CN113462841B - 一种还原率为30％～80％的铁浴熔融还原炼铁喷吹用预还原铁矿粉的制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种铁浴熔融还原炼铁喷吹用预还原铁矿粉的制备方法，属于炼铁新工艺技术领域，解决了现有铁浴熔融还原炼铁的预还原率低的问题。制备方法包括：步骤S1、将粉状碳质还原剂与铁矿粉按照碳氧摩尔比0.2～0.7：1混匀，得到粒度小于8mm的混合粉粒；步骤S2、混合粉粒放在密闭式钢带加热炉内间接加热还原，炉内温度900～1100℃，混合粉粒在炉内预热段及加热段停留时间10min～100min，得到铁浴熔融还原炼铁喷吹用预还原铁矿粉。本发明的方法吨铁煤耗低，减碳效果显著。

Description

一种还原率为30％～80％的铁浴熔融还原炼铁喷吹用预还原 铁矿粉的制备方法

技术领域

本发明涉及炼铁新工艺技术领域，尤其涉及一种铁浴熔融还原炼铁喷吹用预还原铁矿粉的制备方法。

背景技术

高炉炼铁是世界上最重要的炼铁工艺，但是使用焦炭、烧结矿，制造过程环境负荷大。

铁浴熔融还原炼铁工艺来自澳大利亚的Hismelt工艺，后在中国山东墨龙得到进一步发展，提高了设备的连续使用时间。该工艺直接喷吹小于8mm的粉矿、粉煤，在硫氧化物、有机物排放等方面具有明显的优势，但是在碳排放领域先天不足。铁浴熔融还原炼铁的吨铁一次煤耗近1吨，比高炉(含焦化、烧结、球团)炼铁高出200～300公斤。

目前，铁浴熔融还原炼铁工艺可以采用回转窑对铁矿粉进行初次预还原后进入铁浴炉的热料喷吹系统，但受困于回转窑结圈等难题，至今回转窑就是一个预热装备，将铁矿粉预热到800℃以下，还原率很低。

因此，为了降低铁浴熔融还原炼铁工艺的吨铁的碳排放，就需要提高矿粉的预还原率，减轻铁浴炉的还原热负荷，同时还能提高铁浴炉产量。

发明内容

鉴于上述的分析，本发明提供一种铁浴熔融还原炼铁喷吹用预还原铁矿粉的制备方法，至少能够解决以下技术问题之一：(1)目前，铁浴熔融还原炼铁的预还原率低；(2)铁浴熔融还原炼铁的煤耗大，成本高。

本发明的目的主要是通过以下技术方案实现的：

本发明提供了一种铁浴熔融还原炼铁喷吹用预还原铁矿粉的制备方法，包括：

步骤S1、配料、混匀：将粉状碳质还原剂与铁矿粉按照碳氧摩尔比 0.2～0.7：1混匀，得到粒度小于8mm的混合粉粒；

步骤S2、加热还原：将混合粉粒放在密闭式钢带加热炉内间接加热还原，炉内温度900℃～1100℃，混合粉粒在炉内预热段及加热段停留时间10min～100min，得到铁浴熔融还原炼铁喷吹用预还原铁矿粉。

在一种可能的设计中，所述步骤S2中，得到的铁浴熔融还原炼铁喷吹用预还原铁矿粉的还原率为30％～80％。

在一种可能的设计中，所述步骤S2中，得到的铁浴熔融还原炼铁喷吹用预还原铁矿粉的粒度小于8mm。

在一种可能的设计中，所述步骤S1中，粒度为1～8mm的铁矿粉，直接与粉状碳质还原剂混匀；粒度小于1mm的铁矿粉，预先与粉状碳质还原剂混合制粒，制粒后得到粒度为1～8mm的混合粉粒。

在一种可能的设计中，所述步骤S2中，混合粉粒的铺料厚度为 2～50mm。

在一种可能的设计中，所述步骤S2中，密闭式钢带加热炉内产生的煤气回收，回收的煤气能作为密闭式钢带加热炉的加热气源。

在一种可能的设计中，所述步骤S2中，密闭式钢带加热炉的间接加热器为U型热辐射管、W型热辐射管、P型热辐射管或者直型热辐射管，所述辐射管的材质为高温耐热钢或镍基合金。

在一种可能的设计中，所述步骤S1中，配料过程中添加CaO或 Ca(OH)₂。

在一种可能的设计中，所述步骤S1中，粉状碳质还原剂为焦粉、焦末、无烟煤、气煤或烟煤。

在一种可能的设计中，所述步骤S1中，铁矿粉为铁精矿粉，赤铁矿粉、褐铁矿粉、高磷矿粉、赤泥、湿法冶金产生的铁红和钒钛磁铁矿粉中的一种或多种。

本发明至少能够实现以下有益效果之一：

(1)本发明的方法通过采用密闭式钢带加热炉内间接加热还原，碳氧摩尔比控制为0.2～0.7：1，炉内温度控制在900℃～1100℃，混合粉粒在炉内预热段及加热段停留时间10min～100min，即可得到还原率为 30％～80％的铁粉粒，能够提高预还原铁矿粉的综合预还原率，且能够降低吨铁的煤粉消耗量，例如，与回转窑预热铁矿粉的吨铁的煤粉消耗量950公斤相比，本发明的煤粉消耗量降低为500公斤左右，减碳效果显著。

(2)本发明的方法还提高了现有铁浴还原的产量，目前回转窑预还原-铁浴还原工艺中，为了实现工艺的顺行，回转窑预还原矿粉的还原率低于15％。采用本工艺得到的预还原矿粉的还原率可达到30％～80％，这样就为铁浴还原工序减轻了还原负荷和热负荷，提高了生产率。采用本工艺预还原矿粉替代25％的回转窑预热矿粉，铁浴还原工艺铁水产量提高15％；替代50％，可提高铁水产量30％。如完全采用本工艺预还原矿粉代替回转窑预还原矿粉，铁浴还原铁水的产量将提高60％以上。

(3)本发明的方法中由于碳质还原剂的使用量变少，铁水中的硫含量一定程度的下降，减轻了后续的铁水脱硫成本。

本发明的其他特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分可从说明书中变得显而易见，或者通过实施本发明而了解。本发明的目的和其他优点可通过在所写的说明书、以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。

附图说明

附图仅用于示出具体实施例的目的，而并不认为是对本发明的限制，在整个附图中，相同的参考符号表示相同的部件。

图1为本发明的工艺流程图。

具体实施方式

下面结合附图来具体描述本发明的优选实施例，其中，附图构成本申请一部分，并与本发明的实施例一起用于阐释本发明的原理。

目前，铁浴熔融还原炼铁工艺采用回转窑预热铁矿粉(铁矿粉粒度小于8mm)，然后热矿粉进入喷吹系统(喷吹系统适用的原料粒度小于 8mm)，热喷吹进入铁浴炉内熔化和还原。由于铁矿粉粒度细，在回转窑中温度高于800℃，容易结圈，因此，生产中回转窑内温度控制到800℃以下，因此铁矿粉的还原效果很差，实践表明，回转窑内铁矿粉的还原率低于15％，还原时间长(停留时间达10h)，容易结圈，煤耗高，1吨海绵铁达到1吨煤粉，这也是目前铁浴熔融还原炼铁工艺煤耗高的重要方面。因此目前需要开发预还原方法，将粉矿的还原率提高到30％～80％，满足铁浴熔融还原炉的喷吹要求，以期降低铁浴熔融还原炼铁工艺的吨铁煤耗和提高铁浴熔融还原炉的产量。

目前，还原铁矿粉生产海绵铁或金属铁粉的工艺技术比较成熟，例如，气基竖炉还原，采用氧化球团或块矿还原，用氢气或天然气重整的富氢气体还原，得到还原率超过90％的金属化球团，Finmet粉矿流化床还原，也是用氢气或天然气重整的富氢气体在多级流化床内还原小于8mm的粉矿，得到还原率超过90％的金属化铁粉，然后热压成块。

由于气基竖炉还原要使用球团和块矿，与铁浴熔融还原炉的喷吹不兼容(喷吹系统适用的原料粒度小于8mm)；Hismelt早期采用流化床预热及还原，但设备故障高；后将流化床改为回转窑，回转窑内铁矿粉的还原率低于15％，还原时间长(停留时间达10h)，容易结圈，煤耗高，1 吨海绵铁达到1吨煤粉。

本发明提供了一种铁浴熔融还原炼铁喷吹用预还原铁矿粉的制备方法，包括：

步骤S1、配料、混匀：将粉状碳质还原剂与铁矿粉按照碳氧摩尔比 0.2～0.7：1混匀，得到粒度小于8mm的混合粉粒；

步骤S2、加热还原：将混合粉粒放在密闭式钢带加热炉内间接加热还原，炉内温度900℃～1100℃，混合粉粒在炉内预热段及加热段停留时间10min～100min，得到铁浴熔融还原炼铁喷吹用预还原铁矿粉。

需要说明的是，发明人经过长期深入研究发现：

对于铁浴熔融还原炼铁工艺而言，如果预还原铁矿粉的还原率过高，金属的粘结性增强，在输送、喷吹过程容易造成粘堵；如果预还原铁矿粉的还原率过低，会造成铁浴炉的还原负荷大，造成铁浴还原的煤耗高，生产节奏慢。因此，上述步骤S2中，控制得到的铁浴熔融还原炼铁喷吹用预还原铁矿粉的还原率为30％～80％。

具体的，为了实现铁浴熔融还原炉的喷吹要求，对喷吹的粒度是有要求的，需要还原得到的预还原产品的粒度小于8mm，因此，上述步骤 S2中，控制得到的铁浴熔融还原炼铁喷吹用预还原铁矿粉的粒度小于 8mm。

具体的，上述步骤S1中，考虑到粉状碳质还原剂与铁矿粉的粒度大小差别较大时，在密闭式钢带加热炉内间接加热还原的过程中易造成混合不均匀，还原不充分，碳粉残余较多，残碳含量不容易控制等。因此，上述步骤S1中，粉状碳质还原剂与铁矿粉的粒度的均匀性要好。

具体的，上述步骤S1中，粉状碳质还原剂的平均粒度为0.15mm左右。

具体的，上述步骤S1中，对于粒度为1～8mm的铁矿粉，可以直接与粉状碳质还原剂混匀即可；对于粒度小于1mm的铁矿粉，需要预先与粉状碳质还原剂混合制粒，制粒后得到粒度为1～8mm的混合粉粒。优选的，制粒后得到粒度为大于3mm，小于8mm的混合粉粒。

具体的，制粒设备很多，例如滚筒制粒机、圆盘制粒机、高速旋转制粒机、对辊压球机、混料机等设备，也可通过机械设备翻动形成混合料，混合料筛分后得到粒度为1～8mm的混合粉粒。

具体的，上述步骤S1中，粉状碳质还原剂可用焦粉(末)、无烟煤、气煤或烟煤等。

具体的，上述步骤S1中，碳氧摩尔比中的碳根据所用粉状碳质还原剂中的固定碳含量计算碳的摩尔量；铁矿粉为铁精矿粉，赤铁矿粉、褐铁矿粉、高磷矿粉、赤泥、湿法冶金产生的铁红、钒钛磁铁矿粉等，根据所用铁矿中铁的价态比例计算铁矿粉的氧的摩尔量。上述步骤S1中，碳氧摩尔比控制为0.2～0.7:1，这是基于发明人经过长期深入研究发现。

为了实现铁矿粉的预还原，需要进行配碳，配碳首先确定还原所需的碳量，然后根据粉状碳质还原剂中的固定碳含量即可进行配碳。常见的铁矿粉为铁精矿粉，赤铁矿粉、褐铁矿粉、高磷矿粉、赤泥、湿法冶金产生的铁红、钒钛磁铁矿粉等，它们的铁价态是不相同的，如磁铁矿中铁主要是以Fe₃O₄的物相存在，也会有少量的Fe₂O₃物相，赤铁矿，则铁相主要为Fe₂O₃，褐铁矿中还含有羟基。因此根据所用铁矿粉中铁的价态比例计算铁矿的氧的摩尔量。

在低温下还原，所需的碳是低于理论化学反应计量比的，如Fe₂O₃和碳反应，综合反应式为：

Fe₂O₃+3C＝2Fe+3CO

因此Fe₂O₃中3mol氧则需要3mol碳还原，研究表明，低温下完成 Fe₂O₃的还原，实际上需要2.4～2.7mol就可以了，因为反应过程还伴随着部分间接还原，降低了碳的消耗量。

为了得到30％～80％的预还原率，发明人经过长期深入研究发现：将粉状碳质还原剂与铁矿粉按照正常完全反应的碳氧摩尔比的20％～70％即可。因此，上述步骤S1中，碳氧摩尔比控制为0.2～0.7:1。其中，碳氧摩尔比中的碳根据所用粉状碳质还原剂中的固定碳含量计算碳的摩尔量；根据所用铁矿中铁的价态比例计算铁矿粉的氧的摩尔量。

需要说明的是，预还原反应速率与温度、时间密切相关，温度越高，反应越快。在相同的停留时间下，更高的温度对应了更高的还原率。考虑到温度低于900℃，需要更长的反应时间，温度高于1100℃，间接加热的材料成本会大幅度上升。因此，本发明为了实现30％～80％的还原率，上述步骤S2中，控制炉内最高温度在900℃～1100℃，混合粉粒在炉内预热段及加热段停留时间10min～100min。

具体的，上述步骤S2中，混合粉粒的铺料厚度为2～50mm。示例性的，如2mm，10mm，20mm，25mm，30mm，35mm，40mm，45mm， 50mm。

具体的，上述步骤S2中，为了减少物料的运动产生的粉尘，本发明采用密闭式钢带加热炉，并且密闭式钢带加热炉采用间接加热；与采用内燃烧加热的装置相比，内燃烧加热的装置由于燃烧的弱氧化性气氛，达到相同的还原率所需的煤耗大，本发明采用间接加热方式还原，可以保证炉内还原气氛，可保证还原的粉粒不会在炉内遭受二次氧化，所需的还原剂量少。

具体的，上述步骤S2中，间接加热方式可通过隔绝加热火焰与物料，通过加热密闭的容器(运输钢带和物料均位于密闭的容器内)、排布加热体，使运输钢带的上下都能被加热，而不是简单的单向加热。因此，将混合粉粒放在钢带上，钢带在炉内移动，带动物料进入预热区和加热区，这种方式可实现上、下一同加热，提高加热效率。

具体的，上述步骤S2中，密闭式钢带加热炉内产生的煤气还能通过煤气返回及净化系统回收再利用，回收的煤气可以作为密闭式钢带加热炉的加热气源，以降低整体的预还原能耗。为了回收煤气，密闭式钢带加热炉就需要保证密封性，确保回收的煤气安全性。具体的，密闭式钢带加热炉可通过机械结构、水密封、油密封等实现密封性。

具体的，上述步骤S2中，密闭式钢带加热炉的间接加热器为U型热辐射管、W型热辐射管、P型热辐射管或者直型热辐射管，辐射管的材质为高温耐热钢或镍基合金；也可采用耐高温金属壳体作为间接加热隔层，采用普通烧嘴燃烧加热金属壳体，金属壳体再将热量传给内部的物料。

具体的，上述步骤S2中，密闭式钢带加热炉的加热气源可以用从炉内回收的经过净化的煤气、天然气、铁浴熔融还原炉产生的煤气或其它种类燃气。

具体的，上述步骤S2中，为了降低密闭式钢带加热炉内钢带在炉内的摩擦阻力引起的热拉伸力，提高钢带的使用温度，本发明采用炉底辊传动，这样钢带移动速率和炉底辊的传动线速率一致，即可消除钢带在炉内的传动阻力。具体的，为了提高炉底辊的使用寿命，炉底辊材质采用陶瓷辊、高温耐热钢或镍基合金。

具体的，上述步骤S2中，对于产量小的生产线，炉内也可不用炉底辊以降低装置成本，此时直接采用拖动方式，即利用外部的驱动，钢带在加热炉内的支撑面上滑动。

具体的，上述步骤S2中，为了防止钢带的跑偏，保证钢带的正常运行，密闭式钢带加热炉设置自动纠偏系统，自动纠偏系统和手动纠偏结合，防止钢带的跑偏。

具体的，上述步骤S2中，经过还原后的热态铁粉粒可采用密闭高温螺旋、高温圆盘出料、钢带在高温转向辊变向翻料等方法将热态铁粉粒脱离钢带然后进入铁浴炉的热料喷吹系统。

具体的，上述步骤S1中，配料过程中可以添加抑制硫挥发的CaO 或Ca(OH)₂，这样产生的废烟气中硫氧化物浓度低于30mg/m³，废烟气可以直排。CaO或Ca(OH)₂的质量为铁矿粉质量的0.5～10％。

具体的，上述步骤S1中，混匀后的混合粉粒也可先干燥然后再进入密闭式钢带加热炉加热还原。

需要说明的是，考虑到本发明的生产线是结合铁浴熔融还原炉，铁浴熔融还原炉的最终尾气需要进行脱硫处理，因此密闭式钢带加热炉加热产生的含有硫氧化物的废烟气可以集中处理，因此配料过程可不加抑制硫挥发的CaO或Ca(OH)₂。

与现有技术相比，本发明的方法通过采用密闭式钢带加热炉内间接加热还原，碳氧摩尔比控制为0.2～0.7：1，炉内温度控制在900℃～1100℃，混合粉粒在炉内预热段及加热段停留时间10min～100min，即可得到还原率为30％～80％的铁粉粒，能够提高预还原铁矿粉的综合预还原率，且能够降低吨铁的煤粉消耗量，例如，与回转窑预热铁矿粉的吨铁的煤粉消耗量950公斤相比，本发明的煤粉消耗量降低为500公斤左右(例如 450～550公斤)，减碳效果显著。其中，吨铁的煤粉消耗量指的是生产1 吨铁产品所消耗的煤粉的总量。

本发明的方法还提高了现有铁浴还原的产量，目前回转窑预还原-铁浴还原工艺中，为了实现工艺的顺行，回转窑预还原矿粉的还原率低于15％。采用本工艺得到的预还原矿粉的还原率可达到30％～80％，这样就为铁浴还原工序减轻了还原负荷和热负荷，提高了生产率。采用本工艺预还原矿粉替代25％的回转窑预热矿粉，铁浴还原工艺铁水产量提高 15％；替代50％，可提高铁水产量30％。如完全采用本工艺预还原矿粉代替回转窑预还原矿粉，铁浴还原铁水的产量将提高60％以上。

本发明的方法中由于碳质还原剂的使用量变少，铁水中的硫含量一定程度的下降，减轻了后续的铁水脱硫成本。

实施例1

本实施例提供了一种铁浴熔融还原炼铁喷吹用预还原铁矿粉的制备方法，工艺流程图如图1所示。具体的细节如下：

铁矿粉采用铁精矿粉，铁精矿粉的成分见表1，主相为Fe₃O₄，平均粒度为200目。还原剂用无烟粉，成分见表2，平均粒度为100目。

表1铁精矿粉主要成分/wt％

T.Fe	SiO<sub>2</sub>	CaO	MgO	Al<sub>2</sub>O<sub>3</sub>
					65.3	5.6	1.2	1.2	2.3

表2无烟粉主要成分/wt％

挥发份	灰份	固定碳	水份	S
					8.4	9.7	77.3	3.6	0.5

铁精矿粉、无烟粉按照质量配比为100:14配料，碳氧摩尔比为0.59:1。然后在滚筒制粒机中混匀制粒，制粒后经过筛分得到小于8mm的混合粉粒，混合粉粒经过滚筒干燥，水分为5％，热源来自生产系统的废热烟气。

密闭式钢带加热炉采用炉底辊传动方式，钢带材质为310S耐热不锈钢，采用W型热辐射管加热，热辐射管的材质为高温镍基合金，炉底辊材质为石英，采用在线自动纠偏系统动态调节钢带两侧位置。加热气源为回收经过净化的煤气和天然气。

炉内加热段最高温度1050℃，物料在预热段+加热段停留时间 30min，得到还原率为67％的喷吹用预还原铁矿粉，采用高温圆盘将喷吹用预还原铁矿粉从钢带上导入高温储料仓，再通过螺旋进入铁浴炉的热料喷吹系统。

密闭式钢带加热炉内自产的煤气由变频引风机抽出，先后经过旋风除尘、水雾除尘、电除焦油和间接冷却等得到清洁的煤气。然后再返回密闭式钢带加热炉作为热源。

实施例2

本实施例提供了一种铁浴熔融还原炼铁喷吹用预还原铁矿粉的制备方法，具体的细节如下：

铁矿粉采用赤铁矿粉，赤铁矿粉的主要成分见表3，主相为Fe₂O₃，小于8mm的矿粉。还原剂用气煤，成分见表4，平均粒度为50目。

表3赤铁矿粉主要成分/wt％

表4气煤主要成分/wt％

挥发份	灰份	固定碳	水份	S
					31.2	7.3	55.5	5.1	0.6

赤铁矿粉、气煤粉按照质量配比为100:18配料，碳氧摩尔比为0.29:1。然后在混料机中混合。

密闭式钢带加热炉采用炉底辊传动方式，钢带材质为310S耐热不锈钢。采用U型热辐射管加热，热辐射管的材质为高温镍基合金，炉底辊的材质为高温耐热钢，采用在线自动纠偏系统动态调节钢带两侧位置。加热气源为回收经过净化的煤气和液化石油气。

炉内加热段最高温度1000℃，物料在预热段+加热段停留时间 50min，得到还原率为36％的喷吹用预还原铁矿粉，采用高温螺旋将喷吹用预还原铁矿粉从钢带上导入高温储料仓，再通过螺旋进入铁浴炉的热料喷吹系统。

密闭式钢带加热炉内自产的煤气由变频引风机抽出，先后经过旋风除尘、水雾除尘、电除焦油、间接冷却、脱硫等得到清洁的煤气。然后再返回加热密闭钢带加热炉。

实施例3

本实施例提供了一种铁浴熔融还原炼铁喷吹用预还原铁矿粉的制备方法，具体的细节如下：

铁矿粉采用赤铁矿粉，赤铁矿粉的主要成分见表3，主相为Fe₂O₃，原矿粉粒度小于8mm，经过筛分和破碎将粒度变为小于1mm。还原剂用气煤，成分见表4，平均粒度为100目。

小于1mm的铁矿粉、煤粉、消石灰、有机粘结剂粉按照质量配比为 100:22:5:3配料，碳氧摩尔比为0.64:1。然后进行混匀，并在压球机中制成5～8mm的椭球，并在链蓖机内进行干燥，用密闭式钢带加热炉产生的废热烟气进行加热。

密闭式钢带加热炉采用炉底辊传动方式，钢带材质为310S耐热不锈钢，采用U型热辐射管加热，材质为高温镍基合金，炉底辊材质为高温耐热钢，采用在线自动纠偏系统动态调节钢带两侧位置。加热气源为回收经过净化的煤气和焦炉煤气。

炉内加热段最高温度1080℃，物料在预热段+加热段停留时间 20min，得到还原率为73％的喷吹用预还原铁矿粉，采用高温螺旋将喷吹用预还原铁矿粉从钢带上导入高温储料仓，再通过螺旋进入铁浴炉的热料喷吹系统。

密闭式钢带加热炉自产的煤气由变频引风机抽出，先后经过旋风除尘、水雾除尘、电除焦油和间接冷却等得到清洁的煤气。然后再返回加热密闭式钢带加热炉。

实施例4

本实施例提供了一种铁浴熔融还原炼铁喷吹用预还原铁矿粉的制备方法，具体的细节如下：

铁矿粉采用湿法冶金中产生的细微粒氧化铁粉成分见表5，平均粒度为<20μm占95％。还原剂为无烟煤，见表2，平均粒度150目。

表5细微粒氧化铁粉的主要成分/wt％

Fe	Al	Mn	Cr	Mg	C	P	S
								60.35	0.369	<0.01	1.43	0.178	0.62	0.01	0.2

细微粒氧化铁粉、无烟煤粉按照质量配比为100:17配料，碳氧摩尔比为0.68:1。然后在滚筒制粒机中混匀制粒，制粒后经过筛分得到小于 8mm的粉粒，粉粒经过滚筒干燥，水分为3％，热源来自生产系统的废热烟气。

密闭式钢带加热炉传送所用钢带材质为310S耐热不锈钢。采用W 型热辐射管加热，材质为高温镍基合金，钢带在碳化硅板上拖动，采用在线自动纠偏系统动态调节钢带两侧位置。加热气源为回收经过净化的煤气和天然气。

炉内加热段最高温度1050℃，物料在预热段+加热段停留时间 20min，得到还原率为78％的预还原铁矿粉，利用钢带在高温转向辊变向翻料方法将预还原铁矿粉脱离钢带导入高温储料仓，再通过螺旋进入铁浴炉的热料喷吹系统。

密闭式钢带加热炉自产的煤气由变频引风机抽出，先后经过旋风除尘、水雾除尘、电除焦油和间接冷却等得到清洁的煤气。然后再返回加热密闭式钢带加热炉。

实施例5

本实施例提供了一种铁浴熔融还原炼铁喷吹用预还原铁矿粉的制备方法，具体的细节如下：

铁矿粉采用湿法冶金中产生的细微粒氧化铁粉成分见表5，平均粒度为<20μm占95％。还原剂为无烟煤，见表2，平均粒度150目。

细微粒氧化铁粉、煤粉按照质量配比为100:9配料，碳氧摩尔比为 0.36:1。然后在滚筒制粒机中混匀制粒，制粒后经过筛分得到小于8mm 的混合粉粒，混合粉粒经过滚筒干燥，水分为3％，热源来自生产系统的废热烟气。

密闭式钢带加热炉传送所用钢带材质为310S耐热不锈钢。采用310S 耐热不锈钢马弗(马弗是国内粉末冶金行业对间接加热隔层的称呼，由于是耐高温金属材质的，统称为金属马弗)，多个直燃烧嘴加热马弗，钢带在马弗底部滑移，采用在线自动纠偏系统动态调节钢带两侧位置。加热气源为回收经过净化的煤气和天然气。

炉内加热段最高温度920℃，物料在预热段+加热段停留时间70min，得到还原率为45％的预还原铁矿粉，利用钢带在高温转向辊变向翻料方法将预还原铁矿粉脱离钢带导入高温储料仓，再通过螺旋进入铁浴炉的热料喷吹系统。

密闭式钢带加热炉自产的煤气由变频引风机抽出，先后经过旋风除尘、水雾除尘、电除焦油和间接冷却等得到清洁的煤气。然后再返回加热密闭式钢带加热炉。

对比例1

本对比例提供了一种制备铁浴熔融还原炼铁喷吹用预还原铁矿粉的方法，具体的细节如下：

本对比例使用的铁矿粉、还原剂与实施例1相同。

(1)将铁精矿粉、无烟粉按照质量配比为100:25配料，碳氧摩尔比为0.86:1。然后在滚筒制粒机中混匀制粒，制粒后经过筛分得到小于8mm 的混合粉粒，混合粉粒经过滚筒干燥，水分为5％，热源来自生产系统的废热烟气。

采用与实施例1中相同的加热炉，炉内加热段最高温度880℃，物料在预热段+加热段停留时间40min，得到还原率为25％的喷吹用预还原铁矿粉，采用高温螺旋将喷吹用预还原铁矿粉从钢带上导入高温储料仓，再通过螺旋进入铁浴炉的热料喷吹系统。

密闭式钢带加热炉的热源与实施例1中的热源一致。

上述实施例1中，吨铁的煤粉消耗量525kg；远低于对比例1的720kg，并且实施例1的喷吹用预还原铁矿粉的还原率高。可见，本发明的方法低煤耗、低碳排放；经济效益显著。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种还原率为30％～80％的铁浴熔融还原炼铁喷吹用预还原铁矿粉的制备方法，其特征在于，包括：

步骤S1、配料、混匀：将粉状碳质还原剂与铁矿粉按照碳氧摩尔比0.2～0.7：1混匀，得到粒度小于8mm的混合粉粒；

步骤S2、加热还原：将混合粉粒放在密闭式钢带加热炉内间接加热还原，炉内温度900℃～1100℃，混合粉粒在炉内预热段及加热段停留时间10min～100min，得到铁浴熔融还原炼铁喷吹用预还原铁矿粉；

所述步骤S1中，粒度为1～8mm的铁矿粉，直接与粉状碳质还原剂混匀；粒度小于1mm的铁矿粉，预先与粉状碳质还原剂混合制粒，制粒后得到粒度为1～8mm的混合粉粒；

所述步骤S1中，铁矿粉为赤铁矿粉、褐铁矿粉、高磷矿粉、赤泥、湿法冶金产生的铁红和钒钛磁铁矿粉中的一种或多种；所述步骤S2中，得到的铁浴熔融还原炼铁喷吹用预还原铁矿粉的粒度小于8mm；

所述步骤S2中，间接加热方式通过加热密闭的容器，使运输钢带的上下都能被加热，而不是简单的单向加热。

2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述步骤S2中，混合粉粒的铺料厚度为2～50mm。

3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述步骤S2中，密闭式钢带加热炉内产生的煤气回收，回收的煤气能作为密闭式钢带加热炉的加热气源。

4.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述步骤S2中，密闭式钢带加热炉的间接加热器为U型热辐射管、W型热辐射管、P型热辐射管或者直型热辐射管，所述辐射管的材质为高温耐热钢或镍基合金。

5.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述步骤S1中，配料过程中添加CaO或Ca(OH)₂。

6.根据权利要求1-5任一项所述的制备方法，其特征在于，所述步骤S1中，粉状碳质还原剂为焦粉、焦末、无烟煤、气煤或烟煤。

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