[发明专利]一种超高富氧低碳冶炼方法

说明书

本发明公开了一种超高富氧低碳冶炼方法，主要途径是在高炉的运行过程中提高富氧率，高炉富氧率在40‑50%，其中热风炉部分富氧率达15‑20%，且这部分氧气以900‑1000℃的温度入炉，增加了富氧带入的热量，能有效降低高炉内的炭消耗；高富氧的同时，在风口喷吹高还原性煤气和焦炉煤气，可以调整风口的理论燃烧温度，一部分高还原性煤气和焦炉煤气还可作为热源，燃烧释放大量热量，达到降低焦炭消耗的目的，还原煤气进入炉内可立即与上部炉料发生还原反应，不至于出现传统高炉高富氧情况下“上冷下热”的情况，焦炉煤气的主要成分为氢气，由氢代碳参与炉内的还原反应，起到减碳的作用；本发明方法能稳定高炉运行，产能提升20%，焦炭的综合消耗量降低10‑15%。

技术领域

本发明属于高炉炼铁技术领域，具体涉及一种超高富氧低碳冶炼方法。

背景技术

钢铁企业能耗的70%集中在炼铁工序，因而降低炼铁工序的碳素消耗是实现钢铁工业煤炭减量化的主要途径。目前高炉发展面临碳减排的技术瓶颈，铁水的燃料消耗进一步下降的空间十分有限，高炉大型化及提高生产效率已趋极限。目前的高炉铁水冶炼燃料消耗吨铁大数在550kg左右，在国家双碳目标的背景下，传统高炉碳减排任重而道远。

传统高炉炼铁的工艺过程大致如下：将烧结矿、球团矿、焦炭、溶剂按一定比例构成炉料，炉料从炉顶加入炉内，高炉风口鼓入热风、氧气、煤粉、加湿，炉料在高炉炉内与热风接触运动时发生热量传递和氧化还原反应产生煤气，煤气向上运动从上升管离开高炉，高炉物料在反应过程中熔融滴落成为铁水和渣，液态渣铁从铁口排除高炉。传统高炉在高富氧情况下，造成炉体内温度分布“上冷下热”，冶炼进程难以进行。同时，炉内铁元素靠碳直接还原约占35-40%，导致焦炭的消耗量较大。

发明内容

本发明的目的在于提供一种超高富氧低碳冶炼方法，以解决上述背景技术中提出的炉内温度分布“上冷下热”，降低直接还原，提高间接还原比例，从而降低工序焦炭消耗量大的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种超高富氧低碳冶炼方法，包括如下步骤：

S1. 装料：将矿石炉料组成为60-80%的烧结矿、20-40%的球团矿、0-5%的生矿与焦炭分层填充到高炉内。

S2. 高炉冶炼：控制吨铁高炉鼓风量在570-690m³/t，风温在900-1000℃之间，向高炉内喷入纯氧，形成高炉超高富氧冶炼工况，其中在热风炉前富氧15-20%，不足部分从风口喷入冷氧，风口喷吹煤粉、高还原性煤气和焦炉煤气，使风口理论燃烧温度保持在2350-2500℃之间，期间依照焦炉煤气0.3-0.35kg/m³的煤气置换比降低喷吹煤比或依照脱碳煤气0.28-0.3kg/m³的置换比降低焦比至210kg/t以下。

高炉喷入的纯氧分为两部分，一部分为经过热风炉加热的氧气，其占喷入气体总量的15-20%，入炉温度为900-1000℃，入炉总鼓风含氧量为40-50%，其余部分氧气为冷氧入炉；高还原性煤气为脱除CO₂的高炉煤气，其组成为：CO：65-75%、H₂：10-18%、N₂：6-15%、其它：5-12%；由于高炉煤气中CO₂占大部分，脱除后能够显著提高CO和H₂等还原性气体的比例，其吨铁喷入量为200-300m³/t，焦炉煤气的吨铁喷入量为210-230m³/t。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：