[發明專利]利用COREX爐進行煉鐵的工藝

在審

• 申請號: 201410120431.1
• 申請日: 2014-03-27
• 公開（公告）號: CN104946841A
• 公開（公告）日: 2015-09-30
• 發明（設計）人: 許海法;徐萬仁;毛曉明;熊林;趙曉巖;李肇毅
• 申請（專利權）人: 寶山鋼鐵股份有限公司
• 主分類號: C21B13/14
• 分類號: C21B13/14
• 代理公司: 北京金信知識產權代理有限公司 11225
• 代理人: 劉鋒;黃小棟

技術領域

本發明涉及煉鐵工藝領域，尤其涉及一種利用COREX爐進行煉鐵的工藝。

背景技術

現有技術中，通常采用的煉鐵工藝包括高爐煉鐵工藝以及COREX熔融煉鐵工藝。由于COREX煉鐵工藝具有環境污染小、流程短等優勢，因此，被廣泛采用。

COREX熔融煉鐵工藝是一種以非煉焦塊煤和部分焦炭為燃料、純氧鼓風的環境友好型的煉鐵新工藝，它主要由還原豎爐和熔融氣化爐兩部分組成。如圖1所示，塊煤直接加入下部的熔融氣化爐2在高溫下與純氧燃燒以提供熱量并產生煤氣，熔融氣化爐2產生的煤氣經旋風除塵器4除塵后輸送至還原豎爐1用來還原含鐵原料。含鐵原料經上部還原豎爐1還原成具有一定金屬化率的海綿鐵以后，通過螺旋排料器3加入熔融氣化爐2，在熔融氣化爐2內，海綿鐵被進一步還原、熔化、渣鐵分離并進入爐缸形成鐵水和爐渣。熔融氣化爐2所產生的熱煤氣以及還原豎爐1的爐頂氣需通過洗滌塔5洗滌，洗滌塔5產生的污泥排出至沉淀池6。

熔融氣化爐2的氧氣鼓入可以分為兩大部分，其中一部分由熔融氣化爐2下側的風口201鼓入，該部分氧氣的功能以及工作環境等與高爐風口一致；另外一部分由熔融氣化爐2拱頂的氧氣燒嘴203以及粉塵燒嘴202鼓入，其中，由氧氣燒嘴203鼓入的氧氣的功能為調整熔融氣化爐2拱頂溫度，使其保持在1050°左右以便塊煤裂解產生煤氣；由粉塵燒嘴202鼓入的氧氣的功能主要是回收利用由旋風除塵器4返回的粉塵，其采用氮氣作為流化載氣。氧氣燒嘴203工作前端與下方風口201完全不同，為自由空間，即鄰近風口201的位置設置有填充床，因此自由燃燒區域小；相反地，鄰近氧氣燒嘴203的位置沒有其他裝置/設備，因此，其自由燃燒區域大。氧氣燒嘴203鼓入的氧氣與塊煤燃燒主要的產物為CO。

已有的生產實踐表明：COREX使用的焦炭質量較差的話，則需要用較高比例的焦炭來維持爐缸的透液性，因而塊煤的比例相對會較低。塊煤量的不足往往會導致煤氣量的不足，進而影響COREX正常的生產，尤其是隨著鐵水產量的提升，煤氣量不足將會更加凸顯。以往，COREX生產中為了彌補煤氣量的不足，往往添加過量的塊煤，塊煤裂解后成為半焦進入料柱，這樣又會造成下部熱量過剩，需要添加熔劑來平衡，由此導致鐵水的生產成本提高。

另一方面，從熔融氣化爐2加入的塊煤，其粒度要求為8～50mm。塊煤從礦山到堆場以及入爐的轉運過程中，會產生大量的-8mm的碎煤。據生產經驗，入爐1噸塊煤產生約0.3噸的碎煤。對于一座年產150萬噸的COREX生產裝置而言，會帶來約36萬噸的碎煤。現有技術中，對塊煤篩下的碎煤主要有以下幾種處理方式：

1、作為燃料送往電廠發電。

COREX工藝篩下的碎煤是價格很高的冶煉煤種，作為燃料送往電廠充當價格便宜的電力煤發電，利用價值低。

2、用于高爐煉鐵工藝。高爐工藝煤粉噴吹的技術較為成熟，與此相關的專利也比較多，例如，授權公告號為CN100424188C的專利文獻公開了一種煉鐵高爐煤粉噴吹工藝方法，該方法包括以下步驟：利用機械力將煤粉輸送至混合器，在混合器中形成煤粉氣流，通過輸送管道、分配器及噴槍將煤粉噴入煉鐵高爐。

該方式比較經濟可行，但要求COREX工藝生產裝置毗鄰高爐，而實際生產中COREX工藝裝置都是單獨存在的，因此難以做到。

3、壓塊制成型煤替代塊煤。公開號為CN1408824A的專利文獻公開了一種型煤的生產方法，主要原料為沫煤、碎焦炭和煤泥，首先對原料進行機械破碎為煤粉，然后用壓力機壓制成型。

從技術方案本身考慮，壓制成型煤加入熔融氣化爐是可行的，但是型煤的加工成本太高，且型煤的質量也不穩定，粉率高。

4、參照高爐作為燃料和還原劑噴吹進入COREX氣化爐風口。授權公告號為CN101397598B的專利文獻公開了一種充填床熔融還原爐煤粉噴吹方法，該方法為：原煤經過破碎篩分成碎煤并裝入原煤倉，之后，將其磨細至-200目60%以上，同時進行干燥；將煤粉裝入2個或3個噴吹罐，經過加壓流化用壓力氣體將煤粉輸送到熔融還原爐頂部的分配器，通過該分配器將煤粉均勻地分配給通向熔融氣化爐下部氧氣風口的噴吹支管，然后，通過噴煤槍噴入熔融氣化爐內。

由于熔融氣化爐風口回旋區小、料柱透氣透液性差、噴煤難度大且噴吹量低，因此，只能消化很少部分塊煤轉運過程產生的碎煤。

發明內容

為解決上述問題，本發明提供一種利用COREX爐進行煉鐵的工藝，其能夠利用粉煤代替部分塊煤，節約成本，同時，還能夠保證粉煤的充分燃燒。