[發(fā)明專利]一種埋弧等離子熔融煉鐵方法有效
| 申請?zhí)枺?/td> | 201210166067.3 | 申請日： | 2012-05-25 |
| 公開（公告）號： | CN102653805A | 公開（公告）日： | 2012-09-05 |
| 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人： | 陶立群 | 申請（專利權(quán)）人： | 沈陽博聯(lián)特熔融還原科技有限公司 |
| 主分類號： | C21B13/00 | 分類號： | C21B13/00 |
| 代理公司： | 沈陽東大專利代理有限公司 21109 | 代理人： | 梁焱 |
| 地址： | 110006 遼寧*** | 國省代碼： | 遼寧;21 |
| 權(quán)利要求書： | 查看更多 | 說明書： | 查看更多 |
| 摘要： | |||
| 搜索關(guān)鍵詞： | 一種 等離子 熔融 煉鐵 方法 | ||
技術(shù)領(lǐng)域
本發(fā)明屬于冶金技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種埋弧等離子熔融煉鐵方法。
背景技術(shù)
傳統(tǒng)的高爐煉鐵技術(shù)中，鐵礦物是以固態(tài)形式進(jìn)入熔融還原爐，在爐腰部下降過程中被還原，經(jīng)過軟流帶造渣，使目標(biāo)金屬鐵與渣分離。這個(gè)工藝中必須使用焦炭和鐵精粉球團(tuán)或燒結(jié)礦在高溫下被還原劑還原，該方法熱效率低，產(chǎn)生大量煙塵，尤其處理低品位礦時(shí)，能源消耗大，生產(chǎn)效率低。
發(fā)明內(nèi)容
針對現(xiàn)有高爐煉鐵技術(shù)上存在的上述問題，本發(fā)明提供一種埋弧等離子熔融煉鐵方法，目的是開發(fā)一種高效率和高能源利用率的煉鐵方法。
本發(fā)明的方法按照以下步驟進(jìn)行：
鐵礦石進(jìn)入高爐，在高爐中熔煉形成熔池，當(dāng)高爐中的熔池上方形成厚度300~500mm的渣層，將等離子噴槍和噴煤槍插入渣層中，點(diǎn)燃等離子噴槍產(chǎn)生等離子弧，控制等離子弧的弧溫在1400~4000℃，并通過等離子噴槍的夾層向渣層中噴吹鐵礦粉；同時(shí)通過噴煤槍向渣層中噴吹煤粉，控制煤粉經(jīng)過等離子弧的火核中心，對鐵礦粉進(jìn)行冶煉。
上述方法中，當(dāng)?shù)入x子噴槍工作時(shí)，控制等離子噴槍的出口與渣層頂面的垂直距離為150~200mm，噴煤槍的出口低于等離子噴槍出口，兩者的垂直距離差為10~20mm。
上述方法中的等離子弧的火核中心位于渣層頂面下方180~220mm。
上述方法中，相同時(shí)間內(nèi)等離子噴槍噴吹的鐵礦粉與噴煤槍噴吹的煤粉的重量比為鐵礦粉:煤粉=（2.5~3.5）:1。
上述方法中，噴吹鐵礦粉和煤粉采用的載氣均為氮?dú)猓渲袊姶佃F礦粉時(shí)鐵礦粉在載氣中的濃度為20~40kg/m3，噴吹煤粉時(shí)煤粉在載氣中的濃度為30~60kg/m3。
上述方法中鐵礦粉的粒度≤80目，煤粉的粒度≤120目。
上述反應(yīng)的主要化學(xué)反應(yīng)方程式包括：
1.鐵的逐級分解：Fe3O4→Fe+Fe2O3+O2，F(xiàn)e2O4→Fe+FeO+O2??；
2.氧化亞鐵與熔融碳的還原反應(yīng)：FeO（S）+C（S）→Fe+CO2；
3.煤在等離子弧下的熱分解：煤→C2H2+C6H6+CH4+C(S)。
本發(fā)明的基本原理是：
噴入熔池的鐵礦粉在等離子弧作用下迅速逐級分解，形成氧化亞鐵和氧氣，噴入熔池的煤粉被加熱至熔融狀態(tài)，與氧氣燃燒分解出碳，產(chǎn)生的高溫使鐵、氧化亞鐵和碳形成熔融狀態(tài)，反應(yīng)生產(chǎn)鐵和二氧化碳，并再次反應(yīng)產(chǎn)生氧氣，二氧化碳和煤粉分解后的其他氣體與噴吹下來的物料強(qiáng)烈混合，對熔池進(jìn)行劇烈攪動(dòng)，加快反應(yīng)的進(jìn)行；熾熱的等離子弧使渣層的渣料呈拋物線狀向上飛濺，飛濺的渣料攜帶的可燃物與分解的氧氣形成二次燃燒，使飛濺的渣料的溫度迅速升高，落回熔池時(shí)將熱量帶回到熔池中，能夠充分利用物料反應(yīng)產(chǎn)生的熱能；渣層下方的鐵水層相對靜止，主要反應(yīng)在渣層中進(jìn)行，形成埋弧等離子熔煉，埋弧所需氧氣來自鐵礦逐級分解以及氧化亞鐵與碳反應(yīng)生成，不需要再噴入氧氣，煤粉分解出的揮發(fā)成分在渣層內(nèi)形成絕熱燃燒，使燃燒溫度能夠達(dá)到2000℃以上，突破了煤粉常規(guī)燃燒時(shí)1300℃的局限；燃燒產(chǎn)生的熱量80%以上留在渣層中，鐵礦粉直接噴吹到渣層內(nèi)，從等離子噴槍出口處即熔化，減少了粉塵的產(chǎn)生。
本發(fā)明方法的有益效果是能夠充分利用熱源，減少能量損失，降低生產(chǎn)成本，抑制粉塵的產(chǎn)生，生產(chǎn)工藝穩(wěn)定，對提高生產(chǎn)效率和減少污染具有重要意義。
具體實(shí)施方式
本發(fā)明實(shí)施例中采用的等離子噴槍的功率為80千瓦。
本發(fā)明實(shí)施例中采用的鐵礦粉的粒度≤80目，煤粉的粒度≤120目。
本發(fā)明實(shí)施例中選用的鐵礦粉為赤鐵礦粉、褐鐵礦粉、菱鐵礦粉、鈦鐵礦粉或紅鎳土礦粉，鐵品位TFe在30~65%。
本發(fā)明實(shí)施例中選用的煤粉為無煙煤粉。
實(shí)施例1
采用的鐵礦粉為赤鐵礦粉，鐵品位為31.6%。
該專利技術(shù)資料僅供研究查看技術(shù)是否侵權(quán)等信息，商用須獲得專利權(quán)人授權(quán)。該專利全部權(quán)利屬于沈陽博聯(lián)特熔融還原科技有限公司，未經(jīng)沈陽博聯(lián)特熔融還原科技有限公司許可，擅自商用是侵權(quán)行為。如果您想購買此專利、獲得商業(yè)授權(quán)和技術(shù)合作，請聯(lián)系【客服】
本文鏈接：http://www.szxzyx.cn/pat/books/201210166067.3/2.html，轉(zhuǎn)載請聲明來源鉆瓜專利網(wǎng)。
