[發(fā)明專利]一種高密度全氧短流程高效清潔煉鐵工藝

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• 申請?zhí)枺?/td>: 201810593292.2
• 申請日: 2018-06-11
• 公開（公告）號: CN108754056A
• 公開（公告）日: 2018-11-06
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 張穎異;李明陽;高建軍;師學(xué)峰;王鋒;齊淵洪;林萬舟;嚴(yán)定鎏
• 申請（專利權(quán)）人: 安徽工業(yè)大學(xué)
• 主分類號: C21B13/00
• 分類號: C21B13/00;C22B1/24;C22B1/216
• 代理公司: 重慶晟軒知識產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 50238
• 代理人: 王海鳳

本發(fā)明涉及一種高密度全氧短流程高效清潔煉鐵工藝，主要包括以下步驟：S1寬粒級鐵礦粉、無煙煤粉、消石灰粉混合均勻后制粒；S2將S1得到的寬粒級含碳球團(tuán)裝入回轉(zhuǎn)窯進(jìn)行深度自還原；S3對回轉(zhuǎn)窯尾氣進(jìn)行除塵、降溫和CO₂脫除處理得到提質(zhì)煤氣，將該提質(zhì)煤氣再次通入回轉(zhuǎn)窯中進(jìn)行二次燃燒；S4將S2得到的寬粒級的金屬化球團(tuán)熱裝入熔融氣化爐內(nèi)進(jìn)行終還原熔分；S5爐渣和鐵水分別對應(yīng)地從渣口和鐵口排出。該工藝的綜合能耗比傳統(tǒng)高爐工藝降低了30%，煤粉燃盡率≥90%，還原組份濃度≥90%，煤氣的CO₂脫除率≥90%，取消了鋼鐵企業(yè)污染排放最大的焦化、燒結(jié)和球團(tuán)工序，從源頭減少了能源消耗和污染物排放。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及非高爐煉鐵技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種高密度全氧短流程高效清潔煉鐵工藝。

背景技術(shù)

目前，鋼鐵行業(yè)主要以高爐煉鐵為主，傳統(tǒng)的高爐煉鐵流程長，高爐煉鐵必須使用焦炭，隨著全球焦煤資源的短缺以及煉焦和燒結(jié)過程產(chǎn)生的環(huán)境污染日趨嚴(yán)重，高爐煉鐵工藝已經(jīng)無法回避上述問題。因此，鋼鐵工業(yè)為擺脫焦煤資源短缺對發(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)和提高質(zhì)量和品質(zhì)、尋求解決廢鋼短缺及廢鋼質(zhì)量不斷惡化的途徑、實(shí)現(xiàn)資源的綜合利用，開發(fā)了以非結(jié)焦煤為基礎(chǔ)能源的非高爐煉鐵技術(shù)。

非高爐煉鐵技術(shù)可分為直接還原與熔融還原兩部分。直接還原是非高爐煉鐵中已實(shí)現(xiàn)大規(guī)模工業(yè)化生產(chǎn)的技術(shù)，主要的煤基直接還原技術(shù)有煤基豎爐法、轉(zhuǎn)底爐法、流化床法、回轉(zhuǎn)窯法和隧道窯法等。主要的工業(yè)化或半工業(yè)化熔融還原技術(shù)有COREX（奧鋼聯(lián)開發(fā)的非焦煤煉鐵技術(shù)）、FINEX（直接用礦粉和非煉焦煤粉冶煉鐵水的技術(shù)）、Hismelt（力拓集團(tuán)開發(fā)的以鐵礦粉和非焦煤冶煉鐵礦粉的技術(shù)）、Romelt（以非焦煤為還原劑和燃料，以礦石和鐵氧化物為原料冶煉鐵水的技術(shù)）等。

以上的直接還原、熔融還原煉鐵技術(shù)發(fā)展至今，沒有任何一種方法可以完全取代高爐煉鐵技術(shù)，主要存在預(yù)還原控制難度大、設(shè)備作業(yè)率低、煤氣化學(xué)能和物理熱利用不充分、煤耗和氧耗過高等問題。

發(fā)明內(nèi)容

針對現(xiàn)有技術(shù)存在的上述問題，本發(fā)明的目的是提供一種冶煉流程短、能耗低、污染物排放少、生產(chǎn)成本低、產(chǎn)品質(zhì)量高的非高爐煉鐵新工藝。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案是：一種高密度全氧短流程高效清潔煉鐵工藝，主要包括以下步驟：

S1：造粒：寬粒級鐵礦粉、無煙煤粉、消石灰粉混合均勻后在圓盤造球機(jī)中制粒，得到寬粒級含碳球團(tuán)，所述寬粒級含碳球團(tuán)中碳氧摩爾比為1.0~1.4；

S2：深度自還原：將S1得到的寬粒級含碳球團(tuán)裝入回轉(zhuǎn)窯進(jìn)行深度自還原，得到寬粒級的金屬化球團(tuán)；

S3：尾氣處理：對回轉(zhuǎn)窯尾氣進(jìn)行除塵、降溫和CO₂脫除處理得到提質(zhì)煤氣，將該提質(zhì)煤氣再次通入回轉(zhuǎn)窯中進(jìn)行二次燃燒；

S4：終還原以及熔融氣化：將S2得到的寬粒級的金屬化球團(tuán)熱裝入熔融氣化爐內(nèi)進(jìn)行終還原熔分，氧氣和煤粉通過氧煤槍噴入渣層中，發(fā)生煤粉的劇烈燃燒和氣化反應(yīng)，為渣鐵熔化提供熱量，同時產(chǎn)生高溫煤氣還原鐵氧化物，并攪拌熔池，促進(jìn)渣鐵的有效分離；

S5：爐渣和鐵水分別對應(yīng)地從渣口和鐵口排出。

作為改進(jìn)，所述S1中寬粒級鐵礦粉的粒度為50~2000 μm。

作為改進(jìn)，所述S1中寬粒級鐵礦粉包括鐵精粉、釩鈦磁鐵礦粉、海砂礦粉、高鐵鋁土礦粉、含鐵冶金固廢中的一種或多種作為原料，且所述原料粒度尺寸為5~15 mm。

作為改進(jìn)，所述S1造粒過程中加入了粘接劑；所述粘結(jié)劑為水和工業(yè)糖漿的混合液，比例按照20:1的比例進(jìn)行混合，混合液的添加量為鐵礦粉、無煙煤粉、消石灰粉總質(zhì)量的5%~15%。