[发明专利]回转窑煤基直接还原增氧熔分炉短流程铁水生产工艺

说明书

本发明涉及冶金和矿物工程技术领域，公开了回转窑煤基直接还原增氧熔分炉短流程铁水生产工艺，所述工艺包括以下步骤：步骤一：将铁精矿与粘结剂按100：2～4的比例进行配料及混合后，采用圆筒制粒机制成含水量为10～12%、粒度为3～5mm的粒状物料，同时在制粒过程中配入生产过程中产生的各种除尘灰；步骤二：粒状物料加入到回转窑内，在回转窑预热带内经过干燥和预热后，当温度达到400‑450℃时铁矿石开始与碳进行还原反应。本发明可大幅降低环境污染，铁水中几乎不含硅，非常适合冶炼高磷矿，开创了一种排放物更少、更加简洁、节能环保的钢铁冶金新型流程，以减轻“高炉‑转炉”钢铁冶金流程的环境排放压力，并具有明显的成本优势。

技术领域

本发明涉及冶金和矿物工程技术领域，尤其涉及回转窑煤基直接还原增氧熔分炉短流程铁水生产工艺。

背景技术

“高炉-转炉”流程是目前全世界最主要的钢铁冶金工艺，该工艺先以焦炭作为还原反应所需能源和还原剂，对氧化铁矿进行还原炼铁，接着将得到的高炉铁水加入到转炉中吹氧炼钢。

目前，传统的高炉-焦化-烧结炼铁流程中，煤化工与冶金两个过程相互独立，烧结烟粉尘、SO2、NOX排放量占钢铁联合企业排放总量的6成以上；焦炉出焦、熄焦过程有大量烟粉尘排放，排放量占钢铁联合企业排放总量的3成以上，烧结、焦化的污染物排放量占钢铁联合企业排放总量的一半以上，二者是钢铁生产流程中最大的污染源。

铁矿石熔融还原技术是当代钢铁工业前沿技术之一，现在泛指用非焦煤直接还原生成液态铁水的工艺，熔融还原技术包括Corex法、FINEX法和HIsmelt法。

上述两种方法在实际操作过程中具有如下的缺点：回转窑结圈、产能低、能耗高，原料预还原程度低、预热温度低等问题，因此需要进行改进。

发明内容

本发明的目的是为了解决现有技术中存在回转窑结圈、产能低、能耗高等问题，以及在还原工艺中原料预还原程度低、预热温度低的缺点，而提出的回转窑煤基直接还原增氧熔分炉短流程铁水生产工艺。

为了实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：

回转窑煤基直接还原增氧熔分炉短流程铁水生产工艺，其特征在于，所述工艺包括以下步骤：

步骤一：将铁精矿与粘结剂按质量比为100：2～4的比例进行配料及混合后，采用圆筒制粒机制成含水质量比为10～12%、粒度为3～5mm的粒状物料，同时在制粒过程中配入生产过程中产生的除尘灰；

步骤二：所述的粒状物料加入到回转窑内，在回转窑预热带内经过预热，所述预热温度为400-450℃，预热时间为4-5min后，铁矿石开始与碳进行还原反应，当温度达到1000～1100℃后，铁矿石开始剧烈还原；

步骤三：当铁矿石在回转窑内高温段还原反应进行到30-60min时，还原反应速度降低，此时将粒状物料质量比为20-35%的低煤阶煤通过喷枪采用压缩空气喷入到回转窑内中后段，低煤阶煤在回转窑内与高温物料接触；

步骤四：所述回转窑内热解的煤气在料层内部往上流动并在逸出料层的过程中与铁矿石接触，可使铁矿石得到进一步还原；

步骤五：从回转窑出料端排出的900-950℃的高温还原物料与残炭的混合物，以喷吹载气为氮气的作用下喷入到增氧熔分炉中，同时以喷吹载气为空气的作用下将石灰石、高品位矿或氧化铁皮中的一种或多种喷入到增氧熔分炉内，所述喷入的石灰石、高品位矿或氧化铁皮中的一种或多种占高温还原物料的质量比为10%-20%，并将富氧热风吹入炉内；

步骤六：在增氧熔分炉中，由于熔池内溶解碳在高温下快速将氧化铁还原成铁，铁浴内还原所需的热量，由1200℃的富氧35%的热风带入的物理热和其与CO二次燃烧产生的化学热，通过三种途径进入铁浴：喷嘴的气流运动与熔融渣铁的对流传热；高温烟气热辐射传热；由于气流冲击溅起的熔融反应物吸收热量后落下并带入铁浴与熔融系统，这些热量供给矿粉熔化、还原和造渣过程所需；