CN1403595A

CN1403595A - 煤－铁矿微波还原－电炉直接炼钢方法及设备

Info

Publication number: CN1403595A
Application number: CN 02116882
Authority: CN
Inventors: 任瑞刚; 陈津; 刘全营; 刘浏
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2002-04-22
Filing date: 2002-04-22
Publication date: 2003-03-19

Abstract

本发明为一种煤－铁矿微波还原，电炉直接炼钢方法及设备，其要点是将一定量的煤、铁矿及溶剂混合，布入微波加热移动床上通电加热到800℃～1300℃，保持10～20分钟，直接还原到金属化率为85％～98％的还原铁料，然后直接将其送入电弧炉中升温至1400℃～1600℃，炼制1～2小时后，进行渣钢分离，采用此方法主要使用一种微波加热移动床，有耐火材料内壁和金属防护板外壁，内外壁之间设有微波加热器，空气冷却循环器通到内外壁之间，移动床上有混合料给料器，最下端有高温下料器，此方法设备投资少，工艺简单，流程短，效率高，能耗低，适合各种规模生产，生产过程无三废排放。

Description

煤—铁矿微波还原—电炉直接炼钢方法及设备

(一)技术领域

本发明涉及一种煤—铁矿微波还原—电炉直接炼钢方法及设备，用微波加热生产还原铁直接进入电弧炉，炼制优质钢，属于钢铁冶金领域内直接还原短流程生产钢的一种方法。

(二)背景技术

直接还原铁，代替废钢作炼钢原料，是生产优质钢，纯净钢不可缺少的原料，我国在未来6-8年内废钢的形成量仍然不会大幅度增加，废钢的供应不足在近期不会得到缓解，我国每年都要进口200多万吨废钢，热铁水对于电炉炼钢是高纯高能原料，但电炉配加热铁水的前提条件是要有长期稳定的热铁水来源，而且应考虑对环境污染问题，目前转底炉法，回转窑法，竖炉法炼钢都存在一定困难和不利条件。

(三)发明内容

本发明的核心是利用铁矿和普通煤对微波吸收能力强和选择性快速体加热特性，直接使用铁矿和普通煤，搅拌均匀后，进入微波加热反应器进行直接还原，达到一定的金属化率后直接进入电弧炉炼钢，具体步骤如下述：

1、原料准备：

煤，适用于各种烟煤和无烟煤，焦煤，煤粉或煤粒，粒径≤3mm。

铁矿：适用于不同粒度块状和粉状的赤铁矿和磁铁矿。

溶剂：适用于石灰或镁质石灰，以及石灰石或镁质石灰石，粒径≤3mm。

2、配方：以重量配比计

煤： 5～30份

铁矿： 55～90份

溶剂： 5～15份

3、炼制方法(见附图1的工艺流程图)：

按上述比例将三种原料混合均匀，将混合料密实布入微波加热移动床，通电加热到800℃～1300℃，保持10～20分钟，直接还原到金属化率为85％～98％的还原铁料，并利用微波直接还原混合料产生的CO气体对上部的混合料进行予还原。此时仍为固态，将其推入电弧炉中加热升温至1400℃～1600℃，炼制1～2小时后，进行渣钢分离，出钢到精炼炉冶炼不同钢种，将渣放入水池中水淬后，可作为水泥原料或填加剂。

4、本发明的主要设备—微波加热移动床构造原理如下(见图2)：

微波加热移动床有可穿透微波的耐火材料内壁(1)，金属防护板外壁(3)，其间布置微波加热器(2)，空气冷却循环器(5)通到内外壁之间，进行冷却，微波加热器外接电源(4)，移动床的上方有混合料储存罐(7)，其下接混合料给料器(6)，最下端有高温下料器(8)，床体之间以密实的混合料填充；微波加热移动床可以用竖式或水平移动两种方式，竖式的依靠重力从上向下缓慢移动进行还原，水平的依靠机械推力水平移动进行还原。微波加热移动床主体形状为圆柱形或方柱形。

本发明的优点：

1、该法与其它直接还原方法相比，其设备少，投资少，工艺简单，易于操作，流程短，效率高，能耗低，成本低，易于各种规模生产。

2、生产过程中无废水和废气排放，不污染环境。

3、有很高的实用价值，由于采用本法，省去了铁矿粉造块工艺，用普通煤粉代替了工艺复杂、资源匮乏的焦碳，是一种非高炉—转炉炼钢法。

4、对原料适应性广，可以最大限度地合理利用自然资源和能源。

5、可以达到85％～98％的金属化率，还原速度快。

(四)附图说明

图1为煤—铁矿微波还原—电炉直接炼钢法工艺流程图

图2为本发明的主要设备—微波加热移动床的构造原理图

(五)具体实施方式

欲制钢一吨，称取标煤470公斤，磁铁矿粉1540公斤，石灰粉225公斤，将煤和石灰粉碎至≤3mm粒度与粉状磁铁矿混合后密实布入微波加热反应移动床，通电进行微波加热到1200℃，20分钟，将磁铁矿还原为金属化率95％的还原铁料，将其推进电弧炉中再加标煤70公斤，加热至1500℃，熔炼1.5小时，进行钢渣分离，得合格钢1吨，水淬钢渣可作水泥原料或添加剂。钢送到精炼炉冶炼不同钢种。

本发明的特点如下：

(1)在熔融还原工艺中，把一次能源和二次能源的使用有效合理地结合起来是十分必要的，一次能源(煤)为还原剂，二次能源(电)为热能。总的原则是以一次能源为主，二次能源为辅。

(2)微波能是一种新型的二次能源，不同于简单的电加热。由于微波可以还原含碳铁矿粉料，摆脱了溶融还原工艺对造块的依赖性。

(3)用高密度粉状混合料填充移动床，用微波直接加热混合料，还原后的物料直接进入电弧炉炼钢。

(4)用微波还原含碳铁矿粉，存在一个最低能耗的问题。当物料重量一定时，加热功率越高，微波加热的能耗越低。

Claims

1、一种煤—铁矿微波还原，电炉直接炼钢方法，其特征是：

以重量比配料：

煤： 5～30份

铁矿： 55～90份

溶剂： 5～15份

炼制方法：

按上述比例将三种原料混合均匀，将混合料密实布入微波加热移动床上，通电加热到800℃～1300℃，保持10～20分钟，直接还原到金属化率为85％～98％的还原铁料，并利用微波直接还原混合料产生的CO气体对上部的混合料进行予还原。此时仍为固态，将其推入电弧炉中加热升温至1400℃～1600℃，炼制1～2小时后，进行渣钢分离。

2、根据权利要求1所述的煤—铁矿微波还原，电炉直接炼钢方法，其特征在于所述的煤为各种烟煤和无烟煤，粒径≤3mm。

3、根据权利要求1所述的煤—铁矿微波还原，电炉直接炼钢方法，其特征在于所述的适用于不同粒度块状和粉状的赤铁矿和磁铁矿。

4、根据权利要求1所述的煤—铁矿微波还原，电炉直接炼钢方法，其特征在于所述的溶剂为石灰或镁质石灰以及石灰石粉或镁质石灰石粉。

5、一种煤—铁矿微波还原，电炉直接炼钢的设备，其特征是：微波加热移动床有可穿透微波的耐火材料内壁(1)，金属防护板外壁(3)，其间布置微波加热器(2)，空气冷却循环器(5)通到内外壁之间，进行冷却，微波加热器外接电源(4)，移动床的上方有混合料储存罐(7)，其下接混合料给料器(6)，最下端有高温下料器(8)。

6、根据权利要求5所述的煤—铁矿微波还原，电炉直接炼钢设备，其特征在于所述的微波加热移动床可以用竖式或水平移动两种方式。

7、根据权利要求5所述的煤—铁矿微波还原，电炉直接炼钢设备，其特征在于所述的微波加热移动床，主体形状为圆柱形或方柱形。