[发明专利]一种炼铁方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种炼铁方法，属于钢铁冶金技术领域。

背景技术

随着高炉炼铁高风温技术不断发展，高炉鼓风热风温度已经达到1300℃。鼓风带入的物理热在高炉风口区域形成的理论燃烧温度有一定的富余，高炉操作大都通过加湿鼓风或增加喷煤量来降低理论燃烧温度，以使理论燃烧温度在一定区域内保持稳定。高炉鼓风温度的提高会消耗低价值的高炉煤气，可以减少高炉炉内高价值焦炭消耗。

在高炉或制气炉冶炼条件下，原、燃料中的脉石及灰分不能熔化，必须加入熔剂，使其与原、燃料中的脉石及灰分生成低熔点化合物，形成流动性好的炉渣，这样做才可以使炉内渣铁具有更好的分离效果，使冶炼炉排渣顺畅。同时通过加入熔剂调节炉渣成分，还保证了生铁的冶炼质量，例如通过造碱性渣进行脱硫，通过调节炉渣碱度控制硅、锰还原等。

随着高炉或制气炉冶炼入炉原料的矿焦比的加大，尤其是随着入炉原料的球团矿比例的增大，在冶炼过程需要加入碱性物料，加入的碱性物料主要有石灰石(CaCO₃)、白云石(CaCO₃·MgCO₃)等。目前高炉或制气炉以造渣为目的加入石灰石等碱性物料的主要途径有：

(1)通过烧结矿配入石灰石等碱性物料，提高烧结矿碱度；

(2)通过炉顶上料系统，将石灰石等碱性物料与原料一起加入炉内；

(3)通过在煤粉中混入一定量的CaO或MgO，既提高煤粉燃烧率，又能对高炉或制气炉冶炼提供碱性物料。

目前随着低碳经济、循环经济的提出，以碳素为主要还原剂的高炉炼铁工艺，开发提高碳素还原率、减少碳素消耗技术已成为高炉炼铁技术的发展方向。然而，现有技术存在以下一些不足：

1)随着高炉热风炉技术发展，热风送风温度可达到1300℃，而根据高炉操作对风口前理论燃烧温度的需要，热风送风温度可低于1300℃。在该工况下，热风炉系统能力仍有富余，造成浪费。

2)高炉或制气炉冶炼采用烧结矿和球团矿炉料结构，通过烧结矿配入石灰石，由于受烧结矿理化性能指标控制，烧结矿配入的石灰石的量有限制。高炉或制气炉冶炼采用全部球团矿冶炼或球团矿配入部分块矿冶炼，由于入炉原料全部为酸性原料或低碱度原料，必须在高炉和制气炉冶炼过程中加入碱性熔剂CaO。由于CaO为粉末，无法直接从高炉炉顶加入，只能通过炉顶加入CaCO₃碱性杂矿。CaCO₃在炉内冶炼过程示意图如图1，其反应步骤如下：

第一步：在温度达到700℃时，石灰石(CaCO₃)开始分解：

CaCO₃＝CaO+CO₂         -178.0KJ/mol

第二步：在温度达到900℃时，石灰石高温区分解产生的CO₂与固体碳发生碳素溶解损失反应，此反应吸收高温区热量、并消耗碳素。

CaCO₃＝CaO+CO₂         -178.0KJ/mol

CO₂+C＝2CO             -165.8KJ/mol

由此可见，从高炉炉顶加入石灰石等碱性杂矿会引起高炉消耗焦炭增多，增加生产成本，降低生产效率，降低炉顶煤气热值。通过炉顶加入石灰石在分解时其表面分解后生成的CaO层导热极差，中心部分尚未分解便进入高温区，不仅其本身分解吸热，而且产物CO₂发生焦炭溶损反应也吸热，对低温区铁氧化物的还原产生非常不利的影响。

3)通过在煤粉中混入一定量的CaO，主要目的是提高煤粉燃烧率，同时对高炉或制气炉冶炼也提供一定量的碱性熔剂。该方法加CaO是以提高煤粉燃烧率为目的，与煤粉一同喷入炉内，CaO喷吹量与煤粉喷吹量有关，喷入量无法任意调节。由于喷入CaO数量少，对炉渣调节作用也不大。

发明内容

为解决上述技术问题，本发明的目的在于提供一种炼铁方法，采用一种新的方式向高炉或制气炉中喷入碱性熔剂，以调节炉渣碱度。

为达到上述目的，本发明首先提供了一种炼铁方法，其包括将碱性熔剂粉末与气体混合之后，通过高炉或者制气炉的风口喷吹到高炉或者制气炉的炉膛内的步骤。