CN101603103A

CN101603103A - 纯还原高炉炼铁方法

Info

Publication number: CN101603103A
Application number: CNA2008100479608A
Authority: CN
Inventors: 邹国泉
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2008-06-11
Filing date: 2008-06-11
Publication date: 2009-12-16

Abstract

一种可以使用低品位的铁矿，主要使用普通煤炭，较少使用焦炭的纯还原高炉炼铁方法。在纯还原高炉中，铁矿中的铁被与高炉相连的煤气发生炉或者煤氧枪所产生的煤气还原，焦炭不被氧化，铁的还原和熔化所需的热量由与高炉相连的煤气发生炉产生的高温煤气(或者热风炉加热的高炉煤气)和煤氧枪产生的高温烟气(或者煤气)提供。鼓入高炉的高温煤气可以是热风炉加热后的高温高炉煤气或者热风炉加热的空气与煤粉反应所产生的高温煤气以及煤氧枪产生的高温煤气。煤气发生炉或者煤气混合器与高炉直接相连，并且分层布置。煤粉的喷吹采用高炉煤气作为载气。

Description

纯还原高炉炼铁方法

所属技术领域

本发明专利是一种大规模炼铁方法，可以最大限度的减少焦炭的使用，并充分利用低品位的铁矿。

背景技术

目前，大规模炼铁方法主要有高炉方法和直接还原炉炼铁方法。其中直接还原炉炼铁方法包括气基和煤基两类方法。这几种方法对于低品位的铁矿都会因成本过高而不适应。即使对于高品位的铁矿，直接还原方法也比高炉方法成本要高。高炉方法必须大量消耗资源稀少的焦炭，增加炼铁成本，造成环境破坏。目前最高水平，高炉炼铁方法，每吨铁至少消耗300kg以上的焦炭，一般都在450kg的消耗水平，小型高炉在650kg的消耗水平；一般铁矿品位都在60％以上，大型高炉的铁矿品位都在65％左右。如果使用低品位的铁矿，其焦炭消耗将迅速升高，产量降低。高炉的特点是氧化和还原在同一个设备中完成，90％以上的焦炭都被氧化掉了，直接生产出高温铁水。

发明内容

为了克服现有的炼铁方法不能使用低品位的铁矿，即使使用高品位的铁矿，其炼铁成本较高的问题，本发明提供一种新的炼铁方法，可以使用低品位(特别是无法通过选矿而提高品位的)的铁矿(品位在25％以上)，每吨铁消耗焦炭不超过50kg。主要消耗普通煤炭，最好使用含硫、磷等有害杂质较低的煤，发热值不低于4500kCal/kg。本发明的主要特点是纯还原高炉内的焦炭不被氧化，由煤气还原铁，其铁的还原和熔化所需热量由煤气发生炉产生的高温煤气和煤氧枪产生的高温烟气(或者煤气)提供。

本发明专利解决其技术问题所采用的技术方案是：经过烧结的铁矿和少量的焦炭从纯还原高炉的顶部通过加料设备(比如料钟)加入纯还原高炉，在下行的过程中，得到预热，并慢慢被高炉煤气还原成铁和渣。最后，铁和渣在纯还原高炉底部熔化并分离，然后通过出铁口流出。纯还原高炉的下部鼓入高温煤气。高温煤气由与纯还原高炉连接的煤气发生炉产生。煤气发生炉使用热风炉来的高温空气和以高压煤气作载气而喷吹的煤粉。为了增加纯还原高炉的高速反应区域，鼓风口采用多层布置。由于纯还原高炉所需的热量全部由气体带入，所以进入纯还原高炉的气体温度要比普通高炉的高(两倍以内)，流量也相对大些(三倍以内)。在纯还原高炉的鼓风口下面安装几个煤氧枪，以提高纯还原高炉底部的炉温。为了提高煤气的浓度，增加反应速度，高温空气中可以富氧。极限情况下，可以采用热风炉加热高炉煤气作为纯还原高炉的鼓风(不用空气)。新鲜的高温还原性气体由煤氧枪产生，与高温的高炉煤气混合后作为纯还原高炉的鼓风。由于使用煤气作载气而喷吹煤粉，富氧浓度没有安全方面的限制，只有耐火材料的温度限制。耐火材料可以通过水冷外壳降温。用牺牲少量热量的方式，提高还原气体的整体温度。高炉的热量由煤气发生炉产生的高温煤气和煤氧枪产生的高温烟气(或者煤气)提供。由于进入纯还原高炉的气体全部是还原性气体，纯还原高炉内只有还原反应，没有氧化反应。加入的焦炭不被氧化，只在纯还原高炉的底部溶解在铁水中，以降低铁水的熔化温度，增加铁水的流动性。同时，有少量的焦炭直接与氧化亚铁反应。由于焦炭不被氧化，在炉内的固态存在时间长，即使发生料柱熔化，也不会发生不透气的问题。普通高炉的焦炭90％以上都被氧化掉了。纯还原高炉煤气的处理与普通高炉一样，从高炉的顶部排出，经过除尘、余压发电(可以不配)，一部分送热风炉，其它送别的用户。

本发明专利的有益效果是，可以在较少量使用焦炭的同时，使用低品位的铁矿生产出低成本的铁水。如果使用高品位的铁矿，成本将增加，但比现有炼铁方法的成本要低。由于较少使用焦炭，对环境的影响比普通高炉要小得多。

附图说明

下面结合附图和实施例对本发明专利进一步说明。

图1是本发明专利的一种流程图。

图2是本发明专利的另一种流程图。

图3是纯还原高炉及煤气发生炉的剖视图。

图中1.料钟，2.高炉本体，3.上料装置，4.除尘器，5.热风炉，6.燃烧室，7.煤气鼓风机，8.烟囱，9.助燃空气鼓风机，10.高炉鼓风机，11.煤粉喷吹装置，12.煤粉储存及输送装置，13.煤气发生炉，14.煤氧枪，15.出铁口，16.混气室。

具体实施方式

在图1中，热风炉、鼓风机、除尘器、出铁口、高炉本体、上料装置等与普通高炉的配置相同。只在高炉本体的中下部设置几个煤气发生炉与高炉本体直接相连，分层布置。煤气发生炉使用热风炉来的高温空气和煤气鼓风机喷吹的煤粉，在高温状态下生成以一氧化碳为主的高温煤气。在高炉本体的下部设置几个煤氧枪，以提高高炉底部的温度。煤氧枪的产物可以是高温煤气或者高温烟气。本发明具体实施方式的特点是纯还原高炉内的焦炭不被氧化，由煤气还原铁，其铁的还原和熔化所需热量由煤气发生炉产生的高温煤气和煤氧枪产生的高温烟气(或者煤气)提供。

在图2中，热风炉、鼓风机、除尘器、出铁口、高炉本体、上料装置等与普通高炉的配置相同。只在高炉本体的中下部设置几个煤气混合器与高炉本体直接相连，分层布置。煤气混合器使用热风炉来的高温煤气和煤氧枪提供的高温煤气。热风炉加热的是高炉煤气，而不是空气。在高炉本体的下部设置几个煤氧枪，以提高高炉底部的温度。煤氧枪的产物可以是在高温状态下氧气与煤粉反应生成的以一氧化碳为主的高温煤气。本发明具体实施方式的特点是纯还原高炉内的焦炭不被氧化，由煤气还原铁，其铁的还原和熔化所需热量由热风炉来的高温高炉煤气和煤氧枪产生的高温煤气提供，热风炉加热的是高炉煤气，而不是空气。

Claims

1.一种炼铁方法，采用纯还原高炉炼铁，可以使用低品位的铁矿，主要使用普通煤炭，较少使用焦炭，其特征是：在纯还原高炉中，铁矿中的铁被与高炉相连的煤气发生炉或者煤氧枪所产生的煤气还原，焦炭不被氧化，铁的还原和熔化所需的热量由与高炉相连的煤气发生炉产生的高温煤气(或者热风炉加热的高炉煤气)和煤氧枪产生的高温烟气(或者煤气)提供。

2.根据权利要求1所述的纯还原高炉炼铁方法，其特征是：煤粉的喷吹采用高炉煤气作为载气。

3.根据权利要求1所述的纯还原高炉炼铁方法，其特征是：鼓入高炉的高温煤气可以是热风炉加热后的高温高炉煤气或者热风炉加热的空气与煤粉反应所产生的高温煤气以及煤氧枪产生的高温煤气。

4.根据权利要求1所述的纯还原高炉炼铁方法，其特征是：煤气发生炉或者煤气混合器与高炉直接相连，并且分层布置。