[发明专利]渣下燃烧熔融炼铁工艺

说明书

技术领域

本发明：渣下燃烧熔融炼铁工艺，属冶金领域的新技术。

背景技术

在传统高炉炼铁工艺中，铁矿石、铁矿粉是以固态形式进入高炉，在炉腰部下降过程被还原的经过软流带熔融的渣铁分离的过程。在这个工艺中必须使用焦炭和铁精粉球团或烧结矿。渣下燃烧熔融炼铁工艺是针对难选铁矿设计的一种熔融还原炼铁工艺，

发明内容

在本发明中是采用煤作燃料，利用硫酸渣、难选矿粉等低品位矿粉作原料(粒度小于)。还原煤粉、助燃煤粉通过套管式喷枪，直接喷到熔池中的铁水层上、渣层下。矿粉通过套管的夹层直接喷吹到铁水层下一定深度，氧煤枪喷枪插入到渣下一定深度。炽热的氧煤枪弧使渣层呈抛物线状飞溅，其中的可燃物与助燃风形成二次燃烧，飞溅渣的温度得到迅速升高当他落入熔池后把热量带回熔池。

熔池中喷入的矿粉在氧煤枪弧作用下迅速分解成氧化亚铁和氧气，氧气与熔融煤和煤气在渣下迅速燃烧，产生高热，使铁、氧化亚铁、碳熔融溶解碳与溶解的氧化亚铁反应，生成铁和二氧化碳，上升的二氧化碳以及煤的分解产物，和喷吹气流形成强势混合涌泉对熔池进行剧烈搅动，使反应速度加快。铁浴层相对渣层是静态的，主要反应是发生在渣层中，主要热源是煤粉的渣下燃烧，煤粉是在氧煤枪的激发下，分解成多中挥发成份，在渣下形成的绝热燃烧，使燃烧温度达到2000℃以上。突破煤在常温下燃烧的温度1300℃的局限。渣下燃烧所需氧气来源于铁矿粉的分解氧。铁绝大部分是来源于矿粉的逐级分解产生的铁，其次是来源于氧化亚铁与溶解碳的还原反应。

主要化学反应方程式：铁的逐级额分解：

Fe₃O₄-----Fe+Fe₂O₃+O₂，Fe₂O₄-----Fe+FeO+O₂

氧化亚铁与熔融碳的还原反应：FeO_(S)+C_(S)------Fe+CO₂

煤在氧煤枪弧下的热分解：煤--------C₂H₂+C₆H₆+CH₄+C_(S)等

上述反应发生在渣层以下，燃烧产生的热80％留在渣中，所以热利用率很高。粉料直接喷到渣层下，且出口即溶，所以有效地抑制粉尘。