[发明专利]粉状铁矿石悬浮态直接还原-电弧炉熔炼生产铁水的方法

权利要求书

1.一种粉状铁矿石悬浮态直接还原-电弧炉熔炼生产铁水的方法，其特征在于按以下步骤进行：

（1）将粉状铁矿石置于料仓中，所述的粉状铁矿石的TFe为55~62%，按质量百分比含FeO0.1~13%，SiO₂ 3~10%，Al₂O₃ 3~8%，CaO 0.05~0.1%，MgO 0.1~11% P≤0.09%，S≤0.05，粒度≤0.8mm，其中粒度在0.074mm以下的部分占铁矿粉总质量的40~80%；

（2）通过料仓将粉状铁矿石输送到一级旋风分离器内，分离出一级固态物料进入悬浮加热炉的下部；一级旋风分离器的出气口与除尘器的进气口连通，除尘器的出气口与引风机连通；悬浮加热炉底部与电弧炉高温烟气出口连通，在开启引风机的情况下，高温烟气使悬浮加热炉内的一级固态物料处于悬浮流动状态，并对一级固态物料加热；所述的高温烟气的温度为950~1200℃，一级固态物料加热后进入二级旋风分离器时的温度为720~910℃；悬浮加热炉内高温烟气的体积流量和一级固态物料的质量流量的比例为0.04~0.3m³/kg；一级固态物料在悬浮加热炉内的升温时间为5~30s；

（3）二级旋风分离器的出气口与一级旋风分离器的进料口连通，二级旋风分离器的出料口与还原反应器顶部的进料口连通；在负压作用下，被加热后的一级固态物料从悬浮加热炉上部的悬浮物料通道进入二级旋风分离器，分离出二级固态物料进入还原反应器；

（4）所述的还原反应器底部设有进气口，侧壁上方设有出料口，顶部设有进料口，还原反应器内部的下方设有布风板，中部设有至少两个隔板，隔板的侧边与还原反应器的侧壁固定连接，隔板的顶边与还原反应器的顶部有间隙，隔板的底边与布风板有间隙，进料口和出料口分别位于各隔板的两侧；通过还原反应器的进气口向还原反应器内部通入还原气体，二级固态物料在还原气体的作用下处于悬浮流动状态，并发生还原反应，生成含有固态金属铁的还原粉料；所述的还原气体为氢气和/或一氧化碳，或者为氢气和/或一氧化碳与氮气组成的混合气体，混合气体中氮气的体积百分比≤40%；还原反应器内还原气体的体积流量与二级固态物料的质量流量的比例为0.04~0.1m³/kg，二级固态物料在还原反应器内的停留时间为30~60min，还原反应器内的物料温度为700~900℃；还原反应器内粉状铁矿石的金属化率≥90%；

（5）还原粉料在还原气体的作用下，从还原反应器的出料口排出，直接进入电弧炉；所述的电弧炉包括炉体以及插入炉体内部的电极，炉体内部从下到上依次为铁水层区、渣层区和上层空间；其中上层空间的侧壁上设有高温烟气出口、电弧炉进料口和熔剂入口，熔剂入口通过管道与螺旋给料器装配在一起，高温烟气出口通过管道与悬浮加热炉连通，电弧炉进料口与还原反应器的出料口连通；铁水层区设有铁水出口，渣层区设有排渣口；在电弧炉进行电弧熔炼的过程中，还原粉料进入电弧炉内后加入电弧熔炼，同时通过螺旋给料器将熔剂加入到电弧炉内，还原粉料形成液态的渣层和铁水，分别从排渣口和铁水出口排出；所述的熔剂为石灰石和/或氧化钙，熔剂的加入量以控制渣层的碱度在1.00~2.30为准；电弧熔炼温度为1450~1550℃，电弧炉内还原粉料的停留时间为0.5~1h；铁水的质量纯度≥90%；

2.根据权利要求1所述的一种粉状铁矿石悬浮态直接还原-电弧炉熔炼生产铁水的方法，其特征在于所述的一级旋风分离器分离出的气体物料进入除尘器，二级旋风分离器分离出的气体物料进入一级旋风分离器。