[发明专利]一种煤基法生产高品质电炉用金属炉料的工艺

说明书

技术领域

本发明涉及铁精矿直接还原工艺领域，更具体地说，涉及一种煤基法生产高品质电炉用金属炉料的工艺。

背景技术

我国电炉炉料主要以铁水和废钢为主。铁水含碳较高，电炉如果全部采用铁水冶炼会存在脱碳时间长、效率低的缺点，故铁水使用比例受到限制，一般不超过50％。我国是一个废钢比较缺乏的国家，且废钢的品质也不稳定，如有些废钢含有Cu、Sn等有害元素，在电炉冶炼过程中很难脱除，对炼钢品质有影响。又因废钢的短缺，我国废钢的价格也偏高，对电炉炼钢成本的降低带来了不利影响。因此，生产能替代电炉用废钢的金属炉料在我国有较大的需求。

目前替代电炉废钢应用最广泛的金属炉料是直接还原铁(DRI)，DRI是一种优质的电炉炉料，有害元素低、品位高。但长期以来，我国的直接还原铁产业发展缓慢，主要是受我国天然气供应短缺的影响，而世界上90％以上的直接还原铁是以天然气作为还原剂原料的气基法生产的。我国天然气供应短缺，发展气基法生产直接还原铁不具备条件，但我国煤炭资源却相对丰富，因此开发煤基法生产金属炉料是更符合我国国情的发展方向。

现有煤基法生产金属炉料的过程中，“将制造好的生球团矿在混合机中再外滚燃料(煤粉或焦粉)和熔剂”(见中国专利CN 99108042.4的权利要求书第一段第七行)，专利CN 99108042.4中公布的外滚熔剂仅为生石灰和消石灰。申请人经过大量实验总结发现，专利CN 99108042.4提供的“将制造好的生球团矿在混合机中再外滚燃料(煤粉或焦粉)和熔剂”的方法，其外滚燃料的亲水性、粘结性往往不足，且外滚燃料和熔剂后的生球团矿往往容易粘结在炉底或相互粘结。因此，现有的在生球团矿外裹混合物的方法严重限制了煤基法生产金属炉料的生产效率。

发明内容

1.发明要解决的技术问题

本发明的目的是针对上述现有技术的缺陷和不足，提供一种煤基法生产高品质金属炉料的工艺，生产的金属化炉料可以直接满足电炉生产的要求，用于部分替代电炉用废钢。

2.技术方案

为达到上述目的，本发明提供的技术方案为：

本发明的一种煤基法生产高品质电炉用金属炉料的工艺，包括以下步骤：

(1)配料：首先将赤铁精矿里的水份干燥至5％～8％后再进行机械活化；然后将无烟煤粉磨细，无烟煤粉的粒度控制在-200目～-400目之间；最后将赤铁精矿、无烟煤粉、消石灰和粘结剂进行配料、混合；

(2)造球或压球：将步骤(1)中混合好的原料进行造球或压球，得到直径为8～25mm球团或团块；

(3)外裹混合物：将步骤(2)中产生的球团或团块外裹一层由无烟煤粉、消石灰和聚丙烯酰胺粉末组成的混合物；

(4)干燥及还原：将步骤(3)中外裹混合物的球团或团块进行干燥，干燥温度在100～350℃，然后放入转底炉中焙烧；

其中：步骤(1)中的粘结剂为聚丙烯酰胺粉末及玉米淀粉的混合物；

步骤(1)和步骤(3)中的无烟煤粉均采用表面活性剂润湿。

作为本发明的进一步改进，所述表面活性剂为聚醚改性硅油溶液，该溶液中聚醚改性硅油的浓度为0.1～1.0g/L。

作为本发明的进一步改进，步骤(3)的外裹混合物中消石灰占混合物的质量百分含量不超过15％，聚丙烯酰胺粉末占混合物的质量百分含量不超过5％。

作为本发明的进一步改进，步骤(1)中赤铁精矿要求TFe≥66％，SiO₂≤2.5％，有害元素S、P含量小于0.01％，粒度-200目占85％以上。

作为本发明的进一步改进，步骤(1)和步骤(3)中的无烟煤粉均要求C_固≥82.5％，S≤0.35％，灰分≤10％。

作为本发明的进一步改进，步骤(1)中混合好的原料其C/O比为0.7～1.2。

作为本发明的进一步改进，步骤(4)中转底炉的焙烧温度为1200～1350℃，焙烧时间为10～40min。

作为本发明的进一步改进，步骤(1)中添加0～20％比例的磁铁精矿替代相应比例的赤铁精矿。

作为本发明的进一步改进，步骤(4)中还原得到的金属化炉料的冷态抗压强度在1500N/P以上，TFe≥80％，金属化率≥80％，S≤0.10％，SiO₂≤4.0％，C≤0.5％。

3.有益效果

采用本发明提供的技术方案，与现有技术相比，具有如下显著效果：