烧结，球团，炼焦等高能耗高污染的环节，实现了复杂难选铁矿石的资源化、高效化、绿色化开发利用。
具体实施方式
为更好地理解本发明，下面对本发明作进一步的说明，但不构成对本发明的限制。
实施例1
本实施例以一种湖北鲕状赤铁矿石为原料，以当地普通煤为还原剂采用本发明的方法生产铁水，经过以下步骤：
1.鲕状赤铁矿石的组成成分主要为：TFe:32.65％，FeO:2.86％，SiO2:30.51％，Al2O3:5.63％，CaO:4.61％，MgO:0.67％，P:1.08％，S:0.35％，TiO2:0.36％。煤粉为当地普通煤，固定碳含量82％。
2.原料破碎，将鲕状赤铁矿石破碎-10mm，煤破碎至-3mm。
3.原料混匀，按照重量比例配料混合，原料混合的重量比例为矿石:煤＝1:0.4。
4.将按比例混合后的原料送入环形加热炉内，在环形加热炉加热，进行预还原过程；环形加热炉内喷入重油加热，加热到1300℃左右，停留5.0h，环形加热炉排出的预还原物料铁金属化率为56％。
5.将预还原物料送入深度还原炉，在深度还原炉加热，进行再还原过程，提高金属化率，并实现铁水和炉渣分离；深度还原炉采用电加热蓄热保温，温度维持在1400℃左右，停留8.0h，深度还原炉排出的再还原铁水的金属化率为97％。
实施例2
本实施例以一种辽宁地区菱铁矿石为原料，以阜新地区煤为还原剂采用本发明的方法生产铁水，经过以下步骤：
1.菱铁矿石的组成成分主要为：TFe:28.68％，FeO:13.57％，SiO2:36.76％，Al2O3:4.56％，CaO:3.25％，MgO:0.87％，P:0.63％，S:0.25％，TiO2:0.98％。煤粉为阜新地区的煤，固定碳含量83％。
2.原料破碎，将菱铁矿石破碎-5mm，煤破碎至-2mm。
3.原料混匀，按照重量比例配料混合，原料混合的重量比例为矿石:煤＝1:0.35。
4.将按比例混合后的原料送入环形加热炉内，在环形加热炉加热，进行预还原过程；环形加热炉内喷入煤粉，加热到1200℃左右，停留5.0h，环形加热炉排出的预还原物料铁金属化率为45％。
5.将预还原物料送入深度还原炉，在深度还原炉加热，进行再还原过程，提高金属化率，并实现铁水和炉渣分离；深度还原炉采用电加热蓄热保温，温度维持在1350℃左右，停留6.0h，深度还原炉排出的再还原铁水的金属化率为98％。
实施例3
本实施例以一种甘肃地区静铁矿石为原料，以当地煤为还原剂采用本发明的方法生产铁水，经过以下步骤：
1.静铁矿石的组成成分主要为：TFe:31.50％，FeO:8.62％，SiO2:28.61％，Al2O3:2.56％，CaO:2.04％，MgO:2.67％，P:0.96％，S:0.55％，矿石中静铁矿含量为28.50％，褐铁矿含量为9.2％，菱铁矿含量为15.6％。煤粉为当地的煤，固定碳含量75％。
2.原料破碎，将菱铁矿石破碎-15mm，煤破碎至-5mm。
3.原料混匀，按照重量比例配料混合，原料混合的重量比例为矿石:煤＝1:0.3。
4.将按比例混合后的原料送入环形加热炉内，在环形加热炉加热，进行预还原过程；环形加热炉内喷入煤气，加热到1250℃左右，停留6.0h，环形加热炉排出的预还原物料铁金属化率为60％。
5.将预还原物料送入深度还原炉，在深度还原炉加热，进行再还原过程，提高金属化率，并实现铁水和炉渣分离；深度还原炉采用电加热蓄热保温，温度维持在1400℃左右，停留5.0h，深度还原炉排出的再还原铁水的金属化率为96％。
以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，本领域的普通技术人员在本发明的范围内对上述实施例进行变化、修改、替换和变型，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (2)

1.一种复杂难选铁矿预还原-再还原制取铁水的方法，该方法以复杂难选铁矿石为原料，包括以下步骤：
(1)原料选备，本方法选用铁矿石铁品位为25～55％，主要包括鲕状赤铁矿石、微细粒赤铁矿石、难选镜铁矿石、褐铁矿石、菱铁矿石和其他复杂难选的铁矿石为冶炼原料，选择固定碳含量≥70的各种类型非焦煤为还原剂；
(2)原料破碎，将复杂难选铁矿石破碎至≤50mm，煤破碎至≤15mm；
(3)原料混匀，按照重量比例配料混合，原料混合的重量比例为矿石:煤＝1:0.1～0.5；
(4)将按比例混合后的原料送入环形加热炉内，在环形加热炉加热，在还原性气氛下进行预还原过程；环形加热炉内采用喷入煤粉、重油、煤气等方式加热，加热到750～1400℃，停留1.0～10.0h，环形加热炉排出的预还原物料铁金属化率为10％～70％；
(5)将预还原物料送入到温度为1300～1500℃的深度还原炉内，在深度还原炉中加热，在还原性气氛下对预还原物料进行再还原5.0～20.0h，深度还原炉排出的再还原铁水的铁金属化率为95％以上，并实现铁水和炉渣分离。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于深度还原炉采用电加热蓄热保温，并通过向深度还原炉内喷吹煤粉或输入煤气的方式保证其处于还原性气氛。
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