专利名称：一种降低炉内反应温度低成本的炼铁方法
技术领域：
本发明涉及一种炼铁方法，尤其涉及一种降低炉内反应温度低成本炼铁的方法。
技术背景
高质量低成本冶炼是冶金企业追求的目标。目前,有如下几个问题在高炉冶炼过程中值得研究
烧结矿、球团矿等高炉冶炼的主体铁料，其入炉粒度要求在5mm以上。故高炉槽下返矿(烧结矿、球团矿、块矿等入炉铁料中小于5_部分)需返回烧结机重新参与烧结后再使用，且高炉槽下返矿比例通常高达13%左右，虽然少部分是由于筛网磨损遗漏出的大于5mm 的矿，这些矿可通过再次用筛网将大于5_的矿回收入炉冶炼，而剩下的大部分是小于5_ 的矿渣，大都返回烧结制成烧结矿。由此不仅导致烧结机利用率下降、烧结燃耗增加所带来的烧结成本增加等问题，同时有较多烧结返矿参与烧结的烧结矿在炉内易粉化，影响高炉顺行。
冶金焦炭作为炼铁还原剂及高炉骨架主体，在高炉冶炼中起着非常关键的作用。 但冶金焦炭反应性低、限制了高炉中上部的间接还原率，使炉顶温度偏高、燃料比高，高炉冶炼成本增加。
由此，急需研制出降低炉内反应温度的低成本炼铁方法。发明内容
针对高炉槽下返矿造成的诸多问题，发明人自主研制设计了一种降低炉内反应温度低成本炼铁的方法。该方法可以较好地解决因大量高炉槽下返矿参与再烧结而导致的烧结矿质量差与成本高的问题，同时通过利用具有较高反应性的煤面与焦粉等反应性高、 廉价、资源较充足的材料生成的新制成品代替部分冶金焦炭与铁料，实现降低炉内反应温度、降低焦比从而降低高炉冶炼成本、确保高炉稳定顺行的目的。
本发明提供一种炼铁方法，包括下述步骤
( I)配料
将50 70%的高炉槽下返矿，25 40%的焦粉与煤面，5 15%的粘结剂按比例混合均勻，加水搅拌，形成混合衆料；
(2)压块
将步骤(I)得到的混合浆料利用压块机压制成块；
(3)冶炼
将步骤(I)得到的压制块，与燃料和综合铁料混合后送入高炉进行冶炼。
优选的，所述高炉槽下返矿，焦粉与煤面，粘结剂的重量配比为高炉槽下返矿 55-65%，最优选65% ;焦粉与煤面30-35%，最优选30% ;粘结剂5_10%，最优选5%。
优选的，所述焦粉与煤面的重量比6 9 :4 1，优选7 8. 5 :3 I. 5，最优选8 2。
优选的，所述粘结剂为高温水泥，优选纯铝酸钙水泥。
优选的，所述压块步骤将混合料压制成正六棱柱体，或横向纵向截面均为椭圆形的四角圆滑的正方形。
优选的,所述压制块的碳重量含量为18 35%,全铁重量含量为28 40%。
优选的，冶炼过程中，炉内热贮备带的起始温度为800-860°C，平均温度 890-900。。。
优选的，所述压制块的投入重量比例为入炉综合铁料的5-10%，优选8-10%，优选 958%。
本发明还涉及一种高炉铁，通过上述炼铁方法炼制而成。
本发明的炼铁方法的优点为
I、降低高炉冶炼过程中炉内的反应温度。
2、降低高炉冶炼成本。
3、实现高炉槽下返矿的经济合理利用。
图I为垂直压砖机压成的正六棱柱体含炭冷压返矿块的立体示意图。
图2a为对辊压砖机压成的近似橄榄球体的含炭冷压返矿块的主视图。
图2b为对辊压砖机压成的近似橄榄球体的含炭冷压返矿块的俯视图。
图2c为对辊压砖机压成的近似橄榄球体的含炭冷压返矿块的侧视图。
具体实施方式
以下述的实例详细叙述如下，然而，本领域技术人员应当理解的是，本发明的保护范围不应当局限于此。
以下实施方式中所用的原料，设备等均为本领域的常规选择。
本发明的炼铁原料
高炉槽下返矿由于炼铁时入炉矿料要求粒度5mm以上，小于5mm部分的烧结矿、 球团矿、块矿等作为高炉槽返矿需要重新加工才能进入高炉使用，将这些需要重新加工以再次进入高炉冶炼的粒度小于5mm的烧结矿、球团矿和块矿被称作高炉槽下返矿。
焦粉和煤面焦粉和煤面，均作为炼铁还原剂，由于其与二氧化碳的反应性大于常规的冶金焦炭，因此得到使用。一般焦粉的灰分为11. 5 13%，煤面的挥发份为7 11%，焦粉和煤面均采用所在工厂其他工艺回收利用的产品，焦粉产品较单一，而煤面产品较丰富， 一般情况下，煤面中挥发份越大，成本越低，但其压制成的压块强度较低，会影响高炉冶炼的操作稳定性，又在长远角度上增加了成本。因此，可通过选择煤面的种类控制其挥发份含量从而调整冶炼的成本和压块强度达到最优值。焦粉与煤面的重量比例根据焦粉的灰分和煤面的挥发份的值进行变化，可在6、4 I中选取，优选7 8. 5 :3 I. 5。当煤面挥发份为10%，焦粉灰分为12%时，焦粉与煤面的重量比例最优选8 :2。原因是焦粉挥发份低， 而反应后煤气中焦油含量很少，煤面挥发份较高，但反应后煤气中焦油含量增加，因此煤面配比过高，不利于煤气除尘系统的正常运行。
粘结剂粘结剂使用高温水泥，即耐高温水泥，可选纯铝酸钙水泥，例如N型超早强铝酸盐水泥。
本发明的关键设备
破碎机、皮带机、皮带电子称(用于配料)、混料机(用于物料混匀)、搅拌机(用于加水搅拌)、垂直压砖机或对辊压球机(用于压块)。
本发明的炼铁的具体过程
( I)配料
此步骤利用高炉槽下返矿、焦粉及煤面、粘结剂(高温水泥)以一定的配比混匀后， 加水搅拌，冷压成块。
原料配比为高炉槽下返矿占50% 70%，焦粉与煤面占25 40% (其中焦粉与煤面的重量比为6 9 :4 1，优选 、· 5 :3 I. 5，最优选8 :2)、粘结剂(高温水泥)占5 15%。
(2)压块
将上述混合浆料利用压块机压制成块，在常温下进行养护冷却固化成含炭冷压返矿块。
压块成品
1)成品规格
①当使用垂直压砖机时，成品为正六棱柱体，如图I所示。六棱柱体相对于四棱柱体角部耐磨性和抗碎性能好，但棱数过多，模具制作成本增加。由于大型高炉所要求的炉料强度高，优选正六棱柱体，例如外接直径和高均为40mm的六棱柱体。
②当使用对辊压球机时，成品为近似橄榄球体，如图2所示。近似橄榄球体对辊压球机的压力比垂直压砖机小，成品形状必须尽量减少角棱，以提高其耐磨性和抗碎性能。 由于小型高炉所要求的炉料强度低，而近似橄榄球体的压制成本低而强度尚可，小型高炉优选近似橄榄球体，例如横向纵向截面均为长轴40mm、短轴25mm的椭圆形,俯看为边长为 40mm的四角圆滑的正方形。这样的构造几乎没有棱角，边角不容易脱落，又不是标准橄榄球形，因此不容易滚动。
2)成品成份
由于加入焦粉和煤面，成品中包含一定量的碳。由于加入烧结矿、球团矿等铁料， 成品中包含大量的铁。为了得到更好的燃烧效果，优选成品中的碳、铁成分符合以下标准
权利要求
1.一种炼铁方法，其特征在于，包括下述步骤 (1)配料 将50 70%的高炉槽下返矿，25 40%的焦粉与煤面，5 15%的粘结剂按比例混合均勻，加水搅拌，形成混合衆料； (2)压块 将上述混合浆料利用压块机压制成块； (3)冶炼 将压制块、燃料和综合铁料，混合后送入高炉进行冶炼。
2.如权利要求I所述的炼铁方法，其特征在于，所述高炉槽下返矿，焦粉与煤面，粘结剂的重量配比为高炉槽下返矿55-65%，最优选65% ;焦粉与煤面30-35%，最优选30% ;粘结剂5-10%，最优选5%。
3.如权利要求I或2所述的炼铁方法，其特征在于，所述焦粉与煤面的重量比6 9:4 1，优选7 8.5 :3 I. 5，最优选8 :2。
4.如权利要求I 3任一项所述的炼铁方法，其特征在于，所述粘结剂为高温水泥，优选纯铝酸钙水泥。
5.如权利要求I 4任一项所述的炼铁方法，其特征在于，所述压块步骤将混合料压制成正六棱柱体，或横向纵向截面均为椭圆形的四角圆滑的正方形。
6.如权利要求I 5任一项所述的炼铁方法，其特征在于，所述压制块的碳重量含量为18 35%，全铁重量含量为28 40%。
7.如权利要求I 6任一项所述的炼铁方法，其特征在于，冶炼过程中，炉内热贮备带的起始温度为800-860°C，平均温度890-900°C。
8.如权利要求I 7任一项所述的炼铁方法，其特征在于，所述压制块的投入重量比例为入炉综合铁料的5-10%，优选8-10%，优选9. 58%。
9.ー种高炉铁，通过权利要求1-8任一项所述的炼铁方法炼制而成。
全文摘要
本发明涉及一种降低炉内反应温度低成本的炼铁方法，该炼铁方法以经过下列步骤处理的产品作为原料将50～70%的高炉槽下返矿，25～40%的焦粉与煤面，5～15%的粘结剂按比例混合均匀，加水搅拌，压块，将压制块、燃料和综合铁料，混合后送入高炉进行冶炼。该炼铁方法降低了高炉冶炼过程中炉内的反应温度；降低了高炉冶炼成本；实现了高炉槽下返矿的经济合理利用。
文档编号C21B5/00GK102978306SQ20121040492
公开日2013年3月20日 申请日期2012年10月22日 优先权日2012年10月22日
发明者杨志荣, 王红斌, 李夯为, 闫利娥, 王晓冰 申请人:山西太钢不锈钢股份有限公司