内配煤团块直接还原法制备铁粒技术研究.pdfVIP

第30卷第2期 武汉科技大学学报(自然科学版) V01．30，No．2 2007年4月 J．ofWuhanUni．ofSci．Tech．(NaturalScienceEdition) Apr．2007 内配煤团块直接还原法制备铁粒技术研究 张海峰，薛正良，周继程，李小明，陈 伟 (武汉科技大学钢铁冶金及资源利用省部共建教育部重点实验室，湖北武汉，430081) 摘要：根据我国现阶段直接还原状况及国内能源的结构特点，提出利用含碳团块直接还原制备铁颗粒的技术 思想；通过调整团矿的内配碳比、温度、碱度及添加剂配入量来优化渣铁的分离和提高铁粒质量，找到最佳的 配比方案。铁的收得率达到90％以上，铁粒中w，。96％，叫。=0．02％～0．05％，W，4．0％；分离出的铁粒 可直接作为电炉炼钢的优质原料。 关键词：内配煤铁矿团块；直接还原；渣铁分离 中图分类号：TF03+．1文献标志码：A 文章编号：1672—3090(2007)02—0125—04 随着我国钢铁工业的快速发展，电炉炼钢产 消石灰小于44肛m。煤粉的叫。为86．05％。 量在不断增加，而作为电炉炼钢优质原料的直接 表1原料化学成分(‰／％) 还原铁的研发及生产却明显滞后。据国家冶金局 统计，我国进口的直接还原铁量逐年上升。国外 直接还原铁生产主要以气基的竖炉直接还原工艺 为主[1]，而对于我国来讲，天然气的分布地域限制 1．1配料方案 十分突出，虽然近年来我国天然气储量探明有了 内配碳比用C—z，／z。表示，C一1表示团块 大幅增加，但是还不能满足我国工业和民用需求。 中铁氧化物全部被直接还原成金属铁时所需消耗 昂贵的天然气价格使气基直接还原在我国没有发 的固定碳量，实验时选择的C一1．0～1．3。内配 展空间，而我国的煤炭资源非常丰富[2]，因此发展 消石灰的数量由渣相二元碱度R表示，在1．8～ 煤基直接还原是符合我国国情的。 2．2之间。团块内分别加入适量的CaF。作为添 煤基直接还原炼铁一直是国内外努力开发的 加剂，按上述原则设计配料方案。团块的化学成 方向之一，此方面研究在国内外已有很多实例，近 分如表2所示。 年来转底炉煤基直接还原工艺发展较快，并已经 表2 内配煤团块化学成分(慨／％) 走向商业化生产。但其产品主要是含有酸性脉石 的海绵铁，如美国Midrex公司与神户钢铁公司 联合开发的Fastmet[31法和比利时Comet法；而 日本神户钢铁公司提出第三代炼铁法——Itmk3 工艺[4]，能在较短时间快速还原，并实现酸性脉石 与铁的分离，最终产品是不含脉石的铁粒。本文 的工作主要研究用添加CaO的内配碳团块直接 1．2还原实验方法 还原得到不含渣铁粒的技术。 各原料按照一定比例混合，加水润湿后用压 mm×25 样器制成0,,20 mm的团块，经120℃下 1实验研究方法 烘干至恒重，装入反应器皿中，放入氮气保护的碳 试验所用的原料有铁精矿、作为还原剂的煤 管炉内通电使其快速升温。温度达到预定值时恒 粉和作为熔剂的消石灰(其化学成分如表1)，原 温10 min。在这一温度范围内，团块发生渣相的 料粒度为：铁精矿小于56肚m；煤粉小于67扯m；固相反应、氧化铁还原及渗碳、金属铁的扩散迁移 收稿日期：2006—10—17 作者简介：张海峰(1980)，男，武汉科技大学硕士生．E—mail：zhfl9801980@sina．tom 通讯作者：薛正良(1962一)。男，武汉科技大学教授，博士生导师．