[發明專利]管式爐——豎爐雙聯煤基熔融還原煉鐵法

無效

• 申請號: 200810215298.2
• 申請日: 2008-09-19
• 公開（公告）號: CN101440417A
• 公開（公告）日: 2009-05-27
• 發明（設計）人: 郭瑛;趙二勞;劉向軍;白富榮;王玉蓮;郭智宜;范文兵;成宏富;郭文平;賀煥亮;田文光;安俊富;王安國;張晉華
• 申請（專利權）人: 郭瑛
• 主分類號: C21B13/02
• 分類號: C21B13/02
• 代理公司: 山西太原科衛專利事務所
• 代理人: 張彩琴

技術領域

本發明涉及一種煤基熔融還原煉鐵法，具體是一種管式爐——豎爐雙聯煤基熔融還原煉鐵法。

背景技術

目前較流行的二步煤基熔融還原煉鐵法主要有：懸浮爐——電爐雙聯法，回轉窯——電爐雙聯法，流化床——豎爐雙聯法。

懸浮爐——電爐雙聯法。首先將鐵礦粉和細粒碳粉由空氣吹入懸浮爐內，鐵礦粉和碳粉被懸浮在空氣中，煤燃燒放熱，并將鐵礦粉中70％的氧奪走，預還原出細小鐵粒，靠重力下落到爐底的料由電爐熔融終還原。并實現渣—鐵分離。此法的優點是可以直接使用鐵礦粉，不要求塊礦(或氧化球團礦)入爐，懸浮爐出爐氣可回收發電，電供電爐使用。缺點是懸浮爐建造空間很大，反應器利用系數很小，一般僅為0.5T/m³.d左右.投資很大，回收期較長。

回轉窯——電爐雙聯法。首先將鐵礦塊(或氧化球團)與碳塊在回轉窯尾加入，混合料在窯內緩慢滾動向窯頭移動過程中，被窯頭燃燒的火焰加熱，實現預還原(還原度30～70％)出爐后加到電爐(電弧爐、感應爐、單向直流電爐)內，升溫繼續終還原直到熔融后渣—鐵分離。此法比懸浮態法反應器利用系數有所提高，技術較成熟。缺點是對原料的要求較苛刻，必須是塊礦(或將鐵礦粉經成球高溫燒結成氧化球團)以及塊碳方可入爐。另外，回轉窯容易粘連結圈故障停車。

流化床——豎爐雙聯法，流化床預還原原理類似懸浮爐，流化床鼓風壓力小于懸浮爐，礦粉和煤粉在爐內特定的范圍內上下翻騰，受熱預還原后的礦粉和煤粉隨空氣通過等離子風口噴入豎爐燃燒升溫終還原，直至熔化后渣—鐵分離。豎爐中需補加焦炭吸收風口處的CO2保持爐內還原氣氛。此法的優點是流化床比懸浮爐設備利用系數高，熔融終還原不使用高級能源(電)，仍使用煤。但仍需消耗次高級能源焦炭。

發明內容

本發明為了解決上述的各種煤基熔融還原煉鐵法存在的問題，提供了一種管式爐——豎爐雙聯煤基熔融還原煉鐵法。

本發明采用如下的技術方案實現：管式爐——豎爐雙聯煤基熔融還原煉鐵法，其工藝步驟如下：

1)、配料：鐵礦粉、煤粉、石灰粉，其中：配煤粉要超過還原鐵所需量的10％～20％，配石灰粉量根據鐵礦粉、煤粉的含硫量以及鐵礦粉中脈石、煤灰份中二氧化硅、石灰粉中有效氧化鈣的含量而定，其中有效氧化鈣含量:總二氧化硅含量＝1～3。

2)、加水攪拌，混合料總含水量為12～18％，

3)、高壓壓塊成型，壓塊的濕強度≥3Mpa，

4)、預熱干燥增強，

5)、管式爐預還原，

6)、豎爐熔融終還原，

7)、前爐渣鐵分離。

預熱干燥的熱源為管式預還原爐出爐尾氣。

本發明是將鐵礦粉、煤粉、石灰粉加水攪拌，冷態壓塊，干燥后，在管式爐內壓塊受熱后鐵礦粉由煤粉直接預還原，加熱壓塊的熱源是預還原鐵的副產物煤氣，自產自用。然后預還原后鐵塊趁熱由豎爐噴煤粉熔融終還原，熔化后的鐵水及渣液在前爐進行渣—鐵分離，豎爐內不必補加焦炭。

管式爐是爐膛內臥式并列的許多根耐火管(詳見申請人的在先申請，其發明名稱為管式爐，專利申請號：200720102158.5)。

豎爐是類似化鐵爐的爐型，可采用現有技術中的化鐵爐。

本發明相對現有技術具有如下有益效果：

1、綜合投資極小，噸鐵投資率小于300元；

2、流程中所有物理化學余熱都更巧妙更充分被利用，綜合能耗極低；

3、從原料進入生產流程就開始濕法、成型、負壓為主運行，污染很少，與此相應需投入的除塵等環保設施亦很少；

4、所有運轉設備都是冷態運行，高溫設備都是由耐火材料砌筑的固定設備。設備故障率低，生產運行平穩。

5、無論還原還是加熱全部使用低級能源煤，既不用焦更不用電；生產規模可大可小，而且很容易聯產鑄造；

6、成本很低，投資回報極高；

7、流程短，易操作，設備少，易維護。

附圖說明

圖1為本發明主要工藝設備的結構示意圖

圖2為管式爐的立剖視圖

圖3為圖2的A—A剖視圖

圖4為圖2的B—B剖視圖

圖5為圖2的C向示意圖

圖6為圖2的D向示意圖

圖7為圖2的I部放大圖

圖8是管式爐的外形圖

圖中1-豎爐，2-管式爐，3-鐵水包，4-前爐，a接水暖、洗澡、攪拌等用熱裝置，b接爐氣回收系統，c接鼓風機，d接冷水泵