[發明專利]一種預還原粉鐵礦工藝及其裝置

有效

• 申請號: 200710042564.1
• 申請日: 2007-06-25
• 公開（公告）號: CN101333575A
• 公開（公告）日: 2008-12-31
• 發明（設計）人: 范建峰;周渝生;李維國
• 申請（專利權）人: 寶山鋼鐵股份有限公司
• 主分類號: C21B11/00
• 分類號: C21B11/00;F27B19/04
• 代理公司: 上海開祺知識產權代理有限公司
• 代理人: 費開逵

發明領域

本發明涉及煉鐵領域中熔融還原煉鐵工藝，特別涉及一種結合斜坡爐預熱粉鐵礦和多級流化床預還原粉鐵礦生產直接還原鐵供熔融氣化爐作為原料生產鐵水的方法。

背景技術

二步法熔融還原冶煉鐵水工藝逐步成為熔融還原煉鐵工藝的主流，多級流化床和豎爐是反應效率較高的預還原反應器。豎爐反應器需要塊礦或者球團作為原料，增加了原料成本；流化床是處理粉鐵礦的常用工藝，為了保證較高的粉鐵礦還原度和提高煤氣利用率，多級流化床通過增加流化床級數分步還原粉鐵礦，但是同時為了防止流化床中的高溫粘結，流化床入口煤氣溫度一般要求<850℃，經過兩級流化床還原反應后到達第三級流化床中的煤氣溫度大約在500-700℃范圍，溫度低條件下降低了流化床的反應效率，在現在生產實踐中往往避免溫度低的粉鐵礦直接加入到流化床中，使得煤氣溫度將迅速下降，冷粉鐵礦的溫度升高緩慢，需要對冷粉鐵礦進行預熱后再加入到流化床中。

發明內容

本發明的目的在于提供一種預還原粉鐵礦工藝及其裝置，結合斜坡爐加熱效率高、吹損少和適應粒度寬等優點進行預熱粉鐵礦，迅速將常溫粉鐵礦加熱到>700℃高溫，再加入了多級流化床中，保證了多級流化床的反應溫度；利用多級流化床反應效率高的特點進行粉鐵礦還原，粉鐵礦的還原度可以快速達到80-90％，滿足了熔融氣化爐的原料要求。本發明綜合了斜坡爐反應器和多級流化床反應器的優點，使得粉鐵礦預還原工藝更加快速高效。

為達到上述目的，本發明的技術方案是，一種預還原粉鐵礦工藝，采用斜坡爐預熱粉鐵礦、多級流化床還原粉鐵礦的組合方式，包括如下步驟：

a)粉鐵礦從料斗中加入到斜坡爐中，往斜坡爐中鼓入氧氣或富氧空氣，與多級流化床反應器出口煤氣在斜坡爐燃燒室發生燃燒反應并產生大量的熱，加熱從料倉加入到斜坡爐中篦板上的粉鐵礦到700℃以上溫度；

b)預熱到700℃以上的高溫粉鐵礦順次加入到多級流化床反應器中，在逆向而上的還原煤氣中粉鐵礦流態化并發生還原反應；

c)粉鐵礦在多級流化床反應器中發生還原反應后得到的還原度達80-90％的直接還原鐵加入到熔融氣化爐中冶煉鐵水。

又，熔融氣化爐中產生的煤氣經過凈化或者富氫后通入到多級流化床中，作為流化床流化的載氣和還原反應介質。

另，用斜坡爐作為預熱粉鐵礦反應器，兩級流化床作為粉鐵礦還原反應器，兩級流化床反應器聯接于斜坡爐反應器之后。

所述的粉鐵礦顆粒直徑<6mm。

所述的斜坡爐鼓入的氧純度>95％。

所述的斜坡爐所用篦板為多孔裝置。

所述的斜坡爐篦板的傾角范圍是10°-30°。

所述的斜坡爐篦板上料層的厚度范圍為80-250mm。

利用斜坡爐出口煤氣凈化后與熔融氣化爐出口煤氣混合，調節熔融氣化爐出口煤氣溫度。

所述的流化床內保持0.3-1.0MPa的壓力。

所述的流化床溫度保持在700-850℃。

所述的流化床內氣體流速保持在0.2-6.0m/s氣速范圍。

每級流化床內設有熱旋風分離器，回收各級流化床內產生的細粉。

具體來說，本發明的熔融還原預還原粉鐵礦工藝中，往斜坡爐燃燒室鼓入純度>95％的O₂，與多級流化床出口煤氣混和發生燃燒反應產生大量熱，將加入的粉鐵礦迅速加熱到700℃以上溫度。斜坡爐的篦板為多孔裝置可以使高溫氣體順利通過，篦板保持10°-30°的傾角，可以保證粉鐵礦順著篦板流動，篦板料層厚度保持為80-250mm，使得粉鐵礦充分加熱。

粉鐵礦經過斜坡爐加熱，到斜坡爐出口粉鐵礦溫度可到700℃以上，而通常的多級流化床內煤氣經過兩級流化床反應到達第三級以后流化床內溫度下降到600℃以下，經過斜坡爐快速預熱的粉鐵礦加入到多級流化床中，由于預熱后粉鐵礦溫度較高，粉鐵礦在流化床中與還原性煤氣的反應速率較高，可以快速將粉鐵礦還原到80-90％的還原度，達到熔融氣化爐所需的原料還原度要求。

熔融氣化爐產生的煤氣經過凈化或者富氫處理通入到多級流化床中作為流化介質和還原劑，在700℃-850℃的溫度條件下，迅速還原粉鐵礦。流化床出口煤氣則通入到斜坡爐燃燒室，在斜坡爐燃燒室發生燃燒產生大量熱迅速加熱粉鐵礦到700℃以上高溫。

本發明的有益效果