CN105200178A - 一种降低corex焦炭使用量的炼铁方法 - Google Patents

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Abstract

一种降低COREX焦炭使用量的炼铁方法，利用不同粒度和不同质量的焦炭，通过混合配比，增加还原竖炉和熔融气化炉的透气性，以利于进入竖炉矿石的还原，进而增加还原竖炉矿石的还原金属化率，由此，减少熔融气化炉的焦炭使用量，保证熔融气化炉半焦床的透气透液性，从而降低熔融还原生产过程焦炭使用量，达到降低生产成本，保持熔融还原生产过程顺行的目的。

Description

一种降低COREX焦炭使用量的炼铁方法
技术领域
本发明涉及熔融还原炼铁领域，具体地，本发明涉及一种降低COREX焦炭使用量的炼铁方法，所述降低COREX焦炭使用量的炼铁方法节能降耗，降本增效。
背景技术
熔融还原炼铁工艺是目前唯一工业化的熔融还原炼铁新工艺，它采用非焦煤为主要燃料，仅仅使用少量的焦炭，能生产出与高炉相当的优质铁水，从而，省略了传统高炉不可缺少的炼焦及烧结工序，大大降低了对环境的污染，从而，符合可持续发展的战略。
熔融还原炼铁工艺运行以来的实践表明：熔融还原炼铁工艺在很多方面还需要改进，技术上还有很大的提升空间，另外，与相同规模的高炉炼铁工艺相比，熔融还原工艺的生产成本要高于高炉炼铁生产，因此，寻求成本的下降是熔融还原炼铁工艺需要攻克的难题。
熔融还原熔融还原炼铁工艺从生产方面来说，存在着竖炉透气性差，竖炉容易粘接，风口大量破损，上升管堵塞，煤气反窜，竖炉围管堵塞，焦炭使用量大等等方面的问题，这些问题往往会导致工厂休风，生产利用率低等等问题，从而导致生产成本提高。
另外，在降低焦比方面，专利CN101519703A的技术方案提出了一种低焦比高炉炼铁工艺，利用煤造气技术产生煤气喷入高炉以降低焦比。专利CN201437540的技术方案提出了一种高炉喷吹焦炉煤气系统，喷吹焦炉煤气以期降低焦比，专利CN201010151107.8的技术方案提出通过提高混匀料堆TFe合格率来提高高炉产量和降低高炉焦比。专利CN201010151110.X的技术方案则提出通过提高混匀料堆SiO2合格率来提高高炉产量和降低高炉焦比。
然而，所述这些都是使用于高炉，而不适合于熔融还原炼铁工艺的技术方案。在熔融还原炼铁工艺方面，有人提出采用在竖炉中添加AGD管，布料档位调整等措施来降低焦炭使用比例，从而降低生产成本。
这些研究与本发明提出的方法不同，根据本发明技术方案，提出利用不同粒度和不同质量的焦炭，通过混合配比，增加还原竖炉和熔融气化炉的透气性，以利于进入竖炉矿石的还原，进而增加还原竖炉矿石的还原金属化率，由此，减少熔融气化炉的焦炭使用量，保证熔融气化炉半焦床的透气透液性，从而降低熔融还原生产过程焦炭使用量，达到降低生产成本，保持熔融还原生产过程顺行的目的。
发明内容
为克服上述问题，本发明目的在于：提出一种降低COREX焦炭使用量的炼铁方法。本发明的目的是针对熔融还原竖炉透气性差，竖炉容易粘接，直接还原铁的还原金属化率不高，熔融气化炉的半焦床透气透液性差，熔融还原过程煤气利用率低下，从而使焦炭使用比例较高，熔融还原成本居高不下的问题，提出利用不同质量不同粒度的焦炭进行混合配比，增加还原竖炉和熔融气化炉的透气性，利于进入竖炉矿石的还原，进而增加还原竖炉矿石的还原金属化率，减少熔融气化炉的焦炭使用量，保证熔融气化炉半焦床的透气透液性，从而降低熔融还原生产过程焦炭使用量，达到降低生产成本，保持熔融还原生产过程顺行，同时又可以大量使用高炉不能大量使用的小粒度焦炭，拓宽小粒度焦炭的使用途径的目的。(其中熔融还原炉提高半焦床的透气透液性，通过使用适当粒度和适当质量的焦炭从而降低生产使用焦比就是一个可以降低生产成本的方面。)
本发明的技术方案如下：
一种降低COREX焦炭使用量的炼铁方法，其特征在于，包括下述步骤：
(4)将第一种焦炭A和第二种焦炭B混合成配合焦炭，第一种焦炭A(Ad＝10-12％，VMd＝0.6-0.9％)，占整个配合焦炭使用量的20-68％，第二种焦炭B(Ad＝14-16％，VMd＝1.5-1.7％)，占整个配合焦炭使用量的32-80％，
(5)将占整个配合焦炭使用量60-90％的配合焦炭加入COREX竖炉中，同时向竖炉中加入矿石和熔剂；
(6)上述物料在竖炉中进行还原反应，反应后物料通过竖炉螺旋进入熔融气化炉，将按比例配合好的块煤加入炉顶温度为1000-1050℃的熔融气化炉中；
(4)向熔融气化炉中加入占整个配合焦炭使用量的余下部分的10-40％配合焦炭；
(5)经过热解后产生还原煤气经热旋风除尘器除尘，还原煤气进入还原竖炉与从还原竖炉顶部加入的矿石、焦炭以及熔剂等逆向发生还原反应。
根据本发明，所述加入矿石和熔剂为通常的加入矿石和熔剂。
根据本发明所述的一种降低COREX焦炭使用量的炼铁方法，其特征在于，
所述气化炉的还原压力在0.3-0.35MPa之间，气化炉的通纯氧量为520-550NM3/tHM。
根据本发明所述的一种降低COREX焦炭使用量的炼铁方法，其特征在于，
经过热解后产生还原煤气为1000-1100℃，与冷煤气混合后，温度调节至800-850℃后进入热旋风除尘器。
根据本发明所述的一种降低COREX焦炭使用量的炼铁方法，其特征在于，
熔融还原过程中使用的第一种焦炭A的粒度为5-25mm之间，属于小粒度焦炭，熔融还原过程中使用的第二种焦炭B的粒度为25-60mm之间。
根据本发明，可有效调节竖炉物料的透气性，透气性指数可以达到2.3-2.6之间，同时可以有效提高矿物的还原金属化率，金属化率可以达到60-75％。
根据本发明所述的一种降低COREX焦炭使用量的炼铁方法，其特征在于，第一种焦炭A占整个配合焦炭使用量的20-68％，第二种焦炭B占整个配合焦炭使用量的32-80％。
根据本发明所述的一种降低COREX焦炭使用量的炼铁方法，其特征在于，
所述块煤粒度为5-50mm。
根据本发明，上述两种焦炭配合后加入COREX炉中进行使用。有效的调节了竖炉物料的透气性，透气性指数可以达到2.3-2.6之间，同时可以有效提高矿物的还原金属化率，金属化率可以达到60-75％。
根据本发明，将第一种焦炭A和第二种焦炭B配合后加入COREX竖炉中，焦炭的加入量占整个配合焦炭使用量的60-90％，同时向竖炉中加入矿石和熔剂，还原反应后物料通过竖炉螺旋进入熔融气化炉。
根据本发明，在气化炉中加入一定数量的配合焦炭，可以有效的提高半焦床的透气透液性，使生产运行稳定。通过使用两种不同的配合焦炭可以有效的降低焦比，焦炭使用量可以达到120-150kg/tHM。
根据本发明，取得以下效果：
1、通过将两种不同焦炭按不同比例配合后部分加入竖炉，可以有效的增加竖炉矿物的透气性，从而可以增加还原气体与矿物的有效接触面积。
2、将部分配合焦炭加入竖炉，可以有效增加竖炉还原煤气的煤气利用率，从而增加竖炉矿物的还原程度及还原金属化率，从而为气化炉降低焦炭使用提供了可能。
3、将按比例配合的焦炭部分加入熔融气化炉，可以有效的保证和提高半焦床的透气透液性，使生产运行稳定，从而可以有效的降低整个熔融还原过程的焦炭使用量。
4、通过将不同粒度的焦炭按比例配合后并按一定比例加入竖炉和熔融气化炉，可以调节整个熔融还原系统的焦炭使用，使焦炭的利用最大化，使生产过程稳定，提高生产作业率，降低生产成本。提高经济效益。
附图说明
图1为COREX熔融还原法的工艺流程图。
具体实施方式
实施例1
将粒度为5-20mm的第一种焦炭A(Ad＝12％，VMd＝0.6％)和粒度为25-50mm的第二种焦炭B(Ad＝16％，VMd＝1.5％)按比例配合，假定配合焦炭量为100份，则第一种焦炭A使用量为20份，第二种焦炭B使用量为80份，将配合后焦炭加入COREX竖炉中，焦炭的加入量占整个配合焦炭使用量的60％，同时向竖炉中加入矿石和熔剂，还原反应后物料通过竖炉螺旋进入熔融气化炉。将按比例配合好的块煤加入炉顶温度为1050℃的熔融气化炉中，同时向熔融气化炉中加入部分焦炭，焦炭的加入量占整个配合焦炭使用量的40％，经过热解后产生的还原煤气(1000℃)经过与冷煤气混合后，温度调节至850℃后进入热旋风除尘器，经过除尘后的还原煤气进入还原竖炉参与还原反应，气化炉的还原压力为0.3MPa，气化炉的通纯氧量为550NM3/tHM。通过向竖炉和气化炉中加入一定数量配合焦炭，有效的调节了竖炉物料的透气性，提高了矿物的还原金属化率，降低了焦炭使用量，具体指标见表1。
实施例2
将粒度为10-25mm的第一种焦炭A(Ad＝11％，VMd＝0.75％)和粒度为30-60mm的第二种焦炭B(Ad＝15％，VMd＝1.6％)按比例配合，假定配合焦炭量为100份，则第一种焦炭A使用量为45份，第二种焦炭B使用量为55份，将配合后焦炭加入COREX竖炉中，焦炭的加入量占整个配合焦炭使用量的75％，同时向竖炉中加入矿石和熔剂，还原反应后物料通过竖炉螺旋进入熔融气化炉。将按比例配合好的块煤加入炉顶温度为1050℃的熔融气化炉中，同时向熔融气化炉中加入部分焦炭，焦炭的加入量占整个配合焦炭使用量的25％，经过热解后产生的还原煤气(1050℃)经过与冷煤气混合后，温度调节至830℃后进入热旋风除尘器，经过除尘后的还原煤气进入还原竖炉参与还原反应，气化炉的还原压力为0.33MPa，气化炉的通纯氧量为540NM3/tHM。通过向竖炉和气化炉中加入一定数量配合焦炭，有效的调节了竖炉物料的透气性，提高了矿物的还原金属化率，降低了焦炭使用量，具体指标见表1。
实施例3
将粒度为10-25mm的第一种焦炭A(Ad＝10％，VMd＝0.9％)和粒度为25-60mm的第二种焦炭B(Ad＝14％，VMd＝1.7％)按比例配合，假定配合焦炭量为100份，则第一种焦炭A使用量为68份，第二种焦炭B使用量为32份，将配合后焦炭加入COREX竖炉中，焦炭的加入量占整个配合焦炭使用量的90％，同时向竖炉中加入矿石和熔剂，还原反应后物料通过竖炉螺旋进入熔融气化炉。
将按比例配合好的块煤加入炉顶温度为1050℃的熔融气化炉中，同时向熔融气化炉中加入部分焦炭，焦炭的加入量占整个配合焦炭使用量的10％，经过热解后产生的还原煤气(1100℃)经过与冷煤气混合后，温度调节至800℃后进入热旋风除尘器，经过除尘后的还原煤气进入还原竖炉参与还原反应，气化炉的还原压力为0.35MPa，气化炉的通纯氧量为520NM3/tHM。通过向竖炉和气化炉中加入一定数量配合焦炭，有效的调节了竖炉物料的透气性，提高了矿物的还原金属化率，降低了焦炭使用量，具体指标见表1。
表1COREX竖炉及气化炉透气性金属化率和焦比
根据本发明，取得以下效果：
1、通过将两种不同焦炭按不同比例配合后部分加入竖炉，可以有效的增加竖炉矿物的透气性，从而可以增加还原气体与矿物的有效接触面积。
2、将部分配合焦炭加入竖炉，可以有效增加竖炉还原煤气的煤气利用率，从而增加竖炉矿物的还原程度及还原金属化率，从而为气化炉降低焦炭使用提供了可能。
3、将按比例配合的焦炭部分加入熔融气化炉，可以有效的保证和提高半焦床的透气透液性，使生产运行稳定，从而可以有效的降低整个熔融还原过程的焦炭使用量。
4、通过将不同粒度的焦炭按比例配合后并按一定比例加入竖炉和熔融气化炉，可以调节整个熔融还原系统的焦炭使用，使焦炭的利用最大化，使生产过程稳定，提高生产作业率，降低生产成本。提高经济效益。

Claims (6)

1.一种降低COREX焦炭使用量的炼铁方法，其特征在于，包括下述步骤：
(1)将第一种焦炭(A)和第二种焦炭(B)混合成配合焦炭，第一种焦炭的Ad＝10-12％，VMd＝0.6-0.9％，占整个配合焦炭使用量的20-68％，第二种焦炭的Ad＝14-16％，VMd＝1.5-1.7％，占整个配合焦炭使用量的32-80％，
(2)将占整个配合焦炭使用量60-90％的配合焦炭加入COREX竖炉中，同时向竖炉中加入矿石和熔剂；
(3)上述物料在竖炉中进行还原反应，反应后物料通过竖炉螺旋进入熔融气化炉，将按比例配合好的块煤加入炉顶温度为1000-1050℃的熔融气化炉中；
(4)向熔融气化炉中加入占整个配合焦炭使用量余下部分的10-40％配合焦炭；
(5)经过热解后产生还原煤气经热旋风除尘器除尘，还原煤气进入还原竖炉与从还原竖炉顶部加入的矿石、焦炭以及熔剂等逆向发生还原反应。
2.如权利要求1所述的一种降低COREX焦炭使用量的炼铁方法，其特征在于，
所述气化炉的还原压力在0.3-0.35MPa之间，气化炉的通纯氧量为520-550NM3/tHM。
3.如权利要求1所述的一种降低COREX焦炭使用量的炼铁方法，其特征在于，
经过热解后产生还原煤气温度为1000-1100℃，与冷煤气混合后，温度调节至800-850℃后进入热旋风除尘器。
4.如权利要求1所述的一种降低COREX焦炭使用量的炼铁方法，其特征在于，
熔融还原过程中使用的第一种焦炭的粒度为5-25mm之间，属于小粒度焦炭，熔融还原过程中使用的第二种焦炭的粒度为25-60mm之间。
5.如权利要求1所述的一种降低COREX焦炭使用量的炼铁方法，其特征在于，第一种焦炭占整个配合焦炭使用量的20-68％，第二种焦炭占整个配合焦炭使用量的32-80％。
6.如权利要求1所述的一种降低COREX焦炭使用量的炼铁方法，其特征在于，
所述块煤粒度为5-50mm。
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