[實用新型]氣基豎爐制備海綿鐵的系統

有效

• 申請號: 201420400485.9
• 申請日: 2014-07-18
• 公開（公告）號: CN204058507U
• 公開（公告）日: 2014-12-31
• 發明（設計）人: 吳道洪;張奔;李志遠
• 申請（專利權）人: 北京神霧環境能源科技集團股份有限公司
• 主分類號: C21B13/02
• 分類號: C21B13/02;C21B13/14
• 代理公司: 北京清亦華知識產權代理事務所(普通合伙) 11201
• 代理人: 李志東

技術領域

本實用新型涉及冶金技術領域，具體而言，本實用新型涉及氣基豎爐制備海綿鐵的系統。

背景技術

海綿鐵是代替廢鋼并優于廢鋼的煉鋼原料，可稀釋廢鋼中雜質元素成分，為電爐煉鋼提供必不可少的純凈鐵原料，進而為高端裝備制造企業生產重要產品提供優質坯鑄件，是發展裝備制造業的重要原材料。

目前，世界上75％以上的海綿鐵采用氣基豎爐法生產，其中典型的工藝為MIDREX工藝、HYLⅢ(Energiron)工藝和PERED工藝。海綿鐵的出料方式有兩種，即熱出料生產熱壓塊(HBI)和熱態海綿鐵(HDRI)，以及冷出料生產冷態海綿鐵(CDRI)。熱出料的產品只適合直接還原鐵廠和電爐廠距離很近的大型綜合鋼鐵企業，而絕大多數直接還原廠不具備這種條件，因此產品需要冷出料，避免海綿鐵再氧化，以保證海綿鐵的質量。這種方法采取在豎爐下部冷卻段通入冷卻氣體，將海綿鐵冷卻至50℃以下再排出。同時在冷卻段進行滲碳，以減輕熔分單元的能耗負擔。

豎爐冷卻段通過冷卻洗滌塔和壓縮機等設備實現海綿鐵的冷卻降溫。室溫的天然氣和循環冷煤氣混合，經壓縮機加壓后進入冷卻段下部，在氣體上升過程中與由上而下運動的海綿鐵進行熱交換，并進行滲碳反應。然后，吸收了海綿鐵熱量的冷卻氣由冷卻段上部排除，經冷卻洗滌塔后，與補充的天然氣混合，經壓縮機加壓后再次進入冷卻段下部，形成冷卻氣小循環。這種方法存在四個問題：(1)由于還原氣體從還原段底部進入豎爐，而海綿鐵的顯熱沒有得到利用，因此還原氣加熱設備規模大、能耗高。(2)還原氣體從還原段底部圍管進入豎爐，還原氣體很難到達豎爐中心，還原氣流分布不均勻。(3)鐵礦石中的硫元素容易進入豎爐爐頂氣，循環利用豎爐爐頂氣需要加設脫硫裝置。(4)由于循環冷卻氣中H₂/一氧化碳的值比較高，氣體中一氧化碳含量比較低，海綿鐵滲碳效果不是十分理想。

實用新型內容

本實用新型旨在至少在一定程度上解決相關技術中的技術問題之一。為此，本實用新型的一個目的在于提出一種氣基豎爐制備海綿鐵的系統。利用該系統可以有效降低氣基豎爐直接還原工藝的能耗，使還原氣氣流分布和溫度分布均勻，減輕豎爐爐頂氣脫硫設備的負擔，增加海綿鐵的滲碳量，降低熔分工藝的能耗等現有氣基豎爐直接還原工藝中的幾大主要問題。

根據本實用新型的一個方面，本實用新型提出一種氣基豎爐制備海綿鐵的系統，包括：

氣基豎爐，所述氣基豎爐具有進料口、排料口和爐頂氣出口，所述氣基豎爐具有還原腔室和位于所述還原腔室下方的冷卻腔室，其中，所述還原腔室具有還原氣進口、所述冷卻腔室具有進氣口；

提氫裝置，所述提氫裝置具有進氣口、氫氣出口和富一氧化碳氣體出口，所述富一氧化碳氣體出口與所述冷卻腔室的冷卻氣進口相連，以便將所述富一氧化碳氣體的一部分輸送至所述冷卻腔室；以及

加熱爐，所述加熱爐設置在所述提氫裝置與所述氣基豎爐之間，且分別與所述氫氣出口、富一氧化碳氣體出口和所述還原腔室的還原氣進口相連，以便將所述氫氣和所述富一氧化碳氣體的另一部分進行加熱后輸送至所述還原腔室。

因此，利用本實用新型上述實施例氣基豎爐制備海綿鐵的系統可以有效降低氣基豎爐直接還原工藝的能耗，使還原氣氣流分布和溫度分布均勻，減輕豎爐爐頂氣脫硫設備的負擔，增加海綿鐵的滲碳量，降低熔分工藝的能耗等現有氣基豎爐直接還原工藝中的幾大主要問題。

在本實用新型的一些實施例中，上述氣基豎爐制備海綿鐵的系統進一步包括：與所述爐頂氣出口順次相連且分別用于對爐頂氣進行洗滌冷卻處理、壓縮處理和第一脫硫脫碳處理并得到未反應的還原氣的洗滌冷卻裝置、壓縮裝置和第一脫硫脫碳裝置。由此可以將爐頂氣中的未反應的還原氣提取出來以便進行回收利用，降低制備海綿鐵的成本。

在本實用新型的一些實施例中，所述第一脫硫脫碳裝置與所述提氫裝置的還原氣進口相連，以便將所述未反應的還原氣進行提氫處理。由此可以對爐頂氣進行充分利用，減少還原氣體的使用，降低能耗。

在本實用新型的一些實施例中，上述氣基豎爐制備海綿鐵的系統進一步包括：第二脫硫脫碳裝置，所述第二脫硫脫碳裝置與所述提氫裝置的富一氧化碳氣體出口相連，以便適于對所述富一氧化碳氣體進行脫硫脫碳處理。

附圖說明

圖1是根據本實用新型一個實施例的氣基豎爐制備海綿鐵的系統的結構示意圖。

圖2是根據本實用新型另一個實施例的氣基豎爐制備海綿鐵的系統的結構示意圖。