一种高硫含铁原料全氧熔融还原炼铁方法技术

本发明专利技术公开了一种高硫含铁原料全氧熔融还原炼铁方法，属于非高炉炼铁技术领域，解决了现有炼铁工艺难以直接冶炼高硫含铁原料，高硫含铁资源无法有效利用的问题。本发明专利技术全氧熔融还原炼铁的方法，包括以下步骤：步骤1.将高硫含铁原料加入氧化脱硫炉，将富氧空气喷吹进入氧化脱硫炉进行氧化脱硫反应；步骤2.对脱硫后产生的高硫烟气进行预脱硫和终脱硫，脱硫后的熔渣流入全氧熔融还原炉；步骤3.全氧熔融还原炉下排风口喷吹富氧空气和煤粉，上排风口喷吹富氧空气，熔渣在全氧熔融还原炉内还原成铁水和炉渣；步骤4.铁水和炉渣经过铁口排出，还原产生的高温烟气经余热锅炉回收热量后，进入烟气脱硫系统进行脱硫。本发明专利技术适用于高硫含铁原料的冶炼。原料的冶炼。原料的冶炼。

【技术实现步骤摘要】
一种高硫含铁原料全氧熔融还原炼铁方法


[0001]本专利技术属于非高炉炼铁
，特别涉及一种高硫含铁原料全氧熔融还原炼铁方法。

技术介绍

[0002]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。高炉炼铁生产规模大，能耗低，生铁质量好，效率高，趋近于完美。然而，高炉炼铁主要存在两个问题：第一，高炉炼铁原料要求达到一定的粒度和强度，铁矿粉需要制备成烧结矿或球团矿才可以入炉，而烧结和球团工艺能耗高、污染大；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两个问题，冶金工作者一直努力探索开发新的炼铁工艺。
[0003]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，HISMELT流程还在进行中试。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。特别是对于高硫含铁资源目前没有可行的低成本冶炼工艺。高硫含铁资源冶炼前必须先脱除硫，否则在高温还原过程中硫会进入铁水，而导致铁水中的硫含量严重超标。目前的铁矿粉烧结和球团高温造块工艺，虽然可以部分脱除高硫含铁资源中的硫，但脱硫不彻底，球团矿或烧结矿中硫含量还是很高，达不到高炉冶炼要求。此外，还导致球团或烧结烟气中SO2非常高，脱硫成本高。
[0004]现有的高炉或非高炉炼铁工艺都难以直接冶炼高硫含铁资源，导致高硫含铁资源一直没有有效利用。

技术实现思路

[0005]鉴于以上分析，本专利技术旨在提供一种高硫含铁原料全氧熔融还原炼铁方法，在不需要对高硫含铁资源高温氧化造块脱硫的条件下，可以生产出合格的铁水并实现其它有价元素的综合回收利用。
[0006]本专利技术的目的主要是通过以下技术方案实现的：
[0007]本专利技术提供了一种高硫含铁原料全氧熔融还原炼铁的方法，包括以下步骤：
[0008]步骤1.将高硫含铁原料加入氧化脱硫炉，将富氧空气通过风口喷吹进入氧化脱硫炉进行熔池氧化脱硫反应；
[0009]步骤2.对脱硫后产生的高硫烟气进行预脱硫和终脱硫，脱硫后的熔渣经过渣沟直接流入全氧熔融还原炉；
[0010]步骤3.全氧熔融还原炉下排风口喷吹富氧空气和煤粉，上排风口喷吹富氧空气，熔渣在全氧熔融还原炉内还原成铁水和炉渣；
[0011]步骤4.铁水和炉渣经过铁口排出，还原产生的高温烟气经余热锅炉回收热量后，
进入烟气脱硫系统进行脱硫。
[0012]在一种可能的设计中，步骤1中，高硫含铁原料为液态高硫铁渣或固态高硫铁渣；液态高硫铁渣和固态高硫铁渣可单独或同时加入氧化脱硫炉；
[0013]当高硫含铁原料为液态时，液态高硫铁渣通过炉顶加渣口加入氧化脱硫炉；
[0014]当高硫含铁原料为固态时，将固态高硫铁渣制成铁渣粉，通过风口与富氧空气一同喷吹进入氧化脱硫炉。
[0015]在一种可能的设计中，步骤1中，风口位于熔池液面以下0.2m～3.0m，富氧空气直接喷吹进入熔池内部。
[0016]在一种可能的设计中，步骤1中，氧化脱硫炉内熔池反应温度为1200℃～1600℃，当高硫含铁原料中硫含量不足时，混合喷吹煤粉进行补热。
[0017]在一种可能的设计中，步骤2中，高硫烟气中SO2的体积分数为5％～80％。
[0018]在一种可能的设计中，步骤2中，预脱硫方法为水洗脱硫，水洗脱硫后的烟气并入全氧熔融还原后的烟气进行终脱硫。
[0019]在一种可能的设计中，步骤2中，熔渣中硫的质量分数为0.1％～1.5％。
[0020]在一种可能的设计中，全氧熔融还原炉包括炉缸、炉腹、炉腰和炉顶，炉顶为弧形结构。
[0021]在一种可能的设计中，加渣口位于全氧熔融还原炉炉顶的中心位置。
[0022]在一种可能的设计中，炉缸横截面为长方形，宽度为0.5m～3m，长宽比大于1，下排风口布置在长边上，下排风口设置有多个，对称设置在炉缸的两个长边上，且每个长边上的下排风口均匀间隔设置。
[0023]在一种可能的设计中，炉腹纵截面为等腰梯形，上底尺寸大于下底，侧边与水平面的夹角为30～90
°
。
[0024]在一种可能的设计中，下排风口设置在炉缸上，与炉底的垂直距离为0.8～2.0m；
[0025]上排风口设置在下排风口以上区域，与下排风口的垂直距离为0.5～3.0m。
[0026]在一种可能的设计中，下排风口鼓入的煤粉和富氧空气的C/O摩尔比为0.8～2。
[0027]在一种可能的设计中，全氧熔融还原炉炉顶煤气中CO的体积分数为0％～80％，可以在余热锅炉入口前喷吹空气进行全部燃烧。
[0028]在一种可能的设计中，富氧空气中氧气的体积分数为50％～100％。
[0029]与现有技术相比，本专利技术至少能实现以下技术效果之一：
[0030]1)本专利技术提供了一种新的全氧熔融还原炼铁工艺，首先在氧化脱硫炉内对高硫含铁原料进行熔池吹氧脱硫，利用氧化脱硫产生的热熔化含铁原料，然后将脱硫后的熔渣直接热装进入全氧熔融还原炉，进行还原提铁和渣铁分离，实现高硫含铁原料的低能耗、低成本综合利用。
[0031]2)氧化脱硫后的高硫氧气先进行水洗预脱硫，水洗预脱硫成本低，脱硫得到的稀硫酸可以制备得到优质石膏，水洗预脱硫后的低硫烟气并入全氧熔融还原炉烟气脱硫系统进行终脱硫，降低了终脱硫负荷，大幅度降低了烟气脱硫成本。
[0032]3)氧化脱硫后的液态熔渣直接加入全氧熔融还原炉，全氧熔融还原炉内喷吹煤粉和氧气进行铁的还原和渣铁分离，不但可以充分利用液态熔渣显热，而且氧气和煤粉冶炼能量密度大，冶炼效率高，冶炼能耗低。
[0033]4)全氧熔融还原炉炉顶设计为弧形结构，可以消除全氧熔融还原炉内熔池喷吹搅拌过程中产生的泡沫渣，减少泡沫渣喷溅。加渣口位于全氧熔融还原炉的炉顶中心位置，熔渣通过渣沟可以直接加入全氧熔融还原炉中心，有利于熔渣均匀反应。
[0034]5)炉缸设计为长方形，下排风口布置在长边上，下排风口设置有多个，对称设置在炉缸的两个长边上，且每个长边上的下排风口均匀间隔设置，炉缸宽度设计小于3.0m，保证从下排风口喷吹进入的氧气和煤粉可以充分搅拌熔池，提高反应的均匀性。
[0035]6)炉腹纵截面为等腰梯形，侧边与水平面的夹角为30～90
°
，使得炉缸与炉腹之间形成一定的角度，可以避免下排风口喷吹进入的氧气和煤粉对炉壁耐材的冲刷，从而提高全氧熔融还原炉使用寿命。
[0036]7)下排风口喷吹的富氧空气和煤粉，控制C/O摩尔比为0.8～2，可获得较高的铁还原率和较低的能源消耗。
[0037]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，部分可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。本发本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种高硫含铁原料全氧熔融还原炼铁的方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤1.将高硫含铁原料加入氧化脱硫炉，将富氧空气通过风口喷吹进入氧化脱硫炉进行熔池氧化脱硫反应；步骤2.对脱硫后产生的高硫烟气进行预脱硫和终脱硫，脱硫后的熔渣经过渣沟直接流入全氧熔融还原炉；步骤3.全氧熔融还原炉下排风口喷吹富氧空气和煤粉，上排风口喷吹富氧空气，熔渣在全氧熔融还原炉内还原成铁水和炉渣；步骤4.铁水和炉渣经过铁口排出，还原产生的高温烟气经余热锅炉回收热量后，进入烟气脱硫系统进行脱硫。2.根据权利要求1所述的高硫含铁原料全氧熔融还原炼铁的方法，其特征在于，所述步骤1中，高硫含铁原料为液态高硫铁渣或/和固态高硫铁渣；液态高硫铁渣和固态高硫铁渣可单独或同时加入氧化脱硫炉；当高硫含铁原料为液态时，液态高硫铁渣通过炉顶加渣口加入氧化脱硫炉；当高硫含铁原料为固态时，将固态高硫铁渣制成铁渣粉，通过风口与富氧空气一同喷吹进入氧化脱硫炉。3.根据权利要求2所述的高硫含铁原料全氧熔融还原炼铁的方法，其特征在于，所述步骤1中，所述风口位于熔池液面以下0.2m～3.0m，富氧空气直接喷吹进入熔池内部。4.根据权利要求3所述的高硫含铁原料全...

【专利技术属性】
技术研发人员：高建军，万新宇，王锋，严定鎏，齐渊洪，林万舟，
申请(专利权)人：钢铁研究总院，
类型：发明
国别省市：