[发明专利]直接炼钢和炼铁用冷固结球团

说明书

本发明是一种可供各种现代工业炼钢炉直接炼钢，又可以供高炉或冲天炉直接炼铁的冷固结球团。属于钢铁工业领域。

在现有技术中炼钢炉料是生铁和废钢，它们数量有限，价格较高，限制了钢铁工业的发展，炼铁炉料是铁矿石和焦炭，昂贵的焦炭是生铁成本较高的主要原因。

新近开发的技术，如Midrex法等直接还原技术，用还原竖炉或回转窑生产海绵铁或金属化球团代替生铁或废钢来作为炼钢原料，但天然气资源紧缺，煤基法工艺不稳定，而且一次能耗大，设备投资高，限制了发展;用KR法等熔融还原技术炼铁，直接用煤代替焦炭，但工艺装置需耗用较大投资新建，难以实现现有高炉的技术进步。

本发明是针对上述缺点而提出的。本发明使用铁精矿、非焦煤和熟料做成未经任何还原处理的冷固结球团。这种球团既可以作为炼钢炉料代替生铁和废钢加入到现代各种炼钢炉中直接炼钢，显著节省炼钢炉料费用，同时克服了现有技术二步法炼钢流程投资高，经营不灵活的弊病;这种球团也可以直接加入高炉或冲天炉炼铁，由于球团中的非焦煤可以代替焦炭，而且球团在整个冶炼过程中不会产生破裂粉化现象，具有很高的热强度，因此可以节省大量焦炭。

这种冷固结球团的成分范围为：

铁精矿    64-72%（重量）    -200目占92%

非焦煤    14-22%（重量）    0.3毫米以下占95%

水泥熟料    10-20%（重量）    12微米以下占90%

以上各组分总和为100%（重量）

其中铁精矿的正常品位为TFe60-68%，也可以是品位TFe＜60%的矿石与品位TFe＞60%铁精矿的混合物，也可以是轧钢铁皮、切削铁屑和炼钢粉尘等工业碎屑与铁矿石的混合物。

非焦煤是无烟煤、半焦煤或它们的混合物，也可以是焦屑或其它含碳物质。

水泥熟料可以根据不同地区铁矿的特性适当添加膨润土、河砂或白云石。

上述铁精矿、非焦煤和水泥熟料均匀混和后，在圆盘造球机或圆筒造球机中添水5-10%（重量），滚动成球后经自然养生或经工业废烟气（用煤、煤气、天然气或其它燃料燃烧后，通常经烟囱排放大气的干燥的工业废烟气）养生后，即可使用。

这种冷固结球团的性能是：

1.经自然养生的球团，单球抗压强度为27公斤，500℃还原转鼓指数为94.67%。可以满足小高炉或冲天炉的炼铁工艺需要，也可以满足各种工业炼钢炉直接炼钢的工艺需要。经工业废烟气养生的球团，单球抗压强度为80公斤，经1150℃还原单球强度为30.46公斤，整个冶炼过程中球团在熔化前不会发生破裂粉化现象，可以满足大型高炉炼铁工艺需要，也可以满足各种工业炼钢炉直接炼钢的需要。

2.球团存储安全方便，可以长途运输。

3.球团作为炼铁炉料时脱硫效果好。在67立方米高炉经60炉次的实施结果表明，可满足实际工业生产，成品生铁含硫在0.010-0.045%。

4.球团还原及熔化速度极快。在150公斤中频炉实施直接炼钢时，5分钟左右球团即可熔清炼成钢水。

本发明的特点是：

1.可以用于直接炼钢。

这是因为该球团是一个外壳用炼钢造渣剂密闭的，内部却是铁矿石还原所必须的固定碳与其均匀混合物，因此，在投入各种工业炼钢炉后，球团因外壳密闭而内部处于高温高压还原气氛而迅速完成铁矿石的还原，使球团本身成为一个“微型高炉”，完成传统高炉的炼铁任务，这样余下的便是在炼钢炉中继续得到热量而熔化、脱硫和调整成分的常规炼钢过程了。在150公斤中频炉直接炼钢的实施表明，这种球团用于直接炼钢时金属Fe的收得率可达80%，而且可以方便地冶炼许多牌号的钢种。

2.可以在冲天炉直接炼铁。

可以用这样球团在具有热风的冲天炉中冶炼出合格的制钢生铁和铸造生铁。焦炭消耗水平与现代大型高炉相同。

3.可以较高添加比例在高炉中炼铁。

现有技术，如美国PTC冷固结球团，在高炉中只有添加使用10%的记载。本球团实施结果表明，在高炉中添加15-65%高炉顺行，全部用本球团作开炉料时，整个开炉期间一切正常，不需要氧气处理事故。

4.球团含固定碳达到11.4-20%。因而在炼铁过程中能大量节省焦炭，实施结果表明，每使用一吨球团，可以减少焦炭180公斤左右。在直接炼钢过程中球团自身可以满足热平衡的基本需要，使直接炼钢工艺在经济上成为可能。

5.可以不经焙烧或烧结工艺，直接利用TFe＜60%的，目前难以用廉价手段精选的中品位红矿粉及其它含Fe工业废屑。