[發明專利]一種直接生產純凈鐵水的短流程工藝

有效

• 申請號: 201910012052.3
• 申請日: 2019-01-07
• 公開（公告）號: CN109628676B
• 公開（公告）日: 2020-10-30
• 發明（設計）人: 張志祥;夏家銓;徐濤;顧根華;周海川;張勇;劉征建;李克江;姜春鶴;楊天鈞;其他發明人請求不公開姓名
• 申請（專利權）人: 山西賽思普科技有限公司;北京科技大學
• 主分類號: C21B11/00
• 分類號: C21B11/00;C22B1/00;C21B3/02
• 代理公司: 北京國林貿知識產權代理有限公司 11001
• 代理人: 鄭俊彥;許文娟

1.一種直接生產純凈鐵水的短流程工藝，其特征在于，所述工藝包括以下步驟：

（1）將含鐵礦粉首先經預處理裝置，進行預還原處理以及預熱處理，得到預還原處理后的含鐵礦粉；

步驟（1）中含鐵礦粉的預還原指通過包括煤氣在內的含H₂和CO的還原氣體對含鐵礦粉進行預還原，預還原度控制在5%-50%；

（2）由還原氣體生成裝置生成還原氣體，再將得到的還原氣體經等離子化處理，得到等離子態的還原氣體；

（3）將富氧氣體通過富氧鼓風管噴入冶煉爐，將所述等離子態的還原氣體通過還原氣體噴吹管噴入冶煉爐中的液態爐料中，將預還原處理后的含鐵礦粉以及熔劑和增碳劑按比例混合后，通過原料噴吹管噴入冶煉爐中，含鐵礦粉與還原氣體發生還原反應，富氧氣體與還原氣體燃燒為還原反應提供熱量；

所述熔劑為煉鋼產生的煉鋼渣、高爐渣或含CaO的任意物質；所述增碳劑為包括煤粉、含碳含鐵物料在內的含C物質，其添加量為含鐵礦粉的0.1-5%；

所述富氧氣體中氧氣的體積比為50%-100%，其溫度為25℃-1200℃；

所述冶煉爐包括冶煉爐爐身（1），所述冶煉爐爐身主體呈圓柱形，頂部和底部均呈錐形，爐身上部錐面側壁上設置有偶數個富氧鼓風管（2），且保證富氧鼓風管與豎直方向形成一定角度，該偶數個富氧鼓風管在爐身側壁上呈對稱分布，各富氧鼓風管的出口端位于冶煉爐上部的燃燒區，爐身下部側壁上分別設置有原料噴吹管（3）和還原氣體噴吹管（401），原料噴吹管（3）和還原氣體噴吹管（401）末端位置均插入到爐渣中，且保證還原氣體噴吹管（401）與豎直方向形成一定角度，爐身底部側壁上設有金屬液體排出管（6）和廢渣排出管（5），所述爐身頂部設置有多個廢氣排出口（7），并且，爐身底部也設置有多個還原氣體噴吹管（402）；

冶煉爐爐腔內還原區的主要反應為：

Fe₂O₃ (l)+H₂(g)→Fe (l)+H₂O(g)

Fe₂O₃ (l)+CO(g)→Fe (l)+CO₂(g)；

冶煉爐爐腔內燃燒區的主要反應為：

H₂(g)+O₂(g)→H₂O(g)

CO(g)+O₂(g)→CO₂(g)；

所述含鐵礦粉、熔劑及增碳劑的重量份數比為： 100：0.1~10：0.1~5；

（4）經上述反應，由于比重不同，純凈鐵水和熔融爐渣相自動分層，含鐵礦粉經還原得到純凈鐵水，純凈鐵水由金屬液體排出管排出，熔融爐渣相由廢渣排出管排出，反應中產生的廢氣由冶煉爐爐身頂部的廢氣排出口排出熔煉爐，排出廢氣的余熱用于步驟（1）中的預熱處理，或發電、或經過廢氣再處理裝置，生成還原氣體，再次噴入冶煉爐內參與還原反應；

所述還原氣體預先進行升溫處理，溫度控制在1000℃；

經所述工藝得到的純凈鐵水中的C含量為3%-4%；

所述還原氣體為CO和H₂的混合氣體，其中H₂體積占還原氣體總體積的80%;

步驟（1）中預熱處理的溫度控制在800℃。