[发明专利]一种全氧高炉炼铁方法

说明书

本发明涉及全氧高炉炼铁方法，其主体设备包括全氧高炉和煤气提质加热炉，在全氧高炉炉缸上环形设置有氧气鼓风口、喷煤口和下部提质煤气入口，在高炉炉身中下部设置有上部提质煤气入口，所述煤气提质加热炉包括上部内管、下部外管、反应腔和液渣室。通过对主体设备和具体流程参数进行改进，使得焦炭使用率得到大幅度下降，炉顶煤气的利用率大幅度提高，从而改善了炼铁工序中的工艺参数。

技术领域

本发明属于全氧高炉优化炼铁领域，具体涉及一种富氢煤气提质循环利用全氧高炉炼铁方法。

背景技术

现代钢铁冶炼流程中最为常规的流程为，高炉炼铁+铁水预处理+转炉炼钢+连铸。其中高炉炼铁以铁矿石和焦炭为主原料，焦炭作为主要的还原剂并且形成高炉内部骨架从而对顶端入高炉的铁矿石原料进行还原。但是炼焦对环境的污染极其严重。随着环保意识的逐步提高，降低焦炭在炼铁工艺中的使用量成为非常迫切的技术需要。现有高炉常规都会在下部鼓风，鼓风的时候会鼓入大量的氮气，氮气在上升过程中会将热量大量的带入到炉顶煤气中，不但造成能耗非常大的问题，同时还会造成炉顶煤气热值降低，且对炉顶煤气的进一步处理带来成本增加的增加。

富氧高炉的利用也在逐步增加，富氧高炉使得单位碳素燃烧生成的煤气量减少，风口前理论燃烧温度上升。热量集中于高炉下部，炉缸温度上升，对硅、锰等一些难还原元素的还原十分有利。富氧鼓风后，氮含量相对降低，生成煤气中还原剂CO浓度增高，尤其喷吹含H/C比高的燃料时，煤气中H₂含量增加，有利于高炉间接还原的发展，减少焦炭消耗。煤气内氮含量减少，发热值相应提高，从而改善了炉顶煤气质量。富氧鼓风使风口前理论燃烧温度提高，可进一步增加喷吹燃料数量，产生更大的经济效益。而全氧高炉基本不鼓入氮气，提高了还原效率，主要的还原物质变成了煤粉，焦炭最主要的作用为其骨架作用。但是由于全氧高炉流到炉身上部的气体量较之前有了大幅度的减少，因此带入高炉上部的热量随之大幅度减少，从而造成高炉上冷下热的问题，从而影响炉料顺畅。

发明内容

本发明的目的在于提出一种全氧高炉炼铁方法。

具体通过如下技术手段实现：

一种全氧高炉炼铁方法，包括如下步骤和设定方式：

(1)将纯氧、煤粉和高温提质煤气喷入到全氧高炉中，炉顶加入矿石和焦炭，炉顶煤气通入到煤气提质加热炉中，将炉顶煤气中的CO₂转化为CO，形成高温提质煤气，将其再喷入到全氧高炉中。

(2)所述全氧高炉炼铁的设备包括全氧高炉和煤气提质加热炉，在全氧高炉炉缸上环形设置有氧气鼓风口、喷煤口和下部提质煤气入口，在高炉炉身中下部设置有上部提质煤气入口，所述下部提质煤气入口与所述上部提质煤气入口之间的距离为L，上部提质煤气入口与炉顶的距离为L’，其中L：L’为0.5～1：1.5～2.1，所述上部提质煤气入口与炉身外壁下部的夹角为α，所述α的夹角度数范围为98～132°，所述氧气鼓风口用于鼓入纯氧，喷煤口用于喷入煤粉，下部提质煤气入口和上部提质煤气入口用于鼓入从煤气提质加热炉中产生的高温提质煤气，所述高温提质煤气入高炉的温度为900～1200℃。

(3)炉料结构为烧结矿：球团矿：块矿重量比为(5～6):(2～2.5):(1～1.5)，炉顶煤气包括CO、CO₂、H₂和H₂O。