一种铁矿粉融聚预还原方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN105755194A(43)申请公布日2016.07.13(21)申请号201610138635.7(22)申请日2016.03.11(71)申请人太原理工大学地址030024山西省太原市万柏林区迎泽西大街79号申请人太原重工股份有限公司(72)发明人乔星星刘改换董跃齐庆赵秀丽贾江宁耿哲荣赵素雷白继源曾杰李艳霞魏征张永发(74)专利代理机构太原倍智知识产权代理事务所(普通合伙)14111代理人戎文华(51)Int.Cl.C21B13/00(2006.01)权利要求书1页说明书5页(54)发明名称一种铁矿粉融聚预还原方法(57)摘要一种铁矿粉融聚预还原方法是将铁矿粉、混煤粉和融聚剂混合后置于预还原炉内，通入还原性气体混合物，调节气速，使混合料处于流化状态，控制融聚还原温度、压力以及还原时间，在非结渣情况下，还原后逐渐融聚成球，后借助重量差异，通过炉底选择性排料装置分离出融聚矿粉球，作为熔融还原炉优质炼铁原料。本方法采用熔融还原炉尾气/混煤粉混烧供热还原，利用特殊条件下铁矿粉与融聚剂间的融聚特性，实现铁矿粉气基和煤基共还原，还原速率快，且产品通过融聚方式实现与混合料分离，工艺简单。CN105755194ACN105755194A权利要求书1/1页1.一种铁矿粉融聚预还原方法，所述方法是按下列步骤进行的：（1）将粒度为20~100目铁矿粉、20~100目混煤粉、100~200目融聚剂按质量份为50~80份、15~30份、5~20份均匀混合后，调节混合料中铁钙比ω(Fe2O3)/ω(CaO)＞3.0和融聚系数＜1050，置于预还原炉中，炉底部通入还原性载热气体，调节气速为0.5~2.0m/s，使混合料处于流化状态；（2）控制融聚还原条件：预还原炉内融聚温度为950~1050℃，压力为0.03~2.0MPa，流化状态下进行气基和煤基共还原10~30min；（3）在非结渣情况下，预还原炉内铁矿粉还原度达到60~80%后会逐渐融聚成球，黏度＜25Pa·s，后借助重量差异，通过炉底部设置的选择性排料装置分离出温度为800~900℃的融聚矿粉球，作为熔融还原炉优质炼铁原料；其中，所述混煤粉是燃烧煤和还原煤按质量份为30~50份和50~70份混合构成，燃烧煤的灰分＜14%，挥发分＞20%，灰熔点＞1350℃，热值＞5500kcal/kg，燃点300~500℃；还原煤的挥发分＜10%，固定碳＞89%，灰熔点＞1350℃，热值＞7500kcal/kg，燃点＞600℃；所述融聚剂是生物秸秆和生石灰按质量份为30~50份和50~70份混合构成；所述混合料的融聚系数是100×[19ω(Al2O3)+15ω(SiO2)+10ω(CaO+MgO)+6ω(Fe2O3)]，其中ω为混合料内各物质的质量分数；所述选择性排料装置是由中心进气管、环形进气管和出料口构成。2.如权利要求1所述的方法，所述铁矿粉＞60%，Fe2O3为80~95%，SiO2＜10%，Al2O3＜5%。3.如权利要求1所述的方法，所述通入还原性载热气体是熔融还原炉尾气或是CO为20~75%，CO2为20~75%，H2＞5%的气体混合物，其温度为1050~1250℃。4.如权利要求1所述的方法，所述生物秸秆是稻草、麦秸或玉米秸秆。5.如权利要求1所述的方法，所述生石灰是镁质石灰或是CaO＞90%和MgO为5~10%的混合物。2CN105755194A说明书1/5页一种铁矿粉融聚预还原方法技术领域[0001]本发明涉及一种铁矿粉融聚预还原方法，尤其是将铁矿粉、混煤粉和融聚剂混合后置于预还原炉内，通入还原性气体混合物，调节气速，使混合料处于流化状态，控制融聚还原温度、压力以及还原时间融聚成球的一种铁矿粉融聚预还原的方法。背景技术[0002]熔融炼铁工艺是已实现工业化生产的非高炉炼铁技术之一，属于当今冶金领域前沿技术。目前熔融炼铁工艺技术有Hismelt、COREX、CCF等工艺，这些技术利用非焦煤煤粉及铁矿粉采取喷射冶金方式生产液态生铁，流程短，污染小，铁水质量好，是解决我国焦煤资源有限和环保问题的先进炼铁技术。现有的熔融还原技术分为预还原和铁浴还原两个过程。铁矿粉预还原度直接影响后续熔融还原炉产能，是炼铁工艺的重要环节，但普遍存在反应速率慢、预还原度低、黏结失流和设备成本高等问题。[0003]针对现有技术问题，陈辉报道的《煤与铁矿石共处理的低碳炼铁技术研究[C].//北京金属学会第六届冶金年会论文集.2010:303-306.》将澳大利亚Robe矿粉和煤粉以30:70的比例混合，经800℃干馏后，矿粉的还原度可达到85.49%，矿粉经磁选分离后用于优质燃料。朱凯荪报道《二步熔融还原中附碳处理加速流态化预还原过程机理研究[J