[发明专利]一种气基和煤基共还原铁矿粉的方法

权利要求书

1.一种气基和煤基共还原铁矿粉的方法，所述方法是按下列步骤进行的：

1）铁矿粉由缓冲仓进入矿粉预热器，依次流经一级预还原反应炉和一级热旋风分离器，与还原气分离后输送至充压到0.3~0.6MPa的料锁系统；

煤粉由加料仓进入煤粉预热器，隔绝空气预热至100~200℃后输送至充压到0.1~0.4MPa的料锁系统；

2）料锁系统内的铁矿粉和煤粉分别经对称设置的速控喷嘴喷入二级预还原反应炉内，两股原料高速碰撞接触，高温还原气在底部通入；铁矿粉在煤粉和还原气两种反应介质下发生还原反应；二级预还原反应炉内流化气速保持在0.5~5m/s；

所述速控喷嘴是对称设置于炉底小于1/4处，与水平炉底的夹角是10°~30°；且根据二级预还原反应炉内的温度调节铁矿粉和煤粉的进入量，进而控制炉内温度，温度和铁矿粉进入量的关系由下式计算：

式中，M为铁矿粉进入量，t；T为二级预还原反应炉内温度，K；923为基准温度，K；H₁为铁矿粉粒度系数，取；H₂为参与还原反应及反应产物的物料焓值系数，取；H₃为还原气流速系数，取；H₄为二级预还原反应炉内温度系数，取；R为关系式的截距，取0.3；

在上述公式内含有铁矿粉进入量和煤粉加入量的关系式如下：

式中，m为煤粉加入量，t；C为一级预还原反应炉内铁矿粉还原率；M为进入二级预还原反应炉的铁矿粉量，t；FC为煤粉固定碳含量；

熔融还原炉产生的高温还原气依次逆向进入二级预还原反应炉、一级预还原反应炉和矿粉预热器将铁矿粉预热还原，净化后进入煤粉预热器将煤粉预热，最终返回二级预还原反应炉循环利用；

3）经过预热和共还原后的铁矿粉进入二级热旋风分离器，与还原气分离后输送至熔融还原炉。

2.如权利要求1所述的方法，所述铁矿粉是赤铁矿粉，粒度小于0.2mm，TFe≥65%。

3.如权利要求1所述的方法，所述煤粉是烟煤粉，粒度小于0.1mm，挥发分≤20%，固定碳≥70%，S≤0.6%，预热后煤粉含水量≤3%。

4.如权利要求1所述的方法，所述料锁系统的载气是N₂。

5.如权利要求1所述的方法，所述高温还原气温度是950~1200℃，其组成是CO、H₂和CO₂，其中CO₂含量的体积比是8~15%。

6.如权利要求1所述的方法，所述一级预还原反应炉和二级预还原反应炉的还原温度是600~850℃。