[发明专利]电-煤法熔分还原炼铁工艺

说明书

技术领域

本发明属于炼铁技术领域，具体涉及一种电-煤法熔分还原炼铁工艺。

背景技术

直接还原和熔分还原是现代非高炉炼铁的主体，均是以摆脱高炉流程对炼焦煤依赖为目的钢铁行业前沿技术。至今，世界上开发出的非高炉炼铁工艺很多，但产业化的工艺并不多，即使已经产业化或初步产业化的COREX、FINEX等方法其工艺及生产流程设计也均存在问题。现有的直接还原铁的工艺和生产设备如转底炉、竖炉、回转窑、流化床等既可作为熔分还原的预还原单元，也可作为直接还原铁的生产设备，在设备形式上大同小异，原理相同，相对而言比较成熟。而熔分还原产业化的工艺并不多，熔分还原炼铁技术是近代钢铁工业的前沿技术，是我国钢铁工业实现可持续发展的重要途径之一。

COREX法是唯一已用于工业化生产的熔分还原炼铁技术。由于该工艺避免了高炉炼铁流程的炼焦和烧结过程，解决了炼焦煤匮乏和由于炼焦及烧结而带来的环境污染两大难题，适用的煤和铁矿石种类广泛，流程短，目前是替代传统高炉炼铁相对而言较成熟的非高炉炼铁技术。

但是，通过引进的已投产和运行的COREX（C-3000）熔分还原技术和设备来看，其与传统高炉工艺相比最大特点是可以少用焦炭，但仍未实现完全不用焦碳生产，在产能、能耗、作业率、铁水成本等方面未能实现预期目标。

发明内容

为了克服上述现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种电-煤法熔分还原炼铁工艺，针对低品位矿、难选矿、复合矿，以非结焦为能源，以含碳金属化球团为原料，解决了直接生产铁水（或者炼钛渣等）的终还原工艺，是我国钢铁工业持续发展、实现节能减排、环境友好发展的关键技术。

为了实现上述目的，本发明采用的技术方案是：

一种电-煤法熔分还原炼铁工艺，将气/煤基直接还原设备生产的金属化球团利用热送装置在900～1000℃非氧化条件下输送到熔分还原炉的保温储料仓，在其中完成配料后送至炉内高温区，然后利用电弧加热使配料熔化，同时喷碳粉进行反应，然后循环进行工艺性扒渣和电弧加热熔化，直至取样的温度和成分达标，其中在保温储料仓中配料是将金属化球团：还原剂：渣料按照质量比85:15:5混合。

进一步地，所述金属化球团中TFe质量分数大于65％。

进一步地，所述金属化球团由质量比为69.07：13.32：58.71：10.94：6.74：2.22：3.32:1.024:0.06:3.00的TFe、FeO、MFe、SiO₂、CaO、MgO、Al₂O₃、S、P和C组成。

进一步地，所述还原剂是焦炭或煤粉。

进一步地，所述焦炭由质量比为85.04：0.87：49.99：34.09：3.02：0.95：9.46：0.88：2.35：2.33：0.46：0.83的C、S、SiO₂、Al₂O₃、CaO、MgO、FeO、Fe₂O₃、H₂、O₂、N₂、H₂O组成；所述煤粉由质量比为76.49：0.36：48.31：35.82：3.68：1.03：6.95：2.98：2.35：2.33：0.46：0.83的C、S、SiO₂、Al₂O₃、CaO、MgO、FeO、Fe₂O₃、H₂、O₂、N₂、H₂O组成。

进一步地，所述渣料作为溶剂，来源于石灰窑生产，其成分为：质量分数为0.014％的P；0.012％的S；52.78％的CaO；1.32％的MgO；1.62％的SiO₂；1.32％的Al₂O₃；0.02％的P₂O₅；0.03％的SO₃以及42.884％的烧损。

进一步地，所述的气/煤基直接还原设备包括转底炉、竖炉或者回转窑。

进一步地，所述碳粉是从炉体内置的搅拌枪喷出的，搅拌枪喷碳粉的同时对熔化的物料进行搅拌。

进一步地，所述碳粉的喷入量为还原剂加入量的5-10％。

进一步地，所述熔分还原炉的炉体进行密封，在炉内和熔池表面保持微正压——强还原气氛。