[发明专利]铁矿石一步炼钢法

摘要

铁矿石一步炼钢法,是炼钢炼铁两个矛盾的冶金过程,通过更实际更有意义的工艺方式溶为一体的钢铁冶金新方法。它既有铁矿石混合料充分预热、还原、熔融的必要条件,也有熔融后液体金属用氧快速冶炼成钢的功能。这样,铁矿石直接还原熔融为炼钢提供了源源不断的铁水,而炼钢又把产生的高温煤气和化学热,反馈给还原系统从而又促进了铁矿石的还原与熔融。一步炼钢法用1.8t铁矿石(品位63%以上)0.9吨煤和50m3的氧即可生产一吨钢。而且一步炼钢炉,是个负压全封闭系统,不仅燃原材料和余热,能最大限度的回收与利用,同时对环境不构成污染,所以一步炼钢法是个投资小见效快,消耗低效益高,节能降耗无污染的可持续发展的钢铁冶金新方法。

主权项

1．一步炼钢炉，是由五个相关联，又各具独立使命的装置所构成。其技术特征是，把炼钢和炼铁两个矛盾的冶金过程有意义的结合在一起，从而一步炼钢炉具有氧化与还原、互补性较强的双重功能。铁矿石和还原煤按要求组成的混合炉料，在一步炼钢炉中有充分的条件和机会预热、还原、熔融，最后熔融的液体金属，用氧冶炼成钢。这些装置分别是：高频颤板预热还原竖塔，简称竖塔[1]；往复式步进推料还原隧道窑，简称隧道窑[2]；熔融竖炉，简称竖炉[3]；余热混铁炉[4]；双熔池氧气炼钢炉，简称双熔池炼钢[5]。[1]是个桶型竖塔，外壳钢结构，内砌耐火砖衬，塔内设多层高频颤板，颤板频率和倾角根据加料要求可调。其技术特征是：还原炉料沿颤板斜面跳跃向下自由滑落，与烟气对流形成很大的换热比表面，是个铁矿石混合料预热、预还原的高效板塔。[2]是个多功能的动态通道，底部耐热钢铺底，两壁用耐火砖砌筑，顶部是高铝粉预制盖板，板上用珍珠岩封顶保温。盖板下有预热风管通过，向竖炉风咀供热风。铺底板上有往复式推料机，推料机推杆(套管)和前十排铧板为汽冷件，靠窝杆，正反转推拉铧板。铧板可将铁矿石混合料滚动前移，后退时靠自动引桥将铧板抬起，将堆积的炉料拦平，如此周而复始，可将炉料推向竖炉。这里有个适合铁矿石还原的温度场和充足的还原气氛，隧道窑进出料口温度控制在805-1000℃,H2+CO＞0.6，(可调正)当铁矿石混合料运行到隧道窑出口时，已变成1000℃左右的高温海棉铁，金属化率在93％以上，隧道窑是一步炼钢炉铁矿石还原的主要装置。[3]是个圆桶型竖炉，钢壳内衬耐火砖，中部通过余热混铁炉与炼钢炉连通，炼钢高温煤气由此进入竖炉，中下部有两个对称的螺旋密封燃煤机和一个热风烧咀，其技术特征是：通过残余煤和燃煤在风口前燃烧和炼钢高温煤气的进入，使由隧道窑进入竖炉的高温海棉铁，继续加热、熔化和补充还原。熔融渗炭的高温铁水进入余热混铁炉贮备炼钢，同时向隧道窑和竖塔源源不断的供热供冶金还原煤气，确保铁矿石充分还原。因此搞好竖炉操作，是确保一步炼钢炉稳定运行的重要环节。[4]是个钢壳内砌耐火砖的椭圆体卧式贮铁炉，两端分别与竖炉和炼钢炉连接。其技术特征是：上部有一受铁口，可接受外来铁水炼钢。中下部有两个出铁口，即可根据液面高度出铁，上口也可用于出渣。采用固定式或倾动式均可，固定式投资小，其出铁口通过铁水槽(带封闭盖)分别与两个炼钢炉受铁口连通。其热源依靠炼钢高温煤气加热。[5]是钢壳内砌白云石砖的双炉连体炉，上部两炉连通，下部各有一个熔池和相应的出钢口出渣口，顶部各有一个氧枪孔，其技术特征是：一个炉吹氧炼钢，另一个炉可出钢加料兑铁水，炼钢一侧产生的强热，可使另一侧炉料加热升温，可充分利用余热，减少炼钢提温耗氧缩短冶炼时间，更重要的是可作到连续炼钢和连续稳定的向竖炉和隧道窑输送高温煤气，加快炉料还原熔融，也为快速炼钢提供了充足的铁水。因此，上述技术装置及其特征为确保一步炼钢炉，用铁矿石直接炼钢提供了可靠的保障。