直接利用粉矿熔融还原炼铁的方法技术

本发明专利技术提供一种直接利用粉矿熔融还原炼铁的方法，所述方法包括：将铁矿粉、粉煤和熔剂按预定比例混合后加入到还原炉中，并利用还原炉对铁矿粉进行加热和预还原；利用感应炉对预还原后的炉料进行终还原和渣铁分离，最后得到具有预定成分含量的铁水，其中，还原炉设置在感应炉的上方，且还原炉的炉床具有预定倾角，所述预定倾角能够使炉床上的成熔融和/或半熔融状态的炉料在重力作用下自动进入到感应炉中。根据本发明专利技术的方法，可实现简化冶炼过程和降低冶炼成本等技术效果。

【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】本专利技术提供一种，所述方法包括：将铁矿粉、粉煤和熔剂按预定比例混合后加入到还原炉中，并利用还原炉对铁矿粉进行加热和预还原；利用感应炉对预还原后的炉料进行终还原和渣铁分离，最后得到具有预定成分含量的铁水，其中，还原炉设置在感应炉的上方，且还原炉的炉床具有预定倾角，所述预定倾角能够使炉床上的成熔融和/或半熔融状态的炉料在重力作用下自动进入到感应炉中。根据本专利技术的方法，可实现简化冶炼过程和降低冶炼成本等技术效果。【专利说明】
本专利技术属于钢铁冶金领域，具体地讲，本专利技术涉及一种。
技术介绍
高炉炼铁是当今世界最主要的炼铁流程，经过近百年的快速发展，该技术已经非常成熟。高炉炼铁具有生产规模大、能耗低、生铁质量好、效率高等优点。然而，高炉炼铁还存在如下问题:第一，由于高炉炼铁原料需要达到一定的粒度和强度，使得作为炼铁原料的铁矿粉需要制备成烧结矿或球团矿才能够入炉，而烧结和球团工艺存在能耗高、污染大等缺点；第二，高炉炼铁需要使用大量优质焦炭，而焦煤资源的短缺和焦化工序废水和废气的排放制约了高炉炼铁生产。为了解决高炉炼铁不能使用粉矿和大量使用焦炭这两个问题，冶金工作者一直在努力探索开发新的炼铁工艺。 目前以少焦或无焦著称的非高炉炼铁工艺主要有COREX、FINEX和HISMELT流程。然而，韩国浦项的FINEX流程，HISMELT流程还在进行中试，只有COREX流程能够实现工业化生产。从宝钢向奥钢联引进的COREX生产状况看，虽然可以少量降低焦比，但煤比大幅度升高，燃料比远远高于高炉炼铁工艺。
技术实现思路
本专利技术的一个目的在于克服现有技术的不足，提供一种能够实现工业化生产的非高炉炼铁的方法。 本专利技术的另一目的在于克服现有技术的不足，提供一种具有降低生产成本和提高生产效率的非高炉炼铁的方法。 根据本专利技术的示例性实施例，提供了一种非高炉炼铁的方法。所述方法包括以下步骤:将铁矿粉、粉煤和熔剂按预定比例混合后加入到还原炉中，并利用还原炉对铁矿粉进行加热和预还原；利用感应炉对预还原后的炉料进行终还原和渣铁分离，最后得到具有预定成分含量的铁水，其中，还原炉设置在感应炉的上方，且还原炉的炉床具有预定倾角，所述预定倾角能够使炉床上的成熔融和/或半熔融状态的炉料在重力作用下自动进入到感应炉中。 根据本专利技术的示例性实施例，所述预定倾角可以为30°?80°。 根据本专利技术的示例性实施例，可以将炉床上的炉料的厚度控制在10mm?400mm。 根据本专利技术的示例性实施例，还原炉与感应炉可以设置为一体。 根据本专利技术的示例性实施例，感应炉可以为熔沟式感应炉。 根据本专利技术的示例性实施例，在利用还原炉对炉料进行加热和预还原的过程中产生高温烟气，可以利用高温烟气对待吹入还原炉内的助燃空气进行换热，以将助燃空气预热到预定温度。 根据本专利技术的示例性实施例，所述预定温度可以为600°C至900°C，其中，当经预热后的助燃空气没有达到预定温度时，可以对预热后的助燃空气富氧。 根据本专利技术的示例性实施例，可以对预热前或预热后的助燃空气进行富氧。 根据本专利技术的示例性实施例，可以利用换热后的高温烟气进行余热发电，并可以将产生的电能供应到感应炉。 根据本专利技术的示例性实施例，进入感应炉内的预还原后的炉料的温度是1200°C?1400°C，还原度可以是40%?95%。 通过本专利技术的示例性实施例的以上描述，使得本专利技术能够实现以下的有益效果中的至少一种: (I)可实现工业化生产； (2)以铁矿粉为主要炼铁原料，省去了烧结或球团等原料预处理工艺，降低了炼铁生产成本； (3)以粉煤替代焦炭，从而实现无焦冶炼； (4)采用还原炉与感应炉相结合的非高炉冶炼方式，降低了基建成本； (5)冶炼速度快，生产效率高； (6)自动化程度高，污染物排放少。 【专利附图】【附图说明】 通过以下结合附图对示例性实施例的描述，使得本专利技术是彻底的和完整的。在整个说明书中，相同的附图标记始终指示为相同的元件。 图1示出根据本专利技术的示例性实施例的非高炉炼铁的工艺示意图。 附图标记 100 料仓 101铁矿粉料仓 102粉煤料仓 103熔剂料仓 200混料机 300 加料口 400还原炉 401 炉床 500 烟气出口 600换热器 700鼓风机 800余热锅炉 900引风机 1000 感应炉 1100 风口 1200 出铁口 【具体实施方式】 目前以少焦或无焦著称的非高炉炼铁工艺主要有COREX、FINEX和HISMELT流程，然而，韩国浦项的FINEX流程，HISMELT流程还在进行中试，只有COREX流程能够实现工业化生产。从宝钢向奥钢联引进的COREX生产状况来看，虽然焦比可以少量降低，但煤比会大幅度升高，且燃料比远远高于高炉炼铁工艺。因此，现有技术的非高炉炼铁工艺存在诸如工业化生产程度低、粉矿流化床还原工艺过程难以控制、煤比高、预还原和终还原工艺衔接困难等技术问题。 为此，本专利技术提供一种。在该方法中，通过对按预定比例混合的铁矿粉、粉煤和熔剂进行预还原和终还原，极大地提高了铁矿粉和粉煤的利用率，并且无需使用焦炭。此外，通过将还原炉和感应炉设置为上下一体连接，使得预还原和终还原工艺衔接紧密。此外，通过设置换热器和余热锅炉，提高了烟气的余热利用率，在通过预热助燃空气来提高还原炉的还原效率的情况下，使得冶炼成本得到了进一步的降低。 以下将参照图1来描述根据本专利技术的。当与附图1相关联考虑时，通过参照以下【具体实施方式】，将会容易地获得本专利技术的更全面的理解。 图1示出根据本专利技术的示例性实施例的的工艺示意图。 首先，将铁矿粉、粉煤和熔剂按预定比例混合后加入到还原炉400进行加热和预还原。 具体地讲，如图1所示，可以设置料仓100作为原料供应单元。料仓100可以包括铁矿粉料仓101、粉煤料仓102和熔剂料仓103，其中，粉煤作为冶炼过程中的燃料和还原剂，熔剂可以是本领域技术人员所熟知的在高炉炼铁和/或非高炉炼铁过程中需要配入的诸如石灰等常规用于冶炼铁水的熔剂，在此不做过多介绍。 将料仓100中的冶炼原料经混料机200按预定比例混匀后通过加料口 300加入到还原炉400中。设置混料机200的目的是为了在送入还原炉400前，将冶炼原料进行混匀，以提高冶炼效果，但本专利技术并不限于此。冶炼原料(铁矿粉、粉煤和熔剂)的预定比例可以是根据不同的铁水产品而预先设定的成分比例。 在冶炼原料进入还原炉400后，利用还原炉400对冶炼原料进行加热和预还原。通过风口 1100向还原炉400内吹入热空气来对铁矿粉和粉煤进行加热。根据本专利技术的示例性实施例，在初次开炉时，需要通过在风口 1100燃烧诸如天然气、焦炉煤气或油气等燃料来为还原炉400提供热量，以使烟气温度达到较高的温度(例如，1500°C左右)。铁矿粉直接还原所需的温度一般为1000°C?1400°C，其发生的直接还原反应方程式为Fe203+3C =2Fe+3C0，直接还原产生的CO以及残余的C ( S卩，残余的粉煤)与通过风口 1100吹入到还原炉400内的热空气燃烧生成高温烟气，其温度可达到1500°C?1700°C。高温烟气将热量以本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种直接利用粉矿熔融还原炼铁的方法，其特征在于，所述方法包括：将铁矿粉、粉煤和熔剂按预定比例混合后加入到还原炉中，并利用还原炉对铁矿粉进行加热和预还原；利用感应炉对预还原后的炉料进行终还原和渣铁分离，最后得到具有预定成分含量的铁水，其中，还原炉设置在感应炉的上方，且还原炉的炉床具有预定倾角，所述预定倾角能够使炉床上的成熔融和/或半熔融状态的炉料在重力作用下自动进入到感应炉中。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：高建军，张颖异，王海风，郭玉华，徐洪军，齐渊洪，严定鎏，
申请(专利权)人：钢铁研究总院，钢研晟华工程技术有限公司，
类型：发明
国别省市：北京;11