一種低強(qiáng)度海綿鐵的生產(chǎn)方法
【專利摘要】本發(fā)明提出了一種低強(qiáng)度海綿鐵的生產(chǎn)方法，包括以下步驟：a、采用鐵精礦、還原劑以及催化劑作為生產(chǎn)原料，并按以下比例混合：鐵精礦：還原劑：催化劑＝100：50：10～20；b、將混合后的生產(chǎn)原料添加到對(duì)輥強(qiáng)力混合機(jī)中并加水?dāng)嚢杌旌系玫交靹蛄?；c、將混勻料添加到壓塊機(jī)中壓制成坯料壓塊；d、將坯料壓塊裝入反應(yīng)罐，并送入催化還原爐進(jìn)行燒制，燒制過程包括以下步驟：預(yù)熱、焙燒、保溫、冷卻；e、制得低強(qiáng)度海綿鐵。本發(fā)明通過合理選擇各生產(chǎn)原料的配比，并精確控制焙燒過程，能夠使鐵精礦被充分還原成海綿鐵顆粒并逐步長大，得到較高的金屬化率和較低的機(jī)械強(qiáng)度，有利于實(shí)現(xiàn)渣鐵分離，使得后道工序加工更加容易，進(jìn)而降低了生產(chǎn)成本。
【專利說明】
一種低強(qiáng)度海綿鐵的生產(chǎn)方法
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明涉及冶金技術(shù)領(lǐng)域，特別是指一種低強(qiáng)度海綿鐵的生產(chǎn)方法。
【背景技術(shù)】
[0002]海綿鐵又稱直接還原鐵，是采用優(yōu)質(zhì)礦石，利用氧化還原反應(yīng)得到的一種多孔狀產(chǎn)物，具有反洗頻率低、抗壓強(qiáng)度高、不粉化、不板結(jié)、再生效果好等諸多優(yōu)點(diǎn)，主要用于煉鋼或煉鐵。
[0003]煤基直接還原鐵礦石時(shí)，鐵礦石在高溫焙燒過程中發(fā)生一系列物理化學(xué)反應(yīng)，海綿鐵晶粒逐步發(fā)育長大，最終形成金屬化率$父尚的海綿鐵。這種海綿鐵的機(jī)械強(qiáng)度很尚，使用常規(guī)工藝設(shè)備很難實(shí)現(xiàn)渣鐵有效分離，并因此限制了其用途;并且這種海綿鐵一般都用于具有加熱熔分功能的爐窯，比如高爐、轉(zhuǎn)爐、電爐等，因此，這種應(yīng)用方式不可避免地采用加熱熔分工藝，即需要把鐵水(鋼水)、爐渣加熱到熔融狀態(tài)(約1400 0C )，才能實(shí)現(xiàn)渣、鐵分離，此過程需要耗費(fèi)大量電能和熱能，從而提高了生產(chǎn)成本。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明通過控制原料條件以及鐵礦石還原過程，得到的海綿鐵既保持了較高的金屬化率，又大幅降低了海綿鐵的機(jī)械強(qiáng)度，有利于實(shí)現(xiàn)渣鐵分離，使得后道工序加工更加容易，降低了生產(chǎn)成本，解決了現(xiàn)有技術(shù)中存在的上述問題。
[0005]本發(fā)明的技術(shù)方案是這樣實(shí)現(xiàn)的:
[0006]—種低強(qiáng)度海綿鐵的生產(chǎn)方法，包括以下步驟:
[0007]a、采用鐵精礦、還原劑以及催化劑作為生產(chǎn)原料，并按以下比例混合:鐵精礦:還原劑:催化劑=100:50:10?20;
[0008]b、將混合后的生產(chǎn)原料添加到對(duì)輥強(qiáng)力混合機(jī)中并加水?dāng)嚢杌旌?，得到混勻料?br>[0009]C、將混勻料添加到壓塊機(jī)中壓制成型，得到坯料壓塊；
[0010]d、將坯料壓塊裝入反應(yīng)罐，再將反應(yīng)罐送入催化還原爐進(jìn)行燒制，燒制過程包括以下步驟:
[0011]①預(yù)熱1:在20?300°C的條件下預(yù)熱3h，升溫速率為93.33 °C/h;
[0012]②預(yù)熱Π:在300?600°C的條件下預(yù)熱5h，升溫速率為60.00°C/h;
[0013]③預(yù)熱ΙΠ:在600?900°C的條件下預(yù)熱6h，升溫速率為50.00°C/h;
[0014]④焙燒:在900?1150 V的條件下焙燒36h，升溫速率為6.94 V /h ；
[0015]⑤保溫:在1150?800°C的條件下保溫6h，降溫速率為58.33°C/h；
[0016]⑥冷卻:在800?200 °C的條件下冷卻12h，降溫速率為50.00°C/h ；
[0017]e、完成步驟d的燒制后即得到低強(qiáng)度海綿鐵。
[0018]作為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)，所述鐵精礦品位多55.00%,粒度組成為多200目的部分不低于80 %。
[0019]作為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)，所述還原劑為瘦煤，固定碳含量多75%，揮發(fā)份5?15%，灰分<20%，粒度組成為彡100目的部分不低于80%八值<30。
[0020]作為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)，所述催化劑為工業(yè)鹽，所述工業(yè)鹽中NaCl的含量多95%，粒度<2mm。
[0021]作為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)，所述混勻料中TFe±0.5的比例大于80%，水分含量為8?12%。
[0022]作為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)，所述坯料壓塊的密度為2.3?2.6t/m3。
[0023]本發(fā)明的有益效果是:
[0024]本發(fā)明的低強(qiáng)度海綿鐵的生產(chǎn)方法通過合理選擇各生產(chǎn)原料的配比，并精確控制焙燒過程，能夠使鐵精礦被充分還原成海綿鐵顆粒并逐步長大，得到較高的金屬化率和較低的機(jī)械強(qiáng)度，同時(shí)緩慢冷卻以獲得較好的顆粒形貌，有利于實(shí)現(xiàn)渣鐵分離，使得后道工序加工更加容易，進(jìn)而降低了生產(chǎn)成本。
【附圖說明】
為了更清楚地說明本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案，下面將對(duì)實(shí)施例中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的一些實(shí)施例，對(duì)于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)性的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。圖1為本發(fā)明步驟d的燒制曲線。
【具體實(shí)施方式】
[0025]下面將結(jié)合具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例僅僅是本發(fā)明一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例;本發(fā)明的技術(shù)方案所采用的原料、設(shè)備、工藝條件或生產(chǎn)流程，未作特別說明的均為本領(lǐng)域的常規(guī)技術(shù)手段。
[0026]—種低強(qiáng)度海綿鐵的生產(chǎn)方法，包括以下步驟:
[0027]a、采用鐵精礦、還原劑以及催化劑作為生產(chǎn)原料，并按以下比例混合:鐵精礦:還原劑:催化劑=100:50:10?20;其中，鐵精礦品位多55.00 %，粒度組成為多200目的部分不低于80% ;還原劑為瘦煤，固定碳含量多75%，揮發(fā)份5?15%，灰分<20%，粒度組成為多100目的部分不低于80%，Y值(膠質(zhì)層最大厚度)<30;催化劑為工業(yè)鹽，其中NaCl的含量彡95%，粒度<2mm。
[0028]控制生產(chǎn)原料的粒度可以帶來以下兩方面的好處:
[0029]I)可以使鐵精礦與還原劑充分混合，有利于擴(kuò)大鐵精礦與還原劑的接觸面積，提高表面活性，以促進(jìn)還原反應(yīng)，縮短還原時(shí)間；
[0030]2)還原過程中，隨著還原劑的消耗以及還原時(shí)間縮短來控制鐵晶粒大小，海綿鐵內(nèi)部形成細(xì)小的多氣孔結(jié)構(gòu)，從而大幅降低海綿鐵的機(jī)械強(qiáng)度。
[0031 ]還原劑采用瘦煤的好處在于:
[0032]I)與無煙煤相比，瘦煤的反應(yīng)活性較好，有利于還原反應(yīng)的快速進(jìn)行；
[0033]2)瘦煤沒有結(jié)焦性或者結(jié)焦性較差，在高溫段也不會(huì)因結(jié)焦而影響還原反應(yīng)的進(jìn)行。
[0034]b、將混合后的生產(chǎn)原料添加到對(duì)輥強(qiáng)力混合機(jī)中并加水?dāng)嚢杌旌?，得到混勻料?br>[0035]對(duì)棍強(qiáng)力混合機(jī)能夠能把混合料料中成團(tuán)、成球的原料碾壓粉碎，使混合料中的各種組成部分高度分散，避免普通混合機(jī)混料過程中產(chǎn)生的物料成球問題;混勻料中TFe土0.5(全鐵品位波動(dòng)控制在正負(fù)0.5 %以內(nèi))的比例大于80 %，水分含量為8?12 %，以便后道工序壓塊成型。
[0036]C、將混勻料添加到壓塊機(jī)中壓制成型，得到坯料壓塊;坯料壓塊的密度為2.3?2.6t/m3。
[0037]本發(fā)明的混勻料需壓塊，壓塊密度過低會(huì)降低海綿鐵產(chǎn)量，過高則會(huì)導(dǎo)致還原時(shí)間延長以及海綿鐵機(jī)械強(qiáng)度升高，不利于后道工序的處理。經(jīng)過反復(fù)試驗(yàn)探索，壓塊密度控制在2.3?2.6t/m3最為合適，既滿足了裝卸坯料的強(qiáng)度要求，也滿足了鐵礦石還原的要求，同時(shí)還降低了海綿鐵的機(jī)械強(qiáng)度。
[0038]d、將坯料壓塊裝入反應(yīng)罐，再將反應(yīng)罐送入催化還原爐進(jìn)行燒制，燒制過程包括以下步驟:
[0039]①預(yù)熱1:在20?300°C的條件下預(yù)熱3h，升溫速率為93.33°C/h;
[0040]②預(yù)熱Π:在300?600°C的條件下預(yù)熱5h，升溫速率為60.00°C/h;
[0041 ] ③預(yù)熱ΙΠ:在600?900°C的條件下預(yù)熱6h，升溫速率為50.00°C/h;
[0042]④焙燒:在900?1150 V的條件下焙燒36h，升溫速率為6.94 V /h ；
[0043]⑤保溫:在1150?800°C的條件下保溫6h，降溫速率為58.33°C/h；
[0044]⑥冷卻:在800?200°C的條件下冷卻12h，降溫速率為50.00°C/h;
步驟d中燒制過程的燒成曲線如圖1所示。
[0045]根據(jù)當(dāng)期原料條件，高溫段焙燒時(shí)間確保在30?36小時(shí)，能夠使鐵精礦被充分還原成海綿鐵晶粒，并逐步長大。這樣既可以獲得較高的金屬化率，又不至于使鐵晶粒過分長大，從而形成牢固的液相連接。保溫時(shí)間控制在6小時(shí)左右，以控制冷卻制度，使鐵晶粒緩慢冷卻，以獲得較好的顆粒形貌。
[0046]e、完成步驟d的燒制后即得到低強(qiáng)度海綿鐵。
[0047]
[0048]
[0049]經(jīng)過上述工序獲得的海綿鐵，外形結(jié)構(gòu)仍保持壓塊的外形和尺寸，但形成了較多的細(xì)小氣孔，密度降至1.3?1.6t/m3。這部分海綿鐵機(jī)械強(qiáng)度較低，經(jīng)過簡單破碎或者碾壓即可獲得粒度合適的海綿鐵粉，便于輸送、儲(chǔ)存，并可直接用于磨選系統(tǒng)，生產(chǎn)TFe在95%以上的鐵粉。
[0050]本發(fā)明的低強(qiáng)度海綿鐵的生產(chǎn)方法通過合理選擇各生產(chǎn)原料的配比，并精確控制焙燒過程，能夠使鐵精礦被充分還原成海綿鐵顆粒并逐步長大，得到較高的金屬化率和較低的機(jī)械強(qiáng)度，同時(shí)緩慢冷卻以獲得較好的顆粒形貌，有利于實(shí)現(xiàn)渣鐵分離，使得后道工序加工更加容易，進(jìn)而降低了生產(chǎn)成本。
[0051]以上所述僅為本發(fā)明的較佳實(shí)施例而已，并不用以限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種低強(qiáng)度海綿鐵的生產(chǎn)方法，其特征在于，包括以下步驟: a、采用鐵精礦、還原劑以及催化劑作為生產(chǎn)原料，并按以下比例混合:鐵精礦:還原劑:催化劑= 100:50:10 ?20; b、將混合后的生產(chǎn)原料添加到對(duì)輥強(qiáng)力混合機(jī)中并加水?dāng)嚢杌旌?，得到混勻料?C、將混勻料添加到壓塊機(jī)中壓制成型，得到坯料壓塊； d、將坯料壓塊裝入反應(yīng)罐，再將反應(yīng)罐送入催化還原爐進(jìn)行燒制，燒制過程包括以下步驟: ①預(yù)熱1:在20?300°C的條件下預(yù)熱3h，升溫速率為93.33°C/h; ②預(yù)熱Π:在300?600 0C的條件下預(yù)熱5h，升溫速率為60.00 °C/h ； ③預(yù)熱ΙΠ:在600?900 0C的條件下預(yù)熱6h，升溫速率為50.00 °C/h ； ④焙燒:在900?11500C的條件下焙燒36h，升溫速率為6.94 °C/h ； ⑤保溫:在1150?8000C的條件下保溫6h，降溫速率為58.33 °C/h ； ⑥冷卻:在800?2000C的條件下冷卻12h，降溫速率為50.00 °C/h ； e、完成步驟d的燒制后即得到低強(qiáng)度海綿鐵。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的低強(qiáng)度海綿鐵的生產(chǎn)方法，其特征在于，所述鐵精礦品位多55.00%，粒度組成為彡200目的部分不低于80%。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的低強(qiáng)度海綿鐵的生產(chǎn)方法，其特征在于，所述還原劑為瘦煤，固定碳含量多75%，揮發(fā)份5?15%，灰分<20%，粒度組成為多100目的部分不低于80%，Y值 <30。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的低強(qiáng)度海綿鐵的生產(chǎn)方法，其特征在于，所述催化劑為工業(yè)鹽，所述工業(yè)鹽中NaCl的含量彡95%，粒度<2mm。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的低強(qiáng)度海綿鐵的生產(chǎn)方法，其特征在于，所述混勻料中TFe±0.5的比例大于80%，水分含量為8?12%。6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的低強(qiáng)度海綿鐵的生產(chǎn)方法，其特征在于，所述坯料壓塊的密度為2.3?2.6t/m3。
【文檔編號(hào)】C21B13/00GK106011356SQ201610285895
【公開日】2016年10月12日
【申請(qǐng)日】2016年5月3日
【發(fā)明人】王濤, 劉曉紅, 楊維忠, 楊雪峰
【申請(qǐng)人】玉溪大紅山礦業(yè)有限公司