CN117551823A - 一种块矿使用比例的高炉炼制方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及高炉炼制相关领域，具体为一种块矿使用比例的高炉炼制方法，本发明通过精选合适的块矿和贫矿进行匹配，优化高炉冶炼的原料配比，从而降低了资源浪费，提高了原材料利用率；通过预热高炉，控制炼铁过程中的温度以及调整块矿装入比例，使块矿在最佳条件下进行炼铁，提高了炼钢效率；利用有效的煤气处理方法，对生成的煤气进行去尘降温、脱硫脱氮等处理，大大降低了有害气体排放量，减轻了环境污染；本发明方法不仅提高了炼钢效率，增大了经济效益，同时也实现了环保效益，符合当前工业生产的绿色、低碳、环保的发展理念。
Description
技术领域
本发明涉及高炉炼制相关领域，具体为一种块矿使用比例的高炉炼制方法。
背景技术
在众多炼钢方法中，高炉冶炼是一种常见且广为采用的方法。高炉冶炼主要是利用铁矿、燃料(如焦炭或煤)和还原剂(如气体或固体剂)在高炉内进行还原反应，生成熔铁和煤气。在此过程中，铁矿石是主要的原料之一，其中块矿因其较好的耐火性能和较高的铁含量，被认为是除粉矿以外的理想铁源。
然而，传统的高炉炼制过程中，往往会出现块矿使用比例并未被充分优化的问题。一方面，由于贫矿(富含杂质、低铁含量的矿石)和块矿配比不当，会导致资源浪费和排放大量有害气体。另一方面，块矿在高炉炼制过程中的操作管理和炉温控制等技术问题，也可能使得块矿并未在最佳条件下焙烧，影响了炼铁效益。
同时，传统的高炉冶炼在对生成的煤气处理上，往往存在一定的不足。一些没有进行有效处理的煤气被直接排放到大气中，导致了环境污染。
因此，如何优化高炉冶炼过程，充分发挥块矿的优势，提高块矿的使用比例、提高冶炼效率并减小环境影响，是当前炼铁工艺技术领域面临的重要问题。
发明内容
本发明的目的在于提供一种块矿使用比例的高炉炼制方法，以解决上述背景技术中提出的问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种块矿使用比例的高炉炼制方法，包括以下步骤：
步骤S1、块矿选择：选择质量优良的块矿，以及适当的贫矿进行匹配，以达到合适的矿石比例；
步骤S2、高炉预热：通过对高炉进行预热，以达到块矿炼制的适宜温度；
步骤S3、加载块矿：在步骤S2中高炉预热完成后，将步骤S1中选择的块矿和其它炉料以正确的比例装入高炉；
步骤S4、控制高炉温度：在高炉炼铁过程中，动态监控和调节高炉内部的温度，使块矿在最佳条件下焙烧；
步骤S5、煤气处理：对生成的煤气进行有效处理，减少对环境的污染。
优选的，所述步骤S1中选择质量优良的块矿的具体要求为：
块矿纯度：选择最少含铁量大于60％的块矿，确保最多的铁含量，并且在冶炼过程中产生最少废弃物；
块矿粒径：块矿的粒径在10-30mm之间，在这个范围内，块矿在冶炼过程中维持良好的空气动力学特性和良好的通透性；
块矿物理性能：块矿物理硬度在摩氏硬度5-6之间；
块矿的矿物学性质：选择磁铁矿和赤铁矿的块矿，其磁铁矿和赤铁矿冶炼温度相对低，利于减少冶金过程中的能源消耗；
块矿化学性质：选择硫分低于0.02％，磷分低于0.06％的块矿。
优选的，所述步骤S1中贫矿的具体要求为：贫矿纯度：选用贫矿的含铁量在30％-50％之间；贫矿化学组成：贫矿的硫含量低于1％，磷的含量低于0.1％；贫矿粒度分布：贫矿的粒度小于10mm，使贫矿在焙烧和冶炼过程中更快地释放有用金属。
优选的，所述步骤S2中通过对高炉进行预热，以达到块矿炼制的适宜温度，其中高炉进行预热的具体参数如下：
高炉上部：在高炉上部，预热温度影响炉料的干燥和预热，即对高炉上部预热温度设置在200℃-600℃之间，用于移除炉料中的水分，并对炉料进行充分预热；
高炉中部：在高炉中部，预热温度对炉料的还原和膨胀产生影响，即对高炉中部的预热温度设置在800℃-1200℃之间，用于矿石的有效还原，并有利于生成适量的熔渣；
高炉下部：高炉下部的预热温度直接影响炉料的熔化和炼铁的生成，即对高炉下部的预热温度设置在1300℃-1600℃之间，用于铁矿石的熔化和炼铁的生成。
优选的，所述步骤S3中其它炉料包括焦炭和助熔剂，其中块矿和其它炉料的具体比例为：
块矿：块矿占整体炉料总重的比例应在40％-50％之间，用于提供足够数量的铁元素，提高高炉熔炼效率，并改善炉内气流条件；
焦炭：焦炭占到整体炉料总重的40％-50％，作为高炉冶炼的主要燃料和还原剂；
助熔剂：助熔剂选用石灰石或白云石，其中助熔剂占整体炉料总重的5％-10％，用于调节高炉炉渣的基性，促进铁还原。
优选的，所述步骤S4中动态监控和调节高炉内部的温度的具体步骤为：
步骤S41、温度监控：首先，需要定期或连续监控高炉内部的温度分布，这包括高炉的上部、中部和下部的温度，使用温度传感器、红外温度测量设备、热像仪的一种设备进行测量；
步骤S42、温度调节：当步骤S41中测得的实际温度与设定的目标温度有偏差时，就需要通过调节操作来修正，具体的控制方式有：
(1)调整风口数量和风口的打开程度，以控制风速和风量，影响高炉内的氧化还原反应和燃烧反应；
(2)调整喷气燃料的注入量和品种，用于影响燃烧反应的热效应；
(3)调整炉料结构和充填方式，具体调节矿石层厚度、料柱中间的空腔程度等，优化热和质的传递；
(4)调整热风温度，具体通过热风炉提高或者降低风温。
优选的，所述步骤S5中对生成的煤气进行有效处理包括对煤气的冷却和净化，具体为高炉煤气在产生后通过电石炉进行冷却，静电除尘器煤气对除尘和湿法洗涤塔对煤气脱硫处理，用以降低煤气温度并去除固体颗粒、硫化氢有害成分。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：本发明通过精选合适的块矿和贫矿进行匹配，优化高炉冶炼的原料配比，从而降低了资源浪费，提高了原材料利用率；通过预热高炉，控制炼铁过程中的温度以及调整块矿装入比例，使块矿在最佳条件下进行炼铁，提高了炼钢效率；利用有效的煤气处理方法，对生成的煤气进行去尘降温、脱硫脱氮等处理，大大降低了有害气体排放量，减轻了环境污染；本发明方法不仅提高了炼钢效率，增大了经济效益，同时也实现了环保效益，符合当前工业生产的绿色、低碳、环保的发展理念。
综上，本发明提供了一种块矿使用比例的高炉炼制方法，结合资源利用、工艺优化、炉内控制等手段，具有显著的环保价值及经济优势，有很大的工业应用价值，值得广泛推广。
附图说明
图1为本发明的方法流程示意图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
在本发明的描述中，需要说明的是，术语“竖直”、“上”、“下”、“水平”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
在本发明的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
请参阅图1，本发明提供一种技术方案：一种块矿使用比例的高炉炼制方法，包括以下步骤：
步骤S1、块矿选择：选择质量优良的块矿，以及适当的贫矿进行匹配，以达到合适的矿石比例；
步骤S2、高炉预热：通过对高炉进行预热，以达到块矿炼制的适宜温度；
步骤S3、加载块矿：在步骤S2中高炉预热完成后，将步骤S1中选择的块矿和其它炉料以正确的比例装入高炉；
步骤S4、控制高炉温度：在高炉炼铁过程中，动态监控和调节高炉内部的温度，使块矿在最佳条件下焙烧；
步骤S5、煤气处理：对生成的煤气进行有效处理，减少对环境的污染。
进一步的，所述步骤S1中选择质量优良的块矿的具体要求为：
块矿纯度：选择最少含铁量大于60％的块矿，确保最多的铁含量，并且在冶炼过程中产生最少废弃物；
块矿粒径：块矿的粒径在10-30mm之间，在这个范围内，块矿在冶炼过程中维持良好的空气动力学特性和良好的通透性；
块矿物理性能：块矿物理硬度在摩氏硬度5-6之间；
块矿的矿物学性质：选择磁铁矿和赤铁矿的块矿，其磁铁矿和赤铁矿冶炼温度相对低，利于减少冶金过程中的能源消耗；
块矿化学性质：选择硫分低于0.02％，磷分低于0.06％的块矿。
进一步的，步骤S1中贫矿的具体要求为：贫矿纯度：选用贫矿的含铁量在30％-50％之间；贫矿化学组成：贫矿的硫含量低于1％，磷的含量低于0.1％；贫矿粒度分布：贫矿的粒度小于10mm，使贫矿在焙烧和冶炼过程中更快地释放有用金属。
进一步的，步骤S2中通过对高炉进行预热，以达到块矿炼制的适宜温度，其中高炉进行预热的具体参数如下：
高炉上部：在高炉上部，预热温度影响炉料的干燥和预热，即对高炉上部预热温度设置在200℃-600℃之间，用于移除炉料中的水分，并对炉料进行充分预热；
高炉中部：在高炉中部，预热温度对炉料的还原和膨胀产生影响，即对高炉中部的预热温度设置在800℃-1200℃之间，用于矿石的有效还原，并有利于生成适量的熔渣；
高炉下部：高炉下部的预热温度直接影响炉料的熔化和炼铁的生成，即对高炉下部的预热温度设置在1300℃-1600℃之间，用于铁矿石的熔化和炼铁的生成。
进一步的，步骤S3中其它炉料包括焦炭和助熔剂，其中块矿和其它炉料的具体比例为：
块矿：块矿占整体炉料总重的比例应在40％-50％之间，用于提供足够数量的铁元素，提高高炉熔炼效率，并改善炉内气流条件；
焦炭：焦炭占到整体炉料总重的40％-50％，作为高炉冶炼的主要燃料和还原剂；
助熔剂：助熔剂选用石灰石或白云石，其中助熔剂占整体炉料总重的5％-10％，用于调节高炉炉渣的基性，促进铁还原。
进一步的，步骤S4中动态监控和调节高炉内部的温度的具体步骤为：
步骤S41、温度监控：首先，需要定期或连续监控高炉内部的温度分布，这包括高炉的上部、中部和下部的温度，使用温度传感器、红外温度测量设备、热像仪的一种设备进行测量；
步骤S42、温度调节：当步骤S41中测得的实际温度与设定的目标温度有偏差时，就需要通过调节操作来修正，具体的控制方式有：
(1)调整风口数量和风口的打开程度，以控制风速和风量，影响高炉内的氧化还原反应和燃烧反应；
(2)调整喷气燃料的注入量和品种，用于影响燃烧反应的热效应；
(3)调整炉料结构和充填方式，具体调节矿石层厚度、料柱中间的空腔程度等，优化热和质的传递；
(4)调整热风温度，具体通过热风炉提高或者降低风温。
进一步的，步骤S5中对生成的煤气进行有效处理包括对煤气的冷却和净化，具体为高炉煤气在产生后通过电石炉进行冷却，静电除尘器煤气对除尘和湿法洗涤塔对煤气脱硫处理，用以降低煤气温度并去除固体颗粒、硫化氢有害成分。
本发明通过精选合适的块矿和贫矿进行匹配，优化高炉冶炼的原料配比，从而降低了资源浪费，提高了原材料利用率；通过预热高炉，控制炼铁过程中的温度以及调整块矿装入比例，使块矿在最佳条件下进行炼铁，提高了炼钢效率；利用有效的煤气处理方法，对生成的煤气进行去尘降温、脱硫脱氮等处理，大大降低了有害气体排放量，减轻了环境污染；本发明方法不仅提高了炼钢效率，增大了经济效益，同时也实现了环保效益，符合当前工业生产的绿色、低碳、环保的发展理念；综上，本发明提供了一种块矿使用比例的高炉炼制方法，结合资源利用、工艺优化、炉内控制等手段，具有显著的环保价值及经济优势，有很大的工业应用价值，值得广泛推广。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。
Claims (7)
1.一种块矿使用比例的高炉炼制方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤S1、块矿选择：选择质量优良的块矿，以及适当的贫矿进行匹配，以达到合适的矿石比例；
步骤S2、高炉预热：通过对高炉进行预热，以达到块矿炼制的适宜温度；
步骤S3、加载块矿：在步骤S2中高炉预热完成后，将步骤S1中选择的块矿和其它炉料以正确的比例装入高炉；
步骤S4、控制高炉温度：在高炉炼铁过程中，动态监控和调节高炉内部的温度，使块矿在最佳条件下焙烧；
步骤S5、煤气处理：对生成的煤气进行有效处理，减少对环境的污染。
2.根据权利要求1所述的一种块矿使用比例的高炉炼制方法，其特征在于：所述步骤S1中选择质量优良的块矿的具体要求为：
块矿纯度：选择最少含铁量大于60％的块矿，确保最多的铁含量，并且在冶炼过程中产生最少废弃物；
块矿粒径：块矿的粒径在10-30mm之间，在这个范围内，块矿在冶炼过程中维持良好的空气动力学特性和良好的通透性；
块矿物理性能：块矿物理硬度在摩氏硬度5-6之间；
块矿的矿物学性质：选择磁铁矿和赤铁矿的块矿，其磁铁矿和赤铁矿冶炼温度相对低，利于减少冶金过程中的能源消耗；
块矿化学性质：选择硫分低于0.02％，磷分低于0.06％的块矿。
3.根据权利要求1所述的一种块矿使用比例的高炉炼制方法，其特征在于：所述步骤S1中贫矿的具体要求为：贫矿纯度：选用贫矿的含铁量在30％-50％之间；贫矿化学组成：贫矿的硫含量低于1％，磷的含量低于0.1％；贫矿粒度分布：贫矿的粒度小于10mm，使贫矿在焙烧和冶炼过程中更快地释放有用金属。
4.根据权利要求1所述的一种块矿使用比例的高炉炼制方法，其特征在于：所述步骤S2中通过对高炉进行预热，以达到块矿炼制的适宜温度，其中高炉进行预热的具体参数如下：
高炉上部：在高炉上部，预热温度影响炉料的干燥和预热，即对高炉上部预热温度设置在200℃-600℃之间，用于移除炉料中的水分，并对炉料进行充分预热；
高炉中部：在高炉中部，预热温度对炉料的还原和膨胀产生影响，即对高炉中部的预热温度设置在800℃-1200℃之间，用于矿石的有效还原，并有利于生成适量的熔渣；
高炉下部：高炉下部的预热温度直接影响炉料的熔化和炼铁的生成，即对高炉下部的预热温度设置在1300℃-1600℃之间，用于铁矿石的熔化和炼铁的生成。
5.根据权利要求1所述的一种块矿使用比例的高炉炼制方法，其特征在于：所述步骤S3中其它炉料包括焦炭和助熔剂，其中块矿和其它炉料的具体比例为：
块矿：块矿占整体炉料总重的比例应在40％-50％之间，用于提供足够数量的铁元素，提高高炉熔炼效率，并改善炉内气流条件；
焦炭：焦炭占到整体炉料总重的40％-50％，作为高炉冶炼的主要燃料和还原剂；
助熔剂：助熔剂选用石灰石或白云石，其中助熔剂占整体炉料总重的5％-10％，用于调节高炉炉渣的基性，促进铁还原。
6.根据权利要求1所述的一种块矿使用比例的高炉炼制方法，其特征在于：所述步骤S4中动态监控和调节高炉内部的温度的具体步骤为：
步骤S41、温度监控：首先，需要定期或连续监控高炉内部的温度分布，这包括高炉的上部、中部和下部的温度，使用温度传感器、红外温度测量设备、热像仪的一种设备进行测量；
步骤S42、温度调节：当步骤S41中测得的实际温度与设定的目标温度有偏差时，就需要通过调节操作来修正，具体的控制方式有：
(1)调整风口数量和风口的打开程度，以控制风速和风量，影响高炉内的氧化还原反应和燃烧反应；
(2)调整喷气燃料的注入量和品种，用于影响燃烧反应的热效应；
(3)调整炉料结构和充填方式，具体调节矿石层厚度、料柱中间的空腔程度等，优化热和质的传递；
(4)调整热风温度，具体通过热风炉提高或者降低风温。
7.根据权利要求1所述的一种块矿使用比例的高炉炼制方法，其特征在于：所述步骤S5中对生成的煤气进行有效处理包括对煤气的冷却和净化，具体为高炉煤气在产生后通过电石炉进行冷却，静电除尘器煤气对除尘和湿法洗涤塔对煤气脱硫处理，用以降低煤气温度并去除固体颗粒、硫化氢有害成分。
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