[发明专利]一种用于熔融还原冶炼中控制煤气反窜的方法

说明书

技术领域

本发明涉及熔融还原冶炼工艺，特别涉及一种用于熔融还原冶炼中控制煤气反窜的方法。

背景技术

熔融还原冶炼工艺因不需要烧结、炼焦工艺，环境友好闻名于世，是目前为止真正实现工业化的熔融还原炼铁工艺；该工艺将传统高炉一分为二，上半段为竖炉，实现矿石的预还原；下半段为熔融气化炉，完成铁水的最终冶炼；竖炉与气化炉之间通过8根DRI下降管连接，竖炉预还原生成的海绵铁经下降管加入气化炉，气化炉发生煤气经除尘后作为还原煤气加入竖炉。

现有技术存在如下问题：

熔融气化炉内压力350～400kPa左右，煤气温度超过1000℃。熔融还原冶炼工艺采取“竖炉+熔融气化炉”的两段式设计，气化炉内高温煤气通过DRI下降管反窜进入竖炉无法避免，附带粉尘的高温煤气进入竖炉容易导致炉料过热，发生粘结，严重影响竖炉顺行，缩短竖炉清空周期；竖炉结块料经螺旋加入气化炉时，容易导致下降管发生堵塞，影响竖炉均匀排料。

目前采用熔融还原工艺采用竖炉中心添加3～10％比例粉矿的方式控制煤气反窜。大型高炉追求使用精料，矿石、硅石等原辅料经过筛分后入炉，竖炉添加粉矿控制煤气反窜的做法与精料操业方针有所悖离，存在一些不足：

①竖炉中心添加粉矿，影响竖炉料柱透气性，压差高，不利于煤气的充分利用，金属化率降低，最终导致燃料比增加。

②竖炉中心加入粉矿，反窜煤气被压制，8根DRI下降管(DRI，海绵铁，下同)的反窜煤气流量不均，某一根DRI下降管反窜气流越强，对应的DRI螺旋处富集的粉尘量越多，高温、粉尘背景下，该区域容易发生粘结，粘结料经螺旋进入下降管时导致下降管堵塞。

③下降管堵塞后，熔融气化炉布料不均，容易诱发工厂压力波动、输出煤气冒尖等不良状况，导致气化炉炉况波动，铁水合格率降低。为了减少气化炉波动，下降管堵塞1个，勉强维持生产；堵塞2个则必须休风清堵，影响作业率和产量提高。

发明内容

本发明目的在于提供一种用于熔融还原冶炼中控制煤气反窜的方法，改变压制反窜气流的传统做法，取消竖炉中心加粉，疏导、利用反窜煤气。向DRI下降管中通入冷煤气/氮气，降低反窜煤气温度，改善竖炉内粉尘分布、富集状况，降低竖炉压差，提高煤气利用率，延长竖炉清空周期，减少下降管堵塞次数和休风时间，提高作业率和产量。

为达到上述目的，本发明的技术方案是：

一种用于熔融还原冶炼中控制煤气反窜的方法，在连接竖炉的每根DRI下降管上安装冷煤气、氮气添加管道，同时管道上配备能独立自由调节开度的控制阀；每根DRI下降管上安装温度检测电偶，检测下降管内煤气温度；通过对DRI下降管输入冷煤气或氮气，将DRI下降管内反窜的煤气温度控制在650～750℃之间，将原本危害竖炉正常运行的高温反窜煤气转变成正常利用的还原煤气，参与竖炉内部还原，实现控制煤气反窜；其中，冷煤气中CO体积百分含量50～70％，CO₂体积百分含量2～14％，H₂体积百分含量10～25％，压力0.4±0.1MPa，温度44±10℃；氮气压力0.6±0.1MPa。

进一步，所述的冷煤气、氮气添加管道分别连接冷煤气管道、氮气管道，冷煤气管道、氮气管道上分别设控制阀。

又，所述的控制阀为电磁阀。

本发明的有益效果

1、改变压制反窜气流的传统做法，取消竖炉中心加粉，疏导、利用反窜煤气，竖炉粉率降低，透气性增强，压差降低，煤气利用率提高，燃料比降低。

2、取消了竖炉中心加粉，每个下降管反窜煤气流量基本一致，随反窜煤气带入的粉尘均匀分布，降低了少数DRI螺旋区域粉尘富集的几率。

3、下降管中通入冷煤气/氮气后，反窜煤气温度降低，高温和粉尘环境被破坏，降低了竖炉结块的几率，下降管堵塞次数减少，竖炉清空周期延长，休风时间减少，作业率和产量提高。

4、冷煤气中CO、H₂含量与竖炉矿石预还原所需煤气成份基本一致，不影响矿石还原效果。

5、用户可以根据温度控制情况，自由切换使用冷煤气/氮气，操作方便。

附图说明

图1为本发明控制煤气反窜方法的示意图。

具体实施方式