[發明專利]一種連續熔融還原煉鐵的方法

有效

• 申請號: 202010108136.X
• 申請日: 2020-02-21
• 公開（公告）號: CN111394534B
• 公開（公告）日: 2021-05-18
• 發明（設計）人: 張廷安;豆志河;劉燕;呂國志;牛麗萍;趙秋月;張子木;王坤;李小龍
• 申請（專利權）人: 東北大學;東大有色固廢技術研究院（遼寧）有限公司
• 主分類號: C21B13/00
• 分類號: C21B13/00
• 代理公司: 沈陽東大知識產權代理有限公司 21109
• 代理人: 李珉

一種連續熔融還原煉鐵的方法，包括以下步驟：(1)將含鐵礦物粉、還原劑和造渣劑混合獲得混合粉料，置于連續加料系統中；(2)將起爐料置于還原爐中，加熱至熔融狀態形成起爐熔池；(3)將攪拌槳下降至起爐熔池內，啟動攪拌；將混合粉料輸送到還原爐，向還原爐內噴吹富氧燃料加熱；(4)攪拌使鐵水和還原熔渣形成熔渣層和鐵水層；鐵水進入緩沖槽；通過升降裝置調節攪拌槳至熔渣層，攪拌使熔渣層形成漩渦；(5)調節攪拌速度和混合粉料的輸送量，使鐵水連續穩定排出；調節攪拌槳位置、攪拌速度和混合粉料的輸送量，使鐵水和還原熔渣分別連續排出。本發明的方法工藝簡單，投資少，節能環保，成本低廉，具有較高的經濟價值，是一種高效的非高爐煉鐵技術。

技術領域

本發明屬于冶金技術領域，具體涉及一種連續熔融還原煉鐵的方法。

背景技術

隨著鋼鐵產能和對環保要求的日趨嚴格，如何降低成本，改善工作環境是重中之重；高爐煉鐵還原劑主要為無煙煤粉，由風口向高爐內噴吹；而煤粉的低密度使得在反應過程中煤粉大量漂浮在表面，不能很好的和鐵的氧化物進行反應，煤粉的利用率較低，且產生的煙氣中含有大量未反應的粉塵，不但浪費原料，對大氣和現場環境也造成惡劣的影響。

目前盡管高爐煉鐵工藝的成熟已經讓煉鐵成本趨于穩定，局部條件的改善只能小范圍的改變生鐵成本，利潤空間很小；因此，煉鐵作為鋼鐵生產的重要組成部分，如何實現非焦低碳清潔冶煉，一直是短流程鋼鐵綠色冶煉追求的目標，而熔融還原煉鐵是目前最受青睞的煉鐵新工藝，比如以COREX為代表的預還原-熔分分離的兩步法熔融還原工藝等；另外從工藝操作與裝備開發上，連續熔融還原工藝操作與裝備也是研究的熱點和難點；比如申請號為201110374492.7、申請號為201210112813.0等專利均公開了一種自動化連續操作的所謂連續還原煉鐵的工藝裝備，但仍舊是要經過造球團、球團燒結預還原、還原熔分等部分，并未真正實現加料后持續穩定的連續還原操作。

因此，開發真正的連續還原煉鐵工藝與裝備仍舊是未來非高爐綠色煉鐵必須面對和解決的技術難題，申請號為201420208229.X的專利公開了一種能連續出料的中頻爐，申請號為201611225035的專利公開了一種連續高溫熔融巖/礦棉原料的感應爐，均不適合造球燒結-預還原-還原熔分煉鐵操作；申請號為201610854514.2的專利中公開了“一種渦流攪拌熔融還原煉鐵方法”，該方法結合了KR攪拌脫硫工藝優點，徹底改變了造球燒結-高爐還原以及預還原-還原熔分煉鐵工藝，取消了球團燒結工藝，實現了粉料直接入爐高效還原的工藝技術突破，并且極大降低了對含鐵資源的品位要求，并成功應用于含鐵尾礦、含鐵冶煉尾渣等低品位非傳統鐵礦資源的有效綜合利用；但該專利只實現了含鐵資源的渦流攪拌熔融還原，由于其操作上鐵水出口是設置在還原爐底部的敞開出口，由于采用的熔融狀態進行冶煉操作，加料還原冶煉過程中鐵水出口需要堵上，故只能采用間歇操作，即每次加滿爐后進行攪拌高溫還原熔煉，然后停止攪拌排放鐵水，為了保證熔煉環境，實際熔煉過程中為保證冶煉需要的金渣氣氛平衡排渣口也需要堵上，排渣與鐵水排放一樣是一爐次一排放，因此只是實現了粉料直接入爐還原，并未實現熱力學原理上連續熔融還原。

發明內容

本發明的目的是提供一種連續熔融還原煉鐵的方法，通過設置連續加料、連續還原、連續金渣分離的工藝，不但取消了現有煉鐵球團燒結工藝，實現粉料直接入爐高效還原，并達到穩定連續還原操作的效果，在連續熔融還原原理上實現突破。

本發明的方法包括以下步驟：

1、將含鐵礦物粉、還原劑和造渣劑混合均勻，獲得混合粉料；將混合粉料置于連續加料系統中，所述的連續加料系統為能夠計量輸送物料的裝置，選用螺旋給料機或帶計量泵的加料倉；

2、將起爐料置于還原爐中，所述的還原爐頂部裝配有密封罩，并設有攪拌裝置；攪拌裝置與還原爐外部的升降裝置裝配在一起，攪拌裝置的軸桿穿過密封罩插入還原爐內，軸桿底端裝配有攪拌槳；密封罩上還設有進風通道和排風口，并且進料管穿過密封罩插入還原爐內；所述的還原爐側壁上部設有熔渣溢流口，底部設有出鐵口，出鐵口與虹吸管道連通，虹吸管道與緩沖槽連通；將起爐料加熱至熔融狀態形成起爐熔池；