[发明专利]一种含碳球团生产铁水的方法

说明书

本发明提供了一种含碳球团生产铁水的方法，属于钢铁冶炼技术领域，解决了现有高炉和熔融还原炼铁生产煤耗高、碳排放大和环境污染大等问题。本发明包括以下步骤：步骤S1、加热还原：将普通铁精矿粉制成的含碳球团加入上、下双向间接加热的密闭加热炉内进行加热还原，密闭加热炉内最高温度为1050℃～1200℃，物料在炉内停留15min～100min，物料厚度20mm～60mm，得到还原率超过85％的金属化球团；步骤S2、热出：金属化球团热出离开加热区进入高温料仓；步骤S3、电熔化：用电将热态金属化球团熔化形成铁水和炉渣。进一步的发明，在步骤S1和步骤S3中加入不同的添加剂，能够实现低碳、低成本、高效率、大规模生产低磷、低硅铁水，经济效益显著。

技术领域

本发明涉及钢铁冶炼领域，尤其涉及从铁矿粉生产铁水的方法。

背景技术

钢铁是重要的金属材料，其主要生产流程是高炉-转炉生成钢水，其中高炉炼铁是耗能大户、排放大户，因此多年来各国研究者都在试图开发非高炉炼铁新工艺流程。

COREX流程是最早工业化的熔融还原生产铁水工艺，但经过我国十几年的工业实践，发现煤耗高(约1000公斤)，同时还需要焦炭、烧结等制备污染工序，因此未能在我国推广。

Hismelt是澳大利亚开发的粉矿直接熔融还原生产铁水工艺，可直接使用粉矿、粉煤冶炼，这是技术进步，目前该工艺已能生产铁水，但生产尚不能长期稳定生产，另外，煤耗依然处于900公斤左右水平，限制了其发展空间。

FINEX是奥钢联、浦项联合开发的粉矿流化床还原+熔融气化炉冶炼铁水工艺，但存在工艺不稳定、工艺复杂、吨铁煤耗较高等问题，与高炉相比，优势不明显，因此其推广也受到限制。

其他生产铁水的非高炉工艺还有转底炉+熔分工艺，气基竖炉还原+熔分电炉等方式。

国内某团队曾提出了低温快速还原铁矿粉生产海绵铁的方法(ZL200410000815.6)，能够快速还原铁矿粉，但对粒度要求过高，要求2～80微米。而普通铁精矿粉粒度分布在200目占70～80％，尚达不到该专利使用的原料条件。如果使用，将需要进一步将铁矿粉进一步磨细。由于炼铁属于大规模生产，大规模制备细微铁矿粉的设备还需要进一步开发。

为了能适应普通粒度的铁精矿粉使用，促进大规模铁水生产，本发明提出了新型的冶炼工艺流程及冶炼参数，作为进一步的发明，在步骤S1和步骤S3加入不同的添加助剂，实现低温低碳制备低杂质含量的铁水。

发明内容

本发明提供了一种含碳球团生产铁水的方法，属于钢铁冶炼技术领域，解决了现有高炉和熔融还原炼铁生产煤耗高、碳排放大和环境污染大等问题。本发明包括以下步骤：步骤S1、加热还原：将普通铁精矿粉制成的含碳球团加入上、下双向间接加热的密闭加热炉内进行加热还原，密闭加热炉内最高温度为1050℃～1200℃，物料在炉内停留15min～100min，物料厚度20mm～60mm，得到还原率超过85％的金属化球团；步骤S2、热出：金属化球团热出离开加热区进入高温料仓；步骤S3、电熔化：用电将热态金属化球团熔化形成铁水和炉渣。

作为本发明的进一步发明，本发明在步骤S1和步骤S3中加入不同的添加剂，能够实现低碳、低成本、高效率、大规模生产低磷、低硅铁水，经济效益显著。

在加热还原步骤中加入第一助剂，有利于降低加热温度，降低能耗，并且提高金属转化率，降低产物中磷的含量，但是由于第一助剂的加入，会导致产品中硅和硫元素含量偏高，因而发明人进一步在电熔化步骤中加入第二助剂，其中的组分能够有效降低铁水中磷，硅，硫的含量。

具体的方案如下：

一种含碳球团生产铁水的方法，其特征在于，包括以下步骤：