CN101519706A - 底吹氢气熔融还原铁矿石的方法及其装置 - Google Patents

底吹氢气熔融还原铁矿石的方法及其装置 Download PDF

Info

Publication number
CN101519706A
CN101519706A CN200910046518A CN200910046518A CN101519706A CN 101519706 A CN101519706 A CN 101519706A CN 200910046518 A CN200910046518 A CN 200910046518A CN 200910046518 A CN200910046518 A CN 200910046518A CN 101519706 A CN101519706 A CN 101519706A
Authority
CN
China
Prior art keywords
hydrogen
iron
furnace
bottom blowing
storage tank
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN200910046518A
Other languages
English (en)
Inventor
倪晓明
郑少波
骆琳
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
University of Shanghai for Science and Technology
Original Assignee
University of Shanghai for Science and Technology
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by University of Shanghai for Science and Technology filed Critical University of Shanghai for Science and Technology
Priority to CN200910046518A priority Critical patent/CN101519706A/zh
Publication of CN101519706A publication Critical patent/CN101519706A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Landscapes

  • Manufacture And Refinement Of Metals (AREA)

Abstract

本发明涉及一种底吹氢气熔融还原铁矿石的方法及其装置，属炼铁工艺技术领域。本发明的特点是将氢气采用底吹方式通过炉底的针孔式透气塞进入炉内熔体中，搅拌鼓动熔体，并参与铁矿石的还原反应而生成生铁。本发明方法的要点是：先将生铁放入炉底，在底吹氮气保护下在感应炉中加热熔化，之后加入事先准备好的预熔渣，待其熔化后，切换气源，使氢气通入炉底透气塞进入炉内熔体，最后加入铁矿石，在高温下使氢气与铁矿石发生还原反应，最终得到生铁。本发明方法具有较高的氢气利用率，并有很高的反应速率。

Description

底吹氢气熔融还原铁矿石的方法及其装置
技术领域
本发明涉及一种底吹氢气熔融还原铁矿石的方法及其装置，属炼铁工艺技术领域。
背景技术
现有炼铁生产基本上都是使用C为还原剂和发热剂，每年排放大量的CO2，而且可用焦煤资源有限，钢铁企业发展受到资源环境的制约。能源起来越紧缺的今天，氢能作为一种高效、清洁的二次能源，受到冶金界高度关注，氢冶金被誉为炼铁技术的一场革命。氢作为还原剂用于炼铁有许多传统炼铁工艺不可比拟的优势，还原反应需热量小，还原速率比碳还原速率高出一到两个数量级。现有氢气熔融还原铁矿石，氢气基本上都采用顶吹方式进入渣层，采用这种方式氢气的利用率低，氢气甚至未扩散参与反应就直接飞出，带走热量，反应速率提高不明。
发明内容
本发明的目的是提供一种底吹氢气熔融还原铁矿石的方法及其装置。
本发明一种底吹氢气熔融还原铁矿石的方法，其特征在于具有以下的过程和步骤：
a.首先配制合成常规预熔渣，预熔渣的组成及其重量百分比为：全Fe 0～2％，Al2O3 10～12％，SiO2 30～35％，CaO 45～55％，MgO 8～10％，Cr2O3 0.44～1.24％；
b.利用传统常用的反应器或感应炉，在其底部设置针孔式透气塞，透气塞连通底吹气源H2或N2；其上部设置加热预熔渣的石墨圈；在反应器或感应炉的底部先放入一定量的生铁，将该生铁先在底吹氮气保护下加坯熔化成铁水，随后加入上述配制好的预熔渣；
c.加热升温，使熔渣部分熔化，待温度达到1450～1550℃时，加入铁矿石，同时切换气源，从底部透气塞通入氢气，氢气的流量为500～700L/h，氢气进入熔体产生搅拌作用，并且透过熔渣层与铁矿石发生还原反应，将其主要成分氧化铁还原成生铁；
一种底吹氢气熔融还原铁矿石的方法中所用的专用装置，该装置包括有电加热反应器或电感应炉、加热部件、石墨圈、针孔式透气塞、氮贮气瓶、氢贮气瓶、减压阀、流量计、三通；其特征在于：在电加热反应器或电感应炉上部内壁设置有一石墨圈，以间接加热不导电的上层熔渣层；炉内底部放置有生铁，使其加热熔融后生成铁水，以实现铁浴式熔融还原方式的铁水熔池；在电加热反应器或电感应炉的底部设置有针孔式透气塞作为底吹装置，贮存于氮贮气瓶和氢贮气瓶中的气体通过该装置吹送入炉内或反应器内；氮贮气瓶和氢贮气瓶的瓶口处设有减压阀，通过管道与流量计、三通与针孔式透气塞的进气管相连接，形成供气系统。
本发明的特点和优点如下所述：
本发明方法采用针孔式小气流底吹氢气方式，具有搅拌和鼓液作用，使氢气穿过铁水进入熔渣层，然后参与与铁矿石中铁氧化物的还原反应，因而可提高氢气利用率和加快铁氧化物还原速率。另外，本发明方法中在反应器或感应炉上部的熔渣区设置了辅助加热的石墨圈，有利于熔渣的熔融。
附图说明
图1为本发明底吹氢气熔融还原铁矿石装置的示意图。
具体实施方式
现将本发明的具体实施例叙述于后。
实施例1
本实施例的工艺过程和步骤如下所述：
首先配制合成预熔渣，预熔渣的组成及其重量百分比为：
全Fe 0.39％，Al2O3 8.58％，SiO2 34.7％，CaO 52％，MgO 9.47％，Cr2O3 0.98％。
利用传统常用的反应器或感应炉，在其底部设置针孔式透气塞，透气塞连通底吹气源H2或N2；其上部设置加热预熔渣的石墨圈；在电感应炉的底部先放置4kg生铁，将该生铁在底吹氮气保护下加坯熔化成铁水，随后加入上述配制好的预熔渣1kg；加热升温，待温度达到1500℃时加入500g铁矿石，同时切换气源，从底部透气塞通入氢气，氢气的流量为500～700L/h，氢气进入熔体产生搅拌和鼓液作用，并且透过熔渣层与铁矿石发生还原反应，将其主要成分氧化铁还原成生铁；
采用的铁矿石主要为赤铁矿，其组成及重量百分含量如下：
Fe2O3 83.29％，SiO2 4.49％，Al2O3 1.49％，CaO 0.06％，
MgO 0.08％，FeO 0.23％，P2O5 0.118％，TiO2 0.07％，
Na2O 0.01％，K2O 0.002％，S 0.006％，LOI(灼烧损失)9.36％。
本发明方法所用的主要装置即底吹氢气熔融还原铁矿石装置的结构如下所述：
参见图1，杌发明的装置包括有：电感应炉10、加热部件11、石墨圈3、针孔式透气塞4、氮贮气瓶5、氢贮气瓶6、减压阀7、流量计8、三通9；在电感应炉上部内壁设置有一石墨圈3，以间接加热不导电的上层熔渣层1；炉内底部放置有生铁2，使其加热熔融后生成铁水，以实现铁浴式熔融还原方式；在电感应炉10的底部设置有针孔式透气塞4作为底吹装置，贮存于氮贮气瓶5和氢贮气瓶6中的气体通过该装置吹送入炉内内；氮贮气瓶5和氢贮气瓶6的瓶口处设有减压阀7，通过管道与流量计8、三通9与针孔式透气塞4的进气管相连接，形成供气系统。
通过本实施例的实验结果表明：底吹氢气进行的铁矿石还原反应功率较快，反应完全，铁矿石基本在数分钟内可完成绝大分的还原反应，还原率可达百分之百，总反应速率常数在2.45～3.34g Fe/cm2·min。

Claims (2)

1、一种底吹氢气熔融还原铁矿石的方法，其特征在于具有以下的过程和步骤：
a.首先配制合成常规预熔渣，预熔渣的组成及其重量百分比为：全Fe 0～2％，Al2O3 10～12％，SiO2 30～35％，CaO 45～55％，MgO 8～10％，Cr2O3 0.44～1.24％；
b.利用传统常用的反应器或感应炉，在其底部设置针孔式透气塞，透气塞连通底吹气源H2或N2；其上部设置加热预熔渣的石墨圈；在反应器或感应炉的底部先放入一定量的生铁，将该生铁先在底吹氮气保护下加坯熔化成铁水，随后加入上述配制好的预熔渣；
c.加热升温，使熔渣熔化，待温度达到1450～1550℃时，加入铁矿石，同时切换气源，从底部透气塞通入氢气，氢气的流量为500～700L/h，氢气进入熔体产生搅拌作用，并且透过熔渣层与熔融铁矿石发生还原反应，将其主要成分铁氧化物还原成生铁；
2、一种底吹氢气熔融还原铁矿石的方法中所用的专用装置，该装置包括有电加热反应器或电感应炉(10)、加热部件(11)、石墨圈(3)、针孔式透气塞(4)、氮贮气瓶(5)、氢贮气瓶(6)、减压阀(7)、流量计(8)、三通(9)；其特征在于：在电加热反应器或电感应炉上部内壁设置有一石墨圈(3)，以间接加热不导电的上层熔渣层(1)；炉内底部放置有生铁(2)，使其加热熔融后生成铁水，以实现铁浴式熔融还原方式的铁水熔池；在电加热反应器或电感应炉(10)的底部设置有针孔式透气塞(4)作为底吹装置，贮存于氮贮气瓶(5)和氢贮气瓶(6)中的气体通过该装置吹送入炉内或反应器(10)内；氮贮气瓶(5)和氢贮气瓶(6)的瓶口处设有减压阀(7)，通过管道与流量计(8)、三通(9)与针孔式透气塞(4)的进气管相连接，形成供气系统。
CN200910046518A 2009-02-24 2009-02-24 底吹氢气熔融还原铁矿石的方法及其装置 Pending CN101519706A (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN200910046518A CN101519706A (zh) 2009-02-24 2009-02-24 底吹氢气熔融还原铁矿石的方法及其装置

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN200910046518A CN101519706A (zh) 2009-02-24 2009-02-24 底吹氢气熔融还原铁矿石的方法及其装置

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN101519706A true CN101519706A (zh) 2009-09-02

Family

ID=41080502

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN200910046518A Pending CN101519706A (zh) 2009-02-24 2009-02-24 底吹氢气熔融还原铁矿石的方法及其装置

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN101519706A (zh)

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN105043102A (zh) * 2015-04-16 2015-11-11 重庆大学 一种新型氢气还原烧结矿的装置与方法
CN103924023B (zh) * 2013-01-10 2016-04-27 宝山钢铁股份有限公司 一种铁浴熔融还原熔池吹氢方法
CN106435080A (zh) * 2016-09-27 2017-02-22 东北大学 一种涡流搅拌熔融还原炼铁方法
CN106693874A (zh) * 2016-12-12 2017-05-24 北京神雾环境能源科技集团股份有限公司 还原反应装置
CN107604153A (zh) * 2017-09-13 2018-01-19 中南大学 一种利用金属矿石直接制备材料的装置及其使用方法
CN113337669A (zh) * 2021-05-18 2021-09-03 北京科技大学 一种底吹氢气强化电炉冶炼的方法

Cited By (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103924023B (zh) * 2013-01-10 2016-04-27 宝山钢铁股份有限公司 一种铁浴熔融还原熔池吹氢方法
CN105043102A (zh) * 2015-04-16 2015-11-11 重庆大学 一种新型氢气还原烧结矿的装置与方法
CN105043102B (zh) * 2015-04-16 2017-02-22 重庆大学 一种新型氢气还原烧结矿的方法
CN106435080A (zh) * 2016-09-27 2017-02-22 东北大学 一种涡流搅拌熔融还原炼铁方法
CN106435080B (zh) * 2016-09-27 2019-01-08 东北大学 一种涡流搅拌熔融还原炼铁方法
CN106693874A (zh) * 2016-12-12 2017-05-24 北京神雾环境能源科技集团股份有限公司 还原反应装置
CN107604153A (zh) * 2017-09-13 2018-01-19 中南大学 一种利用金属矿石直接制备材料的装置及其使用方法
CN107604153B (zh) * 2017-09-13 2019-08-27 中南大学 一种利用金属矿石直接制备材料的装置及其使用方法
CN113337669A (zh) * 2021-05-18 2021-09-03 北京科技大学 一种底吹氢气强化电炉冶炼的方法
CN113337669B (zh) * 2021-05-18 2022-05-03 北京科技大学 一种底吹氢气强化电炉冶炼的方法

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR102134202B1 (ko) 와류교반하는 용융환원 제철방법
CN101519706A (zh) 底吹氢气熔融还原铁矿石的方法及其装置
AU2009341533B2 (en) Method and equipment of producing iron by smelting-reduction
CN101255524B (zh) 一种球墨铸铁的生产方法
CN104357611B (zh) 一种利用间壁回转窑还原炼铁的方法和装置
CN101538629A (zh) 用粉铬矿冶炼铬铁合金及含铬铁水工艺及设备
CN103575103B (zh) 用于感应炉生产矿渣棉、岩棉、微晶玻璃、铸石类产品的坩埚
CN102168163B (zh) 低硅铁水冶炼用发热化渣剂及其制备方法
CN101559953A (zh) 一种用高温液态硅锰合金废渣为原料制造铸石的方法
CN107354263A (zh) 转炉发热剂及其添加工艺
CN102041400B (zh) 一种利用低品位锰铁矿生产高锰硅合金的设备和工艺方法
CN103436651B (zh) 一种生产优质镍铁的方法
CN107904398A (zh) 一种短流程炼铁装置及其无焦无硝节能环保短流程炼铁方法
CN206916199U (zh) 一种冶炼钛渣用电磁感应电渣炉
CN102002555A (zh) 氩氧精炼炉冶炼不锈钢精炼渣的处理方法
CN104878199A (zh) 一种将微波引入脱硅法冶炼低碳锰铁的方法
CN202063976U (zh) 一种利用低品位锰铁矿生产高锰硅合金的设备
CN204224630U (zh) 一种利用间壁回转窑还原炼铁的装置
CN107190138A (zh) 一种利用贫锰铁矿制备锰硅合金的方法及装置
CN203704649U (zh) 用于感应炉生产矿渣棉、岩棉、微晶玻璃、铸石类产品的坩埚
CN206986249U (zh) 一种利用贫锰铁矿制备锰硅合金的装置
CN206204385U (zh) 一种红土镍矿含水球团的还原反应系统
CN105238990B (zh) 一种硼硅铁合金及其生产方法
CN101871029B (zh) 一种炼铁方法
CN109929957A (zh) 一种预还原铁矿石高温熔炼生产铁水的装置及方法

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
C02 Deemed withdrawal of patent application after publication (patent law 2001)
WD01 Invention patent application deemed withdrawn after publication

Open date: 20090902