[发明专利]一种非焦冶炼钢铁的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种冶炼钢铁的方法，尤其是涉及一种非焦冶炼钢铁的方法。

背景技术

目前，冶炼钢铁的方法是以焦炭作为炼铁主要能源。由于焦炭主要用焦煤生产，随着多年的消耗，焦炭资源越来越紧缺，价格越来越昂贵；而且焦炭生产会严重污染环境，治理费用很高。因此发达国家近年来都在减少高炉、焦炉数量，注重发展非焦冶金技术和电炉短流程钢厂。

直接还原生产海绵铁的炉窑种类、工艺非常多，有竖炉法、回转窑法、罐式直接还原法(HYL法)，流化床法，转底炉法等，而焦炭的生产也已经发展到蓄热式炼焦炉、热回收焦炉的阶段。利用常规炼焦炉的设备创造性的生产海绵铁是本发明的目的所在。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种非焦冶炼钢铁的方法；使用该方法来冶炼钢铁，可以节约成本、节约焦炭资源且减少环境污染。

为解决上述技术问题，本发明所采用技术方案的基本构思是：以煤、铁矿石或石灰石为主要原料，使用焦炉式直接还原炉，采用煤基直接还原法生产海绵铁。

作为实现本发明基本构思的第一种技术方案是，一种非焦冶炼钢铁的方法，包括如下步骤：

1)原材料的预处理

①将煤、铁矿石和石灰石进行干燥，然后进行破碎筛分，

②选取3～35mm的铁矿石粒、煤粒和石灰石粒，按照重量比10：2～7：0.1～0.3混合或分层装炉，得原料A；

③选取小于3mm的铁矿石粉、煤粉、石灰石粉和粘结剂，按照重量比为10：2～7：0.1～0.3：0.05～0.1的比例混合，搅拌均匀、制球、烘干，得原料B；

④选取小于3mm的铁矿石粉、煤粉、石灰石粉和添加剂，按照重量比10：2～7：0.1～0.3：0.1～0.3的比例混和；得原料C；

2)将上述预处理混匀后的原料A、B或C由提升机提升到外热式焦炉型直接还原炉炉顶，由布料机将原料装入反应室，进行氧化还原反应，反应至少60分钟，生成海绵铁；此时打开拦料机，推料机将炉料横推出去，落入料车，得热态混合物；

3)将热态混合物热送电炉或转炉吹氧熔分，得到熔融态的铁水，再经过常规炼钢工序，生产出优质钢铁产品。

进一步地，在第3)步骤中，热态混合物热送至转炉吹氧熔分时；转炉产生大量的高温烟气，使高温烟气首先经过热风炉，以加热供应熔分炉的热风，然后送往余热锅炉房，利用产生的蒸汽发电，电能可以供应制氧机和其他动力用电。

熔化分离出的杂质，主要是硅、铝、镁、钙等氧化物，可作为其他产业原辅料回收利用。

作为实现本发明基本构思的第二种技术方案是，一种非焦冶炼钢铁的方法，包括如下步骤：

1)原材料的预处理

①将煤、铁矿石和石灰石进行干燥，然后进行破碎筛分，

②选取3～35mm的铁矿石粒、煤粒和石灰石粒，按照重量比10：2～7：0.1～0.3混合或分层装炉，得原料A；

③选取小于3mm的铁矿石粉、煤粉、石灰石粉和粘结剂，按照重量比为10：2～7：0.1～0.3：0.05～0.1的比例混合，搅拌均匀、制球、烘干，得原料B；

④选取小于3mm的铁矿石粉、煤粉、石灰石粉和添加剂，按照重量比10：2～7：0.1～0.3：0.1～0.3的比例混和；得原料C；

2)将上述预处理混匀后的原料A、B或C由提升机提升到外热式焦炉型直接还原炉炉顶，由布料机将原料装入反应室，进行氧化还原反应，反应至少60分钟，生成海绵铁；此时打开拦料机，推料机将炉料横推出去，落入料车，得热态混合物；

3)将热态混合物热冷却，然后通过破碎、磁选等方法分离获得合格海绵铁，送高炉或化铁炉熔分，得到优质的铁水，再经过常规炼钢工序，生产出优质钢铁产品。

进一步地，所述煤是焦煤、气煤、肥煤、瘦煤、无烟煤、弱粘结性煤中的一种或几种的混合物。

进一步地，电炉包括矿热炉、电弧炉、感应炉；其中的转炉包括顶吹型转炉、顶底复吹型转炉、侧吹型转炉。

所述外热式焦炉型直接还原炉是一种上加料、侧出料的外热式焦炉型直接还原炉。煤在这种直接还原炉中既作为还原反应的还原剂提供化学能，又作为燃料提供热能。与焦炉炼焦不同，直接还原反应产生的煤气不但没有大量剩余，还要适当补充一些热量。为此，需要有外部热源，如焦炉煤气、高炉煤气或发生炉煤气，并对燃烧室加以改进，根据燃烧室高度，在燃烧室窄边高度方向增加2排以上烧嘴，也可以在炉料中适当多配煤，多余的煤被干馏，干馏产物煤气和兰碳都可以返回作为能源使用，煤气作为外热燃料，兰炭做还原剂或发生煤气的燃料。