[发明专利]一种高炉炼铁方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种高炉炼铁的方法，尤其涉及一种在高炉炼铁过程中使用 兰炭替代部分焦炭作为入炉燃料的高炉炼铁方法。

背景技术

一般来说，高炉炼铁的基本过程就是铁的还原过程，即以焦炭作燃料和 还原剂，在高温下将铁矿石或其它非铁氧化物，从氧化物或矿物状态(如 Fe2O3、Fe3O4、Fe2SiO4、Fe3O4·TiO2等)还原为液态生铁。

一般来说，高炉炼铁时高炉中自上而下分成五个工作区域：块状带、软 熔带、滴落带、回旋区和渣铁聚集区，高炉中的温度自滴落带、软熔带、和 块状带向上逐渐减小。

图1示出了传统高炉炼铁的冶炼基本流程。

参照图1，高炉炼铁的冶炼基本流程如下：

首先，将由矿石、熔剂和焦炭按照一定比例做成的炉料，通过装料设备 从高炉的炉顶装入高炉内；

其次，从高炉的下部风口鼓入高温热风并喷吹辅助燃料煤粉，使得高温 热风与焦炭和煤粉发生反应，产生高温还原性煤气；所述高温还原性煤气在 炉内上升，使得炉料加热、还原、熔化、造渣，产生一系列的物理化学变化， 最后生成液态渣、铁聚集于炉缸，周期地从高炉排出；在所述高温还原性煤 气的上升过程中，煤气气流的温度不断降低，成分逐渐变化，最后形成高炉 煤气从炉顶排出。

在上述的高炉炼铁的冶炼基本过程中，焦炭起到发热剂、还原剂、料柱 骨架和渗碳的重要作用。在高炉中焦炭的发热剂、还原剂的作用可以被煤粉 或其它燃料替代，但焦炭的骨架作用无法替代。

一般来说，冶炼1吨铁大约需要400至500Kg焦炭。但是，随着钢铁产 量的大幅增加，焦炭资源供应日益短缺，特别是主焦煤储量迅速减少，这就 严重影响到焦炭的质量及高炉炼铁的生产。因此，在高炉炼铁过程中降低吨 铁焦比或寻求一种有效的焦炭替代品是业界目前急需解决的关键技术问题。

兰炭，又称半焦，是利用我国陕北等地区的优质侏罗纪精煤烧制而成的， 作为一种新型的碳素材料，兰炭具有固定碳高、比电阻高、化学活性高、含 灰份低、铝低、硫低、磷低等特性，更重要的是，与焦炭相比，兰炭还具有 生产工艺简单、价格低廉的优点，兰炭价格一般仅为焦炭价格的1/3至1/2。 但是由于兰炭的强度较低，不能在高炉炼铁工艺中完全替代焦炭。

发明内容

本发明的目的是提供一种高炉炼铁的方法，该方法能够利用兰炭来代替 部分的焦炭，从而可以降低高炉炼铁工艺中焦炭的用量，进而降低生产成本。

为了实现本发明的上述目的，本发明提供了一种高炉炼铁的方法，应用 于容量大于等于1000m³的高炉，包括：第一步骤，将焦炭、兰炭以及其它 含铁炉料装入高炉内，其中所述兰炭在所述焦炭和所述兰炭中具有预定的重 量比；以及第二步骤，进行装料后的常规炼铁操作，其中所述兰炭和所述焦 炭与所述其他含铁炉料一起分批地加入所述高炉；所述预定的重量比为大于 0且小于等于30％。

本发明中加入高炉的兰炭在高炉中可以代替部分焦炭起到还原剂、发热 剂和渗碳的作用。本发明中使用低成本的兰炭来部分代替高炉冶炼过程中价 格昂贵的焦炭，同时还具有提高炉身煤气还原能力，扩大炉身间接还原反应 区，改善炉身间接还原，提高炉顶煤气质量，降低炼铁成本等优点。

在高炉上部所涉及基本化学反应的反应式如下：

C+CO₂＝2CO            反应式1

Fe_xO_y+yCO＝xFe+yCO₂   反应式2

与现有技术相比，本发明使用兰炭代替部分焦炭还具有如下的技术效 果：

1.吨铁焦比有望降至250～300Kg以下，炉身间接还原区扩大，炉身还 原得到明显改善，高炉技术经济指标及冶炼过程得到全面优化；

2.由于兰炭价格仅为焦炭价格的1/3至1/2，生产成本大大降低；

3.扩大了高炉燃料种类及炼焦用煤范围，减轻了焦煤资源过渡利用的 负担；

4.使用兰炭后，增加了碳素的反应性，煤气中CO分压增高，使焦炭可 保持好的高温强度，有助于提高高炉喷煤量；