CN1107727C - 两步还原法生产海绵铁的工艺 - Google Patents
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Abstract
一种两步还原法生产海绵铁的工艺，将还原炉4的尾气经洗涤后又送入加热转化炉2内参于反应，所生成的CO气体又被送入还原炉4内对矿石进行还原。
Description
本发明涉及一种用两步还原法生产海绵铁的工艺。
生产海绵铁的工艺有多种多样，大体可分为两大类，即气基法和煤基法。气基法是将还原气体加热后经还原炉与氧化铁进行还原的工艺，这种方法生产的海绵铁金属化率高，可达92％以上，但缺点是投资大，还原过的尾气中还有50％以上的有效气体被排放，造成大气污染，又浪费能源。煤基法就是固定碳还原法，是将煤或焦碳同氧化铁混装在容器内，在外部加热使之还原的一种方法。这种方法的优点是投资小、见效快，但却存在着产品质量差、生产成本高、污染严重等问题。也有人利用还原过程中产生的废气发电，但其热效率的利用也不到10％，没有多少实质性意义。综上所述，无论采用哪种方法，若不能很好地解决尾气的排放和利用，成本就居高不下，环境保护也只是一句空话。中国专利96190922公开了一份奥地利的海锦铁生产方法，其中主要内容是将还原炉输出尾气中的CO2气体用变压吸附的方法除去而做为热能供给加热装置，其热效率利用较低。在此过程中还要附加相应的设备，提供一定量的含氧气体，且耗电量很大，生产成本较高。
本发明的目的就是针对上述背景技术所述的不足，而提出一种生产成本低、尾气再利用、产品质量高、符合环保要求的海绵铁生产工艺。
本发明的目的是通过如下技术解决方案达到的：
这种两步还原法生产海绵铁的工艺包括对还原炉输出的尾气进行洗涤，其主要是将洗涤后含有CO和CO2的尾气再送入加热转化炉内与焦碳进行反应，所生成的CO气体又被送入还原炉内对矿石进行还原。尾气中多余的CO和CO2混合气体作为热量供应给加热转化炉。由加热转化炉输入还原炉的CO气体温度为570--840℃，加热转化炉内的温度为900℃。
附图为本发明的工艺流程图。
现结合附图对本发明所述的生产工艺做一说明。
一步还原：将焦碳加入加热转化炉2中，在密闭状态下连续进出料，并使加热转化炉2内温度达900℃。同时，将经洗涤器1洗涤后含有CO和CO2的尾气在加热转化炉2内加热至850--900℃。洗涤后的尾气中约含有CO55％、CO243％、其它气体2％(浓度比)。其中CO2气体与焦碳混合反应后生成CO气体，其体积增加约35％，化学反应方程式为：
此间CO气体不与焦碳发生反应，加热转化炉2内的有效气体CO浓度达到90～92％。
二步还原：从还原炉4顶部进料口3加入球团矿或块矿，并由加热转化炉2给还原炉4输入850℃的CO还原气体。该CO还原气体中约含CO91％、CO27％、其它气体2％(浓度比)。在球团矿下移，CO还原气体上升的逆向相对运动中，球团矿被逐渐加热还原，最终生成金属化率达93％以上的海绵铁。该海绵铁在还原炉4下部冷却段冷却至50℃左右后再由出料口5放出。此间的化学反应方程式为：
参于还原铁反应后，尾气中约有24--28％(即多余部分)的CO和CO2混合气体又经洗涤而用于加热转化炉2内热量的供应，其余76--72％的混合气体经洗涤后直接进入加热转化炉2内进行第一步还原，如此反复进行循环。由于出炉的海绵铁只有50℃左右，所以也不用担心发生氧化现象。
还原炉4出来的尾气经过重整再造后，成为高纯度的还原气体，并重新送入还原炉4内，不断地循环利用，这就大幅度地降低了生产成本并有效地利用了能源，减少了中间环节，提高了产品的金属化率，同时也减少了尾气对环境所造成的污染。
本发明所述的工艺较为简单，尾气再利用参于还原反应可节约大量能源，生产成本大幅度地下降，所用设备也相应减少。该工艺过程中还原气体纯度较高，大大提高了海绵铁的金属化率，从而加快了生产速度，提高了产品质量。其还具有无污染、符合环保要求、投入少、见效快的特点。
Claims (4)
1、一种两步还原法生产海绵铁的工艺，包括对竖炉(4)输出的尾气进行洗涤，其特征是含有CO和CO2的尾气经洗涤后再送入加热转化炉(2)内与焦碳进行反应，所生成的CO气体又被送入还原炉(4)内对矿石进行还原。
2、如权利要求1所述的生产工艺，其特征是尾气中多余的CO和CO2混合气体作为热量供应给加热转化炉(2)。
3、如权利要求1所述的生产工艺，其特征是由加热转化炉(2)输入还原炉(4)的CO气体温度为570--840℃。
4、如权利要求2所述的生产工艺，其特征是加热转化炉(2)内的温度为900℃。
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