墟沟优质球团铁精粉转底炉直接还原技术是铁矿粉(或镍矿、钒钛磁铁矿、冶金粉尘或除尘灰、炼钢污泥等等)经配料、混料、制球和干燥后的含碳球团加入发到具有环形炉膛和可转动炉底的转底炉中,在1350℃左右炉膛温度下,在随着炉底旋转一周的过程中,铁矿被碳还原。当铁矿粉含铁品味在67%以上,采用转底炉直接还原工艺,产品为金属化球团供电炉使用。优质球团铁精粉加工当矿粉含铁品味低于62%时,采用转底炉-熔分炉的熔融还原铁工艺,产品为铁水供炼钢使用。通常金属化率可到80%以上,金属化球团可作为高炉原料。
墟沟优质球团铁精粉熔融热解处理过程将有机固废热解和金属氧化物的还原及金属与炉渣熔融相结合,在固废处理领域应用先例,熔融热解过程中有机固废彻底分解,金属氧化物终形成铁水和炉渣。熔融处理的废物类型主要包括含铁废物、含碳废物、含熔剂废物及部分有机废物,主要有渣钢、含铁尘泥(包括烧结、炼铁、炼钢及轧钢系统收集的除尘灰和连铸氧化铁皮等)、转炉渣、劣质金属化球团、劣质废钢等一般固废。优质球团铁精粉加工部分物料进入熔融炉前需要进行预处理,根据不同固废的类型采用不同工艺、粉尘、污泥等粉料经过配料、混合、造球,干燥之后进行预还原成为有一定强度的金属化球团或直接添加球团粘合剂压球固结,形成一定强度后进行熔融处理。钢渣等经过破碎后直接加入熔融炉。
墟沟球团铁精粉加工当使用单一粘结剂,CMC、膨润土对生球强度提高作用效果较好,落下次数大于4此,湿球抗压强度大于40N,干球抗压强度大于180N,糖浆对球团干球强度的提高作用效果显著,其落下次数大于20次,抗原强度达到730N。优质球团铁精粉加工使用复合粘结剂时,CMC的添加可降低另一粘结剂的用量,同时可显著提高球团湿球的落下次数和抗压强度。糖浆的添加则可显著提高球团干球的落下次数和抗压强度。不同粘结剂的球团干球抗压强度相差较大,但在高温焙烧时强度变化趋势基本一致,在焙烧初期0-2min时球团抗压强度快速降低,2-4min时球团抗压强度变化速度减缓,且到低。4-8min时球团强度逐渐提高。
含碳球团的制备:将原矿、内配煤及粘结剂按一定质量分数称重混匀,在添加一定质量分数的水搅拌混匀后,经对辊压球机压制得到含碳球团。优质球团铁精粉加工生球强度测定:包括湿球和晾干后球团的落下次数和抗压强度。落下次数为球团自50cm高度落在100mm厚钢板上直至破碎的次数,一般大意4次达到要求,抗压强度是用智能颗粒强度测定仪测定。墟沟优质球团铁精粉直接还原焙烧磁法:在确定球团好的粘结剂后,对球团进行直接还原焙烧,磨矿弱磁选试验。将球团放在石墨钳中,加盖放入已升温至1200℃马弗炉中焙烧不同时间,取出后置入褐煤中确保球团在还原环气氛中降至室温,球团破碎后经两段磨矿磁选,得到直接还原铁产品。
优质球团铁精粉加工加入尾渣进行吹炼,吹炼周期得到缩短,完全可满足转炉炼钢的正常进程。转炉尾渣比起常规造渣料有较高孔隙度,在熔池中能够增加化学反应的比表面积,熔池中发生的固液反应,液态向固态的内扩散为限制性环节,而尾渣的孔隙度远大于常规造渣料,有助液态分子向固态尾渣内部扩散,反应速度加快。优质球团铁精粉加工同时较低的熔点特性使得尾渣能快速熔化,提升造渣速度,缩短时间,所以加入尾渣吹炼能缩短转炉吹炼时间,实际上,加入过量尾渣的话会容易引发喷溅降低金属收得率,尾渣加入量不可过多。
墟沟优质球团铁精粉球团孔隙率是影响球团抗压强度的主要原因之一,因此对含碳球团焙烧后的孔隙率进行考察,以探明含碳球团焙烧初期强度机速下降的原因。优质球团铁精粉加工综合对氧化球团还原过程强度的变化研究,含碳球团焙烧初期强度的急速降低是由球团内部孔隙率增大引起的,3-5min时孔隙率继续增大,但球团强度开始缓慢提高,由于随着焙烧时间的延长,球团外部有金属铁生成,烧结现象明显,球团外部金属铁增多。球团压碎后发现金属铁相互连接并逐渐向内部蔓延,使得球团收缩孔隙率下降,抗压强度明显提高。