CN101372719A - 一种非焦冶炼钢铁的方法 - Google Patents
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Abstract
一种非焦冶炼钢铁的方法，该方法是以煤、铁矿石或石灰石为主要原料，使用一种特殊设计的焦炉式直接还原炉，采用MHL法生产海绵铁，MHL法是一种煤基直接还原法的简称。这种新工艺主要包括原材料的预处理工艺；经特殊设计的焦炉式直接还原炉的构造、原理及生产工艺；中间产品的后续处理工艺；余热的回收及杂质的处理工艺等。本发明具有成本低、节约焦炭资源且环境污染小等优点。
Description
技术领域
本发明涉及一种冶炼钢铁的方法，尤其是涉及一种非焦冶炼钢铁的方法。
背景技术
目前，冶炼钢铁的方法是以焦炭作为炼铁主要能源。由于焦炭主要用焦煤生产，随着多年的消耗，焦炭资源越来越紧缺，价格越来越昂贵；而且焦炭生产会严重污染环境，治理费用很高。因此发达国家近年来都在减少高炉、焦炉数量，注重发展非焦冶金技术和电炉短流程钢厂。
直接还原生产海绵铁的炉窑种类、工艺非常多，有竖炉法、回转窑法、罐式直接还原法(HYL法)，流化床法，转底炉法等，而焦炭的生产也已经发展到蓄热式炼焦炉、热回收焦炉的阶段。利用常规炼焦炉的设备创造性的生产海绵铁是本发明的目的所在。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种非焦冶炼钢铁的方法；使用该方法来冶炼钢铁，可以节约成本、节约焦炭资源且减少环境污染。
为解决上述技术问题，本发明所采用技术方案的基本构思是：以煤、铁矿石或石灰石为主要原料，使用焦炉式直接还原炉，采用煤基直接还原法生产海绵铁。
作为实现本发明基本构思的第一种技术方案是，一种非焦冶炼钢铁的方法，包括如下步骤：
1)原材料的预处理
①将煤、铁矿石和石灰石进行干燥，然后进行破碎筛分，
②选取3～35mm的铁矿石粒、煤粒和石灰石粒，按照重量比10：2～7：0.1～0.3混合或分层装炉，得原料A；
③选取小于3mm的铁矿石粉、煤粉、石灰石粉和粘结剂，按照重量比为10：2～7：0.1～0.3：0.05～0.1的比例混合，搅拌均匀、制球、烘干，得原料B；
④选取小于3mm的铁矿石粉、煤粉、石灰石粉和添加剂，按照重量比10：2～7：0.1～0.3：0.1～0.3的比例混和；得原料C；
2)将上述预处理混匀后的原料A、B或C由提升机提升到外热式焦炉型直接还原炉炉顶，由布料机将原料装入反应室，进行氧化还原反应，反应至少60分钟，生成海绵铁；此时打开拦料机，推料机将炉料横推出去，落入料车，得热态混合物；
3)将热态混合物热送电炉或转炉吹氧熔分，得到熔融态的铁水，再经过常规炼钢工序，生产出优质钢铁产品。
进一步地，在第3)步骤中，热态混合物热送至转炉吹氧熔分时；转炉产生大量的高温烟气，使高温烟气首先经过热风炉，以加热供应熔分炉的热风，然后送往余热锅炉房，利用产生的蒸汽发电，电能可以供应制氧机和其他动力用电。
熔化分离出的杂质，主要是硅、铝、镁、钙等氧化物，可作为其他产业原辅料回收利用。
作为实现本发明基本构思的第二种技术方案是，一种非焦冶炼钢铁的方法，包括如下步骤：
1)原材料的预处理
①将煤、铁矿石和石灰石进行干燥，然后进行破碎筛分，
②选取3～35mm的铁矿石粒、煤粒和石灰石粒，按照重量比10：2～7：0.1～0.3混合或分层装炉，得原料A；
③选取小于3mm的铁矿石粉、煤粉、石灰石粉和粘结剂，按照重量比为10：2～7：0.1～0.3：0.05～0.1的比例混合，搅拌均匀、制球、烘干，得原料B；
④选取小于3mm的铁矿石粉、煤粉、石灰石粉和添加剂，按照重量比10：2～7：0.1～0.3：0.1～0.3的比例混和；得原料C；
2)将上述预处理混匀后的原料A、B或C由提升机提升到外热式焦炉型直接还原炉炉顶，由布料机将原料装入反应室，进行氧化还原反应，反应至少60分钟，生成海绵铁；此时打开拦料机，推料机将炉料横推出去，落入料车，得热态混合物；
3)将热态混合物热冷却，然后通过破碎、磁选等方法分离获得合格海绵铁，送高炉或化铁炉熔分，得到优质的铁水，再经过常规炼钢工序，生产出优质钢铁产品。
进一步地，所述煤是焦煤、气煤、肥煤、瘦煤、无烟煤、弱粘结性煤中的一种或几种的混合物。
进一步地，电炉包括矿热炉、电弧炉、感应炉；其中的转炉包括顶吹型转炉、顶底复吹型转炉、侧吹型转炉。
所述外热式焦炉型直接还原炉是一种上加料、侧出料的外热式焦炉型直接还原炉。煤在这种直接还原炉中既作为还原反应的还原剂提供化学能，又作为燃料提供热能。与焦炉炼焦不同，直接还原反应产生的煤气不但没有大量剩余，还要适当补充一些热量。为此，需要有外部热源，如焦炉煤气、高炉煤气或发生炉煤气，并对燃烧室加以改进，根据燃烧室高度，在燃烧室窄边高度方向增加2排以上烧嘴，也可以在炉料中适当多配煤，多余的煤被干馏，干馏产物煤气和兰碳都可以返回作为能源使用，煤气作为外热燃料，兰炭做还原剂或发生煤气的燃料。
本发明具有成本低、节约焦炭资源且环境污染小等优点。
附图说明
图1是本发明的工艺流程图。
具体实施方式
实施例1
一种非焦冶炼钢铁的方法，包括如下步骤：
1)原材料的预处理
①将煤、铁矿石和石灰石进行干燥，然后进行破碎筛分，
②选取3mm的铁矿石粒、煤粒和石灰石粒，按照重量比10：2：0.1混合，得原料A；
2)将上述预处理混匀后的原料A由提升机提升到外热式焦炉型直接还原炉炉顶，由布料机将原料装入反应室，进行氧化还原反应，反应60分钟，生成海绵铁；此时打开拦料机，推料机将炉料横推出去，落入料车，得热态混合物；
3)将热态混合物热送电炉吹氧熔分，得到熔融态的铁水，再经过常规炼钢工序，生产出优质钢铁产品。
所述煤是焦煤；所述电炉是矿热炉。
实施例2
一种非焦冶炼钢铁的方法，包括如下步骤：
1)原材料的预处理
①将煤、铁矿石和石灰石进行干燥，然后进行破碎筛分，
②选取35mm的铁矿石粒、煤粒和石灰石粒，按照重量比10：7：0.3混合，得原料A；
2)将上述预处理混匀后的原料A由提升机提升到外热式焦炉型直接还原炉炉顶，由布料机将原料装入反应室，进行氧化还原反应，反应120分钟，生成海绵铁；此时打开拦料机，推料机将炉料横推出去，落入料车，得热态混合物；
3)将热态混合物热送转炉吹氧熔分，得到熔融态的铁水，再经过常规炼钢工序，生产出优质钢铁产品。
4)将在第3)步骤中得到热态混合物热送至转炉吹氧熔分时；转炉产生大量的高温烟气，该高温烟气首先经过热风炉，以加热供应转炉的热风，然后送往余热锅炉房，利用产生的蒸汽发电，电能可以供应制氧机和其他动力用电。
所述煤是气煤和肥煤的混合物；所述转炉是顶吹型转炉。
实施例3
一种非焦冶炼钢铁的方法，包括如下步骤：
1)原材料的预处理
①将煤、铁矿石和石灰石进行干燥，然后进行破碎筛分，
②选取20mm的铁矿石粒、煤粒和石灰石粒，按照重量比10：5：0.2混合或分层装炉，得原料A；
2)将上述预处理混匀后的原料A由提升机提升到外热式焦炉型直接还原炉炉顶，由布料机将原料装入反应室，进行氧化还原反应，反应180分钟，生成海绵铁；此时打开拦料机，推料机将炉料横推出去，落入料车，得热态混合物；
3)将热态混合物热送电炉吹氧熔分，得到熔融态的铁水，再经过常规炼钢工序，生产出优质钢铁产品。
所述煤是瘦煤；所述电炉是电弧炉。
实施例4
一种非焦冶炼钢铁的方法，包括如下步骤：
1)原材料的预处理
①将煤、铁矿石和石灰石进行干燥，然后进行破碎筛分，
②选取小于3mm的铁矿石粉、煤粉、石灰石粉和粘结剂，按照重量比为10：2：0.1：0.05的比例混合，搅拌均匀、制球、烘干，得原料B；
2)将上述预处理混匀后的原料B由提升机提升到外热式焦炉型直接还原炉炉顶，由布料机将原料装入反应室，进行氧化还原反应，反应60分钟，生成海绵铁；此时打开拦料机，推料机将炉料横推出去，落入料车，得热态混合物；
3)将热态混合物热送转炉吹氧熔分，得到熔融态的铁水，再经过常规炼钢工序，生产出优质钢铁产品。
所述煤是无烟煤；所述转炉是顶底复吹型转炉。
实施例5
一种非焦冶炼钢铁的方法，包括如下步骤：
1)原材料的预处理
①将煤、铁矿石和石灰石进行干燥，然后进行破碎筛分，
②选取小于3mm的铁矿石粉、煤粉、石灰石粉和添加剂，按照重量比10：7：0.3：0.3的比例混和；得原料C；
2)将上述预处理混匀后的原料C由提升机提升到外热式焦炉型直接还原炉炉顶，由布料机将原料装入反应室，进行氧化还原反应，反应至少60分钟，生成海绵铁；此时打开拦料机，推料机将炉料横推出去，落入料车，得热态混合物；
3)将热态混合物热送电炉吹氧熔分，得到熔融态的铁水，再经过常规炼钢工序，生产出优质钢铁产品。
所述煤是弱粘结性煤；所述电炉是感应炉。
实施例6
一种非焦冶炼钢铁的方法，包括如下步骤：
1)原材料的预处理
①将煤、铁矿石和石灰石进行干燥，然后进行破碎筛分，
②选取小于3mm的铁矿石粉、煤粉、石灰石粉和粘结剂，按照重量比为10：5：0.2：0.08的比例混合，搅拌均匀、制球、烘干，得原料B；
2)将上述预处理混匀后的原料B由提升机提升到外热式焦炉型直接还原炉炉顶，由布料机将原料装入反应室，进行氧化还原反应，反应180分钟，生成海绵铁；此时打开拦料机，推料机将炉料横推出去，落入料车，得热态混合物；
3)将热态混合物热送转炉吹氧熔分，得到熔融态的铁水，再经过常规炼钢工序，生产出优质钢铁产品。
所述煤是焦煤、气煤、肥煤、瘦煤、无烟煤、弱粘结性煤中的的混合物。所述的转炉是侧吹型转炉。
实施例7
重复实施例1，不同之处仅在于：其中的步骤3)由下述步骤代替：
将热态混合物热冷却，然后通过破碎、磁选等方法分离获得合格海绵铁，送高炉熔分，得到优质的铁水，再经过常规炼钢工序，生产出优质钢铁产品。
实施例8
重复实施例6，不同之处仅在于：其中的步骤3)由下述步骤代替：
将热态混合物热冷却，然后通过破碎、磁选等方法分离获得合格海绵铁，送化铁炉熔分，得到优质的铁水，再经过常规炼钢工序，生产出优质钢铁产品。
显然，本发明的上述实施例仅仅是为清楚地说明本发明所作的举例，而并非是对本发明的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而这些属于本发明的技术方案所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本发明的保护范围之列。
Claims (7)
1.一种非焦冶炼钢铁的方法，其特征在于，包括如下步骤：1)原材料的预处理
①将煤、铁矿石和石灰石进行干燥，然后进行破碎筛分，
②选取3～35mm的铁矿石粒、煤粒和石灰石粒，按照重量比10：2～7：0.1～0.3混合或分层装炉，得原料A；
③选取小于3mm的铁矿石粉、煤粉、石灰石粉和粘结剂，按照重量比为10：2～7：0.1～0.3：0.05～0.1的比例混合，搅拌均匀、制球、烘干，得原料B；
④选取小于3mm的铁矿石粉、煤粉、石灰石粉和添加剂，按照重量比10：2～7：0.1～0.3：0.1～0.3的比例混和；得原料C；
2)将上述预处理混匀后的原料A、B或C由提升机提升到外热式焦炉型直接还原炉炉顶，由布料机将原料装入反应室，进行氧化还原反应，反应至少60分钟，生成海绵铁；此时打开拦料机，推料机将炉料横推出去，落入料车，得热态混合物；
3)将热态混合物热送电炉或转炉吹氧熔分，得到熔融态的铁水，再经过常规炼钢工序，生产出优质钢铁产品。
2.根据权利要求1所述的一种非焦冶炼钢铁的方法，其特征在于：所述煤是焦煤、气煤、肥煤、瘦煤、无烟煤、弱粘结性煤中的一种或几种的混合物。
3.根据权利要求1所述的一种非焦冶炼钢铁的方法，其特征在于：电炉包括矿热炉、电弧炉、感应炉；其中的转炉包括顶吹型转炉、顶底复吹型转炉、侧吹型转炉。
4.根据权利要求1、2或3所述的一种非焦冶炼钢铁的方法，其特征在于：所述外热式焦炉型直接还原炉是一种上加料、侧出料的外热式焦炉型直接还原炉。
5.根据权利要求1所述的一种非焦冶炼钢铁的方法，其特征在于：在第3)步骤中，热态混合物热送至转炉吹氧熔分时；转炉产生大量的高温烟气，使高温烟气首先经过热风炉，以加热供应熔分炉的热风，然后送往余热锅炉房，利用产生的蒸汽发电。
6.一种非焦冶炼钢铁的方法，其特征在于，包括如下步骤：
1)原材料的预处理
①将煤、铁矿石和石灰石进行干燥，然后进行破碎筛分，
②选取3～35mm的铁矿石粒、煤粒和石灰石粒，按照重量比10：2～7：0.1～0.3混合或分层装炉，得原料A；
③选取小于3mm的铁矿石粉、煤粉、石灰石粉和粘结剂，按照重量比为10：2～7：0.1～0.3：0.05～0.1的比例混合，搅拌均匀、制球、烘干，得原料B；
④选取小于3mm的铁矿石粉、煤粉、石灰石粉和添加剂，按照重量比10：2～7：0.1～0.3：0.1～0.3的比例混和；得原料C；
2)将上述预处理混匀后的原料A、B或C由提升机提升到外热式焦炉型直接还原炉炉顶，由布料机将原料装入反应室，进行氧化还原反应，反应至少60分钟，生成海绵铁；此时打开拦料机，推料机将炉料横推出去，落入料车，得热态混合物；
3)将热态混合物热冷却，然后通过破碎、磁选等方法分离获得合格海绵铁，送高炉或化铁炉熔分，得到优质的铁水，再经过常规炼钢工序，生产出优质钢铁产品。
7.根据权利要求6所述的一种非焦冶炼钢铁的方法，其特征在于：所述煤是焦煤、气煤、肥煤、瘦煤、无烟煤、弱粘结性煤中的一种或几种的混合物。
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