[發(fā)明專利]燃?xì)膺€原煉鐵爐及其一步還原煉鐵法無效
| 申請?zhí)枺?/td> | 200910075148.0 | 申請日： | 2009-08-14 |
| 公開（公告）號： | CN101624638A | 公開（公告）日： | 2010-01-13 |
| 發(fā)明（設(shè)計）人： | 杜輝 | 申請（專利權(quán)）人： | 杜輝 |
| 主分類號： | C21B11/00 | 分類號： | C21B11/00 |
| 代理公司： | 石家莊科誠專利事務(wù)所 | 代理人： | 劉謨培 |
| 地址： | 050200河北*** | 國省代碼： | 河北;13 |
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| 摘要： | |||
| 搜索關(guān)鍵詞： | 燃?xì)?/a> 還原 煉鐵爐 及其 一步 鐵法 | ||
技術(shù)領(lǐng)域
本發(fā)明屬于金屬冶煉領(lǐng)域，具體地說是一種燃?xì)膺€原煉鐵爐及其一步還原煉鐵 法。
背景技術(shù)
冶金行業(yè)煉鐵主要有直接法、高爐法和熔融還原法，目前高爐法仍然是其中的主力 軍。21世紀(jì)鋼鐵工業(yè)面臨資源、環(huán)保、經(jīng)濟等各方面的挑戰(zhàn)，以焦炭為主的傳統(tǒng)高爐煉 鐵工藝愈來愈暴露出它的局限性，非高爐煉鐵工藝具有高效利用資源、環(huán)境友好、生產(chǎn) 流程短以及提高生產(chǎn)效率等特點，世界各國紛紛花大力氣進行研究和開發(fā)。
ITmk3技術(shù)是日本神戶鋼鐵公司及美國米德蘭公司聯(lián)合開發(fā)的煤基直接還原技 術(shù)，是在鐵-碳相圖的新區(qū)域中進行的探索性實驗。在該區(qū)域中，含碳復(fù)合球團在 1350℃的溫度下，于固液兩相區(qū)還原后熔化，且鐵水易于與渣分離。ITmk3標(biāo)準(zhǔn)流程中 使用轉(zhuǎn)底爐作為還原設(shè)備，原料的加熱集中于轉(zhuǎn)底爐內(nèi)進行，對設(shè)備要求較高；原料 要先進行混合造球團，該工序要有專門的機械，要占用場地、人工，且能耗較大；以煤 作燃料，排放的煙塵會對環(huán)境造成污染，余熱可回收利用但未用于煉鐵過程。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明要解決的技術(shù)問題，是提供一種燃?xì)膺€原煉鐵爐，包括蓄熱室，加料倉、還 原爐三部分，其中蓄熱室、加料倉分別以還原爐廢氣對燃?xì)狻t料進行預(yù)熱并輸送至 還原爐內(nèi)；還原爐為主反應(yīng)區(qū)，使?fàn)t料熔融還原，實現(xiàn)渣鐵分離。該爐結(jié)構(gòu)簡單，投資 少，占地面積小。
本發(fā)明的另外一個目的，是提供一種一步還原煉鐵法，原料、燃料及其助燃空氣在 進入還原爐前已經(jīng)過預(yù)熱，因此需還原區(qū)提供的用于熔融的熱能降低。預(yù)熱所需熱 量由還原爐產(chǎn)生的廢氣提供，從而達(dá)到了充分利用熱能、減少環(huán)境污染的目的，能耗、 運行成本降低；該方法主體反應(yīng)以燃?xì)庾鳛槿剂希鍧崱h(huán)保、減排，熱效率高。
為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明所采取的技術(shù)方案是：
一種燃?xì)膺€原煉鐵爐，包括還原爐、蓄熱室與加料倉，其中
所述蓄熱室內(nèi)設(shè)有相互獨立的燃?xì)馔ǖ馈⒅伎諝馔ǖ馈⑦€原爐廢氣排放通道 I；燃?xì)馔ǖ馈⒅伎諝馔ǖ赖囊欢朔謩e接相應(yīng)氣源，另一端于出蓄熱室后、入還原 爐前匯合于燃燒噴嘴，噴嘴出氣孔與還原爐爐腔接通；還原爐廢氣排放通道I的一端 與還原爐爐腔接通，另一端與大氣接通；
加料倉設(shè)有爐料加入通道、還原爐廢氣排放通道II，爐料加入通道的出口與還原 爐爐腔接通；還原爐廢氣排放通道II的一端與還原爐爐腔接通，另一端與大氣接通；
還原爐的爐壁上設(shè)有爐渣出口、鐵水出口。
所述通道為螺旋狀通道。
本發(fā)明還提供了上述燃?xì)鉄掕F爐的煉鐵方法，即一步還原煉鐵法，包括以下步驟：
①由鐵粉、熔渣助劑、煤按比例配成的爐料送至加料倉的爐料加入通道進行預(yù) 熱；同時，燃?xì)馀c助燃空氣由相應(yīng)的通道通入，于蓄熱室內(nèi)預(yù)熱；所述預(yù)熱所需的熱源 由由還原爐廢氣排放通道I、II所載還原爐廢氣提供；
②經(jīng)預(yù)熱的燃?xì)狻⒅伎諝庥诔鲂顭崾液蟆⑷脒€原爐前匯合，于燃燒噴嘴處點火， 于還原爐內(nèi)燃燒，還原爐內(nèi)溫度≥1000℃時，將經(jīng)預(yù)熱的爐料加入還原爐，爐料經(jīng)焙 燒接近熔化狀態(tài)，滲碳與熔化同時進行，其反應(yīng)如下：
a.Fe2O3+3CO＝2Fe+3CO2，b.CO2+C＝2CO；
b.隨著爐料的不斷加入，還原爐內(nèi)出現(xiàn)上下分層的爐渣與鐵水所形成的熔分區(qū)；
③爐料進入還原爐內(nèi)，會進入熔分區(qū)的上部爐渣層與下部鐵水層的結(jié)合部，吸收 周圍液相物質(zhì)的熱能并于液相環(huán)境發(fā)生還原反應(yīng)，而還原反應(yīng)所產(chǎn)生的煤氣CO從液 面上溢出，在加熱區(qū)氧化生成CO2，并產(chǎn)生熱量為后續(xù)還原反應(yīng)提供熱源。
所述爐料組成中各組分的重量份數(shù)比為：
鐵粉55-75份，熔渣助劑10-20份，煤粉15-25份。
所述熔渣助劑為石灰石、白云石、螢石、鋁酸鈣中的一種。
所述燃?xì)鉃槊簹狻⑻烊粴庵械囊环N。
所述煤氣由煤氣發(fā)生爐提供。
所述助燃空氣為含氧量≥30％的富氧空氣。
本發(fā)明所提供的上述一步還原煉鐵法，其工藝原理是：
①爐料送至加料倉進行預(yù)熱；同時，燃?xì)馀c助燃空氣于蓄熱室內(nèi)預(yù)熱；
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