一种基于高炉喷吹焦炉煤气的复合低碳炼铁的方法技术

本发明专利技术提供一种基于高炉喷吹焦炉煤气的复合低碳炼铁的方法。本发明专利技术的方法以高炉为冶炼设备，以矿石层和焦炭层为炉料，炉料在高炉顶部装入，并在高炉内部交替形成矿石层和焦炭层，在高炉风口喷吹焦炉煤气，同时进行炉顶循环煤气风口和炉身两段喷吹，并采用高富氧、热风、喷煤操作进行高炉冶炼，最终获得铁水和炉渣。该方法能够提高高炉冶炼效率，优化高炉内部能量转换与利用，最大限度降低焦比，减少二氧化碳排放。

A Composite Low Carbon Iron Making Method Based on BF Injection of Coke Oven Gas

【技术实现步骤摘要】
一种基于高炉喷吹焦炉煤气的复合低碳炼铁的方法
：本专利技术涉及一种基于高炉喷吹焦炉煤气的复合低碳炼铁的方法，属于高炉炼铁

技术介绍
：高炉炼铁作为当今主要的钢铁生产流程，其资源能源循环使用率低、对焦炭和焦煤资源依赖性强、环境污染严重。且钢铁生产中高炉工序能量消耗最大，约占49％；二氧化碳排放亦最大，约占53％，能耗及碳排放较先进产钢国仍有较大差距。因此，绿色制造和制造绿色成为当今钢铁生产的发展方向，其重点为高炉炼铁工艺的改进与完善。焦炉煤气是优质的富氢气体资源，在高炉风口进行喷吹可有效改善高炉内部铁氧化物的还原环境，促进间接还原，降低直接还原度，降焦效果明显，且还原产物为水蒸气，减少二氧化碳排放。由于不含灰分，高炉渣量小，减少煤气流压损，利于强化冶炼，优于煤粉喷吹。同时，风口喷吹焦炉煤气投资较低，计量控制简单、灵活、精度高，喷吹工艺简单，技术成熟。高炉炉顶煤气循环是将炉顶煤气经过脱水和去除二氧化碳处理后用于风口和炉身喷吹，它是对高炉体系的革新，可有效降低高炉燃料使用，减少二氧化碳排放。高炉炉料热装技术是取消炉料的常温冷却环节，将炉料以一定温度的高温直接装入高炉，可充分利用炉料的富余热量，进一步降低高炉能耗。热压铁焦可由冶金含铁废弃物或低品位铁矿与弱粘结性煤制得，高炉使用热压铁焦后可降低炉内热空区温度，提高反应效率，降低焦比，减少二氧化碳排放，降低高炉对焦煤资源的依赖，大幅提高弱黏结性煤和低值含铁资源的使用比例。
技术实现思路
本专利技术的目的是针对上述存在的问题提供一种基于高炉喷吹焦炉煤气的复合低碳炼铁的方法，该方法能够提高高炉冶炼效率，优化高炉内部能量转换与利用，最大限度降低焦比，减少二氧化碳排放。上述的目的通过以下技术方案实现：一种基于高炉喷吹焦炉煤气的复合低碳炼铁的方法，该方法以高炉为冶炼设备，以矿石层和焦炭层为炉料，炉料在高炉顶部装入，并在高炉内部交替形成矿石层和焦炭层，在高炉风口喷吹焦炉煤气，同时进行炉顶循环煤气风口和炉身两段喷吹，并采用高富氧、热风、喷煤操作进行高炉冶炼，最终获得铁水和炉渣。所述的基于高炉喷吹焦炉煤气的复合低碳炼铁的方法，所述矿石层由烧结矿、球团矿、块矿三种原料按比例均匀混合而成，其中烧结矿的占比按质量百分数为矿石层总质量的75～85％，球团矿的占比按质量百分数为矿石层总质量的10～15％，块矿的占比按质量百分数为矿石层总质量的5～10％。所述的基于高炉喷吹焦炉煤气的复合低碳炼铁的方法，所述的烧结矿的转鼓指数+6.3mm不低于68％，低温还原粉化指数RDI+3.15不低于72％；球团矿的冷态抗压强度不低于2000N，还原膨胀指数RSI不大于15％。所述的基于高炉喷吹焦炉煤气的复合低碳炼铁的方法，所述焦炭层由焦炭和热压铁焦按比例均匀混合而成，其中，焦炭用量为310～370kg/t铁水；热压铁焦的添加比例按质量百分数为焦炭质量的5～20％。所述的基于高炉喷吹焦炉煤气的复合低碳炼铁的方法，所述焦炭的固定碳FCd不低于焦炭总质量的86％，灰分Ad不超过焦炭总质量的12％，硫分St,d不超过焦炭总质量的1％，挥发分Vdaf不超过焦炭总质量的1％，抗碎强度M25不低于85％，耐磨强度M10不超过7％，反应性CRI不超过30％，反应后强度CSR不低于55％。所述的基于高炉喷吹焦炉煤气的复合低碳炼铁的方法，所述热压铁焦是由适宜比例的铁精矿粉和弱黏结性煤均匀混合后，采用热压工艺在200～400℃制成，外形为椭球形，抗压强度不低于5000N，反应性CRI为40％～50％，反应后强度CSR为30％～40％。所述的基于高炉喷吹焦炉煤气的复合低碳炼铁的方法，所述炉料在高炉顶部装入的具体方法是将矿石层和焦炭层炉料从炉顶依次交替从炉顶加入高炉，其中球团和焦炭800℃热装，高炉料线控制在1.0～1.8m。所述的基于高炉喷吹焦炉煤气的复合低碳炼铁的方法，所述的在高炉风口喷吹焦炉煤气，具体参数是：焦炉煤气中H2的体积分数为55～62％，CH4的体积分数为23～25％，CO的体积分数为6～8％，N2的体积分数为8～10％，CO2及其他成分的体积分数为2～3％，喷吹温度25℃，喷吹量20～60m3/t铁水。所述的基于高炉喷吹焦炉煤气的复合低碳炼铁的方法，所述的炉顶循环煤气风口和炉身两段喷吹具体参数是：炉顶循环煤气经脱水后一部分送入其他工序，一部分去除CO2后用于炉身喷吹和风口喷吹，其中炉顶循环煤气炉身喷吹温度800～900℃，喷吹量100～125m3/t铁水；炉顶循环煤气风口喷吹温度25℃，喷吹量240～270m3/t铁水。所述的基于高炉喷吹焦炉煤气的复合低碳炼铁的方法，所述的高富氧、热风、喷煤操作的具体参数是：高炉鼓风温度为1150～1200℃，鼓风湿度为15～20g/m3，富氧率为6～40％，喷煤量120～140kg/t铁水，炉料从装入到出铁水和炉渣的时间为6.0～8.0h。有益效果：1.本专利技术采用球团和焦炭800℃热装和在炉身800～900℃喷吹100～120m3/t铁水炉顶循环煤气，可有效改善喷吹焦炉煤气后高炉上部温度水平低导致的“上凉”现象；2.本专利技术采用风口6～40％高富氧鼓风，可对喷吹焦炉煤气后风口回旋区理论燃烧温度下降进行有效热补偿；3.本专利技术采用喷吹炉顶循环煤气(炉身喷吹温度800～900℃，喷吹量100～125m3/t铁水；风口喷吹温度25℃，喷吹量240～270m3/t铁水)，可有效改善炉顶煤气能量使用，优化高炉内部能量转换；4.本专利技术采用使用质量百分数为焦炭质量5～20％的热压铁焦，可显著促进铁矿石还原，提高生铁产量，同时焦炭层中的热压铁焦优先发生气化反应，进而对焦炭起到保护作用。另外，热压铁焦的使用亦可提高低值废弃含铁资源和弱黏结性煤资源的利用比例，为冶金资源综合利用提高新方法。5.本专利技术采用以高炉喷吹焦炉煤气为起点，改善优化已有操作，并将其他革新的高炉炼铁技术集成合理匹配，最大限度的降低焦比，减少二氧化碳排放，提高冶炼效率。具体实施方式下面结合具体实施方式，进一步阐明本专利技术，应理解下述具体实施方式仅用于说明本专利技术而不用于限制本专利技术的范围。一种基于高炉喷吹焦炉煤气的复合低碳炼铁的方法，该方法以高炉为冶炼设备，以矿石层和焦炭层为炉料，炉料在高炉顶部装入，并在高炉内部交替形成矿石层和焦炭层，在高炉风口喷吹焦炉煤气，同时进行炉顶循环煤气风口和炉身两段喷吹，并采用高富氧、热风、喷煤操作进行高炉冶炼，最终获得铁水和炉渣。所述的基于高炉喷吹焦炉煤气的复合低碳炼铁的方法，所述矿石层由烧结矿、球团矿、块矿三种原料按比例均匀混合而成，其中烧结矿的占比按质量百分数为矿石层总质量的75～85％，球团矿的占比按质量百分数为矿石层总质量的10～15％，块矿的占比按质量百分数为矿石层总质量的5～10％。所述的基于高炉喷吹焦炉煤气的复合低碳炼铁的方法，所述的烧结矿的转鼓指数+6.3mm不低于68％，低温还原粉化指数RDI+3.15不低于72％；球团矿的冷态抗压强度不低于2000N，还原膨胀指数RSI不大于15％。所述的基于高炉喷吹焦炉煤气的复合低碳炼铁的方法，所述焦炭层由焦炭和热压铁焦按比例均匀混合而成，其中，焦炭用量为310～370kg/t铁水；热压铁焦的添加比例按质量百分数为焦炭质量的5～20％。所述本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于高炉喷吹焦炉煤气的复合低碳炼铁的方法，其特征是：该方法以高炉为冶炼设备，以矿石层和焦炭层为炉料，炉料在高炉顶部装入，并在高炉内部交替形成矿石层和焦炭层，在高炉风口喷吹焦炉煤气，同时进行炉顶循环煤气风口和炉身两段喷吹，并采用高富氧、热风、喷煤操作进行高炉冶炼，最终获得铁水和炉渣。

【技术特征摘要】
1.一种基于高炉喷吹焦炉煤气的复合低碳炼铁的方法，其特征是：该方法以高炉为冶炼设备，以矿石层和焦炭层为炉料，炉料在高炉顶部装入，并在高炉内部交替形成矿石层和焦炭层，在高炉风口喷吹焦炉煤气，同时进行炉顶循环煤气风口和炉身两段喷吹，并采用高富氧、热风、喷煤操作进行高炉冶炼，最终获得铁水和炉渣。2.根据权利要求1所述的基于高炉喷吹焦炉煤气的复合低碳炼铁的方法，其特征是：所述矿石层由烧结矿、球团矿、块矿三种原料按比例均匀混合而成，其中烧结矿的占比按质量百分数为矿石层总质量的75～85％，球团矿的占比按质量百分数为矿石层总质量的10～15％，块矿的占比按质量百分数为矿石层总质量的5～10％。3.根据权利要求2所述的基于高炉喷吹焦炉煤气的复合低碳炼铁的方法，其特征是：所述的烧结矿的转鼓指数+6.3mm不低于68％，低温还原粉化指数RDI+3.15不低于72％；球团矿的冷态抗压强度不低于2000N，还原膨胀指数RSI不大于15％。4.根据权利要求1所述的基于高炉喷吹焦炉煤气的复合低碳炼铁的方法，其特征是：所述焦炭层由焦炭和热压铁焦按比例均匀混合而成，其中，焦炭用量为310～370kg/t铁水；热压铁焦的添加比例按质量百分数为焦炭质量的5～20％。5.根据权利要求4所述的基于高炉喷吹焦炉煤气的复合低碳炼铁的方法，其特征是：所述焦炭的固定碳FCd不低于焦炭总质量的86％，灰分Ad不超过焦炭总质量的12％，硫分St,d不超过焦炭总质量的1％，挥发分Vdaf不超过焦炭总质量的1％，抗碎强度M25不低于85％，耐磨强度M10不超过7％，反应性CRI不超过30％，反应后强度CSR不低于55％。6.根据权利要求1所述的基于高炉喷吹...

【专利技术属性】
技术研发人员：毕传光，储满生，唐珏，孙俊杰，李峰，冯聪，柳政根，
申请(专利权)人：上海梅山钢铁股份有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏,32