[其他]一種煉海綿鐵的新工藝及爐型

無效

• 申請號: 87103111
• 申請日: 1987-04-25
• 公開（公告）號: CN87103111A
• 公開（公告）日: 1988-11-16
• 發明（設計）人: 胡寶鎖
• 申請（專利權）人: 胡寶鎖
• 主分類號: C21B13/02
• 分類號: C21B13/02
• 代理公司: 陜西省發明專利服務中心
• 代理人: 孫楓

本發明屬于用直接還原法煉海綿鐵技術領域。

近年來，用直接還原法生產海綿鐵的技術以其可以用價格便宜，儲量豐富的非焦煤代替昂貴的焦炭、石油、或天然氣;可以直接使用粉礦、造球或塊礦且可省去高爐煉鐵法三個生產流程中的兩個流程（燒結和煉焦）等優越性，而在商業上獲得了成功。目前，在國內外用直接還原法生產海綿鐵的工藝方法主要有：豎爐運動床、回轉窯直接還原法、流化床工藝及反應器固定床工藝等，這些方法各有千秋，如豎爐運動床，由于這種工藝及爐型屬真正的逆流操作，在設計上可以使廢氣中未利用的還原劑重新循環，所以它可以取得最大的能量利用效率，但因該工藝主要包括兩個不同的工段-還原性氣體的發生和礦石還原，故在豎爐運動床之外，還必須設置氣體轉化爐，還原氣體是在轉化爐中利用天然氣及燃料轉化而成，并且是截熱，故必須將氣體保持在750°～900℃的高溫下送進爐內，這對于大多數缺乏天然氣原料的地區來說，顯然是不適用的，又如用回轉窯直接還原法，可以將礦石、煤、回收焦、石灰石或白云石（脫硫劑）一起從加料端加入到回轉窯中，在整個窯身的適當位置有控制地鼓入空氣，燃燒還原時產生的揮發分和一氧化碳，可把爐料加熱到還原溫度，是一種使礦石和固體還原劑在較高的溫度下能夠有效接觸的簡單方式，因而是一種頗有吸引力的方法，目前我國也大都采用這種工藝。但是，因為其傳熱速度和反應劑的接觸效率不如其他工藝且固體燃料需粉碎后再噴到爐內燃燒;其容量與產量比系數較低;與電爐配合煉鋼困難;出來的產品需篩分和磁選等，致使生產單位直接還原鐵的能耗較高，能量利用率低。故而使回轉窯法煉海綿鐵也受到限制。流化床工藝僅僅是對某些細粒鐵礦是最好的辦法，但還原鐵的大部分濕熱在實踐中無法予以回收。而反應器固定床工藝，是由若干個反應器相互串聯，反應氣體依次連續流過整個系統，因此也需要設置還原氣體發生器及天然氣加水轉化裝置，工藝過程較為復雜。

根據上述工藝存在的不足，本發明在已經投入工業生產的用直接還原法煉海綿鐵工藝的基礎上，提出了一種新的工藝方法及爐型，目的在于減少鋼鐵生產工序，降低能源消耗，提高海綿鐵產量。現將本發明基本構思簡述如下：（參看圖1）

將礦石和煤分別從爐頂裝入，爐內裝有用金屬制作的螺旋焊接體，礦石和煤各自在自己的螺旋容室憑自重向下作螺旋運行，螺旋鋼板上鉆有若干小孔，如同篩子一樣，以便氣體通過，爐內空氣是從爐子下部的風口處吹入爐內，并與風口處的煤燃燒，產生熱能及高溫還原性氣體，礦石在下行的過程中，經過予熱，還原，最后在風口以上的自己的螺旋容室出口處憑自重流出爐外。煤在下行時，也經過予熱，并不斷改變氣體成分，保持爐內有比較濃的還原性氣體，最后在自己的螺旋容室出口處進入到爐下部，在風口處與空氣接觸燃燒，產生熱能和還原性氣體，高溫還原性氣體穿過螺旋鋼板上小孔，與礦石、煤接觸，并作直線一直向上運行，使整個爐內有關氣體還原、熱交換，爐料與煤氣相對運動的基本原理與高爐相同，由于爐料是均勻的一層礦石一層煤，因而煤氣分布更均勻，順利條件較好，氣體還原，熱量交換進行的更充分。煤被燃燒后，變成煤渣，并通過爐最下的爐底葉輪排渣。該爐順利生產的關鍵在于控制爐內溫度，在爐下螺旋焊接體端面，溫度要控制在900℃左右，以防止礦石互相粘結，造成爐料不順利故障。如果煉出的海綿鐵不與電爐熱裝鋼，為防止煉出的海綿鐵在爐外再氧化，需要進行立刻冷卻，其方法有兩種：一種是采用讓海綿鐵先流到鐵桶內，加上蓋，外部噴水冷卻，另一種是在海綿鐵出口處再設計用鋼板焊接的冷卻室，采用冷爐頂煤氣循環冷卻，無論是鐵桶冷卻還是冷卻室冷卻，它們容積的大小均取決于每次的排量。正常生產時，對于原料的選擇同高爐和其他豎爐一樣，一般要求礦石的品位高，煤的灰分低。最理想的是采用粘礦粉造球直接進入爐內，同時對煤和礦石都要求含磷、硫越低越好，為下道煉鋼工序提供方便。在操作時，根據熱電偶顯示的溫度，可通過對風量，排渣的控制來調節爐內的正常溫度和保持充分的還原性氣體，使產品有正常的預熱，還原及固定的排出時間，從而獲得產量高能耗低，爐子又順行的生產過程。

根據上述工藝方法的構思，現將本發明配合上述工藝所設計的新爐型（以下稱為S爐）技術特征敘述如下：（參看圖2）