[發(fā)明專利]電爐熔融還原冶煉工藝

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 202011405030.2
• 申請日: 2020-12-02
• 公開（公告）號: CN112522465A
• 公開（公告）日: 2021-03-19
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 王春波;王忠英
• 申請（專利權(quán)）人: 江蘇鑫冶科技有限公司
• 主分類號: C21B11/10
• 分類號: C21B11/10
• 代理公司: 北京盛凡智榮知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11616
• 代理人: 韋海英

本發(fā)明公開了電爐熔融還原冶煉工藝，以鐵礦石、煤、部分廢鋼為原燃料，在特殊設(shè)計的冶煉容器中，以電能為輔助能源，完成鐵礦石還原并冶煉成鋼水發(fā)明創(chuàng)造，采用50?90％的鐵礦石與10?50％的煤進過加工后，直接加入電爐中，同時配比部分廢鋼，通過水平給料或高位料倉加入，在電爐中利用輔助電能直接還原成鋼水的冶煉技術(shù)。本發(fā)明能夠有效的緩解鋼鐵產(chǎn)業(yè)污染嚴重的情況，可以大幅度降低鋼鐵的成本，具有投資規(guī)模小、占地空間小、節(jié)能能源的作用，適合大規(guī)模推廣。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及鐵礦石電爐熔融領(lǐng)域，具體是電爐熔融還原冶煉工藝。

背景技術(shù)

統(tǒng)的高爐煉鐵法已有一百多年的發(fā)展歷史，它在世界上的煉鐵行業(yè)中一直占據(jù)絕對主導地位。伴隨著現(xiàn)代化煉鐵技術(shù)的日趨完善，高爐煉鐵系統(tǒng)從原燃料準備到煉焦、燒結(jié)、再在高爐中煉成鐵，已經(jīng)變得極其復雜和龐大。從理論上來看它是一種低效率的煉鐵方法，高爐的還原機理主要依靠C0來還原鐵的氧化物(稱為間接還原)，是在氣固相之間進行還原反應，因此高爐內(nèi)鐵的還原反應時間長，從還原動力學的角度來看它是不合理的，從理論上決定了高爐的生產(chǎn)效率是不高的，所以說現(xiàn)在高爐煉鐵法實際上并不是理想的煉鐵方法，它的生產(chǎn)效率不高，浪費大量的能源；煉焦、燒結(jié)都是一次高溫加熱過程(達1000℃以上)，然后在入高爐前卻又必須將其冷卻到常溫，進入高爐后又再次被加溫到高溫狀態(tài)，這種重復的加熱過程造成了熱能的浪費；高爐煉鐵法主要燃料焦炭資源稀缺，世界性焦煤資源的短缺，促使焦炭價格昂貴，要達普通煤的三到四倍以上；龐大的生產(chǎn)系統(tǒng)要花費巨額的投資，占用大片的土地，還給環(huán)境帶來了嚴重的污染，這些都是發(fā)展鋼鐵工業(yè)的障礙，因此對高爐煉鐵進行革命性的變革迫在眉急。

傳統(tǒng)的煉鋼長流程生產(chǎn)線就是通過燒結(jié)、焦化、煤化工產(chǎn)出的原料，在高爐中進行還原反應產(chǎn)出鐵水，然后再把鐵水加入到轉(zhuǎn)爐或電爐中進行氧化反應產(chǎn)出初煉鋼水，再進過二次精煉產(chǎn)出純凈鋼水后到連鑄澆注，產(chǎn)出鑄坯或直接鑄坯進軋鋼進行軋制成鋼材，此工藝流程投資大、周期長、消耗的能源多不經(jīng)濟；短流程鋼鐵生產(chǎn)因其不使用焦煤、能耗低、單位產(chǎn)能投資少、建設(shè)周期短、對環(huán)境的影響小等特點是現(xiàn)代鋼鐵工業(yè)發(fā)展的方向。但在中國的鋼鐵蓄積量不足，廢鋼產(chǎn)生量遠不能滿足鋼鐵生產(chǎn)的需要，廢鋼價格偏高，同時國內(nèi)電費也高，造成短流程煉鋼成本高于長流程的煉鋼成本。在鋼鐵生產(chǎn)中競爭的優(yōu)勢沒有，不能長期立足。本次發(fā)明的目的就是針對長流程和短流程兩種鋼鐵生產(chǎn)方式的優(yōu)缺點進行技術(shù)創(chuàng)新，以短流程為基礎(chǔ)，對冶煉容器、工藝設(shè)備、冶煉方法、冶煉工藝進行創(chuàng)新，使得煉鋼以鐵礦粉、廢鋼為原料，以電和煤為能源實現(xiàn)煉鐵煉鋼為一體的鋼鐵生產(chǎn)新工藝。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明要解決的技術(shù)問題就是克服以上的技術(shù)缺陷，提供一種可以在雨天使用，可以解決電纜亂堆放問題的新型供電箱。

為了解決上述問題，本發(fā)明的技術(shù)方案為：電爐熔融還原冶煉工藝，包括以下步驟：

(1)將50-90％的鐵礦粉和10-50％的煤粉在高溫下進行攪拌，得到混合物A，在混合物A中加入4-6％的粘結(jié)劑，得到混合物B；

(2)通過高壓壓機混合物B進行壓制成型，制作成球體，得到煤礦球C；

(3)在電爐第一次加廢鋼時，將占廢鋼總量的30％的煤礦球C加入電爐中；在電爐冶煉過程中加入占廢鋼總量的20％的煤礦球C；

(4)利用電爐的熱能及電爐吹氧反應產(chǎn)生的熱能，在高溫下煤礦球C中三氧化二鐵與電爐中的碳及煤氣進行反應，進行鐵還原，得到鋼水；

(5)將得到的鋼水通過精練、連鑄和鑄坯，制作成品。

進一步，所述步驟(1)中的鐵礦粉中鐵的含量大于52％，硅石含量為2.00％，鋁含量6.00％，硫的含量不超過0.05％，二氧化鈦的含量不超過0.35％，氧化鈣含量為0.7％，砷含量為0.07％，自然成分含量大于10％。

進一步，所述煤粉的成分包括50％固定碳、25％揮發(fā)份、16％灰份和9％水份。