[发明专利]一种高炉炼铁节能新工艺及其设备

说明书

技术领域

本发明属于冶炼的技术领域，具体涉及一种高炉炼铁技术, 特别是一种高炉炼铁节能新工艺及其设备—悬臂压球机。

背景技术

目前高炉炼铁占到全国生产总量的95%以上，它们都是在容积大小不等的高炉内完成的（最大的超过5000m³，最小的约在125 m³）。尽管如此，但它们的生产工艺及炉内化学反应却是相同的。近150年的技术改进，它由起初近8000Kg焦炭炼一吨铁，逐步改进到今天的450~650Kg焦炭炼一吨铁；同时在前道工序中的烧结过程中，由起初的露天烧结逐步改进到今天的机械化烧结，技术的进步不仅改善了节能而且同时也解决了环保等一系列的问题。然而尽管如此，人们仍然对高炉炼铁的节能及环保持有可挖潜的幻想，但事实上又证明了，在目前的炼铁用焦基础上，每下降10Kg焦炭都会让专家束手无策。高炉炼铁内在的几个重要的化学反应如下：

①、Fe₂O₃+CO                                                    Fe₃O₄

②、Fe₃O₄+CO     FeO+CO₂－20.8MJ

③、FeO+ C        Fe+CO₂－152.01 MJ

④、FeO+CO      Fe+CO₂

从高炉炼铁内在的上述几个化学反应可以证明，再实现大幅度降焦是不可能的，例如，在高炉的风口燃烧区，氧气与焦炭在燃烧条件下反应形成二氧化碳（O₂+C CO₂+399.44MJ），同时释放出399.44MJ的热量，约占高炉熔炼所需热量的80%，此处的化学反应越多在理论上讲也就越有利于高炉炼铁的需要，然而事实却证明，二氧化碳在高温料层区上浮过程中（在1300~1100℃的高温内）又被焦炭完全还原生成一氧化碳（CO₂+C  CO－165.6MJ），这个过程又是一个吸热过程，它带走的热量占高炉内的35%~40%，而高炉炼铁炉身内氧化铁的诸多化学反应又离不开一氧化碳（CO）作还原剂，因此高炉内的诸多化学反应既是必须过程又是矛盾过程。另外，目前的高炉炼铁工艺中，烧结料的强度不够，在高炉内高温熔分时容易分散，严重影响了高炉的透气性能，从而对炼铁质量及能源消耗带来了不利影响，使得熔融速度和滴落速度降低。

实践证明，目前我国现有的高炉炼铁工艺实现理想的节能效果是不现实的，发达国家也如此, 大量的实践证明，传统的高炉炼铁工艺已是穷途末路，急需要出现一种新的高炉炼铁工艺。

发明内容

本发明的目的是以现有的高炉作载体提供一种节能及环保的新工艺，即高炉炼铁节能新工艺，同时也提供了一种在该工艺中应用的设备—悬臂压球机，用以制备等分的矿粉球，本发明的这种新设备的应用，从而取代了原高炉炼铁工艺中的烧结工序。本发明有效的克服了高炉炼铁现有工艺流程中存在的上述弊端，改变现有的烧结设备及工艺，从而实现了高炉炼铁节能新工艺。

本发明的高炉炼铁节能新工艺的技术方案为：包括机械制造步骤、造球步骤、直接还原步骤、真空降温步骤，所述的造球步骤为，采用悬臂压球机，将配兑好的铁矿粉成型为等分矿粉球；成型后的矿粉球由台车运至直接还原烘干炉进行直接还原；然后将该直接还原后的矿粉球进行真空降温；最后送至高炉进行高温熔分。

本发明的详细步骤如下：首先将铁矿粉进行混料、搅拌、称重，然后由悬臂压球机将配兑好的铁矿粉成型为等分矿粉球；成型后的矿粉球由台车循环运至直接还原烘干炉进行直接还原；然后将该直接还原后的矿粉球进行真空降温，时间10-20分钟，温度降至900℃以下；最后破碎、配焦送至高炉进行高温熔分，进行后续的排渣、出铁。

本工艺中所述的直接还原步骤为在本申请人专利申请号为200810140107.0 名称为“一种无高炉炼铁新工艺”中公开的烘干、直接还原炉中实现的。

本工艺中所述的高炉内的高温熔分为用皮带传送至高炉配以焦炭等进行高温熔分，其鼓风、富氧、喷煤、排渣等仍沿用原高炉炼铁模式。

如此循环操作，即实现本发明的高炉炼铁节能新工艺。