專(zhuān)利名稱(chēng)：一種中頻爐直接還原鐵的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種中頻爐直接還原鐵的方法，屬于直接還原鐵加工技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
高爐煉鐵系統(tǒng)(包括焦化、燒結(jié)、高爐)，經(jīng)幾百年的應(yīng)用和發(fā)展，其技術(shù)已相當(dāng)完 善，但因其工藝流程長(zhǎng)，投資大、對(duì)環(huán)境污染嚴(yán)重，操作靈活性差，只適合于那些工業(yè)初步發(fā)展的國(guó)家，生產(chǎn)常規(guī)產(chǎn)品，初級(jí)鋼材，且附加值很低。在發(fā)達(dá)國(guó)家，高爐煉鐵技術(shù)正面臨淘汰，生存空間更大為縮小。當(dāng)今社會(huì)進(jìn)入材料時(shí)代后，市場(chǎng)需要的鋼材不再是傳統(tǒng)的材料，而以廢鋼為主要原料的電爐煉鐵可以提升鋼材質(zhì)量和特殊性能，可縮短鋼材冶煉周期，減少原材料和電力浪費(fèi)。但是根據(jù)國(guó)家廢鋼協(xié)會(huì)的統(tǒng)計(jì)，2008年我國(guó)廢鋼需求總量為12000萬(wàn)噸，比2007年消耗總量增加1000萬(wàn)噸，資源缺口較大。全年鋼鐵企業(yè)自產(chǎn)廢鋼2000萬(wàn)噸，社會(huì)產(chǎn)廢4000萬(wàn)噸，進(jìn)口廢鋼1200萬(wàn)噸，總體資源偏緊。全年廢鋼市場(chǎng)呈現(xiàn)連續(xù)起伏跌宕的運(yùn)行態(tài)勢(shì)。還因?yàn)榻陙?lái)鋼鐵產(chǎn)品朝小型輕量化、功能高級(jí)化、復(fù)合化方向發(fā)展，故鋼材中非金屬材料和有色金屬使用比例增加，致使廢鋼質(zhì)量不斷下降。廢鋼作為電爐原料，由于其來(lái)源不同，化學(xué)成分波動(dòng)很大，有害雜質(zhì)Sn、As、Cu等幾乎100%殘留鋼中，而且很難掌握、控制，這給電爐鋼作業(yè)帶來(lái)了極大的困難，而且國(guó)內(nèi)價(jià)格高位運(yùn)行，尤其是底線(xiàn)價(jià)位的提高，宣布了應(yīng)用廉價(jià)廢鋼鐵資源煉鋼時(shí)代的終結(jié)。而直接還原鐵是精鐵粉或氧化鐵在爐內(nèi)經(jīng)低溫還原形成的低碳多孔狀物質(zhì)，直接還原鐵中硫、磷、砷、鋅、銅等雜質(zhì)都非常低，如果用一定比例的直接還原鐵(30— 50%)作為稀釋劑與廢鋼搭配不僅可增加鋼材的均勻性、改善和提高鋼的物理性質(zhì)，從而達(dá)到生產(chǎn)優(yōu)質(zhì)鋼、純凈鋼的目的，還可以提高電爐生產(chǎn)能力、降低電耗和生產(chǎn)成本。因此，直接還原鐵不僅是優(yōu)質(zhì)廢鋼的替代物，還是生產(chǎn)優(yōu)質(zhì)鋼、特殊鋼的純凈原料。因此對(duì)直接還原鐵的需求日趨旺盛，市場(chǎng)容量日益加大，而我國(guó)直接還原鐵還存在很多問(wèn)題
(O生產(chǎn)規(guī)模過(guò)小，而且方法古老、產(chǎn)能小、能耗高、污染嚴(yán)重；
(2)直接還原鐵要求的原材料必須是高品位、低脈石的純凈鐵礦，我國(guó)非常稀缺，因此缺乏穩(wěn)定的原料供應(yīng)渠道；
(3)由于受天然氣資源限制，氣基直接還原發(fā)展緩慢；
(4)缺乏統(tǒng)一規(guī)劃、未能建設(shè)大型商品DRI(直接還原鐵)生產(chǎn)企業(yè)。世界冶金行業(yè)把我國(guó)的直接還原鐵(海綿鐵)產(chǎn)量定為零。2007年九月份，中華人民共和國(guó)總書(shū)記親自參觀考察了澳大利亞海綿鐵公司海綿鐵生產(chǎn)線(xiàn)，說(shuō)明了我國(guó)對(duì)海綿鐵的重視，1995年6月20日國(guó)家計(jì)劃委員會(huì)、國(guó)家經(jīng)濟(jì)貿(mào)易委員會(huì)、對(duì)外貿(mào)易經(jīng)濟(jì)合作部共同下令把“直接還原鐵”列為鼓勵(lì)外商投資產(chǎn)業(yè)，黑色冶金工業(yè)中第一位，2004年、2005年均被國(guó)家發(fā)改委和國(guó)家經(jīng)貿(mào)委，列為國(guó)家鼓勵(lì)投資項(xiàng)目。從國(guó)民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展要求以及鋼鐵工業(yè)的發(fā)展和市場(chǎng)需求看，我國(guó)已成為第一耗鋼大國(guó)，總是依靠進(jìn)口 DRI/HBI (直接還原鐵/熱壓塊)是不現(xiàn)實(shí)的、不可能的。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于，提供一種中頻爐直接還原鐵的方法。在我國(guó)低品位鐵礦資源以及豐富煤炭資源的基礎(chǔ)上，能將任意品位的鐵礦和適量還原劑混合后，經(jīng)中頻爐以直接還原成海綿鐵。本發(fā)明的技術(shù)方案。中頻爐直接還原鐵的方法，包括下述步驟，
a、將脫硫劑、脫磷劑、還原劑混合后，再烘干至物料含水量小于3%，烘干后的物料，進(jìn)行粉碎，物料粉碎粒度在I. 5mm以下,得到還原添加劑；
b、將鐵礦石粉碎后烘干，烘干至物料含水量小于3%；
C、將還原添加劑和鐵礦石送入中頻爐內(nèi)加熱，氧化鐵還原得到單質(zhì)鐵； d、中頻爐內(nèi)的物料經(jīng)冷卻后進(jìn)行破碎,通過(guò)磁選,將還原的鐵選出。上述的中頻爐直接還原鐵的方法，步驟a中，還原劑為碳粉。上述的中頻爐直接還原鐵的方法，步驟c中，中頻爐加熱過(guò)程為先在預(yù)熱段預(yù)熱 至300°C -500°C，進(jìn)入升溫段升溫至900°C _950°C，再在反應(yīng)段加熱至950°C -1100°C進(jìn)行還原反應(yīng)，然后物料冷卻到200°C以下后出爐。上述的中頻爐直接還原鐵的方法，步驟d中，磁選得到的鐵，通過(guò)壓塊機(jī)壓塊成型?，F(xiàn)有的直接還原鐵加工方法，可分為兩大類(lèi)使用氣體還原劑的氣基直接還原法和使用固體還原劑的煤基直接還原法。無(wú)論是哪種方法，對(duì)還原的鐵礦石原料品位均要求過(guò)高(TFe ^ 66%)ο本發(fā)明能夠?qū)⑷我馄肺坏蔫F礦和適量炭塊作為還原劑混合后，經(jīng)中頻爐以固態(tài)直接還原成海綿鐵，金屬化率可達(dá)96%以上。生產(chǎn)過(guò)程中所需要的能量是由外部電能所輸入的，在整個(gè)工藝過(guò)程中沒(méi)有外界空氣進(jìn)入，碳在還原鐵的過(guò)程中所排出的氣體只有CO氣體，整個(gè)煙氣通過(guò)凈化后得到純凈的CO氣體，可直接用于發(fā)電，供還原中頻爐自身使用。本發(fā)明的方法擺脫了對(duì)鐵礦品位以及煤礦品質(zhì)和品種的限制，還原劑既可以是焦煤、褐煤，也可以是大宗工業(yè)廢棄物深度資源化回收過(guò)程中富集的碳粉，整個(gè)工藝取材豐富，工藝簡(jiǎn)單，技術(shù)可靠，環(huán)保性能優(yōu)良，大幅降低了生產(chǎn)成本，特別是提高了生產(chǎn)過(guò)程中的附加值，能把最初含量很低，根本不能稱(chēng)之為礦的超低品位有價(jià)金屬礦在直接還原鐵的生產(chǎn)過(guò)程中在渣中或煙氣回收物中富集成礦，形成新的資源。
具體實(shí)施例方式本發(fā)明的實(shí)施例I。中頻爐直接還原鐵的方法，包括下述步驟，
a、將脫硫劑、脫磷劑、還原劑混合后，再烘干至物料含水量小于3%，烘干后的物料，進(jìn)行粉碎，物料粉碎粒度在I. 5mm以下，得到還原添加劑；其中脫硫劑為石灰或白云石等現(xiàn)有煉鐵工業(yè)所用的脫硫劑、脫磷劑為煉鐵工業(yè)所用的脫磷劑、還原劑為碳粉。b、將鐵礦石粉碎后烘干，物料含水量小于3% ；
C、將還原添加劑和鐵礦石送入中頻爐內(nèi)加熱，氧化鐵還原得到單質(zhì)鐵；還原添加劑和鐵礦石的配比根據(jù)鐵礦石中的鐵、硫、磷的含量來(lái)確定。中頻爐加熱過(guò)程為先在預(yù)熱段預(yù)熱至300°C -500°C，進(jìn)入升溫段升溫至900°C _950°C，再在反應(yīng)段加熱至950°C -1100°C進(jìn)行還原反應(yīng)，然后物料冷卻到200°C以下后出爐。d、中頻爐內(nèi)的物料經(jīng)冷卻后進(jìn)行破碎，通過(guò)磁選，將還原的鐵選出，再通過(guò)壓塊機(jī)壓塊成型。本發(fā)明的實(shí)施例2。中頻爐直接還原鐵的方法，包括下述步驟，
a、將脫硫劑、脫磷劑、還原劑混合后，再烘干至物料含水量小于3%，烘干后的物料，進(jìn)行粉碎，物料粉碎粒度在I. 5mm以下，得到還原添加劑；其中脫硫劑為石灰或白云石等現(xiàn)有煉鐵工業(yè)所用的脫硫劑、脫磷劑為煉鐵工業(yè)所用的脫磷劑、還原劑為碳粉。b、將鐵礦石粉碎后烘干，物料含水量小于3%。C、將還原添加劑和鐵礦石送入中頻爐內(nèi)加熱，氧化鐵還原得到單質(zhì)鐵。中頻爐加熱過(guò)程為先在預(yù)熱段預(yù)熱至400°C，進(jìn)入升溫段升溫至950°C，再在反應(yīng)段加熱至1000°C 進(jìn)行還原反應(yīng)，然后物料冷卻到200°C以下后出爐。d、中頻爐內(nèi)的物料經(jīng)冷卻后進(jìn)行破碎，通過(guò)磁選，將還原的鐵選出，再通過(guò)壓塊機(jī)壓塊成型。本發(fā)明的實(shí)施例3。中頻爐直接還原鐵的方法，包括下述步驟，
a、將脫硫劑、脫磷劑、還原劑混合后，再烘干至物料含水量小于3%，烘干后的物料，進(jìn)行粉碎，物料粉碎粒度在I. 5mm以下，得到還原添加劑；其中脫硫劑為石灰或白云石等現(xiàn)有煉鐵工業(yè)所用的脫硫劑、脫磷劑為煉鐵工業(yè)所用的脫磷劑、還原劑為碳粉。b、將鐵礦石粉碎后烘干，物料含水量小于3%。C、將還原添加劑和鐵礦石送入中頻爐內(nèi)加熱，氧化鐵還原得到單質(zhì)鐵。中頻爐加熱過(guò)程為先在預(yù)熱段預(yù)熱至450°C，進(jìn)入升溫段升溫至920°C，再在反應(yīng)段加熱至1050°C進(jìn)行還原反應(yīng)，然后物料冷卻到常溫后出爐。d、中頻爐內(nèi)的物料經(jīng)冷卻后進(jìn)行破碎，通過(guò)磁選，將還原的鐵選出，再通過(guò)壓塊機(jī)壓塊成型。以上所述，僅是本發(fā)明的較佳實(shí)施例，并非對(duì)本發(fā)明作任何形式上的限制，任何未脫離本發(fā)明技術(shù)方案內(nèi)容，依據(jù)本發(fā)明的技術(shù)實(shí)質(zhì)對(duì)以上實(shí)施例所作的任何簡(jiǎn)單修改、等同變化與修飾，均仍屬于本發(fā)明技術(shù)方案的范圍內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種中頻爐直接還原鐵的方法，其特征在于包括下述步驟， a、將脫硫劑、脫磷劑、還原劑混合后，再烘干至物料含水量小于3%，烘干后的物料，進(jìn)行粉碎，物料粉碎粒度在I. 5mm以下,得到還原添加劑； b、將鐵礦石粉碎后烘干，烘干至物料含水量小于3%； C、將還原添加劑和鐵礦石送入中頻爐內(nèi)加熱，氧化鐵還原得到單質(zhì)鐵； d、中頻爐內(nèi)的物料經(jīng)冷卻后進(jìn)行破碎,通過(guò)磁選,將還原的鐵選出。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的中頻爐直接還原鐵的方法，其特征在于步驟a中，還原劑為碳粉。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的中頻爐直接還原鐵的方法，其特征在于步驟c中，中頻爐加熱過(guò)程為先在預(yù)熱段預(yù)熱至300°C -50(TC，進(jìn)入升溫段升溫至900°C _950°C，再在反應(yīng)段加熱至950°C -1100°C進(jìn)行還原反應(yīng)，然后物料冷卻到200°C以下后出爐。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的中頻爐直接還原鐵的方法，其特征在于步驟d中，磁選得到的鐵，通過(guò)壓塊機(jī)壓塊成型。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種中頻爐直接還原鐵的方法，其特征在于包括下述步驟，將脫硫劑、脫磷劑、還原劑混合后，再烘干至物料含水量小于3%，烘干后的物料，進(jìn)行粉碎，物料粉碎粒度在1.5mm以下，得到還原添加劑；將鐵礦石粉碎后烘干，物料含水量小于3%；將還原添加劑和鐵礦石送入中頻爐內(nèi)加熱，氧化鐵還原得到單質(zhì)鐵；中頻爐內(nèi)的物料經(jīng)冷卻后進(jìn)行破碎，通過(guò)磁選，將還原的鐵選出。本發(fā)明能夠?qū)⑷我馄肺坏蔫F礦和適量炭塊作為還原劑混合后，經(jīng)中頻爐以固態(tài)直接還原成海綿鐵，金屬化率可達(dá)96%以上。
文檔編號(hào)C21B13/12GK102899436SQ201210359949
公開(kāi)日2013年1月30日 申請(qǐng)日期2012年9月25日 優(yōu)先權(quán)日2012年9月25日
發(fā)明者鄒建明 申請(qǐng)人:貴州綠水青山環(huán)?？萍加邢薰?br>