[发明专利]管式炉——竖炉双联煤基熔融还原炼铁法

说明书

技术领域

本发明涉及一种煤基熔融还原炼铁法，具体是一种管式炉——竖炉双联煤基熔融还原炼铁法。

背景技术

目前较流行的二步煤基熔融还原炼铁法主要有：悬浮炉——电炉双联法，回转窑——电炉双联法，流化床——竖炉双联法。

悬浮炉——电炉双联法。首先将铁矿粉和细粒碳粉由空气吹入悬浮炉内，铁矿粉和碳粉被悬浮在空气中，煤燃烧放热，并将铁矿粉中70％的氧夺走，预还原出细小铁粒，靠重力下落到炉底的料由电炉熔融终还原。并实现渣—铁分离。此法的优点是可以直接使用铁矿粉，不要求块矿(或氧化球团矿)入炉，悬浮炉出炉气可回收发电，电供电炉使用。缺点是悬浮炉建造空间很大，反应器利用系数很小，一般仅为0.5T/m³.d左右.投资很大，回收期较长。

回转窑——电炉双联法。首先将铁矿块(或氧化球团)与碳块在回转窑尾加入，混合料在窑内缓慢滚动向窑头移动过程中，被窑头燃烧的火焰加热，实现预还原(还原度30～70％)出炉后加到电炉(电弧炉、感应炉、单向直流电炉)内，升温继续终还原直到熔融后渣—铁分离。此法比悬浮态法反应器利用系数有所提高，技术较成熟。缺点是对原料的要求较苛刻，必须是块矿(或将铁矿粉经成球高温烧结成氧化球团)以及块碳方可入炉。另外，回转窑容易粘连结圈故障停车。

流化床——竖炉双联法，流化床预还原原理类似悬浮炉，流化床鼓风压力小于悬浮炉，矿粉和煤粉在炉内特定的范围内上下翻腾，受热预还原后的矿粉和煤粉随空气通过等离子风口喷入竖炉燃烧升温终还原，直至熔化后渣—铁分离。竖炉中需补加焦炭吸收风口处的CO2保持炉内还原气氛。此法的优点是流化床比悬浮炉设备利用系数高，熔融终还原不使用高级能源(电)，仍使用煤。但仍需消耗次高级能源焦炭。

发明内容

本发明为了解决上述的各种煤基熔融还原炼铁法存在的问题，提供了一种管式炉——竖炉双联煤基熔融还原炼铁法。

本发明采用如下的技术方案实现：管式炉——竖炉双联煤基熔融还原炼铁法，其工艺步骤如下：

1)、配料：铁矿粉、煤粉、石灰粉，其中：配煤粉要超过还原铁所需量的10％～20％，配石灰粉量根据铁矿粉、煤粉的含硫量以及铁矿粉中脉石、煤灰份中二氧化硅、石灰粉中有效氧化钙的含量而定，其中有效氧化钙含量:总二氧化硅含量＝1～3。

2)、加水搅拌，混合料总含水量为12～18％，

3)、高压压块成型，压块的湿强度≥3Mpa，

4)、预热干燥增强，

5)、管式炉预还原，

6)、竖炉熔融终还原，

7)、前炉渣铁分离。

预热干燥的热源为管式预还原炉出炉尾气。

本发明是将铁矿粉、煤粉、石灰粉加水搅拌，冷态压块，干燥后，在管式炉内压块受热后铁矿粉由煤粉直接预还原，加热压块的热源是预还原铁的副产物煤气，自产自用。然后预还原后铁块趁热由竖炉喷煤粉熔融终还原，熔化后的铁水及渣液在前炉进行渣—铁分离，竖炉内不必补加焦炭。

管式炉是炉膛内卧式并列的许多根耐火管(详见申请人的在先申请，其发明名称为管式炉，专利申请号：200720102158.5)。

竖炉是类似化铁炉的炉型，可采用现有技术中的化铁炉。

本发明相对现有技术具有如下有益效果：

1、综合投资极小，吨铁投资率小于300元；

2、流程中所有物理化学余热都更巧妙更充分被利用，综合能耗极低；

3、从原料进入生产流程就开始湿法、成型、负压为主运行，污染很少，与此相应需投入的除尘等环保设施亦很少；

4、所有运转设备都是冷态运行，高温设备都是由耐火材料砌筑的固定设备。设备故障率低，生产运行平稳。

5、无论还原还是加热全部使用低级能源煤，既不用焦更不用电；生产规模可大可小，而且很容易联产铸造；

6、成本很低，投资回报极高；

7、流程短，易操作，设备少，易维护。

附图说明

图1为本发明主要工艺设备的结构示意图

图2为管式炉的立剖视图

图3为图2的A—A剖视图

图4为图2的B—B剖视图

图5为图2的C向示意图

图6为图2的D向示意图

图7为图2的I部放大图

图8是管式炉的外形图

图中1-竖炉，2-管式炉，3-铁水包，4-前炉，a接水暖、洗澡、搅拌等用热装置，b接炉气回收系统，c接鼓风机，d接冷水泵