[實用新型]一種鐵水生產裝置

有效

• 申請號: 201720239111.7
• 申請日: 2017-03-13
• 公開（公告）號: CN206616247U
• 公開（公告）日: 2017-11-07
• 發明（設計）人: 周強;李建濤
• 申請（專利權）人: 武漢科思瑞迪科技有限公司
• 主分類號: C21B11/02
• 分類號: C21B11/02;C21B13/02;C21B13/14
• 代理公司: 北京市蘭臺律師事務所11354
• 代理人: 劉俊清,徐敢

技術領域

本發明涉及金屬火法冶煉的技術領域，具體涉及一種鐵水生產裝置。

背景技術

目前世界上投入商業生產煉鋼用鐵水的工藝分為高爐煉鐵和非高爐煉鐵兩大類，高爐煉鐵在鐵水產量上一直占有絕對的優勢，非高爐煉鐵是近20年發展起來的新工藝，非高爐煉鐵工藝的種類很多，但其用于商業生產煉鋼用鐵水的工藝目前只有COREX工藝和FINEX工藝。從實際生產運行來看，不管是占絕對多數的高爐煉鐵工藝，還是近20年發展起來的非高爐煉鐵工藝，盡管各有優點，但是各自的缺點都很明顯。

目前的高爐煉鐵工藝在工藝方案、裝備水平、節能環保等方面經過幾百年特別是近30年的進步和發展都已經十分完善了，再進步和提高的空間已經很有限了。高爐煉鐵工藝生產鐵水在效率和規模上(最大規模的單爐年產量達到500萬噸)具有很強的競爭力，然而其固有的不少缺點一直都存在，該工藝所用裝置具體缺點如下：

(1)生產流程太復雜和龐大：需要建設大量的配套設施，由燒結廠、焦化廠、球團廠、熱風爐、制氧站和高爐等組成的煉鐵系統是一個復雜、龐大的生產系統，流程長、環節多、占地大、損耗大、人員多、環保差；

(2)需要消耗的大量焦煤資源已經成為生產鐵水的瓶頸：在生產過程中，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，然而焦煤資源已經越來越緊張，焦炭的價格已經呈現越來越高的趨勢，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鐵水的瓶頸，而且一定會為不使用焦煤的非高爐煉鐵工藝帶來很好的發展機會；

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

(4)該高爐只能使用冷料、熱量損失大：在生產過程中，需要將鐵精粉加工成燒結礦和球團礦，焦煤需要煉成焦炭，高爐使用的這些原料和燃料必須經過反復的加熱和冷卻，不僅原料和燃料的熱能白白浪費，能耗損失很大，而且物流運輸環節多、運距長、運行成本增大很多；

(5)產生的大量低熱值高爐煤氣的利用效率低：在生產過程中，產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電的燃料，熱能利用效率低；

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

(7)高爐生產中對操作和維護的要求十分苛刻：核心環節在于高爐爐體系統，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功能集于一體，對生產過程中的精細布料、爐料透氣性、燃燒充分、熱量交換、還原效果、渣鐵分離和穩定順行等方面的生產操作和維護都提出了很高的要求；稍有不慎就會帶來懸料、崩料、管道、結瘤、裝置燒損等生產事故，而且一旦出現生產事故，恢復的難度和代價都很大；同時開爐和停爐的操作十分復雜，生產組織的靈活性也很差。

近十幾年在南非、印度、中國和韓國投產了COREX-1000、COREX-2000、COREX-3000(最大規模單爐年產量達到150萬噸)的非高爐煉鐵工廠，該裝置取消了燒結廠和焦化廠，在焦煤資源、環境保護和生產靈活性上體現出了一定的優勢，但是COREX工藝仍然存在以下明顯的缺點：

(1)對原料和燃料的質量要求十分嚴格：必須使用球團礦、塊礦這些塊狀原料，實際生產中對塊狀原料的含鐵品位、理化性能、轉鼓強度、粒度大小等指標的要求都很苛刻；對煤的粒度要求較高，進入熔融爐前需要進行煤壓塊，這些對原料和燃料的質量要求都使得該工藝的原燃料適應性不高，同時增加了生產成本；

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

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