[发明专利]电炉烟气加热含碳铁矿球团直接还原热装电炉方法

权利要求书

1.电炉烟气加热含碳铁矿球团直接还原热装电炉方法，其特征在于电炉第四孔高温烟气在不吸入冷空气条件下，将还原竖炉下部进入的电炉第四孔高温烟气通过还原竖炉内含碳球团料柱向上由还原竖炉上部的排气口抽出，或从还原竖炉下部齿棍卸料器上部的布风器穿过含碳球团料柱，由还原竖炉上部排气口抽出；

电炉高温烟气由下到上穿过含碳球团料柱逐步加热-还原、加热、预热料柱的含碳球团，并使含碳球团内的铁氧化物不断被上述裂解气CO、H₂及C还原，含碳球团中的煤在上述过程中逐步裂解由球团中的毛细孔不断排出。

含碳球团所用的原料包括铁矿石、还原煤、防黏剂。上述原料经过破碎工序、磨粉工序、配料工序、混料工序，最终加入设置在还原竖炉顶部加料口上的冷压球机，将上述混合料压成冷含碳球团加入还原竖炉上部，其中还原煤需要经过洗煤工序处理将煤矸石粉和煤粉分离，煤粉烘干后进入配料工序作为含碳球团的还原剂，而煤矸石粉经生物处理作为土壤改良剂。

在还原竖炉内抽气口到齿棍卸料器之间的含碳球团料柱，含碳球团不断由上到下运动和电炉高温烟气逆流换热，含碳球团经过干燥、预热、加热、加热还原最终在下部齿棍卸料机上部还原成含碳直接还原铁球团，该球团经还原竖炉出料直接通过电炉炉盖上的热转料斗连续加入电炉电极区熔池内还原熔化成为熔池钢水，最终通过出钢口排出电炉。

2.根据权利要求书1所述的电炉烟气加热含碳铁矿球团直接还原热装电炉方法，其特征在于电炉第四孔1200-1600℃高温烟气在还原竖炉的下部被抽穿过过含碳球团料柱由下向上流动，烟气随着向上料柱高度的变化，同时进行与含碳球团逆流热交换，含碳球团下部温度最高大约950-1350℃，随着料柱高度继续增高含碳球团温度逐渐降低，到达排气口料面处烟气温度降低到150-280℃，料柱中的含碳球团由下到上逐步完成还原、加热、预热、干燥，排气口含碳球团温度降低到100-200℃；含碳球团在被加热的同时，在高于大约240℃后由外小内发生含碳球团内的煤裂解反应，产生H₂、CO气体，气体沿球团内毛细孔向球团表面外喷出，在≤570℃发生CO还原Fe₂O₃到Fe₂O₃的反应，在≥600℃同时发生H₂还原铁氧化物反应，该阶段由于铁矿的晶型转变，发生明显的低温还原膨胀，但绝大部分被含碳球团煤裂解产生的内部空隙所抵消，避免了氧化球团在该温度段的还原粉化；

当球团外层温度处于＞680℃T≤710℃，CO的还原性比H₂要强，此时主要还原反应为CO还原和H₂间接还原以及少量C的直接还原，Fe₃O₄还原生成FeO，体积膨胀增加7％基本被煤裂解及C还原导致的孔洞所吸收。

当球团外层温度≥710℃，H₂的还原性比CO要强，C的直接还原开始，主要发生FeO还原生成Fe的反应，体积减少2％，其吸收主要来自C还原的孔洞以及中心煤残余裂解产生的孔洞所吸收，同时球团内部温度逐步达到＞680℃T≤710℃，内部发生上述以CO还原为主的铁氧化物还原。

当含碳球团外壳温度达到900℃以后，不仅发生内部放出的CO、H₂还原反应，而且C直接还原反应变得强烈，直到温度达到1000-1100℃，球团还原反应以C直接还原反应强烈并成为主要反应，而心部的煤也裂解完毕。

3.根据权利要求书1所述的电炉烟气加热含碳铁矿球团直接还原热装电炉方法，其特征在于在电炉第四孔与还原竖炉下部电炉热烟气入口之间管道上，混入合适数量的调节气，以调节进入还原竖炉的电炉烟气温度、烟气还原度，使电炉烟气能够在还原竖炉齿棍卸料器上部含碳球团还原层高度在合适的范围内，使含碳球团在料柱内与电炉烟气逆流换热还原中其表面不被过度再氧化，如天然气/煤气/或不加气。

含碳球团竖炉还原产生的尾气粉末，在竖炉顶部出烘干段后引出竖炉到达粗除尘器+精除尘器除尘，作为低热值煤气用于蓄热式燃烧发电或用于其他工艺燃料。