CN113774179A - 一种采用旋窑生产纯铁和铁碳合金的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种采用旋窑生产纯铁和铁碳合金的方法,解决了现有的纯铁和铁碳合金的生产方法能耗高、产量低、工序长、原料成本和生产成本高且污染排放量大的问题。本发明包括如下步骤:步骤1:把铁矿石和炭源按照生成纯铁的配比进行混合并细化得到原料粉;步骤2:将步骤1中的原料粉加入到旋窑中,旋窑转动并加热至反应温度,原料粉之间发生置换反应生成熔态单质铁和粉状的废渣粉;步骤3:将步骤2中的熔态单质铁和粉状的废渣粉从所述旋窑中排出并进行分离;步骤4:冷却熔态单质铁得到纯铁。本发明具有节能环保、成本低、工序简单、产品品质高等优点。
Description
技术领域
本发明涉及冶炼生产生铁技术领域,具体涉及一种采用旋窑生产纯铁和铁碳合金的方法。
背景技术
现在生产生铁的方法是在立式冶炼高炉中进行的,为了使高炉内加温燃料燃烧后产生的尾气,能顺利排出高炉外和高炉中的生产原料又能充分吸收尾气中的热量。所以必须将铁矿石制成合适的铁矿石块与焦炭制成合适的焦炭块或将铁矿石粉制成合适的球状物,经过烧结成有一定强度的铁粉球。让铁矿石块状物、焦炭块状物之间或铁粉球状物、焦炭块铁粉球状物之间在高炉内形成的料柱体中形成一定的缝隙率,便于高炉内下部的燃料燃烧后产生的热尾气能够从炉内料柱体中块状或球状之间形成的缝隙中顺利排出高炉外和高炉内料柱体中的块状或球状物料又能充分吸收缝隙中通过的热尾气中的热量,来预加热块状或球状生产原料的生产方法。但是我国高品质铁矿石资源较少,大部分高品质铁矿石均从国外进口,为了减少运输费用和提高冶炼生产效率、降低生产成本。国外铁矿石生产企业都是把铁矿石磨细后经过水洗选或磁选除去铁矿石粉中杂质来提高铁矿石粉产品中铁含量来降低铁矿石粉产品的运输费用。但是铁矿石粉产品运到国内生产现场后,为适应立式冶炼高炉的生产方法,又必须把铁粉加粘合剂混合后经制球设备制成球状物,球状物在经过烧结来提高铁粉球强度和除去能成为气态的杂质后,在配合适量焦炭块混合后一起进入立式冶炼高炉中,来冶炼生产生铁产品。
这种冶炼生产生铁的方法存在以下问题:
一、铁矿石生产企业为了提高效益,就必须要提高产品铁含量来降低运输成本,必需把块状铁矿石粉碎、磨细成一定细度的铁矿石粉以后,在对铁矿石粉进行水洗选或磁选除去铁矿石粉中杂质来提高铁矿石粉产品的含铁量,这个水洗选或磁选生产工序增加了生产成本与废水、废渣、粉尘环境污染。
二、铁矿石粉产品到达冶炼企业后为了适应立式冶炼高炉的生产方法,又必须要把铁矿石粉原料做成球状物才能在立式高炉内的球状物料料柱体中的球状物与球状物之间形成通气缝隙率,便于窑气通过和球状物吸收窑气中热量预热。做成球状物就要加粘合剂和铁粉混合设备,粘合剂与铁粉原料混合后,在用制球设备制成球状铁粉球。增加制球生产工序和增加了生产成本。
三、铁粉球为了适应立式冶炼高炉生产时高炉内下部高温铁粉球能夠承受上部铁粉球料柱体产生的料柱压力,又必须要对球状物料进行烧结来提高铁粉球抗压强度来承受高炉内铁粉球料柱体产生的压力。铁粉球烧结工序增加了热耗和生产成本。
四、必须要把铁矿石块或铁粉球在立式冶炼高炉内,用高温把铁矿石块或铁粉球外表一层一层的熔化后,熔态氧化铁才能进入炭层进行置换反应,熔化氧化铁温度高多耗用了烧料,增加了生产成本。
五、铁矿石块与焦炭块或铁粉球与焦炭块在立式高炉内产生的缝隙率有限和大量空气中78%以上氮气也进入了窑气,致使进入立式冶炼高炉内的空气量受限,导致燃料与空气中氧气氧化反应燃烧后产生的尾气中含氧量较低,氧化铁粉与炭置换反应产生的一氧化碳气体,很大一部分由于尾气中没有足够的氧气参与燃烧反应就排出高炉外,继增加了燃料消耗又增加了空气污染。
六、铁矿石块与焦炭坱或铁粉球与焦炭块在立式高炉内的铁粉球料柱高对炉内空气阻力大,必须要把进炉空气经过高压鼓风机加压后鼓吹进入高炉内。高压鼓风机增加了电耗。
七、冶炼生铁产品后产生的熔态尾渣呈玻璃态无活性,无法大量利用。要想大量利用就必须增加水碎冷却处理工序来增加尾渣活性。增加了水碎冷却处理工序又增加了生产成本和废气、废水污染。
基于此,需要对现有的纯铁和铁碳合金的生产方法进行改进。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是:现有的纯铁和铁碳合金的生产方法能耗高、产量低、工序长、原料成本和生产成本高且污染排放量大。
本发明通过下述技术方案实现:
一种采用旋窑生产纯铁的方法,包括如下步骤:
步骤1:把铁矿石和炭源按照铁矿石中的氧与炭置换反应需要的量(炭不过量)进行混合并在匀速喂入磨粉机内磨细得到原料粉;
步骤2:将步骤1中的原料粉匀速喂入旋风预热器内或五极旋风预热器内吸收旋窑内煤粉与一氧化碳燃烧后产生的尾气中热量,把原料粉预热至500℃-800℃。预热后的原料粉在进入旋转的旋转窑内翻滚流动中吸收旋窑内煤粉与一氧化碳燃烧后产生的热量继续加热,当温度达到1133℃以上时原料粉中低熔点氧化物中的氧与炭开始进行置换反应,置换反应产生的一氧化碳气体在翻滚流动的原料粉层中形成动态还原气氛氛围后,在一氧化碳气体产生的正压力作用下,向原料粉层外扩散溢出生产原料粉层与旋转窑内窑气中的氧产生氧化燃烧放热,对窑内的原料粉继续提供加热热量。失去氧的粉状单质铁与粉状杂质达到1538℃时,在窑内翻滚流动中相互寻找单质铁同性相熔成小纯铁珠在继续相熔成熔态大纯铁珠,熔态大纯铁珠比重大在自重力作用下逐渐沉入旋窑内底部相成熔态纯铁液,粉状杂质比重轻浮于熔态纯铁液上部并在上部形成隔氧保温保护层;
步骤3:将步骤2中的熔态单质铁和粉状的废渣粉从所述旋窑中排出并进行分离;
步骤4:冷却熔态单质铁得到纯铁。
其中还可在步骤2中将原料粉制成小料球。
进一步地,步骤3中分离的方法为采用重力分离器进行。
进一步地,所述步骤2的加热温度为1538-1560℃。
本发明的纯铁生产方法,采用横握式且可缓慢旋转的旋窑,在炭不过量的情况下铁矿石与炭源置换反应成单质铁与一氧化炭气体,单质铁在旋窑内翻滚流动中相互寻找同性相熔成熔态单质铁小铁珠,熔态单质铁小铁珠比重大于原料粉中其他物质四倍左右,在翻滚流动中自重力作用下自动沉入旋窑内底部,在旋窑内底部翻滚流动中同性相熔成熔态单质铁,熔态单质铁与上部废渣粉一起排出旋窑外,经重力分离器下部排出的熔态单质铁冷却后成为铁产品。上部排出的废渣粉经冷却后,作水泥厂或者其它一些化工厂的生产原料用。
在高温原料粉层中四氧化三铁或三氧化二铁和原料粉中其他低熔点氧化物中的氧与炭发生置换反应产生的一氧化碳气体在原料粉层中形成动态还原气氛氛围,同时产生的一氧化碳气体为正压,正压一氧化碳气体在向高温原料粉层外扩散时,阻止了窑气中氧气进入动态高温原料粉层内,因此使得,原料粉之间始终保持着还原气氛,保证了反应的持续进行,而一氧化碳会聚集在旋窑腔体的上部空间自由流通,并与旋窑中的氧气反应生成二氧化碳热气体,减少了一氧化碳的排放,减少了环境污染。
本发明放弃现有的高炉冶炼生产铁的方法,而是采用旋窑,由于旋窑是横卧形式,原料粉处于旋窑腔体的底部,腔体的上方空间成为极佳的气体流通空间,因此,无需像高炉那样必须把原料制成球形来增加气体通道,由于原料成粉状,物料间的接触更为充分,反应更快,且无需像高炉那样为了提高产量,必须对铁原料进形洗选或者磁选,且必须采用块状的焦炭,因此,本发明生产铁的方法与原有高炉法相比在原料上成本得到降低,产量上得到明显提高;其次,原料粉中氧化物中的氧与炭达到置换反应温度就能置换反应得到单质铁与尾渣粉,无需像高炉生产那样必须把铁粉球中氧化物高温熔化后,才能进入焦炭层进行置换反应得到单质铁与熔态渣,此温度需要达到四氧化三铁熔化温度1538℃,即三铁熔化温度1560℃以上,因此,与高炉法相比,本发明的方法在能耗上得到了明显的降低;最后是本发明的反应所需温度低,只需要保证铁熔化而原料粉的其它原料无需熔化,因此,其尾渣粉仍保持为粉状,活性高,可以直接同于其它产品的原料,而高炉法是将物料全部熔化后反应,因此,其尾渣呈玻璃态,活性很低,想要重复利用该尾渣料,还需要进行一系列后续加工,增加了尾渣的处理工序,对于废气,本发明的旋窑腔体的上部空间为气体流通空间,反应产生的一氧化碳气体会在旋窑腔体的上部空间与氧气反应生成二氧化碳热气体,减少一氧化碳的排放,而传统的高炉法由于通气不佳,产生的一氧化碳会大量排出,对环境造成污染。
进一步地,所述原料的细化在粉磨机中进行。
本发明优选一种采用旋窑生产纯铁的方法,所述旋窑的旋转速度为1-8转/分钟,所述旋窑的旋转速度为1-8转/分钟,在这个转速下,物料能在旋窑的底部实现混合并反应,产生单质铁和一氧化碳,旋转使得熔态单质铁在翻滚流动中自重力作用下自动沉入旋窑内底部,在旋窑内底部翻滚流动中同性相熔成熔态单质铁,而尾渣粉处于熔态单质铁的上部又起到隔氧作用,旋窑腔体的上部空间充当气体流通空间,实现一氧化碳与氧气的充分反应,如果转速太快,反而会打破这种稳定,因此,此处的旋转速度以1-8转/分钟为宜。
本发明优选一种采用旋窑生产纯铁的方法,所述原料粉在加入到所述旋窑之前先进行预加热,所述预加热温度为500-800℃,所述预加热在预加热器中进行。
本发明优选一种采用旋窑生产纯铁的方法,所述预加热所用热量为所述旋窑产生的热尾气。
进一步地,所述热尾气为一氧化碳与氧气反应生成的二氧化碳放出的热量,所述一氧化碳为所述铁矿石中低熔点氧化物中的氧与炭源反应生成,所述氧气来自于所述旋窑腔体中的窑气。
这样既减少了一氧化碳的排放,又利用了热尾气进行原料粉的预加热,节省了能耗。
本发明优选一种采用旋窑生产纯铁的方法,所述旋窑加热采用的燃料为煤粉、兰炭炭粉、焦炭炭粉中的一种或燃气。
本发明优选一种采用旋窑生产纯铁的方法,所述炭源为煤粉、兰炭炭粉或焦炭炭粉中的一种或多种。
由于本发明的方法是原料粉横卧的旋窑中进行,原料粉在转动的旋窑内翻滚流动中相互寻找配对充分反应,转动的旋窑内上部有足够的气体流通空间,因此,无需像高炉法那样需要将原料做成球形,而是粉状即可,而且由于该方法物料反应快,所需反应温度低,对燃料或炭源的要求均没有高炉法的高,可以为多种低价值炭源。
一种采用旋窑生产铁碳合金的方法,采用上述旋窑,包括如下步骤:
步骤1:把铁矿石和炭源按照生成铁碳合金的配比进行混合并细化得到原料粉;
步骤2:将步骤1中的原料粉加入到所述旋窑中,旋窑转动并加热,温度升至1538-1560℃,原料粉之间发生置换反应生成熔态铁碳合金和粉状的废渣粉;
步骤3:将步骤2中的熔态铁碳合金和粉状的废渣粉从所述旋窑中排出并进行分离;
步骤4:冷却熔态铁碳合金得到固体的铁碳合金。
本发明中铁碳合金的方法与生产纯铁的方法相同,仅仅是需要改变铁矿石和炭源的配比,控制炭源过量,炭过量的情况下,四氧化三铁或三氧化二铁中的氧与炭在高温还原气氛氛围中与炭发生置换反应成单质铁,单质铁再与原料粉中过量炭中的炭熔合成铁碳合金与一氧化碳气体。
本发明通过控制原料粉中炭源掺加量就可以生产纯铁至铁碳合金多种产品。
本发明具有如下的优点和有益效果:
1、本发明采用了铁矿粉与炭粉直接生产纯铁至铁碳合金的生产方法。减少了洗选或磁选生产工序、减少了制球与烧结生产工序,同时减少了洗选或磁选、制球、烧结生产工序在生产过程中产生的废气、废水等污染物。
2、本发明采用了铁矿粉与炭粉直接生产纯铁至铁碳合金的生产方法。利用了当地中高品位铁矿石资源,节省了高价值焦炭。
3、本发明加快了铁矿粉氧化铁中的氧与炭的置换反应速度几十至几百倍,与同直径高炉相以提高年产量3-8倍以上。
4、本发明置换出来的一氧化炭气体与旋窑中氧气,氧化燃烧放热产生的热量又加热了原料粉,降低了能耗。
5、本发明与高炉法冶炼生产铁产品相比,降低53%以上的能耗,降低生产成本33%以上,与同直径高炉相比提高年产量3-8倍以上,减少52%以上工业粉尘与废气排放量。
附图说明
此处所说明的附图用来提供对本发明实施例的进一步理解,构成本申请的一部分,并不构成对本发明实施例的限定。在附图中:
图1为本发明的生产工艺流程图。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白,下面结合实施例和附图,对本发明作进一步的详细说明,本发明的示意性实施方式及其说明仅用于解释本发明,并不作为对本发明的限定。
原料:铁矿粉为含四氧化三铁戓三氧化二铁的铁矿石磨细的铁矿粉,炭粉为磨细的煤粉,旋窑加温用燃料为煤粉。
设备设施:粉磨机为水泥厂生料粉磨生产线中磨机。
预热器为水泥厂生产线中的五极旋风预热器或其他形式预热器。
旋窑为水泥厂生产水泥熟料的旋窑生产线中旋窑或其他卧式旋转窑。
实施例1
步骤1:制备流程如图1所示,把铁矿石、含炭物按铁矿石中氧化物中的氧与炭置换反应需要的比例配合混匀后,投入磨机中磨成细粉成为原料粉;
步骤2:把原料粉投入预热器吸收旋窑尾气中热量预热后进入旋窑内,煤粉燃烧供热,并开启旋窑的转速为1-8转/分,原料粉在旋窑内翻滚流动中吸热,达到原料粉中其他低熔点氧化物中的氧与炭粉的置换反应温度后,原料粉中低熔点氧化物中的氧与炭粉发生置换反应成一氧化碳气体,一氧化碳气体在旋窑内高温原料粉层中逐渐形成一氧化碳还原气氛氛围。达到原料粉中四氧化三铁或三氧化二铁中氧与炭的置换反应温度,1538-1560℃后置换反应成单质铁与一氧化碳气体。单质铁在旋窑内翻滚流动中相互寻找同性相熔成熔态单质铁小铁珠,熔态单质铁小铁珠比重大于原料粉中其他物质四倍左右,在翻滚流动中自重力作用下自动沉入旋窑内底部,在旋窑内底部翻滚流动中同性相熔成熔态单质铁;
步骤3:熔态单质铁与上部废渣粉一起排出旋窑外,经重力分离器下部排出的熔态单质铁冷却后成为纯铁产品。
上部排出的废渣粉经冷却后,掺合适量水泥熟料磨细后及为复合水泥产品。掺合适量活性剂超细粉磨后及为活性矿渣粉产品,作为商品混凝土中作降温、增强、减水活性材料。
实施例2
把铁矿石、含炭物按铁矿石中氧化物中的氧与炭置换反应生成铁碳合金需要的比例配合,混匀后投入磨机中磨成细粉成为原料粉,把原料粉投入预热器吸收旋窑尾气中热量预热后进入旋窑内,煤粉燃烧供热,并开启旋窑的转速为1-3转/分,原料粉在旋窑内翻滚流动中吸热当温度达到原料粉中其他低熔点氧化物中的氧与炭粉的置换反应温度后,原料粉中低熔点氧化物中的氧与炭粉发生置换反应成一氧化碳气体,一氧化碳气体在旋窑内高温原料粉层中逐渐形成一氧化碳气氛氛围。达到原料粉中四氧化三铁或三氧化二铁中氧中的氧与炭的置换反应温度后置换反应成单质铁与一氧化碳气体,单质铁与原料粉中过量炭中的碳熔成为熔态铁碳合金,熔态铁碳合金在旋窑内翻滚流动中相互寻找同性相熔成熔态铁碳合金小珠,熔态铁碳合金小珠比重大于原料粉中其他物质四倍左右,在翻滚流动中自重力作用下自动沉入旋窑内底部,在旋窑内底部翻滚流动中同性相熔成熔态铁碳合金,熔态铁碳合金与上部废渣粉一起排出旋窑外,经重力分离器下部排出的熔态铁碳合金冷却后成为铁碳合金产品。上部排出的废渣粉经冷却后,掺合适量水泥熟料磨细后及为复合水泥产品。掺合实量活性剂超细粉磨后及为活性矿渣粉产品,作为商品混凝土中作降温、增强、减水活性掺合材料。
以上所述的具体实施方式,对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明,所应理解的是,以上所述仅为本发明的具体实施方式而已,并不用于限定本发明的保护范围,凡在本发明的精神和原则之内,所做的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种采用旋窑生产纯铁的方法,其特征在于,包括如下步骤:
步骤1:把铁矿石和炭源按照生成纯铁的配比进行混合并细化得到原料粉;
步骤2:将步骤1中的原料粉加入到旋窑中,旋窑转动并加热,温度升至1530-1600℃,原料粉之间发生置换反应生成熔态单质铁和粉状的废渣粉;
步骤3:将步骤2中的熔态单质铁和粉状的废渣粉从所述旋窑中排出并进行分离;
步骤4:冷却熔态单质铁得到纯铁。
2.根据权利要求1所述的一种采用旋窑生产纯铁的方法,其特征在于,所述旋窑的旋转速度为1-8转/分钟。
3.根据权利要求1或2所述的一种黄磷的生产方法,其特征在于,所述原料粉在加入到所述旋窑之前先进行预加热。
4.根据权利要求3所述的一种黄磷的生产方法,其特征在于,所述预加热所用热量为所述旋窑产生的热尾气。
5.根据权利要求4所述的一种采用旋窑生产纯铁的方法,其特征在于,所述热尾气为一氧化碳与氧气反应生成的二氧化碳放出的热量,所述一氧化碳为所述铁矿石中低熔点氧化物中的氧与炭源反应生成,所述氧气来自于所述旋窑腔体中的窑气中的氧气。
6.根据权利要求1、2、4或5任一项所述的一种采用旋窑生产纯铁的方法,其特征在于,所述旋窑加热采用的燃料为煤粉、兰炭炭粉、焦炭炭粉中的一种或燃气。
7.根据权利要求1、2、4或5任一项所述的一种采用旋窑生产纯铁的方法,其特征在于,所述炭源为煤粉、兰炭炭粉或焦炭炭粉中的一种或多种。
8.根据权利要求1、2、4或5任一项所述的一种采用旋窑生产纯铁的方法,其特征在于,所述步骤3中的分离采用重力分离器。
9.根据权利要求1、2、4或5任一项所述的一种采用旋窑生产纯铁的方法,其特征在于,所述步骤2的加热温度为1538-1560℃。
10.一种采用旋窑生产铁碳合金的方法,其特征在于,采用如权利要求1-9任一项所述的生产纯铁的方法中用到的旋窑,包括如下步骤:
步骤1:把铁矿石和炭源按照生成铁碳合金的配比进行混合并细化得到原料粉;
步骤2:将步骤1中的原料粉加入到所述旋窑中,旋窑转动并加热,温度升至1530-1600℃,原料粉之间发生置换反应生成熔态铁碳合金和粉状的废渣粉;
步骤3:将步骤2中的熔态铁碳合金和粉状的废渣粉从所述旋窑中排出并进行分离;
步骤4:冷却熔态铁碳合金得到固体的铁碳合金。
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Citations (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE2040811A1 (de) * | 1969-08-18 | 1971-02-18 | Kobe Steel Ltd | Verfahren zum Herstellen von reduziertem Eisenerzgranulat |
WO2007122928A1 (ja) * | 2006-04-25 | 2007-11-01 | Kabushiki Kaisha Kobe Seiko Sho | 溶鉄製造方法および溶鉄製造装置 |
CN101492752A (zh) * | 2009-03-05 | 2009-07-29 | 姚永林 | 含煤球团还原-熔融炼铁方法 |
CN104164526A (zh) * | 2014-07-31 | 2014-11-26 | 甘肃酒钢集团宏兴钢铁股份有限公司 | 一种铁矿石短流程直接还原生产铁水工艺 |
CN109013051A (zh) * | 2018-07-12 | 2018-12-18 | 张雷 | 一种煤基直接还原磁选生产高镍合金的方法及装置 |
CN110195139A (zh) * | 2019-06-04 | 2019-09-03 | 甘肃酒钢集团宏兴钢铁股份有限公司 | 一种铁矿石低温还原-常温渣铁分离-电炉制钢工艺 |
CN112429707A (zh) * | 2020-11-27 | 2021-03-02 | 四川阳华环保科技有限公司 | 窑法预热料封旋转筒内置换生产黄磷和磷酸的方法及装置 |
-
2021
- 2021-09-24 CN CN202111122680.0A patent/CN113774179A/zh active Pending
Patent Citations (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE2040811A1 (de) * | 1969-08-18 | 1971-02-18 | Kobe Steel Ltd | Verfahren zum Herstellen von reduziertem Eisenerzgranulat |
WO2007122928A1 (ja) * | 2006-04-25 | 2007-11-01 | Kabushiki Kaisha Kobe Seiko Sho | 溶鉄製造方法および溶鉄製造装置 |
CN101492752A (zh) * | 2009-03-05 | 2009-07-29 | 姚永林 | 含煤球团还原-熔融炼铁方法 |
CN104164526A (zh) * | 2014-07-31 | 2014-11-26 | 甘肃酒钢集团宏兴钢铁股份有限公司 | 一种铁矿石短流程直接还原生产铁水工艺 |
CN109013051A (zh) * | 2018-07-12 | 2018-12-18 | 张雷 | 一种煤基直接还原磁选生产高镍合金的方法及装置 |
CN110195139A (zh) * | 2019-06-04 | 2019-09-03 | 甘肃酒钢集团宏兴钢铁股份有限公司 | 一种铁矿石低温还原-常温渣铁分离-电炉制钢工艺 |
CN112429707A (zh) * | 2020-11-27 | 2021-03-02 | 四川阳华环保科技有限公司 | 窑法预热料封旋转筒内置换生产黄磷和磷酸的方法及装置 |
Non-Patent Citations (3)
Title |
---|
史占彪等: "《非高炉炼铁学》", 30 April 1991, 东北工学院出版社 * |
周渝生等: "新型双室粉煤熔融还原炼铁法", 《安徽工业大学学报(自然科学版)》 * |
赵沛等: "煤基低温冶金技术的研究", 《钢铁》 * |
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