[发明专利]一步法炼铁炼钢新工艺及其设备

说明书

技术领域：本发明属冶炼技术范围，涉及铁及钢的冶炼技术，特别是一种一步法炼铁炼钢工艺及其设备。

背景技术：现有技术中，炼铁和炼钢不仅在工艺上不同，而且是在不同的设备中进行的。炼铁主要还是沿用传统的高炉炼铁工艺。这种高炉炼铁工艺，一是需要烧结，二是需要高炉，虽然直接还原和熔炼都是在高炉内进行，但是高炉需要的温度较高，通常都在1430-1800摄氏度，并且需要大量的焦炭，其化学反应多为间接吸热反应，因此高炉炼铁工艺不仅设备投资大，而且耗能高。为解决高炉炼铁工艺所存在的上述弊端，现有技术中便出现了一种无高炉炼铁工艺。就目前来看，这种工艺虽然实现了无高炉冶炼，但其只能使用块矿，而不能使用粉矿，难以形成规模化生产，产量较低，并且耗能高的问题未能很好的解决。本申请人申请号为200820188059.8的专利申请，曾公开了“一种无高炉炼铁炉”，该炼铁炉有一炉体，其主视成长轴为水平向的椭圆形，俯视成圆形，顶部设有加料口，并设有常闭双扇翻板式活门；炉体的底部设有储铁槽，储铁槽的上部设有出铁口；炉体的偏下部设有除渣口，中部前面和后面各设有可使煤、氧在炉内产生旋流的斜向喷煤口和喷氧口，两侧各设有至少2个与喷煤、喷氧口斜向一致的热风口，且与所说喷煤口和喷氧口于炉体中部周圈均部；炉体的偏上部两侧各设有一个排烟口。这种炼铁炉虽然可较好的实现无高炉炼铁，并且投资少，热能利用率高，耗能低，熔炼速度快，效率高。但是它只能用于炼铁，而不能用于炼钢。炼钢普遍使用的设备主要是转炉。转炉炼钢虽然成本较低，但它具有如下的缺陷：1、一次性投资高，配套设备多，操作程序复杂，危险性大；2、出钢前不能单独排渣，顶吹时钢水液面成“凹”字形，其流动性差；3、不能与炼铁工艺形成有效的结合。

发明内容：本发明的目的是提供一种一步法炼铁炼钢工艺及其用于本发明工艺的炼铁、炼钢两用炉和二氧化碳还原炉，用以有效地克服现有技术所存在的上述弊端。本发明的目的是在现有技术的基础上改进实现的：

一、本发明一步法炼铁炼钢工艺，它包括铁球团烘干、直接还原，其要点在于是将经直接还原的热铁球团投入本发明的炼铁、炼钢两用炉，同时配以煤及渣料，先进行中低压吹氧熔炼，实施炼铁过程；随后再进行高压吹氧、底吹搅拌，实施炼钢过程，最后排渣、出钢；接着再向炼铁、炼钢两用炉投入直接还原的热球团，配以煤及渣料，循环上述操作，即实现本发明一步法炼铁炼钢工艺。

为使炼钢过程所释放的热能得以充分有效的利用，还可以将炼铁、炼钢两用炉排出的高温烟气通过管道先引入本发明的二氧化碳还原炉，使烟气中的CO₂还原成CO，然后通过管道输送至铁球团的直接还原炉，将其热能再行利用，也可以将其一部分引至水封煤气柜。

二、本发明工艺的炼铁、炼钢炉，它有一炉体，其主视成长轴为水平向的椭圆形，俯视成圆形，顶部设有加料口及常闭双扇翻板式活门；炉体的底部设有储铁槽，储铁槽的上部设有出铁口；炉体的偏下部设有除渣口，中部设有可使氧气在炉内旋流的若干斜向吹氧口，炉体的偏上部设有排烟口，其特征在于所说吹氧口分为中低压吹氧口和高压吹氧口，并且在炉体圆周相间均部，所说储铁槽的两侧各设有一个吹氮吹氩口。

三、本发明工艺的二氧化碳还原炉，其特征在于它由相连通的上仓和下仓组成，上仓的底部设有炉箅，上部设有加煤口，顶部设有排气口；下仓底部设有排尘口，上、下仓的连接部设有进气口。

本发明工艺流程合理、可行，它既实现了无高炉炼铁，又实现了非转炉炼钢，并且实现了炼铁、炼钢的有效结合，其占地面积少，设备投资省，同时摆脱了传统炼铁对焦炭的依赖，热能利用率高，耗能低，吨钢耗能较传统工艺吨钢综合耗能降低60-70％；本发明工艺的设备炼铁、炼钢两用炉设计合理，为本发明工艺解决了钢、铁的同炉冶炼问题；其二氧化碳还原炉设计合理，结构简单，不仅可以实现炼铁、炼钢烟气中的CO₂还原，而且可使炼铁、炼钢的的余热得以重复利用，同时将粉尘滤除。

附图说明：图1是本发明工艺实施例设备示意图

    图2是本发明工艺炼铁、炼钢两用炉的主视图

    图3是炼铁、炼钢两用炉的俯视图

    图4是炼铁、炼钢两用炉的立体图

    图5是本发明工艺二氧化碳还原炉的主视图

具体实施方式：附图给出了本发明的具体实施方式，下面通过实施例对本发明进行详细说明：