[发明专利]铁矿热压含碳球团的制备方法及炼铁原料

说明书

技术领域

本发明属于冶金技术领域，具体地讲，本发明涉及一种铁矿热压含碳球团的制备方法。

背景技术

钢铁工业发展的主题是高效、低碳和绿色。高炉作为钢铁生产的最重要单元之一，生产了全世界95wt％以上的生铁，其能量消耗和CO₂排放量均占整个钢铁工业的70％左右。炼铁系统(包括烧结、球团、焦化、高炉)能耗最高，且对环境造成很大的影响(主要是CO₂、粉尘等的排放)。另外，随着钢铁产量的逐年增加，对原燃料的需求也愈来愈大。然而，优质矿产资源量有限，高品位的优质原燃料消耗殆尽。因此，对质量较差的原燃料的使用量的增加，使得烧结矿和球团矿生产面临巨大困难，同时也加重了高炉冶炼的负担，导致其冶炼指标下降。另外，世界范围内优质炼焦用煤资源日趋匮乏，而且焦炭价格极其昂贵。因此，为了钢铁产业的持续良性发展，各国都致力于开发革新新型的钢铁冶金技术。从冶金生产的节能、资源再利用以及环境保护角度出发，含碳球团作为一种新的优质炼铁炉料，一直备受青睐。

含碳球团多为通过将配以固体还原剂(如煤粉)的铁矿粉与适当的粘结剂充分混合后，经造球机或压球机压制成型的一种含碳的铁矿粉球团或团块。含碳球团因具有还原速率大、原料来源广泛、省去焦化和烧结工艺等优点，无论在高炉高效炼铁，还是在以煤代焦中都备受关注。

现有技术的生产含碳球团采用冷固结生产方法。由于含碳球团高温强度差以及在其生产过程中使用大量的粘结剂，这样会导致诸如如下问题的产生：生产成本提高、冶炼过程中渣量增大以及能耗提高等。上述问题的产生限制了现有的含碳球团的生产方法的进一步发展。

公告号为CN100529121C的中国专利文献公开了一种铁精矿煤粉热压团块的制备方法，在该制备方法中，铁精矿粉、煤粉和生石灰粉三者分别加热至600℃～750℃、100℃～200℃以及100℃～200℃，然后将其混合加热至350℃～500℃后热压成型。该方法制备出了冶金性能优良的热压块，但这种方法的物料的预热温度高、热压温度高、能耗大、工艺较为复杂以及对热压设备的耐热保温性能具有较高的要求。

发明内容

本发明旨在解决现有技术存在的不足，提供一种具有低能耗、工艺简单、生产效率高的铁矿热压含碳球团的制备方法，该方法满足钢铁生产对低能耗、低成本以及环保的要求。

根据本发明公开的一种铁矿热压含碳球团的制备方法，包括以下步骤：首先，将铁矿粉、煤粉、溶剂混合均匀，以得到第一物料，其中，第一物料中的铁矿粉的含量为60wt％～80wt％，煤粉的含量为20wt％～40wt％，熔剂的含量为0wt％～10wt％；然后，将第一物料加热到100℃～300℃后将其热压成型为球团，以得到第二物料；最后，将第二物料置于隧道窑或煤基竖炉中以干馏的方式进行热处理，以制得铁矿热压含碳球团，其中，热处理的温度为800℃～1100℃，热处理的时间为4h～6h，控制热处理的气氛为中性或还原性气氛。

根据本发明的制备方法，铁矿粉中的铁的含量不低于45wt％；煤粉为1/3焦煤、1/3焦煤和肥煤、1/3焦煤和无烟煤或者1/3焦煤和弱粘结性煤，其中，肥煤的含量不超过煤粉总量的40wt％，无烟煤的含量不超过煤粉总量的10wt％，弱粘结性煤的含量不超过煤粉总量的20wt％，且煤粉中的固定碳的含量不低于50wt％，灰分的含量不高于15wt％，挥发分的含量不高于35wt％；熔剂为冶金石灰或轻烧菱镁石，有效熔剂性不低于70wt％；铁矿粉、煤粉以及熔剂的粒度均不大于0.15mm。

根据本发明的制备方法，热压成型的压力可以不小于35MPa。

根据本发明的制备方法，热压成型的设备可以为对辊热压机，对辊热压机的线压力可以不小于3.0t/cm。

根据本发明的制备方法，球团可以为20mm～30mm×15～25mm×10～15mm的尺寸的椭球形颗粒。

根据本发明的一种炼铁原料，所述炼铁原料可以包括上述任一种制备方法制备出的热压含碳球团。

总体而言，根据本发明的铁矿热压含碳球团的制备方法，具有以下优点：

(1)流程简化，能耗显著降低。本发明将铁矿粉、煤粉和熔剂先称量并充分混匀，然后再加热的制备方法显著简化了工艺流程；同时，大幅度降低的加热温度显著降低了生产能耗以及降低了环境负荷。