[發(fā)明專利]用于轉(zhuǎn)底爐的富氧燃燒直接還原生產(chǎn)金屬化球團的方法

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 200810238693.2
• 申請日: 2008-12-22
• 公開（公告）號: CN101445869A
• 公開（公告）日: 2009-06-03
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 曾暉;薛慶國;李建云;姜澤毅;谷卓奇;王靜松;陳錫明;周林
• 申請（專利權(quán)）人: 萊蕪鋼鐵集團有限公司
• 主分類號: C22B1/00
• 分類號: C22B1/00
• 代理公司: 濟南金迪知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司
• 代理人: 程凌軍

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于鋼鐵行業(yè)金屬化球團(或直接還原鐵)生產(chǎn)技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種用預(yù)熱富氧空氣促進轉(zhuǎn)底爐系統(tǒng)節(jié)能降耗的技術(shù)。

背景技術(shù)

轉(zhuǎn)底爐直接還原工藝生產(chǎn)金屬化球團(直接還原鐵)是最近三十年間發(fā)展起來的煉鐵新工藝。由于這一工藝無需燃料的制備和原料的深加工，對合理利用自然資源、保護人類環(huán)境有積極作用，因而受到冶金行業(yè)的普遍關(guān)注。

國內(nèi)外現(xiàn)有轉(zhuǎn)底爐工藝均采用空氣作為助燃介質(zhì)，由于空氣中助燃有效物質(zhì)氧的含量是固定的，所以轉(zhuǎn)底爐熱效率、煤氣消耗等技術(shù)指標都不同程度受到限制。

與此同時，富氧燃燒技術(shù)在冶金工業(yè)、化學(xué)工業(yè)和醫(yī)療保健等領(lǐng)域得到了廣泛應(yīng)用。在鋼鐵行業(yè)，燒結(jié)、煉鐵、煉鋼等工序都有富氧燃燒的應(yīng)用。高爐通過富氧鼓風(fēng)能夠顯著降低焦比，提高產(chǎn)量，據(jù)統(tǒng)計，富氧濃度提高1％，其鐵產(chǎn)量可以提高4％～6％，焦比降低5％～6％；燒結(jié)工序通過使用富氧提高燃料的燃燒速度和燃燒速率，提高燒結(jié)機的利用系數(shù)和燒結(jié)礦的除硫率，大大降低工序能耗；轉(zhuǎn)爐煉鋼LD法通過吹入高純氧，不僅降低了鋼的含碳量，清除了磷、硫、硅等雜質(zhì)，而且還可以用反應(yīng)熱來維持冶煉過程所需要的溫度，使冶煉時間縮短，產(chǎn)量提高。就轉(zhuǎn)底爐工藝而言，過去長期受制氧技術(shù)的限制，氧氣成本較高，配用富氧空氣后，轉(zhuǎn)底爐生產(chǎn)的成本大大提升，產(chǎn)生的是負效益。因此，從上世紀七十年代至九十年代，在轉(zhuǎn)底爐工藝中沒有實施富氧燃燒技術(shù)，也未見轉(zhuǎn)底爐使用富氧燃燒技術(shù)的相關(guān)報道。但近幾年，隨著吸附制氧技術(shù)的逐漸成熟，制氧價格的大幅下降(目前制取純度80％的氧氣，以純氧計算，噸氧耗電量僅0.35度電)，從而使得在轉(zhuǎn)底爐工藝中使用富氧燃燒技術(shù)成為可能。

CN101134985公開了一種煤基金屬化球團的熔分爐煉鐵法，工藝過程包括將鐵礦粉、煤粉和粘結(jié)劑按比例混合、壓球、烘干和經(jīng)轉(zhuǎn)底爐熔融還原成為金屬化球團的步驟，其特征在于還包括將仍為固相的金屬化球團裝入熔分爐進行終還原的步驟，其中所述的熔分爐由豎爐和前爐構(gòu)成，前爐為燃燒室，由兩個天然氣燒嘴沿切線方向，向燃燒室內(nèi)噴射天然氣，通過燒嘴的中孔將加熱到1000℃的含氧量為30％的富氧空氣噴入助燃，使燃燒室的溫度達到1800～2000℃；高溫?zé)釟庥扇紵疫M入豎爐中，繼續(xù)加熱球團，使之最終還原成液態(tài)生鐵。本法的優(yōu)點是冶金過程杜絕了污染，能源得到了合理利用，提高了生產(chǎn)效率和降低了生產(chǎn)成本。此方法是轉(zhuǎn)底爐生產(chǎn)的金屬化球團經(jīng)罐車裝入熔分爐后還原成液態(tài)生鐵的過程中，熔分爐使用了富氧燃燒技術(shù)，轉(zhuǎn)底爐僅起預(yù)還原的作用。

CN1940092A(申請?zhí)?00510104882.7)公開了一種以鐵礦粉和煤粉混合制成的自還原球團為原料的二步法熔融還原煉鐵工藝；第一步以轉(zhuǎn)底爐實行預(yù)還原，獲得金屬化率>80％的金屬化球團，第二步金屬化球團熱裝入熔融造氣爐，實現(xiàn)終還原和熔化分離渣鐵，得到液態(tài)生鐵，同時產(chǎn)生煤氣，作為自身熱風(fēng)爐及轉(zhuǎn)底爐燃氣使用。但是該工藝沒有在第一步轉(zhuǎn)底爐預(yù)還原中使用富氧燃燒技術(shù)，該步驟與使用了富氧燃燒技術(shù)的轉(zhuǎn)底爐工藝相較而言，其煤氣和空氣消耗量、排煙量均較高，因此，相應(yīng)的設(shè)備規(guī)格變大，設(shè)備投資成本、運行成本也較高。

發(fā)明內(nèi)容

針對現(xiàn)有技術(shù)的局限性，本發(fā)明提供一種可進一步提高轉(zhuǎn)底爐熱效率，降低煤氣消耗、煙氣排量及投資成本的預(yù)熱富氧燃燒新技術(shù)。

本發(fā)明所用富氧空氣是濃度為70％以上的氧氣與空氣的混合氣體，混合氣體的氧氣濃度為21％～40％。將氧氣輸送管與轉(zhuǎn)底爐的空氣進氣管相連，氧氣輸送管上留有閥門和壓力檢測表，根據(jù)需要調(diào)節(jié)閥門大小控制氧氣流量，獲得實際生產(chǎn)需要的富氧濃度，混合氣體經(jīng)鼓風(fēng)機進入換熱器，混合氣體與高溫?zé)煔庠趽Q熱器內(nèi)進行熱交換，混合氣體溫度升至500℃，然后進入轉(zhuǎn)底爐燒嘴強化燃燒。

本發(fā)明提供一種用于轉(zhuǎn)底爐的富氧燃燒直接還原生產(chǎn)金屬化球團的方法，其特征是：以富氧空氣為助燃氣，富氧空氣經(jīng)鼓風(fēng)機進入換熱器，在換熱器中富氧空氣與高溫?zé)煔膺M行換熱后，溫度升至400～600℃，再進入轉(zhuǎn)底爐。

優(yōu)選的，所述用于轉(zhuǎn)底爐的富氧燃燒直接還原生產(chǎn)金屬化球團的方法，包括下列步驟：

1)富氧空氣經(jīng)鼓風(fēng)機進入換熱器，在換熱器中富氧空氣與高溫?zé)煔膺M行換熱后，溫度升至400～600℃；

2)換熱后的富氧空氣進入轉(zhuǎn)底爐的燒嘴；

3)燃氣和富氧空氣中O₂在燒嘴混合燃燒，燃燒反應(yīng)放出的熱量以輻身熱的方式傳至球團，轉(zhuǎn)底爐預(yù)熱段內(nèi)氣氛溫度1000℃-1100℃，球團內(nèi)的鋅、鉛等氧化物發(fā)生還原反應(yīng)，生成的鋅、鉛等金屬脫離球團進入煙氣；球團進入轉(zhuǎn)底爐還原段；