CN108251588A - 一种HIsmelt矿煤混喷强化冶炼的工艺方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种HIsmelt矿煤混喷强化冶炼的工艺，该方法利用氮气作为载气，将经过预热预还原的热矿、干燥细磨后的煤粉及熔剂在进入喷枪前通过管线合进行混合，使得热矿粉、石灰、煤粉混合物输送至SRV炉前经固体混合喷枪喷入炉内铁水熔池。所涉及的方案可利用热矿的温度对煤粉和熔剂进行预热，改善了煤粉、熔剂进入熔池后的反应热力学条件；并且使用两条管线进行喷吹后，能够有效改善熔池的搅拌作用，改善熔池各项物理化学反应的动力学条件，加快各项反应的进程，提高冶炼效率；同时，该方法可以有效减缓喷枪的磨损，具有操作简便、运行可靠，等优点。对保障HIsmelt工艺的高效、稳定生产提供了重要支撑技术。
Description
技术领域
本发明涉及熔融还原炼铁领域，特别是一种HIsmelt矿煤混喷强化冶炼的工艺方法。
背景技术
HIsmelt炼熔融还原铁工艺是一种以非焦煤作为主要能源，直接使用铁矿粉等原料，在高温熔融状态下用碳把铁氧化物还原成金属铁的冶炼方法。该方法不用焦炭、烧结矿和球团矿，大大的减少了CO2、NOx和二恶因的排放，具有工艺简单、资源和能源利用效率高、对环境污染小等优点，具有十分光明的应用前景，一直以来也是炼铁行业研究的热点。
HIsemlt熔融还原技术，需要将煤、铁矿石经预处理（磨煤机磨煤、回转窑预热）后，通过喷吹管线喷入SRV炉内，在富氧热风的催化作用下进行还原反应，产生铁水、煤气及炉渣。矿、煤的喷吹方式对熔池搅拌具有重要影响，对各项物理化学反应有着明显的影响。传统HIsemlt熔融还原工艺采用矿煤分喷的工艺路径，该工艺存在熔池搅拌效果差、氮气耗费量大等缺点，针对此山东墨龙通过技术革新开发了矿煤混喷强化冶炼的工艺方法，达到强化熔池的搅拌效果、改善熔池反应动力学条件的目的，该工艺技术成熟、设备运行稳定，实现了HIsmelt的高效生产。
针对HIsmelt运行过程铁矿粉预热预还原出现的技术问题，本发明提供一种HIsmelt矿煤混喷强化冶炼的工艺，该方法利用氮气作为载气，将热矿、煤粉、熔剂管线在进入喷枪前汇合，使得热矿粉、石灰、煤粉混合物输送至SRV炉前，经固体混合喷枪喷入炉内铁水熔池。该发明路径相比于传统矿煤分管线喷吹工艺，可高效利用热矿的温度对煤粉和熔剂进行预热，改善了煤粉、熔剂进入熔池后的反应热力学条件，同时优化熔池的搅拌作用，改善熔池各项物理化学反应的动力学条件，加快各项反应的进程，提高冶炼效率。
发明内容
本发明的发明内容在于提供一种HIsmelt矿煤混喷强化冶炼的工艺方法，该方法利用氮气作为喷吹载气，通过螺旋给料机将矿粉持续定量地输送到热矿输送管线上，将煤粉、熔剂通过串罐直接喷吹持续定量地输送到2套煤粉输送管线上，并且在进入喷枪前将热矿、煤粉、熔剂管线汇合，将热矿粉、石灰、煤粉混合物输送至SRV炉前，经固体混合喷枪喷入炉内铁水熔池。矿煤混喷工艺提高了煤粉、熔剂的预热温度，强化了熔池的搅拌效果，改善了熔池的反应动力学条件，对保障HIsmelt工艺的高效、稳定生产提供了重要的前提条件。
本发明涉及一种HIsmelt矿煤混喷强化冶炼的工艺方法，采用氮气作为喷吹载气，将热矿粉输送至SRV炉前，经混合后经喷枪喷入炉内铁水熔池，从而强化熔池冶炼，该处理工艺包括如下步骤：
第一、将粒度符合要求，经过预热预还原的铁矿粉混合料通过斗式提升机送入热矿仓；
第二、通过细磨、干燥的煤粉，粒度及湿度均符合要求的煤粉储存于煤粉仓；
第三、将热矿仓中的铁矿粉经中间料斗、给料料斗后进入螺旋给料机，螺旋给料机将矿粉持续定量地输送到2套热矿输送管线上；
第四、煤粉喷吹采用氮气作为输送介质，通过串罐直接喷吹持续定量地输送到2套煤粉输送管线上；
第五、粒度和湿度符合要求的石灰储存于喷吹罐上方的石灰仓，通过串罐直接喷吹持续定量地输送并且并入2套煤粉输送管线上；
第六、分别2套热矿输管线与2套煤粉输送管线在进入SRV炉喷枪前连接，形成两套相对的矿煤混喷系统。
所述步骤一中铁矿粉是指一切用于熔融还原的含铁物料，可以是赤铁矿粉、磁铁矿粉、炼钢污泥或者是含铁的粉尘等，这些铁矿粉的粒度为0~10 mm。
所述步骤一中所述的经过预热预还原的铁矿粉温度为500~800℃，铁矿粉的还原度为0~30%。
所述步骤二中煤粉的粒度小于3 mm，湿度小于5%。
所述步骤三中热矿通过螺旋给料机进行定量输送，煤粉的配比为矿石30~80%，依据矿石的还原度进行调整。
所述步骤三中热矿输送过程依靠氮气进行输送，输送压力为0.1~0.3MPa。
所述步骤四中煤粉喷吹采用氮气作为输送介质，输送压力为0.1~0.3MPa。
所述步骤五中石灰石输送过程依靠氮气进行输送，其粒度范围0~6 mm，湿度小于5%。
所述步骤六中热矿输管线、煤粉输送管线在分别连接汇合，并且与2个相对喷枪相连接。
所述步骤六中喷枪分布与SRV炉体两侧，呈180°,喷吹压力为0~0.3 MPa。
本发明的优点及效果：本发明涉及一种HIsmelt矿煤混喷强化冶炼的工艺方法，该方法利用氮气作为载气，将热矿、煤粉、熔剂管线在进入喷枪前汇合，使得热矿粉、石灰、煤粉混合物输送至SRV炉前，经固体混合喷枪喷入炉内铁水熔池。所涉及的方案具有以下优点及有益效果：首先，相比于传统矿煤分管线喷吹工艺，该工艺可利用热矿的温度对煤粉和熔剂进行预热，改善了煤粉、熔剂进入熔池后的反应热力学条件；其次，使用两条管线进行喷吹后，能够有效改善熔池的搅拌作用，改善熔池各项物理化学反应的动力学条件，加快各项反应的进程，提高冶炼效率；同时，该方法可以有效减缓喷枪的磨损，具有操作简便、运行可靠，等优点。对保障HIsmelt工艺的高效、稳定生产提供了重要支撑技术。
附图说明
图1为HIsmel矿煤混喷管线布置示意图。
具体实施方式
实施例1：预还原度5%下矿煤混喷强化冶炼工艺
如图1所示，粒度为3~6 mm，温度600℃，预还原度为5%、铁品位为56%的铁矿粉经过预热预还原的铁矿粉混合料通过斗式提升机送入热矿仓；经过细磨、干燥后粒度小于3mm、湿度小于5%的煤粉储存于喷吹煤粉仓。将热矿仓中的铁矿粉经中间料斗、给料料斗后进入螺旋给料机，螺旋给料机将矿粉持续以氮气为载气，以0.3MPa的压力，120t/h定量地输送到2套热矿输送管线上；65t/h煤粉喷吹采用氮气作为输送介质，以0.3MPa的压力通过串罐直接喷吹持续定量地输送到2套煤粉输送管线上，7t/h湿度小于5%的石灰通过串罐直接喷吹持续定量地输送并且并入2套煤粉输送管线上。2套热矿输管线与2套煤粉输送管线在进入SRV炉喷枪前连接，形成两套相对的矿煤混喷系统，喷吹压力为0.3MPa，将混合原料喷入熔融还原炉，熔融还原炉产铁水70t/h。
实施例2：预还原度10%下矿煤混喷强化冶炼工艺
如图1所示，粒度为3~6 mm，温度600℃，预还原度为10%、铁品位为56%的铁矿粉经过预热预还原的铁矿粉混合料通过斗式提升机送入热矿仓；经过细磨、干燥后粒度小于3mm、湿度小于5%的煤粉储存于喷吹煤粉仓。将热矿仓中的铁矿粉经中间料斗、给料料斗后进入螺旋给料机，螺旋给料机将矿粉持续以氮气为载气，以0.3MPa的压力，120t/h定量地输送到2套热矿输送管线上；62t/h煤粉喷吹采用氮气作为输送介质，以0.3MPa的压力通过串罐直接喷吹持续定量地输送到2套煤粉输送管线上，8t/h湿度小于5%石灰通过串罐直接喷吹持续定量地输送并且并入2套煤粉输送管线上。2套热矿输管线与2套煤粉输送管线在进入SRV炉喷枪前连接，形成两套相对的矿煤混喷系统，喷吹压力为0.3MPa，将混合原料喷入熔融还原炉，熔融还原炉产铁水70t/h。
实施例3：预还原度20%下矿煤混喷强化冶炼工艺
如图1所示，粒度为3~6 mm，温度600℃，预还原度为20%、铁品位为56%的铁矿粉经过预热预还原的铁矿粉混合料通过斗式提升机送入热矿仓；经过细磨、干燥后粒度小于3mm、湿度小于5%的煤粉储存于喷吹煤粉仓。将热矿仓中的铁矿粉经中间料斗、给料料斗后进入螺旋给料机，螺旋给料机将矿粉持续以氮气为载气，以0.3MPa的压力，120t/h定量地输送到2套热矿输送管线上；58t/h煤粉喷吹采用氮气作为输送介质，以0.3MPa的压力通过串罐直接喷吹持续定量地输送到2套煤粉输送管线上，8t/h湿度小于5%石灰通过串罐直接喷吹持续定量地输送并且并入2套煤粉输送管线上。2套热矿输管线与2套煤粉输送管线在进入SRV炉喷枪前连接，形成两套相对的矿煤混喷系统将混合原料喷入熔融还原炉，熔融还原炉产铁水70 t/h。
实施例4：预还原度30%下矿煤混喷强化冶炼工艺
如图1所示，粒度为3~6 mm，温度600℃，预还原度为30%、铁品位为56%的铁矿粉经过预热预还原的铁矿粉混合料通过斗式提升机送入热矿仓；经过细磨、干燥后粒度小于3mm、湿度小于5%的煤粉储存于喷吹煤粉仓。将热矿仓中的铁矿粉经中间料斗、给料料斗后进入螺旋给料机，螺旋给料机将矿粉持续以氮气为载气，以0.3MPa的压力，120t/h定量地输送到2套热矿输送管线上；55t/h煤粉喷吹采用氮气作为输送介质，以0.3MPa的压力通过串罐直接喷吹持续定量地输送到2套煤粉输送管线上，8t/h湿度小于5%石灰通过串罐直接喷吹持续定量地输送并且并入2套煤粉输送管线上。2套热矿输管线与2套煤粉输送管线在进入SRV炉喷枪前连接，形成两套相对的矿煤混喷系统将混合原料喷入熔融还原炉，熔融还原炉产铁水70 t/h。
Claims (10)
1.一种HIsmelt矿煤混喷强化冶炼的工艺方法，其特征在于，采用氮气作为喷吹载气，将热矿粉输送至SRV炉前，经混合后经喷枪喷入炉内铁水熔池，从而强化熔池冶炼，该处理工艺包括如下步骤：
第一、将粒度符合要求，经过预热预还原的铁矿粉混合料通过斗式提升机送入热矿仓；
第二、通过细磨、干燥的煤粉，粒度及湿度均符合要求的煤粉储存于煤粉仓；
第三、将热矿仓中的铁矿粉经中间料斗、给料料斗后进入螺旋给料机，螺旋给料机将矿粉持续定量地输送到2套热矿输送管线上；
第四、煤粉喷吹采用氮气作为输送介质，通过串罐直接喷吹持续定量地输送到2套煤粉输送管线上；
第五、粒度和湿度符合要求的石灰储存于喷吹罐上方的石灰仓，通过串罐直接喷吹持续定量地输送并且并入2套煤粉输送管线上；
第六、分别2套热矿输管线与2套煤粉输送管线在进入SRV炉喷枪前连接，形成两套相对的矿煤混喷系统。
2.根据权利要求1所述的HIsmelt矿煤混喷强化冶炼的工艺方法，其特征在于，步骤一中铁矿粉是指一切用于熔融还原的含铁物料，可以是赤铁矿粉、磁铁矿粉、炼钢污泥或者是含铁的粉尘等，这些铁矿粉的粒度为0~10 mm。
3.根据权利要求1所述的HIsmelt矿煤混喷强化冶炼的工艺方法，其特征在于，步骤一中所述的经过预热预还原的铁矿粉温度为500~800℃，铁矿粉的还原度为0~30%。
4.根据权利要求1所述的HIsmelt矿煤混喷强化冶炼的工艺方法，其特征在于，步骤二中煤粉的粒度小于3 mm，湿度小于5%。
5.根据权利要求1所述的HIsmelt矿煤混喷强化冶炼的工艺方法，其特征在于，步骤三中热矿通过螺旋给料机进行定量输送，煤粉的配比为矿石30~80%，依据矿石的还原度进行调整。
6.根据权利要求1所述的HIsmelt矿煤混喷强化冶炼的工艺方法，其特征在于，步骤三中热矿输送过程依靠氮气进行输送，输送压力为0.1~0.3MPa。
7.根据权利要求1所述的HIsmelt矿煤混喷强化冶炼的工艺方法，其特征在于，步骤四中煤粉喷吹采用氮气作为输送介质，输送压力为0.1~0.3MPa。
8.根据权利要求1所述的HIsmelt矿煤混喷强化冶炼的工艺方法，其特征在于，步骤五中石灰石输送过程依靠氮气进行输送，其粒度范围0~6 mm，湿度小于5%。
9.根据权利要求1所述的HIsmelt矿煤混喷强化冶炼的工艺方法，其特征在于，步骤六中热矿输管线、煤粉输送管线在分别连接汇合，并且与2个相对喷枪相连接。
10.根据权利要求1所述的HIsmelt矿煤混喷强化冶炼的工艺方法，其特征在于，步骤六中喷枪分布与SRV炉体两侧，呈180°,喷吹压力为0~0.3 MPa。
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