CN111455121A - 一种氢基熔融还原生产高纯铸造生铁的方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种氢基熔融还原生产高纯铸造生铁的方法，包括以下工艺步骤：铁矿粉和熔剂混合后喷入熔融还原炉内；煤粉和石灰粉经混合喷枪与矿粉一同喷入熔融还原炉内；热风通过热风喷枪吹入熔融还原炉的上部空间；氢基还原气体通过还原气体喷枪喷入熔融还原炉内；热风喷枪喷入富氧气体，与炉内CO和H₂发生二次燃烧反应，释放大量热量，加热飞溅的铁液和炉渣，被加热后的熔体重新回到熔池，通过涌泉换热为熔池提供热量，可供铁矿粉熔化所用，也可为还原反应提供热量，喷吹进入熔池的氢基还原气体可以加快熔池还原反应的进行，缩短冶炼周期。

Description

一种氢基熔融还原生产高纯铸造生铁的方法

技术领域

本发明涉及非高炉熔融炼铁领域，涉及一种气体喷枪，尤其是一种氢基熔融还原生产高纯铸造生铁的方法。

背景技术

由于炼焦煤和焦炭资源的日益短缺，限制了传统炼铁工业的进一步发展。熔融还原炼铁不以焦炭为主要原料，摆脱了传统高炉炼铁的限制，符合冶金工业绿色发展的大方向。传统高炉炼铁采用的是碳冶金，所谓碳冶金是固体碳(焦炭等)在不完全燃烧条件下转化成CO，进行还原反应,而氢冶金，即在还原冶炼过程中主要用气体氢作还原剂。氢冶金国内外主要围绕传统高炉流程进行研究，由于焦炭在高炉特殊的骨架作用，使得氢气无法代替焦炭，只能进行高炉富氧喷氢等的相关研究。如国外：2016年瑞典钢铁公司SSAB、联合矿业公司LKAB和能源公司Vattenfall，旨在应用H₂替代高炉用的煤粉和焦炭解决瑞典钢铁工业二氧化碳排放问题。国内：2019年9月山西中晋成为我国第一套使用焦炉煤气进行气基直接还原炼铁，但只是停留在直接还原炼铁，无法与熔融还原炼铁相媲美，由于在高炉上氢气利用的局限性，使得氢气无法在高炉内进行大规模使用。中国宝武与中核、清华开展了“核能-制氢-冶金耦合技术”研究；河钢与中国工程院、中国钢研、东大组建氢能技术与产业创新中心，并打算建设120万吨“焦炉煤气制氢-氢气直接还原竖炉”。国内各大钢铁企业均已经将氢冶金作为未来发展的重中之重！我们采用的氢基熔融还原技术，采用熔融还原结合氢冶金的新工艺，不同于国际和国内的常规氢冶金工艺，是采用气固混合铁浴熔融还原技术，氢基熔融冶金技术就是利用氢作为还原剂代替碳还原剂，从而实现减少CO₂排放的目的，实现低碳冶金，保证炼铁工业的可持续发展。因此，发展高温熔融氢基冶金技术是我国钢铁工业绿色发展的一个重要的方向。氢气利用主要包括制氢、储氢、用氢三个步骤，氢基熔融还原将是大规模使用氢气的有效手段，可以极大的推动氢冶金的方法。前期针对此工艺已开发了相关的配套喷吹气体装置，为喷吹氢气提供了必要条件。目前，亟待开发一种氢基熔融还原生产高纯铸造生铁的方法，为工业化生产铺平道路。

发明内容

本发明的目的在于，提供一种氢基熔融还原生产高纯铸造生铁的方法，该方法采用含氢、富氢、纯氢等氢基还原气体，实现氢冶金和熔融还原相结合的生产模式。该工艺采用新型熔融还原炉，采用还原气体喷枪喷吹氢气等还原气体，进行炉内还原反应，采用混合喷枪将矿粉和煤粉直接喷入熔池，顶部采用热风喷枪将大量富氧热风喷入炉内，上部为氧化燃烧区、中部为过渡区、下部为还原区。通过对喷气量、喷矿量、喷煤量率等工艺参数的调整，实现对熔池内氧化还原势精确控制和炉内温度的控制，最终可以生产出高纯铸造生铁。在现有的基础上，可大幅降低喷煤量，增加喷氢量，实现绿色冶金。

本发明提供一种氢基熔融还原生产高纯铸造生铁的方法，包括以下工艺步骤：铁矿粉和熔剂混合后喷入熔融还原炉内；煤粉和石灰粉经混合喷枪与矿粉一同喷入熔融还原炉内；热风通过热风喷枪吹入熔融还原炉的上部空间；氢基还原气体通过还原气体喷枪喷入熔融还原炉内；

热风喷枪喷入富氧气体，与炉内CO和H₂发生二次燃烧反应，释放大量热量，加热飞溅的铁液和炉渣，被加热后的熔体重新回到熔池，通过涌泉换热为熔池提供热量，可供铁矿粉熔化所用，也可为还原反应提供热量，喷吹进入熔池的氢基还原气体可以加快熔池还原反应的进行，缩短冶炼周期。

进一步地，氢基还原气体为氢含量＞50％的含氢气体。

进一步地，铁矿粉和熔剂的粒度控制在6mm以下，混合物料只进行烘干预热，不进行预还原；所述熔剂为白云石粉；铁矿粉和熔剂的重量配比为10:1～5:1。

进一步地，铁矿粉和熔剂的预热温度在400～1000℃。

进一步地，铁矿粉和熔剂的混合料采用2支混合喷枪的喷吹方式，用氮气作为载气将混合料喷入熔融还原炉内，2支喷枪在熔融还原炉环形上对称分布，单枪的喷矿量为60～90t/h，喷吹气量在5000～5500m³/h。

进一步地，煤粉经干煤仓、中间罐、喷吹罐、旋转给料机，通过输送管道输送至混合喷枪前，经混合喷枪用氮气作为载气将煤粉与矿粉一同喷入熔融还原炉内，在生产过程中，混合喷枪单枪的喷煤量为20～35t/h，喷吹气量在1000～1300m³/h。

进一步地，石灰粉经石灰仓、中间罐、喷吹罐、旋转给料机，通过输送管道并入煤粉管线，最终经混合喷枪喷射入炉，正常生产状况下，混合喷枪单枪的石灰喷吹量在8t/h左右，总喷吹量在16t/h左右。

进一步地，在生产过程中，采用4支气体喷枪的喷吹方式，2支喷枪在熔融还原炉环形上对称分布，并且与混合喷枪呈45°夹角，另2支喷枪在熔融还原炉环形上也对称分布，并且与混合喷枪呈135°夹角；氢基还原气体可以不经预热直接喷入熔融还原炉，也可以通过生产过程中产生的尾气通过换热室进行换热，将还原气体预热至0～1000℃后，再喷入炉内，可以有效提高炉内温度。

进一步地，在生产过程中，2支还原气体喷枪位于熔渣层内，通过配入载气将还原气体穿过渣层喷入铁液中，喷吹深度在0～1m，喷吹量＞5000m³/h，另2支喷枪在熔渣层上部，距离渣层表面为1～2m，喷吹量＞10000m³/h。

进一步地，将热风炉送来的热风通过热风喷枪吹入熔融还原炉的上部空间，热风炉送来的热风为富氧热风，含氧量为40％～60％，热风温度控制在1000～1200℃，正常生产状态下，热风风量在135000～160000Nm³/h。

根据本公开的实施例，本工艺最大特点为实现氢基还原气体的大规模应用，既可以从源头上减少炼铁系统CO₂的高排放问题，又可从反应可行性以及反应速率上达到低碳高效炼铁的效果，由于氢气还原速率快，可以加速反应的进行，冶炼周期明显缩短。氢基还原气体预热至一定温度后(0～1000℃)，再喷入炉内，可以有效提高炉内温度。氢基熔融还原技术可降低煤的用量及带入的S等有害元素，极大的削减传统冶炼过程中CO₂及SO₂、NO_X的生成。氢基熔融还原在降低喷煤量的同时，增加了氢基还原气体的喷入量，氢气在燃烧区内进行燃烧放热，由原来单一煤燃烧放热变为氢气和煤一同在燃烧区燃烧放热，为MPR炉源源不断补充热量，通过喷煤量和喷氢量的动态调整，保证MPR炉燃烧区的温度稳定。由于氢气燃烧只是单纯产生水蒸气，产物清洁、无污染，还可高效代替煤的消耗，实现真正意义上的绿色冶金。30万吨熔融还原项目可实现喷氢量1万吨/年，年减排二氧化碳10.5万吨/年的目标。本工艺取消了污染较大的烧结、球团和焦化工序，SO₂、NOx、颗粒物、二氧化碳排放指标分别仅相当于传统高炉的38％，48％，89％，80％，并且没有二噁英、酚氰废水等污染物排放。本工艺设备简单，工艺流程短，操作简便，生产的高纯铁水微量元素低，产品性能优良。

应当理解，发明内容部分中所描述的内容并非旨在限定本公开的实施例的关键或重要特征，亦非用于限制本公开的范围。本公开的其它特征将通过以下的描述变得容易理解。

附图说明

结合附图并参考以下详细说明，本公开各实施例的上述和其他特征、优点及方面将变得更加明显。在附图中，相同或相似的附图标记表示相同或相似的元素，其中：

图1是本发明一种氢基熔融还原生产高纯铸造生铁的方法工艺流程图。

图2是本发明一种氢基熔融还原生产高纯铸造生铁的方法结构示意图。

图3是还原气体喷枪示意图。

其中1-熔融还原炉，2-熔渣，3-混合喷枪，4-热风喷枪，5-烟道，6-还原气体喷枪，7-铁水，61-观察窗；62-法兰；63-观察窗球阀；64-观察窗球阀手柄；65-气体进口；66-冷却水出口；67-冷却水进口；68-冷却水环形水路；69-炉壳管嘴；610-挡板；611-外壳；612-中间壳；613-内壳；614-喷枪头；615-稳流装置。

具体实施方式

为使本公开实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本公开实施例中的附图，对本公开实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本公开一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本公开中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的全部其他实施例，都属于本公开保护的范围。

另外，本文中术语“和/或”，仅仅是一种描述关联对象的关联关系，表示可以存在三种关系，例如，A和/或B，可以表示：单独存在A，同时存在A和B，单独存在B这三种情况。另外，本文中字符“/”，一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。

本申请一个实施例提供的具体技术方案如下：一种氢基熔融还原生产高纯铸造生铁的方法，包括以下工艺步骤：

(1)将铁矿粉和熔剂按比例进行配料，铁矿粉和熔剂的粒度控制在6mm以下，混合物料只进行烘干预热，不进行预还原。铁矿粉不仅可以为纽曼粉、PB粉等优质矿粉，也可以为高磷矿粉，所述熔剂为白云石粉。

进一步地，铁矿粉的主要化学成分(％)包括：成分TFe：58-65％，SiO₂：3-8％，Al₂O₃：1-5％，P：0.05-0.1％，S：0.01-0.5％。生石灰粉的主要化学成分(％)包括：CaO≥85％，MgO≤5％，SiO₂≤3.5％，P≤0.05％，S≤0.15％。

进一步地，铁矿粉和熔剂的重量配比为10:1～5:1，正常配料比例为8：1。

进一步地，铁矿粉和熔剂的预热温度在400～1000℃，优选为500℃，可以有效减少回转窑结圈。物料在回转窑内只是进行干燥、提温，不进行还原。

(2)铁矿粉和熔剂的混合料经热矿仓、中间罐、喷吹罐、螺旋给料机，通过输送管道输送至混合喷枪前，经混合喷枪用氮气作为载气将混合料喷入熔融还原炉内。

进一步地，在生产过程中，采用2支混合喷枪的喷吹方式，2支喷枪在熔融还原炉环形上对称分布。正常单枪的喷矿量在60～90t/h，喷吹气量在5000～5500m³/h。

(3)将煤粉进行破碎、烘干，煤粉不仅可以使用无烟煤，而且可以使用烟煤、动力煤等低价煤。

进一步地，如无烟煤的主要工业特性为：灰份为10～15％，挥发份为7～9％，固定碳为73～83％，含硫量≤0.6％，哈氏可磨系数≥30，低热值>6500kcal/kg，粒度≤40mm。

进一步地，破碎烘干后的干煤粉温度在120±10℃，粒度＜3mm，其中80％＜0.5mm，干煤粉水分≤2％。

(4)煤粉经干煤仓、中间罐、喷吹罐、旋转给料机，通过输送管道输送至混合喷枪前，经混合喷枪用氮气作为载气将煤粉与矿粉一同喷入熔融还原炉内。

进一步地，在生产过程中，混合喷枪单枪的喷煤量由单纯喷煤时的30～45t/h降低为20～35t/h，喷吹气量在1000～1300m³/h。氢基熔融还原在降低喷煤量的同时，增加了氢基还原气体的喷入量，氢气在燃烧区内进行燃烧放热，由原来单一煤燃烧放热变为氢气和煤一同在燃烧区燃烧放热，为MPR炉源源不断补充热量，MPR炉燃烧区的温度控制在1600～2000℃。通过喷煤量和喷氢量的动态调整，保证MPR炉燃烧区的温度稳定。

进一步地，石灰粉经石灰仓、中间罐、喷吹罐、旋转给料机，通过输送管道并入煤粉管线，最终经混合喷枪喷射入炉。

进一步地，正常生产状况下，混合喷枪单枪的石灰喷吹量在8t/h左右，总喷吹量在16t/h左右。

(5)采用自行研制的还原气体喷枪将氢气等还原气体喷吹熔融还原炉。

进一步地，氢基熔融还原采用的气体大致可以分为三类，第一类为含氢气体，如焦炉煤气，氢气含量在50％左右，其主要成分为氢气和甲烷，另外还含有少量的一氧化碳、C₂以上不饱和烃、二氧化碳、氧气、氮气。其中氢气、甲烷、一氧化碳、C₂以上不饱和烃为可燃组分。焦炉煤气典型成分如下表所示：

成分	CO	CO<sub>2</sub>	H<sub>2</sub>	O<sub>2</sub>	CnHm	CH<sub>4</sub>	N<sub>2</sub>
								组成(mole)％	13.6	4.2	49.4	0.7	0.8	20.1	11.2

第二类为富氢气体，氢气含量在80％以上，采用的冶炼方法为富氢熔融还原技术。第三类为纯氢气体，氢气含量在99％以上，采用的冶炼方法为全氢熔融还原技术。

在不改变原有工艺中喷矿量、喷吹熔剂量、喷吹石灰量的基础上，在保证熔池中必要的煤的渗碳还原和煤的补碳所需煤的用量下，通过降低喷煤量，采用氢基还原气体代替部分煤在燃烧区的燃烧，达到清洁生产的目的。

进一步地，氢基熔融还原气体喷吹采用还原气体喷枪。所述还原气体喷枪包括：喷枪头(14)，观察窗(1)，观察窗(1)和喷枪头(14)设置在喷枪的两端；外壳(11)、内壳(13)、中间壳(12)，气体喷枪的外壳(11)、内壳(13)、中间壳(12)形成冷却环形水路(8)；冷却水进口(7)、冷却水出口(6)设置在喷枪头和观察窗之间，冷却水从冷却水进口流入，从靠近内壳，自上而下流动，流到枪头后，沿着外壳与中间壳流道进行自下而上的流动，由冷却水出口流出；气体进口(5)，设置在冷却水出口(6)与观察窗(1)之间。喷吹的还原气体包括天然气、焦炉煤气、氢气、甲烷等具有还原性的一种或多种气体，使其不仅连续向熔融还原炉内提供还原气体，并对熔池内铁水及熔渣进行喷吹、搅拌，形成涌泉后，有利于还原反应的进行，满足熔融还原炉反应的需要。

进一步地，还包括挡板(10)，设置在冷却水出口(6)与喷枪头(14)之间。挡板安装于喷枪深入熔融还原炉炉壳内部的部分并且靠近喷枪开口位置，用于阻挡生产过程中熔池内熔渣飞溅堵塞喷枪开口，喷枪不容易拔出。

进一步地，还包括炉壳管嘴(9)，设置在挡板(10)和冷却水出口(6)之间。炉壳管嘴位于喷枪工作时，对应炉壳上喷枪开口位置，由于喷枪安装在圆柱体形的炉壳上，并且喷枪与炉壳还有一定的夹角为40～60°，增设炉壳管嘴起到垫片的作用，可以使法兰得以紧固。

进一步地，内壳(13)为壁厚为8～10mm，内径φ为40～100mm的无缝钢管。

进一步地，气体进口(5)与喷枪呈90°夹角。

进一步地，喷枪外壳表面设置若干凸起。

进一步地，观察窗(1)和枪体之间安装有观察窗球阀(3)，并且通过法兰(2)连接固定，通过观察窗球阀手柄(4)开关球阀。

进一步地，冷却水进口(7)和冷却水出口(6)在同一水平面上，相互错开，并且都与喷枪呈90°夹角，与气体(5)进口呈垂直关系。

进一步地，在喷枪环形水路(8)里面设置稳流装置(15)。

喷枪外壳表面设置大量凸起的方块，使还原气体喷枪外部表面熔渣可以挂渣，形成一层凝固的隔热渣层，可以有效保护喷枪枪体不受高温的侵蚀，减少由喷枪从熔池带走的热损失。喷枪设置观察窗可以实时观察炉内的冶炼情况。喷枪枪管做变径处理，保证喷枪气体压力和流速，还原气体通过喷枪可以高速喷入金属熔池中，产生涌泉效果。喷枪环形水路里面设置稳流装置，可以使循环水不会产生涡流。喷枪外层采用水冷结构，可以很好保护喷枪，对喷枪起到冷却作用。冷却水从冷却水进口流入，从靠近内壳，自上而下流动，流到枪头后，沿着外壳与中间壳流道进行自下而上的流动，由冷却水出口流出。冷却水进口和冷却水出口在同一水平面上，相互错开，并且都与喷枪呈90°夹角，与气体进口呈垂直关系。冷却水进口水温为常温～40℃，出口水温＜60℃。

在喷枪环形水路里面设置稳流装置，可以使循环水不会产生涡流，而造成局部冷却水不动，水温过热影响喷枪寿命。

进一步地，在生产过程中，采用4支气体喷枪的喷吹方式，2支喷枪在熔融还原炉环形上对称分布，并且与混合喷枪呈45°夹角，另2支喷枪在熔融还原炉环形上也对称分布，并且与混合喷枪呈135°夹角。氢基还原气体可以不经预热直接喷入熔融还原炉，也可以通过生产过程中产生的尾气通过换热室进行换热，将还原气体预热至一定温度后(0～1000℃)，再喷入炉内，可以有效提高炉内温度。

进一步地，在生产过程中，2支还原气体喷枪位于熔渣层内，通过配入载气将还原气体穿过渣层喷入铁液中，喷吹深度在0～1m，喷吹量＞5000m³/h。另2支喷枪在熔渣层上部，距离渣层表面为1～2m，喷吹量＞10000m³/h。

进一步地，还原气体喷入量可以根据炉内温度、喷矿量和喷煤量进行调整，以达到稳定生产的目的。虽然可以增加还原气体喷入量，但是还需保证一定的喷煤量，煤粉喷入熔池中的渗碳、还原作用不能取代，因此，煤粉喷吹不能取消。

(6)氢基熔融还原炉内的主要反应和反应机理为：

铁液中熔解的碳的还原反应：

煤粉通过喷吹到铁水中，碳发生渗碳反应，溶解到铁水中。

[1]Fe₂O₃+3[C]_I铁＝2[Fe]_铁+3CO-Q(吸)

[2]Fe₃O₄+4[C]_铁＝3Fe+4CO-Q(吸)

[3]FeO+[C]_铁＝[Fe]_铁+CO-Q(吸)

氢气参与的还原反应：

[1]3Fe₂O₃+H₂＝＝2Fe₃O₄+H₂O-Q(吸)

[2]Fe₃O₄+H₂＝＝3FeO+H₂O-Q(吸)

[3]FeO+H₂＝＝Fe+H₂O-Q(吸)

[4]1/4Fe₃O₄+H₂＝＝3/4Fe+H₂O-Q(吸)

烷基参与的还原反应：

CnHn+FeOx→Fe+CO+H₂O

燃烧区氧化反应：

2CO(g)+O₂(g)＝＝2CO₂(g)+Q(放)

2H₂(g)+O₂(g)＝＝2H₂O+Q(放)

吸热反应对冶金工程的好处：温度越高，反应热力学和动力学条件越好(越易、越快反应)；氢气在熔融还原中还原速率大于固体碳以及CO还原速度；氢在还原剂中是最活泼的还原剂，气体氢直接参与还原反应不需任何转换。因此，氢冶金与碳冶金比较，无论是还原效率还是还原速率，前者均大大高于后者。氢的还原潜能与一氧化碳的还原潜能比较,前者是后者的14.0倍。

还原机制：还原气体通过下部侧壁喷枪喷入熔池，还原气体迅速还原铁氧化物，并大量吸热。还原气体中除了H₂还含有CO、CH₄等还原性气体，一方面可以扩充还原性气体的来源范围，另一方面可以利用不同还原气体的优势互补进一步提高还原效率。氢基还原气体在燃烧区与富氧热风进行燃烧产生热量，可供铁矿粉熔化所用，并为还原反应提供热量。

传热机制：上部喷枪喷入富氧气体，与炉内CO和H₂发生二次燃烧反应，释放大量热量，加热飞溅的铁液和炉渣，被加热后的熔体重新回到熔池，实现高效传热，也称涌泉换热。

(6)富氧热风通过热风喷枪喷入炉内。

将热风炉送来的热风通过热风喷枪吹入熔融还原炉的上部空间，热风炉送来的热风为富氧热风，含氧量为40％～60％，热风温度控制在1000～1200℃，正常生产状态下，热风风量在135000～160000Nm³/h。热风炉送来的热风为富氧热风，含氧量为40％～60％，比正常喷煤状态下35％含氧量提供更多氧气供氢气燃烧使用，

(7)最终生产的产品为高纯铸造生铁，可以用于铸造行业，其中微量元素含量较少，Cr、V、Mo、Sn、Sb、Pb、Bi、Te、As、B、Al元素总和小于0.040％。

(8)MPR炉出渣每2h出一次渣，每次出渣时间30～50min。MPR炉出铁量0～100t/h，正常80t/h左右，每1h出一次铁水。

在本说明书的描述中，术语“一个实施例”、“一些实施例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或特点包含于本申请的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或实例。而且，描述的具体特征、结构、材料或特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

以上仅为本申请的优选实施例而已，并不用于限制本申请，对于本领域的技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种氢基熔融还原生产高纯铸造生铁的方法，其特征在于，包括以下工艺步骤：铁矿粉和熔剂混合后喷入熔融还原炉内；煤粉和石灰粉经混合喷枪与矿粉一同喷入熔融还原炉内；热风通过热风喷枪吹入熔融还原炉的上部空间；氢基还原气体通过还原气体喷枪喷入熔融还原炉内；

热风喷枪喷入富氧气体，与炉内CO和H₂发生二次燃烧反应，释放大量热量，加热飞溅的铁液和炉渣，被加热后的熔体重新回到熔池，通过涌泉换热为熔池提供热量，可供铁矿粉熔化所用，也可为还原反应提供热量，喷吹进入熔池的氢基还原气体可以加快熔池还原反应的进行，缩短冶炼周期。

2.如权利要求1所述的氢基熔融还原生产高纯铸造生铁的方法，其特征在于，氢基还原气体为氢含量＞50％的含氢气体。

3.如权利要求1或2所述的氢基熔融还原生产高纯铸造生铁的方法，其特征在于，铁矿粉和熔剂的粒度控制在6mm以下，混合物料只进行烘干预热，不进行预还原；所述熔剂为白云石粉；铁矿粉和熔剂的重量配比为10:1～5:1。

4.如权利要求3所述的氢基熔融还原生产高纯铸造生铁的方法，其特征在于，铁矿粉和熔剂的预热温度在400～1000℃。

5.如权利要求4所述的氢基熔融还原生产高纯铸造生铁的方法，其特征在于，铁矿粉和熔剂的混合料采用2支混合喷枪的喷吹方式，用氮气作为载气将混合料喷入熔融还原炉内，2支喷枪在熔融还原炉环形上对称分布，单枪的喷矿量为60～90t/h，喷吹气量在5000～5500m³/h。

6.如权利要求4或5所述的氢基熔融还原生产高纯铸造生铁的方法，其特征在于，煤粉经干煤仓、中间罐、喷吹罐、旋转给料机，通过输送管道输送至混合喷枪前，经混合喷枪用氮气作为载气将煤粉与矿粉一同喷入熔融还原炉内，在生产过程中，混合喷枪单枪的喷煤量为20～35t/h，喷吹气量在1000～1300m³/h。

7.如权利要求6所述的氢基熔融还原生产高纯铸造生铁的方法，其特征在于，石灰粉经石灰仓、中间罐、喷吹罐、旋转给料机，通过输送管道并入煤粉管线，最终经混合喷枪喷射入炉，正常生产状况下，混合喷枪单枪的石灰喷吹量在8t/h左右，总喷吹量在16t/h左右。

8.如权利要求7所述的氢基熔融还原生产高纯铸造生铁的方法，其特征在于，在生产过程中，采用4支气体喷枪的喷吹方式，2支喷枪在熔融还原炉环形上对称分布，并且与混合喷枪呈45°夹角，另2支喷枪在熔融还原炉环形上也对称分布，并且与混合喷枪呈135°夹角；氢基还原气体可以不经预热直接喷入熔融还原炉，也可以通过生产过程中产生的尾气通过换热室进行换热，将还原气体预热至0～1000℃后，再喷入炉内，可以有效提高炉内温度。

9.如权利要求1-7之一所述的氢基熔融还原生产高纯铸造生铁的方法，其特征在于，在生产过程中，2支还原气体喷枪位于熔渣层内，通过配入载气将还原气体穿过渣层喷入铁液中，喷吹深度在0～1m，喷吹量＞5000m³/h，另2支喷枪在熔渣层上部，距离渣层表面为1～2m，喷吹量＞10000m³/h。

10.如权利要求9所述的氢基熔融还原生产高纯铸造生铁的方法，其特征在于，将热风炉送来的热风通过热风喷枪吹入熔融还原炉的上部空间，热风炉送来的热风为富氧热风，含氧量为40％～60％，热风温度控制在1000～1200℃，正常生产状态下，热风风量在135000～160000Nm³/h。

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