褐煤预还原矿石直接炼钢轧材.pdf

一种钢铁冶金方法。是缺焦煤，但有富铁矿，劣质褐煤的地区发展钢铁生产的一项新工艺。
    根据1985年全国直接还原会议资料“铁矿直接还原专题索引”检索了1973年至1983年有关直接还原及产品运用的期刊、以及检索了近十年的世界专利文献得知国内外尚未有使用低质褐煤对块状铁矿石在回转窑中进行直接还原的报导。

    高炉炼铁在工艺上是比较完善的，但必须使用优质焦炭。世界上焦煤资源仅占煤炭资源的5～10%，分布也极不均匀。对于缺乏焦炭资源和废钢的国家和地区来说，采用本发明制取海绵铁是可行而有利的，工艺过程既不用昂贵的焦炭，又可获得质高价低的海绵铁、弥补了废钢的不足。

    本发明的工艺流程如附图1所示。

    将含铁品位大于60%的块状铁矿石碎至粒度小于40毫米，褐煤破碎至粒度小于50毫米，石灰石破碎至0～5毫米（当煤中硫的含量小于1%时可不加石灰石）。按照铁矿石∶煤＝1∶1.5～2.0的比例配料混合后由回转窑尾部加入，随着回转窑的转动炉料由窑尾向窑头方向移动，窑头由喷煤枪喷入粒度为0～3毫米粉煤供燃烧，温度控制在900～1100℃。铁矿石在窑内经过予热、干燥、还原产出的固定海绵铁落入冷却筒内，待冷至100℃以下经皮带磁选分离，部份半焦可作为返煤或还原剂使用，海绵铁直接由电弧炉炼钢，尔后浇铸送往轧钢成材。

    作为本法的燃料和还原剂的煤，最好含固定炭大于25%，灰份小于20%，发热值不低于4000大卡。

    回转窑可以使用如附图2所推荐的经改进后的炉形，窑头处有三支枪，1为喷煤枪，作用是将煤与空气混合然后喷入窑内燃烧供热。2为投煤枪，调节该枪的伸缩程度把粒状还原剂投入窑头或窑中部、复盖在矿层上面起到防止氧化，增加还原，又可防止结圈。3为喷气枪，可把蒸气或还原性气体喷入窑内，产生的氢气和一氧化碳既增强了窑内还原气氛，又可调节窑温，窑尾气体成份一氧化碳（CO）0.5～16.4%，二氧化碳（CO2）10～31.8%氧（O）0～8.6%。在窑身长度地三分之一和三分之二窑内壁处分别砌有挡料圈4、5其作用在于提高回转窑的填充率、提高料层厚度，有利矿石深度还原，挡料圈高度为内径的五分之一至六分之一。

    本发明实施结果取得如下技术经济指标、预还原矿石的金属化率大于80%，回转窑的利用系数大于0.4吨/米日，总煤耗低于2吨/吨矿，海绵铁成本低于950元。

    与现有技术相比具有以下优点。

    1.省去高炉和焦炉，不需烧结和炼焦工序，既节省了基本投资成本也有大幅度降低。

    2.可用劣质褐煤直接入炉（不用焦煤）扩大了煤资源在冶金工业方面的运用，过程中产生的煤气和褐煤半焦还可利用，节能、节电效益显著。

    3.如果采用闭路、干式除尘办法来处理烟尘和废气，基本上可解除对环境的污染。