[發(fā)明專利]一種利用轉(zhuǎn)爐煉鋼系統(tǒng)熔融還原鐵礦石的方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201610214494.2
• 申請(qǐng)日: 2016-04-06
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN105803147B
• 公開(kāi)（公告）日: 2017-12-05
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 范鼎東;沈乾坤;陶素芬;周慶子;劉威;鄧愛(ài)軍
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 安徽工業(yè)大學(xué)
• 主分類(lèi)號(hào): C21B13/00
• 分類(lèi)號(hào): C21B13/00;C21C5/32
• 代理公司: 南京知識(shí)律師事務(wù)所32207
• 代理人: 蔣海軍

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及鋼鐵冶金技術(shù)領(lǐng)域，更具體地說(shuō)，涉及一種利用轉(zhuǎn)爐煉鋼系統(tǒng)熔融還原鐵礦石的方法。

背景技術(shù)

我國(guó)鐵礦石的加工利用大多采用傳統(tǒng)的燒結(jié)-高爐流程生產(chǎn)鐵水，隨著焦炭資源的日漸枯竭，以及煉焦、燒結(jié)過(guò)程的污染嚴(yán)重，高爐生產(chǎn)也面臨著危機(jī)，因此非高爐冶煉技術(shù)的發(fā)展已經(jīng)迫在眉睫。

非高爐煉鐵技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)在于擺脫了焦煤資源短缺對(duì)鋼鐵工業(yè)發(fā)展的羈絆、適應(yīng)日益提高的環(huán)境保護(hù)要求、降低鋼鐵生產(chǎn)能耗、改善鋼鐵產(chǎn)品結(jié)構(gòu)、提高質(zhì)量和品質(zhì)、解決了廢鋼短缺及質(zhì)量不斷惡化的問(wèn)題并實(shí)現(xiàn)了資源的綜合利用。

目前，熔融還原煉鐵工藝主要包括COREX法、FINEX法、HISMELT法和DIOS法等。然而，由于DIOS、HISMELT、AUSIRON、ROMELT等熔融還原工藝都希望有較高的還原速率，提高還原速率的手段主要為：高溫、爐渣高FeO含量、熔池?cái)嚢璧龋@些手段的實(shí)施一方面加大了對(duì)爐襯的侵蝕，爐缸壽命降低；另一方面也造成了能耗的巨大浪費(fèi)。因此，需要一種行之有效的方法來(lái)解決熔融還原煉鐵過(guò)程中出現(xiàn)的各種難題。

經(jīng)檢索，關(guān)于非高爐煉鐵技術(shù)已有相關(guān)方案公開(kāi)，如中國(guó)專利申請(qǐng)?zhí)?00810098048.5，申請(qǐng)日為2008年5月23日，發(fā)明創(chuàng)造名稱為：一種非高爐煉鐵的方法；該申請(qǐng)案將原料鐵礦石破碎至直徑為200mm以下，進(jìn)行篩分，將顆粒直徑為30mm～200mm的鐵礦石和石灰石與焦炭直接輸送到鼓風(fēng)爐中熔煉鐵礦石，得到熔融態(tài)的渣鐵混合物；將顆粒直徑小于30mm的鐵礦石與石灰石進(jìn)行混合，混合均勻后，用壓力機(jī)擠壓成30～100mm的團(tuán)塊，晾干；將晾干后的團(tuán)快和焦炭、褐煤塊或型焦一起送入鼓風(fēng)爐中熔煉鐵礦石；然后采用礦熱電爐還原熔煉直接處理熔融態(tài)的渣鐵混合物生產(chǎn)熱態(tài)鐵水。

又如中國(guó)專利申請(qǐng)?zhí)?9807442.X，申請(qǐng)日為1999年7月1日，發(fā)明創(chuàng)造名稱為：直接熔煉轉(zhuǎn)爐和直接熔煉方法；該申請(qǐng)案設(shè)計(jì)了一種用直接熔煉法從金屬原料生產(chǎn)金屬的轉(zhuǎn)爐，并在所述轉(zhuǎn)爐中形成有金屬層和金屬層上的渣層的熔池；將有載體氣體的金屬原料和固體含碳材料的至少一部分通過(guò)許多噴管/風(fēng)嘴噴入熔池，在金屬層中熔煉金屬材料，其中固體的噴入產(chǎn)生來(lái)自金屬層的氣流，該氣流夾帶著金屬層中的熔融材料并攜帶熔融材料作為飛濺物，液滴和物流向上運(yùn)動(dòng)在渣層上方轉(zhuǎn)爐中的氣體連續(xù)空間內(nèi)形成過(guò)渡區(qū)，其中熔融材料的飛濺物，液滴和物流與轉(zhuǎn)爐的側(cè)壁接觸形成渣的保護(hù)層；通過(guò)一個(gè)或多個(gè)噴管/風(fēng)嘴將含氧氣體噴入轉(zhuǎn)爐，使從熔池釋放的反應(yīng)氣后燃燒，其中上升而后下降的熔融材料的飛濺物，液滴和物流能促進(jìn)熱量向熔池的轉(zhuǎn)移。

上述申請(qǐng)案均不失為較好的非高爐煉鐵技術(shù)，但上述申請(qǐng)案或操作穩(wěn)定性差，不易控制，或冶煉成本高，生產(chǎn)能耗大，不便于推廣使用，仍需進(jìn)一步改進(jìn)。

發(fā)明內(nèi)容

1.發(fā)明要解決的技術(shù)問(wèn)題

本發(fā)明基于現(xiàn)代氧氣轉(zhuǎn)爐的成熟技術(shù)，采用厚渣層操作和浸入式燃燒方法，利用熔池內(nèi)大量熔渣進(jìn)行礦石、煤粉、熔劑的熔融和還原，通過(guò)調(diào)整加料速度對(duì)熔渣起泡高度進(jìn)行有效控制，充分利用泡沫渣進(jìn)行冶煉，提高二次燃燒傳熱效率和操作的穩(wěn)定性，同時(shí)通過(guò)濺渣護(hù)爐技術(shù)，解決熔融還原煉鐵工藝的爐襯壽命問(wèn)題，有效解決了熔融還原煉鐵過(guò)程中出現(xiàn)的各種難題。

2.技術(shù)方案

為達(dá)到上述目的，本發(fā)明提供的技術(shù)方案為：

本發(fā)明的一種利用轉(zhuǎn)爐煉鋼系統(tǒng)熔融還原鐵礦石的方法，在轉(zhuǎn)爐濺渣護(hù)爐后，先向轉(zhuǎn)爐中兌入鐵水，再分批次加入鐵礦石和造渣劑，所用的造渣劑為石灰石、白云石和石灰，同時(shí)通過(guò)氧槍頂吹富氧空氣和煤粉，通過(guò)調(diào)整加料速度控制泡沫渣的厚度，將鐵礦石熔融還原。其具體工藝操作過(guò)程為：

在轉(zhuǎn)爐濺渣護(hù)爐后，先向轉(zhuǎn)爐中兌入占轉(zhuǎn)爐噸位60％～80％的鐵水，為轉(zhuǎn)爐的初始吹煉提供能量，也為鐵礦石的熔融還原提供良好的初始條件，初始吹煉時(shí)氧槍槍位為1000mm～1150mm，比正常槍位低50～100mm，首次加入鐵礦石和造渣劑后再回到正常槍位，如此操作是為了先通過(guò)適當(dāng)降低槍位，提高富氧流量，待爐溫升高，泡沫渣厚度上升后，再提高槍位降低富氧流量，調(diào)整加料速率，保證泡沫渣厚度在一定范圍內(nèi)，繼續(xù)吹煉。