[發(fā)明專利]一種高爐煉鐵節(jié)能新工藝及其設備

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201010149746.0
• 申請日: 2010-04-19
• 公開（公告）號: CN101956034A
• 公開（公告）日: 2011-01-26
• 發(fā)明（設計）人: 張向海;邢傳一
• 申請（專利權）人: 山東廣富集團有限公司
• 主分類號: C21B5/00
• 分類號: C21B5/00
• 代理公司: 濟南舜源專利事務所有限公司 37205
• 代理人: 宋玉霞

技術領域

本發(fā)明屬于冶煉的技術領域，具體涉及一種高爐煉鐵技術,?特別是一種高爐煉鐵節(jié)能新工藝及其設備—懸臂壓球機。

背景技術

目前高爐煉鐵占到全國生產總量的95%以上，它們都是在容積大小不等的高爐內完成的（最大的超過5000m³，最小的約在125?m³）。盡管如此，但它們的生產工藝及爐內化學反應卻是相同的。近150年的技術改進，它由起初近8000Kg焦炭煉一噸鐵，逐步改進到今天的450~650Kg焦炭煉一噸鐵；同時在前道工序中的燒結過程中，由起初的露天燒結逐步改進到今天的機械化燒結，技術的進步不僅改善了節(jié)能而且同時也解決了環(huán)保等一系列的問題。然而盡管如此，人們仍然對高爐煉鐵的節(jié)能及環(huán)保持有可挖潛的幻想，但事實上又證明了，在目前的煉鐵用焦基礎上，每下降10Kg焦炭都會讓專家束手無策。高爐煉鐵內在的幾個重要的化學反應如下：

①、Fe₂O₃+CO????????????????????????????????????????????????????Fe₃O₄

②、Fe₃O₄+CO?????FeO+CO₂－20.8MJ

③、FeO+?C????????Fe+CO₂－152.01?MJ

④、FeO+CO??????Fe+CO₂

從高爐煉鐵內在的上述幾個化學反應可以證明，再實現大幅度降焦是不可能的，例如，在高爐的風口燃燒區(qū)，氧氣與焦炭在燃燒條件下反應形成二氧化碳（O₂+C?CO₂+399.44MJ），同時釋放出399.44MJ的熱量，約占高爐熔煉所需熱量的80%，此處的化學反應越多在理論上講也就越有利于高爐煉鐵的需要，然而事實卻證明，二氧化碳在高溫料層區(qū)上浮過程中（在1300~1100℃的高溫內）又被焦炭完全還原生成一氧化碳（CO₂+C??CO－165.6MJ），這個過程又是一個吸熱過程，它帶走的熱量占高爐內的35%~40%，而高爐煉鐵爐身內氧化鐵的諸多化學反應又離不開一氧化碳（CO）作還原劑，因此高爐內的諸多化學反應既是必須過程又是矛盾過程。另外，目前的高爐煉鐵工藝中，燒結料的強度不夠，在高爐內高溫熔分時容易分散，嚴重影響了高爐的透氣性能，從而對煉鐵質量及能源消耗帶來了不利影響，使得熔融速度和滴落速度降低。

實踐證明，目前我國現有的高爐煉鐵工藝實現理想的節(jié)能效果是不現實的，發(fā)達國家也如此,?大量的實踐證明，傳統(tǒng)的高爐煉鐵工藝已是窮途末路，急需要出現一種新的高爐煉鐵工藝。

發(fā)明內容

本發(fā)明的目的是以現有的高爐作載體提供一種節(jié)能及環(huán)保的新工藝，即高爐煉鐵節(jié)能新工藝，同時也提供了一種在該工藝中應用的設備—懸臂壓球機，用以制備等分的礦粉球，本發(fā)明的這種新設備的應用，從而取代了原高爐煉鐵工藝中的燒結工序。本發(fā)明有效的克服了高爐煉鐵現有工藝流程中存在的上述弊端，改變現有的燒結設備及工藝，從而實現了高爐煉鐵節(jié)能新工藝。

本發(fā)明的高爐煉鐵節(jié)能新工藝的技術方案為：包括機械制造步驟、造球步驟、直接還原步驟、真空降溫步驟，所述的造球步驟為，采用懸臂壓球機，將配兌好的鐵礦粉成型為等分礦粉球；成型后的礦粉球由臺車運至直接還原烘干爐進行直接還原；然后將該直接還原后的礦粉球進行真空降溫；最后送至高爐進行高溫熔分。

本發(fā)明的詳細步驟如下：首先將鐵礦粉進行混料、攪拌、稱重，然后由懸臂壓球機將配兌好的鐵礦粉成型為等分礦粉球；成型后的礦粉球由臺車循環(huán)運至直接還原烘干爐進行直接還原；然后將該直接還原后的礦粉球進行真空降溫，時間10-20分鐘，溫度降至900℃以下；最后破碎、配焦送至高爐進行高溫熔分，進行后續(xù)的排渣、出鐵。

本工藝中所述的直接還原步驟為在本申請人專利申請?zhí)枮?00810140107.0?名稱為“一種無高爐煉鐵新工藝”中公開的烘干、直接還原爐中實現的。

本工藝中所述的高爐內的高溫熔分為用皮帶傳送至高爐配以焦炭等進行高溫熔分，其鼓風、富氧、噴煤、排渣等仍沿用原高爐煉鐵模式。

如此循環(huán)操作，即實現本發(fā)明的高爐煉鐵節(jié)能新工藝。