[實(shí)用新型]一種鐵水生產(chǎn)裝置

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201720239111.7
• 申請(qǐng)日: 2017-03-13
• 公開（公告）號(hào): CN206616247U
• 公開（公告）日: 2017-11-07
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 周強(qiáng);李建濤
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 武漢科思瑞迪科技有限公司
• 主分類號(hào): C21B11/02
• 分類號(hào): C21B11/02;C21B13/02;C21B13/14
• 代理公司: 北京市蘭臺(tái)律師事務(wù)所11354
• 代理人: 劉俊清,徐敢

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及金屬火法冶煉的技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種鐵水生產(chǎn)裝置。

背景技術(shù)

目前世界上投入商業(yè)生產(chǎn)煉鋼用鐵水的工藝分為高爐煉鐵和非高爐煉鐵兩大類，高爐煉鐵在鐵水產(chǎn)量上一直占有絕對(duì)的優(yōu)勢(shì)，非高爐煉鐵是近20年發(fā)展起來的新工藝，非高爐煉鐵工藝的種類很多，但其用于商業(yè)生產(chǎn)煉鋼用鐵水的工藝目前只有COREX工藝和FINEX工藝。從實(shí)際生產(chǎn)運(yùn)行來看，不管是占絕對(duì)多數(shù)的高爐煉鐵工藝，還是近20年發(fā)展起來的非高爐煉鐵工藝，盡管各有優(yōu)點(diǎn)，但是各自的缺點(diǎn)都很明顯。

目前的高爐煉鐵工藝在工藝方案、裝備水平、節(jié)能環(huán)保等方面經(jīng)過幾百年特別是近30年的進(jìn)步和發(fā)展都已經(jīng)十分完善了，再進(jìn)步和提高的空間已經(jīng)很有限了。高爐煉鐵工藝生產(chǎn)鐵水在效率和規(guī)模上(最大規(guī)模的單爐年產(chǎn)量達(dá)到500萬噸)具有很強(qiáng)的競(jìng)爭(zhēng)力，然而其固有的不少缺點(diǎn)一直都存在，該工藝所用裝置具體缺點(diǎn)如下：

(1)生產(chǎn)流程太復(fù)雜和龐大：需要建設(shè)大量的配套設(shè)施，由燒結(jié)廠、焦化廠、球團(tuán)廠、熱風(fēng)爐、制氧站和高爐等組成的煉鐵系統(tǒng)是一個(gè)復(fù)雜、龐大的生產(chǎn)系統(tǒng)，流程長(zhǎng)、環(huán)節(jié)多、占地大、損耗大、人員多、環(huán)保差；

(2)需要消耗的大量焦煤資源已經(jīng)成為生產(chǎn)鐵水的瓶頸：在生產(chǎn)過程中，需要使用大量焦炭，焦炭的消耗在鐵水成本中占有很大的比例，然而焦煤資源已經(jīng)越來越緊張，焦炭的價(jià)格已經(jīng)呈現(xiàn)越來越高的趨勢(shì)，這使得今后高爐煉鐵的成本必將越來越高，這一問題不僅將成為高爐工藝生產(chǎn)鐵水的瓶頸，而且一定會(huì)為不使用焦煤的非高爐煉鐵工藝帶來很好的發(fā)展機(jī)會(huì)；

(3)對(duì)原料和焦炭的質(zhì)量要求很高、能耗也很大：在生產(chǎn)過程中，由于還原和熔化集于一體造成料柱很高，這樣不僅對(duì)原料和焦炭的質(zhì)量提出了很高的要求，而且造成原燃料的運(yùn)輸電耗和鼓風(fēng)機(jī)的鼓風(fēng)電耗都很高，生產(chǎn)成本因此增大很多；

(4)該高爐只能使用冷料、熱量損失大：在生產(chǎn)過程中，需要將鐵精粉加工成燒結(jié)礦和球團(tuán)礦，焦煤需要煉成焦炭，高爐使用的這些原料和燃料必須經(jīng)過反復(fù)的加熱和冷卻，不僅原料和燃料的熱能白白浪費(fèi)，能耗損失很大，而且物流運(yùn)輸環(huán)節(jié)多、運(yùn)距長(zhǎng)、運(yùn)行成本增大很多；

(5)產(chǎn)生的大量低熱值高爐煤氣的利用效率低：在生產(chǎn)過程中，產(chǎn)生了大量的低熱值高爐煤氣，盡管該工藝本身消耗了一部分高爐煤氣，但是約55％的大量低熱值煤氣自身使用不了，只能外供一般作為鍋爐發(fā)電的燃料，熱能利用效率低；

(6)生產(chǎn)過程中的排放物對(duì)環(huán)境影響很大：在生產(chǎn)過程中，由燒結(jié)、焦化和高爐的生產(chǎn)過程中排放的硫化物、氮化物和粉塵遠(yuǎn)高于沒有燒結(jié)和焦化的非高爐煉鐵工藝；高爐生產(chǎn)的鐵水主要用于轉(zhuǎn)爐煉鋼，由高爐和轉(zhuǎn)爐組成的煉鋼流程的CO₂排放量是電爐煉鋼流程的一倍；

(7)高爐生產(chǎn)中對(duì)操作和維護(hù)的要求十分苛刻：核心環(huán)節(jié)在于高爐爐體系統(tǒng)，在高爐爐體中要完成原料的還原、熔化和造氣，還原和融化兩大生產(chǎn)功能集于一體，對(duì)生產(chǎn)過程中的精細(xì)布料、爐料透氣性、燃燒充分、熱量交換、還原效果、渣鐵分離和穩(wěn)定順行等方面的生產(chǎn)操作和維護(hù)都提出了很高的要求；稍有不慎就會(huì)帶來懸料、崩料、管道、結(jié)瘤、裝置燒損等生產(chǎn)事故，而且一旦出現(xiàn)生產(chǎn)事故，恢復(fù)的難度和代價(jià)都很大；同時(shí)開爐和停爐的操作十分復(fù)雜，生產(chǎn)組織的靈活性也很差。

近十幾年在南非、印度、中國和韓國投產(chǎn)了COREX-1000、COREX-2000、COREX-3000(最大規(guī)模單爐年產(chǎn)量達(dá)到150萬噸)的非高爐煉鐵工廠，該裝置取消了燒結(jié)廠和焦化廠，在焦煤資源、環(huán)境保護(hù)和生產(chǎn)靈活性上體現(xiàn)出了一定的優(yōu)勢(shì)，但是COREX工藝仍然存在以下明顯的缺點(diǎn)：

(1)對(duì)原料和燃料的質(zhì)量要求十分嚴(yán)格：必須使用球團(tuán)礦、塊礦這些塊狀原料，實(shí)際生產(chǎn)中對(duì)塊狀原料的含鐵品位、理化性能、轉(zhuǎn)鼓強(qiáng)度、粒度大小等指標(biāo)的要求都很苛刻；對(duì)煤的粒度要求較高，進(jìn)入熔融爐前需要進(jìn)行煤壓塊，這些對(duì)原料和燃料的質(zhì)量要求都使得該工藝的原燃料適應(yīng)性不高，同時(shí)增加了生產(chǎn)成本；

(2)能耗指標(biāo)太高：該工藝實(shí)際生產(chǎn)中的煤比達(dá)到850-900kg/t、焦比在130-250kg/t、氧耗達(dá)到550Nm³/t，這使得該工藝的總體能耗指標(biāo)高于高爐煉鐵工藝，增加了生產(chǎn)成本；

(3)總體投資遠(yuǎn)高于高爐煉鐵工藝的整體投資：盡管取消了燒結(jié)和焦化工序，但是仍需使用球團(tuán)和不少的焦炭，并且還需配置大型制氧站和發(fā)電站(或單獨(dú)的直接還原工廠)，使得總體投資遠(yuǎn)高于高爐煉鐵工藝(包括燒結(jié)廠和焦化廠)的總體投資；