CN1014530B - 湿法加工混合料高炉炼铁法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及高炉炼生铁领域。本发明将精矿加工方法由火法改为湿法，用该湿法加工混合料能大幅度降低能耗，简化工艺流程，但湿混合料在高炉中冶炼时操作难度大，主要问题在于料柱的透气性和成渣带透气性问题，本发明采取的主要技术措施是用三种适当配比的湿法加工混合料，并且必要时在炉喉部分增设固定布料器，从而解决了湿法加工混合料的炼铁问题，本发明或节约能源、设备少，节约基建投资，改善劳动条件提高劳动生产率与降低生产成本。

Description

本发明涉及高炉炼生铁的领域。

目前冶金工业的炼铁生产均采用高炉炼铁法，在高炉炼铁前的原料准备工作中，精矿的加工方法均采用绕结矿或球团矿的生产工艺流程，用烧结成块状和球状的成品料加入高炉冶炼生铁，这就是所谓精矿的火法加工工艺。在烧结矿的生产工艺流程中共用八道工序：原料仓库→配料盘→烧结料仓→混料机→烧结机→冷却设备→破碎筛分→高炉料仓→入高炉。球团矿的生产工艺流程也很复杂。这些加工方法能耗大，设备重，投资多而劳动条件又差。

本发明的目的在于：改变精矿入高炉前的加工方法，并使之能在高炉内顺利炼成生铁，从而能降低能耗和设备投资并改善劳动条件。

本发明的目的通过采取下列措施达到的：采用由适当原、燃料配比的湿法加工混合料和焦炭、石灰石按比例加入高炉内炼铁，必要时在高炉炉喉部增加一套固定布料器，从而使该湿法加工混合料顺利在高炉内炼成生铁，本发明的目的就完全达到了。

以下对本发明进行详细说明：

采用湿法加工混合料能大幅度降低能耗，免去了制造烧结矿或球团矿等繁复工艺，但是，由于湿法加工混合料的方法是将精矿等组成混合料加入适当的水，在混料机内搅拌均匀后直接加入高炉中冶炼生铁，这种混合料在高炉中冶炼时，操作难度较大，很容易造成悬料事故，要达到高炉炉况顺行的目的必须解决高炉炉身部分料柱的透气性和成渣带的透气性问题。料柱的透气性和成渣带的透气性问题是采用湿法加工的混合料的关键性问题，要解决该透气性问题，本发明方法采取的主要措施就是采取适当的混合料中原燃料配比，同时必要时改进高炉部分结构。

本发明由湿法混合料、焦炭和石灰石按比例加入高炉内炼铁。为了改善高炉料柱的透气性问题，也考虑到各炼铁厂原、燃料供应条件和高炉容积大小的不同，本发明湿法加工混合料的组成有下列三种方案：

1、第一种湿法加工混合料

湿法加工混合料的组成是：全部或含部分富矿粉的含铁约65（重量）% 的精矿粉60～75（重量）%，粒度小于5毫米的焦粉或无烟煤粉或二者的混合物5～10（重量）%，块矿15～35（重量）%，此外还加入白灰或白灰和部分石灰石，使渣碱度为1.05左右，水分占以上干混合料的约10（重量）%左右，块矿含铁大于45（重量）%，块矿的粒度适于小高炉者为5～50毫米;适于大高炉者为5～100毫米。

这样的混合料配比，基本的出发点是保持和改善高炉料柱与成渣带的透气性，一般精矿是含铁约65（重量）%的矿粉，配入粒度为5～50毫米或5～100毫米的块矿，块矿的成份要求含铁量大于45（重量）%，其中大高炉用5～100毫米块矿，小高炉用5～50毫米的块矿，块矿与精矿粉配合起来，再配入焦粉或无烟煤或二者混合物，其粒度要求小于5毫米，这都是为了改善透气性的需要。精矿的配比超过上限则高炉料柱透气性差，不易操作;如超过下限，则经济效益差，在以上精矿中也可代以部分富矿粉，富矿含铁50（重量）%左右，可以利用比精矿含铁量稍少的矿粉，但粉状物不应超过以上精矿的上限，以便维持或改善料柱的透气性。水分占以上干混合料的10（重量）%左右，如水分过多，则料柱透气性差;而水分过少，则料的粘结性又不足，因此，混合料中的水份以控制在10（重量）%左右为宜。

2.第二种湿法加工混合料

湿法加工混和料的组成是：全部或含部分富矿粉的含铁约65（重量）%的精矿粉50～80%，此外还加入白灰或部分石灰石，使渣碱度为1.05左右，水分占以上所说的干混合料的10（重量）%左右，所说的富矿粉含铁50（重量）%，块矿含铁大于45（重量）%，块矿粒度适于小高炉者为5～50毫米;适于大高炉者为5～100毫米。

3.第三种湿法加工混合料

湿法加工混合料的组成是：全部或含部分富矿粉的含铁约65（重量）%的精矿粉75～90（重量）%，湿法加工混合料中的冶金焦炭10～25（重量）%，此外还加入白灰或白灰和部分石灰石使渣碱度为1.05左右，水分占以上所说干混合料的10（重量）%左右，所说的富矿粉含铁50（重量）%左右，所说的湿法加工混合料中的冶金焦炭的粒度适于小高炉者20～50毫米，适于大高炉者为20～80毫米。

此外第三种湿法加工混合料还可采以湿湿生球的方式。所说的湿法加工混合料是湿生球和其中的冶金焦炭组成，该湿生球由湿法加工混合料中的精矿粉和使渣碱度为1.05左右的白灰以及占干混合料10（重量）%左右的水混合成球。

必要时在改善高炉料柱透气性方面还有一重要措施，就是改进高炉设备，在高炉炉喉部分增加一套固定布料器，该布料器是一个套筒，上下无盖和底，中空，固定布料器设于喉部并与炉喉同心，固定布料器的计算公式如下：

A2＝nA1

式中：A1-炉喉横截面积（平方米）

A2-固定布料器横截面积（平方米）

n-固定布料器横截面积系数：0.75～0.85

高炉炉料向下运行时，总是粉状料靠近炉墙分布，而使用湿法加工混合料时，这种情况就更加显著，如不改进炉喉设备，就会造成悬料事故。固定布料器设于炉喉部分，是一个与炉喉同心的圆筒，该固定布粒器与炉喉壁不靠上，而是与其有一定距离，其空档成圆环形。固定布料器横截面积系数如大于0.85，则固定布料器太靠近炉墙，从料钟下来的粉料集中于固定布料器壁附近，二者的间隙过小，不足以改进料柱的透气性，所以横截面积系数不能大于0.85;反之，如固定布料器的横截面积系数小于0.75，则高炉边缘煤气过分发展，煤气利用率低，也即焦比高，因此，固定布料器的横截面积系数以在0.75～0.85为宜。

本发明将精矿加工方法由火法改为湿法，简化了炼铁生产工序，湿法加工混合料高炉炼铁法是炼铁史上一次重大改革，本发明与现有技术相比，具有如下优点：

1、节约能源，每冶炼一吨制钢生铁，可节约燃料150公斤左右，其中包括由于不用烧结矿而节省的约140公斤/吨燃料，以及炼铁部分所节约的燃料10公斤/吨以上。

2、设备少，即取消火法加工精矿的设备，从而大大地减少设备重量。

3、节省基建投资。

4、改善劳动条件。

5、减少人员、提高劳动生产率。

6、降低生铁生产成本。

计算例1

高炉容积为20立方米，高炉炉喉直径1400毫米，固定布料器直径1200毫米，使用第一湿法加工混合料配料方案，其中，精矿70（重量）%，5～50毫米粒度的块矿25（重量）%，焦粉或无烟煤或二者的混合物5（重量）%加入白灰使渣碱度为1.05左右，湿法加工混合料中的水份为9%。获得高炉技术经济指标如下：生铁产量40吨/日或1.32万吨/年，高炉利用系数为2.0吨/立方米·日，焦比640公斤/吨，综合燃料比为640公斤/吨，比现有技术同样设备但不用本发明第一配料方案和固定布料器者相比，节约燃料比150公斤/吨，节约燃料量6吨/日或0.213万吨/年。

计算例2

高炉容积为20立方米，炉喉直径与固定布料器直径与计算例1相同，采用第二湿法加工混合料配比方案，其中，精矿70（重量）%，5～50毫米粒度的块矿30（重量）%，加入白灰使渣碱度1.05左右，湿法加工混合料中的水份为10%。获得高炉技术经济指标与计算例1相同。

计算例3

高炉容积，炉喉直径与固定布料器直径与计算例1和2相同，采用第三湿法加工混合料配料方案，其中精矿88（重量）%，粒度为20～50毫米的湿法加工混合料中的冶金焦炭12（重量）%。在精矿中加入白灰或白灰和部分石灰石使渣碱度为1.05左右，水份占精矿、白灰或白灰和部分石灰石的10（重量）%左右，经混料机搅拌均匀，再加入湿法加工混合料中的冶金焦炭混合后直接加入高炉内冶炼生铁。所获得的高炉技术经济指标与计算例1和2相同。

计算例4

高炉容积为2000立方米，高炉炉喉直径7200毫米，固定布料器直径为6300毫米，采取第一方案配料的湿法加工混合料，其中精矿75（重量）%，粒度为5～100毫米的块矿20（重量）%，粒度小于5毫米的焦 粉或无烟煤或二者混合物5（重量）%，加入白灰或白灰和部分石灰石使渣碱度为1.05左右，湿法加工混合料中的水份为9（重量）%。所获得的高炉技术经济指标如下：生铁产量3200吨/日或113.6万吨/年，高炉利用系数为1.6吨/立方米·日，焦比为540公斤/吨，综合燃料比为540公斤/吨，节约燃料比150公斤/吨，节约燃料量为480吨/日或17.04万吨/年。

计算例5

高炉容积、炉喉直径和固定配料器直径与计算例4相同，但采用第2方案配料的湿法加工混合料，其中精矿80（重量）%，粒度为5～100毫米的块矿20（重量）%，加入白灰或白灰和部分石灰石使渣碱度为1.05左右，所含水份为上述干混合料的10（重量）%。所获得的高炉技术经济指标与计算例4相同。

计算例6

高炉容积、炉喉直径和固定布料器直径与实施例4或5相同，但采用第3方案配料的湿法加工混合料，其中，精矿88（重量）%和粒度为20～80毫米的湿法加工混合料中的冶金焦炭12（重量）%。在精矿中加入白灰或白灰和部分石灰石使渣碱度为1.05左右，加入水使水含量为精矿、白灰或白灰和部分石灰石的10（重量）%左右，经混料机搅拌均匀，再加入湿法加工混合料中的冶金焦炭混合后直接加入高炉内冶炼生铁。所获得的高炉技术经济指标与计算例4或5相同。

计算例7

高炉容积，炉喉直径和固定布料器直径分别与计算例1～3或4～6相同，但采用第3方案配料的湿法加工混合料时将除其中的冶金焦炭外的精矿粉和白灰及水作成湿生球，其中，精矿88（重量）%，粒度为20～80毫米的湿法加工混合料中的冶金焦炭12（重量）%，在所说的精矿中加入白灰以使渣碱度在1.05左右，水分占全部干混合料的10（重量）%，做成湿生球，该湿生球与湿法加工混合料中的冶金焦炭一起直接加入高炉冶炼。所获得的高炉技术经济指标与计算例6相近。

Claims (5)

1、高炉炼铁法，由加工精矿，焦炭与石灰石按适当比例在高炉内炼铁，其特征在于：所说的加工精矿是湿法加工混合料，该湿法加工混合料的组成是：全部或含部分富矿粉的含铁约65(重量)%的精矿粉60～75(重量)%，粒度为小于5毫米的焦粉或无烟煤粉或二者的混合物5～10(重量)%，块矿15～35(重量)%，此外还加白灰或白灰和部分石灰石，使渣碱度为1.05左右，水分占以上所说的干混合料的约10(重量)%左右，所说的富矿粉含铁50(重量)%左右，块矿含铁大于45(重量)%，块矿的粒度适于小高炉者为5～50毫米，适于大高炉者为5～100毫米。

2、高炉炼铁法，由加工精矿，焦炭与石灰石按比例在高炉内炼铁，其特征在于：所说的加工精矿是湿法加工混合料，该湿法加工混合料的组成是：全部或含部分富矿粉的含铁约65（重量）%的精矿粉50～80（重量）%，块矿20～50（重量）%，此外还加入白灰或白灰和部分石灰石，使渣碱度为1.05左右，水分占以上所说的干混合料的约10（重量）%左右，所说的富矿粉、含铁50（重量）%左右，块矿含铁大于45（重量）%，块矿的粒度适于小高炉者为5～50毫米，适于大高炉者为5～100毫米。

3、高炉炼铁法，由加工精矿，焦炭与石灰石按比例在高炉内炼铁，其特征在于：所说的加工精矿是湿法加工混合料，该湿法加工混合料的组成是：全部或含部分富矿粉的含铁约65（重量）%的精矿粉75～90（重量）%，湿法加工混合料中的冶金焦炭10～25（重量）%，此外还加入白灰或白灰和部分石灰石使渣碱度为1.05左右，水分占以上所说的干混合料的10（重量）%左右，，所说的富矿粉含铁50（重量）%左右，所说的冶金焦炭的粒度适于小高炉者为20～50毫米，适于大高炉者为20～80毫米。

4、按照权利要求3所说的高炉炼铁法，其特征在于：所说的湿法加工混合料由是湿生球和其中的冶金焦炭组成，该湿生球是由湿法加工混合料中的精矿粉和使渣碱度为1.05左右的白灰以及占干混合料10（重量）%左右的水混合成球。

5、按照权利要求1～4中任一项所说的高炉炼铁法，其特征在于：在所使用的高炉炉喉部分增加一套固定布料器，该布料器是套桶形，与炉喉同心，横截面积系数为0.75～0.85。