CN100595289C - 海绵铁快速还原工艺 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种海绵铁的生产工艺，特别是对铁系氧化物(如四氧化三铁类磁铁矿、三氧化二铁类赤铁矿、碱式碳酸铁类菱铁矿和硫酸烧渣等)进行快速还原的生产工艺。包括如下工艺过程：铁系氧化物、还原剂、脱硫磷剂混合配料，分层置于还原容器内，加热进行还原反应，冷却后生产出海绵铁制品；所说的还原剂是烟煤制成的，所说的脱硫磷剂是石灰石，并在工艺过程中加入添加剂四硼酸钠；所说的铁系氧化物、还原剂、添加剂、脱硫磷剂的混合比例为：1∶0.2-0.5∶0.0016-0.0039∶0.086-0.27。本发明的有益效果是：因铁系氧化物与还原剂接触面积增大，添加剂在整个还原过程中起提高还原剂活性和降低还原反应热能的作用，使反应速度加快、反应时间缩短、海绵铁质量提高。本发明理论上可提高十倍反应速度，实际上在同等环境下至少可提高四倍反应速度，实际生产中同样的还原隧道窑至少可提高2倍产量。另外，由于采用烟煤做还原剂，降低了生产成本。
Description
技术领域：
本发明涉及一种海绵铁的生产工艺，特别是对铁系氧化物(如四氧化三铁类磁铁矿、三氧化二铁类赤铁矿、碱式碳酸铁类菱铁矿和硫酸烧渣等)进行快速还原的生产工艺。
背景技术：
传统生产海绵铁的工艺流程见附图1，是将焦碳末或无烟煤加工成的还原剂(碳C)与脱硫磷剂(石灰Ca)混合，然后将铁系氧化物分层装入料罐，然后进入到还原炉内，以36～40小时的时间内加热到1100～1200℃的温度进行还原反应，经冷却后而成海绵铁制品。这种方式因还原剂(碳C)与铁系氧化物只有很小的接触面，造成反应时间长，还原不彻底、不均匀、过氧化等后果，影响海绵铁的生产；另外，焦碳末或无烟煤的成本较高。
发明内容：
本发明目的是提供一种海绵铁快速还原工艺，使反应速度加快，反应时间缩短，海绵铁质量得到提高，解决背景技术存在的上述问题。
本发明目的是通过下面的技术方案实现的：
海绵铁快速还原工艺包括如下工艺过程：铁系氧化物、还原剂、脱硫磷剂混合配料，分层置于还原容器内，加热进行还原反应，冷却后生产出海绵铁制品；所说的脱硫磷剂是石灰石，并在工艺过程中加入添加剂四硼酸钠；所说的铁系氧化物、还原剂、添加剂、脱硫磷剂的混合比例为：1∶0.2--0.5∶0.0016--0.0039∶0.086--0.27；所说的烟煤制作成还原剂采用破碎的方式进行，控制破碎的粒度小于等于100目。
添加剂为四硼酸钠，分子式为：Na2B4O7·10H2O；铁系氧化物包括四氧化三铁类磁铁矿、三氧化二铁类赤铁矿、碱式碳酸铁类菱铁矿和硫酸烧渣等。
所说的脱硫磷剂可以是石灰石。
还原容器内的加热还原反应参数：时间控制在4～20小时，加热温度1000～1200℃。
本发明的有益效果是：因铁系氧化物与还原剂(碳C)接触面积增大，又加有添加剂(四硼酸钠)，添加剂(四硼酸钠)在整个还原过程中起提高还原剂活性和降低还原反应热能的作用，使反应速度加快、反应时间缩短、海绵铁质量提高。本发明理论上可提高十倍反应速度，实际上在同等环境下至少可提高四倍反应速度，实际生产中同样的还原隧道窑至少可提高2倍产量。另外，由于采用烟煤做还原剂，降低了生产成本。
由于本发明提高了反应速度，可以简称为“海绵铁E-S还原工艺”，E-S是英文Extreme Speed的缩写。
附图说明：
附图1是背景技术工艺图。
附图2是本发明工艺图。
具体实施方式：
以下结合附图2，通过实施例进一步说明本发明。
参照附图2，铁系氧化物烘干，还原剂、脱硫剂破碎，与添加剂一起进入配料工序，然后混料装罐，还原反应，产品出罐。
铁系氧化物为三氧化二铁类赤铁矿、碱式碳酸铁类菱铁矿和硫酸烧渣等时，在配料工序前，需要先在铁系氧化物中配碳，添加部分还原剂，铁系氧化物与配碳(还原剂)的比例为(重量百分比)1∶0.01～0.57，然后再与还原剂、脱硫剂、添加剂进行配料。
铁系氧化物为四氧化三铁类磁铁矿时，可以不需要在配料工序前配碳。
实施例一
烟煤加工成的还原剂(碳C)，采用破碎的方式进行，破碎后的粒度为50-100目，添加剂为四硼酸钠，脱硫剂为石灰石，铁系氧化物为碱式碳酸铁类菱铁矿(Fe＝34％)。将碱式碳酸铁类菱铁矿(Fe＝34％)与、脱硫剂(石灰石)和添加剂(四硼酸钠)按比例(菱铁矿1∶还原剂0.32～0.47∶脱硫剂0.12～0.27∶添加剂0.0016～0.0039)充分混合后装入反应罐(外层置废还原剂粉作保护层)中进入还原设备——窑炉内升温7小时至1180℃保温10小时降温6小时冷却后出窑，海绵铁产品经化验TFe达到82％以上，化验报告见表1
化验报告 表1
实施例二
烟煤加工成的还原剂(碳C)，采用破碎的方式进行，破碎后的粒度为50-100目，添加剂为四硼酸钠，脱硫剂为石灰石，铁系氧化物为四氧化三铁类的磁铁矿粉(Fe＝65.7％)。将四氧化三铁类的磁铁矿粉(Fe＝65％)与烟煤加工成的还原剂(碳C)、脱硫剂(石灰石)和添加剂(四硼酸钠)按比例(磁铁矿粉1∶还原剂0.2～0.5∶脱硫剂0.086～0.21∶添加剂0.001～0.009)分别混合后分层装入反应罐中进入还原设备——窑炉内升温6小时至1160℃保温12小时降温6小时冷却后出窑，海绵铁产品经化验TFe91.15％，化验报告见表2
化验报告 表2
| 试样 | TFe | C | S | 原矿TFe |
| 1 | 91.15％ | 2.24％ | 0.014％ | 65.7％ |
本发明实施例与背景技术相比，还原时间、还原温度见表3
背景技术工艺与本发明工艺比较 表3
从上表即可看出，同一原料在同等温度条件下还原，本发明工艺的还原时间大大缩短。
Claims (2)
1、一种海绵铁快速还原工艺，包括如下工艺过程：铁系氧化物、还原剂、脱硫磷剂混合配料，分层置于还原容器内，加热进行还原反应，冷却后生产出海绵铁制品，其特征在于所说的还原剂是烟煤制成的，所说的脱硫磷剂是石灰石，并在工艺过程中加入添加剂四硼酸钠；所说的铁系氧化物、还原剂、添加剂、脱硫磷剂的混合比例为：1∶0.2--0.5∶0.0016--0.0039∶0.086--0.27，所说的烟煤制作成还原剂采用破碎的方式进行，控制破碎的粒度小于等于100目。
2、根据权利要求1所述之海绵铁快速还原工艺，其特征在于还原容器内的加热还原反应参数：时间控制在4～20小时，加热温度1000～1200℃。
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