一种回转窑气基还原-全氧熔池熔炼炼铁方法技术

本发明专利技术公开了一种回转窑气基还原‑全氧熔池熔炼炼铁方法，属于非高炉炼铁技术领域，解决了现有技术中的非高炉炼铁工艺燃料比高以及无法大规模低成本生产的问题。本发明专利技术的炼铁方法包括如下步骤：铁矿粉和熔剂按设计比例加入回转窑，铁矿粉在回转窑内经加热和气基直接还原，产生窑尾煤气，得到预还原炉料；预还原炉料直接热装进入全氧熔池熔炼炉，向全氧熔池熔炼炉中喷入煤粉和氧气的混合气体，对预还原炉料搅拌，进行终还原和渣铁分离，产生熔炼炉煤气，得到炉渣和铁水；将产生的窑尾煤气和熔炼炉煤气混合得到混合煤气，将混合煤气循环至回转窑窑头，用于回转窑中的铁矿粉预还原。本发明专利技术的炼铁方法可用于铁矿粉的还原。

【技术实现步骤摘要】
一种回转窑气基还原-全氧熔池熔炼炼铁方法
本专利技术设计一种非高炉炼铁技术，具体地说是一种回转窑气基还原-全氧熔池熔炼炼铁方法。
技术介绍
高炉炼铁是当今世界最主要的炼铁流程，具有生产规模大、能耗低、生铁质量好以及效率高等特点。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，实现工业化生产的只有COREX流程，韩国浦项的FINEX流程和HISMELT流程还在进行中试。从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。对于FINEX工艺，只有韩国浦项钢铁拥有该技术，由于技术保密的原因，其实际冶炼参数尚未得知。我国也开展了粉矿流化床熔融还原炼铁工艺研究，掌握了粉矿流化床熔融还原原理和工艺方案，但均未进行工业化生产，主要原因是粉矿流化床还原工艺过程难以控制，还原后的粉料需要压球热装送入熔分炉，工艺衔接困难。
技术实现思路
鉴于上述的分析，本专利技术旨在提供一种回转窑气基还原-全氧熔池熔炼炼铁方法，解决了现有技术中的非高炉炼铁工艺燃料比高以及无法大规模低成本生产的问题。本专利技术的目的主要是通过以下技术方案实现的：本专利技术提供了一种回转窑气基还原-全氧熔池熔炼炼铁方法，包括如下步骤：步骤1：铁矿粉和熔剂按设计比例加入回转窑，铁矿粉在回转窑内经加热和气基直接还原，产生窑尾煤气，得到预还原炉料；步骤2：预还原炉料直接热装进入全氧熔池熔炼炉，向全氧熔池熔炼炉中喷入煤粉和氧气的混合气体，对预还原炉料搅拌，进行终还原和渣铁分离，产生熔炼炉煤气，得到炉渣和铁水；将产生的窑尾煤气和熔炼炉煤气混合得到混合煤气，将混合煤气循环至回转窑窑头，用于回转窑中的铁矿粉预还原。在一种可能的设计中，步骤1中，铁矿粉和熔剂按设计比例进行预混合，混合均匀后加入回转窑。在一种可能的设计中，步骤2中，氧气为纯氧气体或富氧气体。在一种可能的设计中，步骤2中，窑尾煤气通过除尘器进行除尘后，再与产生的熔炼炉煤气混合。在一种可能的设计中，窑尾煤气进行除尘之前，采用换热器与窑尾煤气进行换热，使得窑尾煤气的温度降低至除尘器除尘所需温度。在一种可能的设计中，除尘后的窑尾煤气脱除CO2后，再与产生的熔炼炉煤气混合。在一种可能的设计中，利用除尘之前的窑尾煤气加热脱除CO2后的窑尾煤气，使得窑尾煤气的温度升至400～500℃。在一种可能的设计中，除尘器收集的窑尾煤气中的粉尘喷入全氧熔池熔炼炉。在一种可能的设计中，混合煤气在通入回转窑窑头过程中与回转窑窑头排出的预还原炉料进行换热，使得预还原炉料温度升高。在一种可能的设计中，窑尾煤气的温度为600～800℃，熔炼炉煤气的温度为1300～1600℃，混合煤气的温度为700～1000℃。与现有技术相比，本专利技术有益效果如下：a)本专利技术提供的回转窑气基还原-全氧熔池熔炼炼铁方法可以直接采用粉矿作为铁矿石原料，省去了烧结、球团等原料预处理工序，基建投资少，建设周期短；冶炼速度快，生产效率高，生产成本低；煤气的热能和化学能全部回收利用；自动化程度高，污染物排放少。b)本专利技术提供的回转窑气基还原-全氧熔池熔炼炼铁方法中，回转窑的还原煤气为全氧熔池熔炼炉产生的熔炼炉煤气和回转窑的窑尾煤气，其中，熔炼炉煤气组成的体积百分比为CO+H270～80％、CO220～30％，窑尾煤气组成的体积百分比为CO+H245～55％、CO225～35％，余量为粉尘，利用熔炼炉煤气和窑尾煤气中的CO能够实现Fe2O3和FeO的还原，还能够减少上述炼铁装置的尾气排放。c)本专利技术提供的回转窑气基还原-全氧熔池熔炼炼铁方法，由于全氧熔池熔炼炉炉顶煤气的温度较高(可达1500℃左右)，直接通入回转窑温度太高，会导致回转窑炉料熔化或结圈，所以利用回转窑窑尾循环煤气回兑冷却，使得两者混合后的煤气温度降低至铁矿粉气基还原的合适温度(700～1000℃)，然后从窑头通入回转窑。d)本专利技术提供的回转窑气基还原-全氧熔池熔炼炼铁方法，由于回转窑内氧化铁与煤气的还原为放热反应，所以回转窑不需要外加热，只要控制煤气进入回转窑的温度在700～1000℃范围内，就能够实现回转窑内的高效还原。本专利技术的其他特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分的从说明书中变得显而易见，或者通过实施本专利技术而了解。本专利技术的目的和其他优点可通过在所写的说明书、权利要求书、以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。附图说明附图仅用于示出具体实施例的目的，而并不认为是对本专利技术的限制，在整个附图中，相同的参考符号表示相同的部件。图1为本专利技术实施例二提供的回转窑预还原-全氧熔池熔炼炼铁装置的结构示意图；图2为本专利技术实施例二提供的回转窑预还原-全氧熔池熔炼炼铁装置中回转窑的结构示意图；图3为本专利技术实施例二提供的回转窑预还原-全氧熔池熔炼炼铁装置中铲料板和弯折部的结构示意图；图4为本专利技术实施例二提供的回转窑预还原-全氧熔池熔炼炼铁装置中铲料板和弯折部的主视图。附图标记：1-铁矿粉仓；2-熔剂仓；3-回转窑；4-下料管；5-全氧熔池熔炼炉；6-煤粉仓；7-铁水罐；8-渣罐；9-氧气罐；10-换热器；11-除尘器；12-CO2脱除器；13-混料仓；14-窑尾煤气流量阀；15-熔炼炉煤气流量阀；16-外壳；17-保温砖；18-内衬；19-铲料板；20-弯折部；D-铲料板长度；d-弯折部长度；L-铲料板宽度；α-铲料板与内衬径向的夹角。具体实施方式下面结合附图来具体描述本专利技术的优选实施例，其中，附图构成本申请一部分，并与本专利技术的实施例一起用于阐释本专利技术的原理。实施例一本实施例提供了一种回转窑气基还原-全氧熔池熔炼炼铁方法，包括如下步骤：步骤1：铁矿粉和熔剂按设计比例通过皮带加入回转窑，铁矿粉在回转窑内经加热和气基直接还原，产生窑尾煤气，得到预还原炉料；步骤2：预还原炉料直接热装进入全氧熔池熔炼炉，向全氧熔池熔炼炉中喷入煤粉和氧气的混合气体，对预还原炉料强烈搅拌，进行终还原、渣铁分离，产生熔炼炉煤气，得到炉渣和铁水，当铁水积累到一定量后，打开铁口放出铁水和炉渣；将产生的窑尾煤气和熔炼炉煤气混合得到混合煤气，将混合煤气循环至回转窑窑头，用于回转窑中的铁矿粉预还原。与现有技术相比，本实施例提供的回转窑气基还原-全氧熔池熔炼炼铁方法可以直接采用粉矿作为铁矿石原料，省去了烧结、球团等原料预处理工序，基建投资少，建设周期短；冶炼速度快，生产效率高，生产成本低；煤气的热能和化学能全部回收利用；自动化程度高，污染物排放少。具体来说，上述回转窑气基还原-全氧熔池熔炼炼铁方法的技术核心是控制铁矿粉在回转窑内的气基直接还原以及预还原炉料在全氧熔池熔炼炉内的终还原和渣铁分离，确保铁矿粉在回转窑内具有较高的还原度和全氧熔池熔炼炉内氧化铁彻底还原和渣铁分离，在不需要对铁矿粉造块和不消耗焦炭的条件下，可以生产出与高炉铁水质量相当的炼钢铁水，由于回转窑气基还原与全氧熔池熔炼炉是连成一体的，原料在回转窑内预还原后直接热装进入全氧熔池熔炼炉，进入全氧熔池熔炼炉的预还原物料温度可以达到700～1000℃，还原度为40％～95％，可以大大降低物料全氧熔池熔炼炉内终还原和渣铁分离所需能耗。同时，上述炼铁装置中，将回转窑的还原煤气为全氧熔池熔炼炉产生的熔炼炉煤气和回转窑的窑尾煤气，其中，熔炼本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种回转窑气基还原‑全氧熔池熔炼炼铁方法，其特征在于，包括如下步骤：步骤1：铁矿粉和熔剂按设计比例加入回转窑，铁矿粉在回转窑内经加热和气基直接还原，产生窑尾煤气，得到预还原炉料；步骤2：预还原炉料直接热装进入全氧熔池熔炼炉，向全氧熔池熔炼炉中喷入煤粉和氧气的混合气体，对预还原炉料搅拌，进行终还原和渣铁分离，产生熔炼炉煤气，得到炉渣和铁水；将产生的窑尾煤气和熔炼炉煤气混合得到混合煤气，将混合煤气循环至回转窑窑头，用于回转窑中的铁矿粉预还原。

【技术特征摘要】
1.一种回转窑气基还原-全氧熔池熔炼炼铁方法，其特征在于，包括如下步骤：步骤1：铁矿粉和熔剂按设计比例加入回转窑，铁矿粉在回转窑内经加热和气基直接还原，产生窑尾煤气，得到预还原炉料；步骤2：预还原炉料直接热装进入全氧熔池熔炼炉，向全氧熔池熔炼炉中喷入煤粉和氧气的混合气体，对预还原炉料搅拌，进行终还原和渣铁分离，产生熔炼炉煤气，得到炉渣和铁水；将产生的窑尾煤气和熔炼炉煤气混合得到混合煤气，将混合煤气循环至回转窑窑头，用于回转窑中的铁矿粉预还原。2.根据权利要求1所述的回转窑气基还原-全氧熔池熔炼炼铁方法，其特征在于，所述步骤1中，所述铁矿粉和熔剂按设计比例进行预混合，混合均匀后加入回转窑。3.根据权利要求1所述的回转窑气基还原-全氧熔池熔炼炼铁方法，其特征在于，所述步骤2中，所述氧气为纯氧气体或富氧气体。4.根据权利要求1所述的回转窑气基还原-全氧熔池熔炼炼铁方法，其特征在于，所述步骤2中，所述窑尾煤气通过除尘器进行除尘后，再与产生的熔炼炉煤气混合。5.根据权利要求4所述的回转窑气基还原-全氧熔池熔炼炼铁方...

【专利技术属性】
技术研发人员：高建军，万新宇，王锋，王海风，林万舟，严定鎏，齐渊洪，许海川，
申请(专利权)人：钢研晟华科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：北京,11