[发明专利]一种混合还原炼铁设备及炼铁方法

说明书

技术领域：

本发明涉及一种混合还原炼铁设备及炼铁方法。

背景技术：

目前，世界上已经用于生产的熔融还原炼铁技术有三种：COREX、FINEX和HLSMELT.我国上海宝钢前几年引进的3000吨COREX炼铁设备安装在上海罗泾分厂，虽然环保但耗煤是高炉炼铁的两倍，运行了几年是年年亏损，目前已经将日产3000吨COREX炼铁设备转往煤炭丰富的新疆自治区。COREX炉本体由上部的还原炉和下部的熔融气化炉组成。还原炉分为竖炉、罐炉和流化床炉三种。使用竖炉还原炉的COREX炼铁原理如下：将块矿、球团矿和熔剂(石灰石和石英)通过无钟投放装置间断地投放到竖炉还原炉中，然后往竖炉中下部通入纯度很高的高温高压一氧化碳气体，一氧化碳气体与块矿、球团矿发生化学反应生成二氧化碳和铁，同时产生热量加热块矿、球团矿和熔剂。由于竖炉里所装原料间的空隙很小，而经过化学反应后松散开的球团矿和型煤使竖炉中下部的空隙更小；所以要往竖炉中下部通入0.6MPar压强的一氧化碳气体。铁矿经过还原后形成海绵铁沉到竖炉下部，然后海绵铁螺旋输送机送到熔融气化炉中，装在粉煤罐底部的粉煤螺旋输送机把粉煤罐里的粉煤输送到熔融气化炉中燃烧，从熔融气化炉中下部的高压纯氧支持粉煤的燃烧，粉煤燃烧产生的热量熔化落入熔融气化炉中的海绵铁和炉渣，还有一部分粉煤落入熔化的铁水和熔化的炉渣后熔解析…炉的熔液中产生大量的二氧化碳气泡，搅拌熔融气化炉中的熔液使熔液中的氧化铁尽数还原。铁水从熔融气化炉的下部流出，炉渣液从铁水上面熔融气化炉出口流出。在熔融气化炉里熔化的炉渣和铁水温度达到1700℃，熔融气化炉中产生的废热气向上升腾加热落下来的粉煤和海绵铁。从熔融气化炉上部出来的高温煤气温度仍然有1000℃，此煤气中含有的一氧化碳比高炉煤气中含有的一氧化碳高两倍；将这些煤气冷却、除尘、清除二氧化碳和水蒸气，再经过加压和加热后的一氧化碳气体作为还原气通入竖炉还原炉中。只是从熔融气化炉的废气中收集到的那一点一氧化碳用于还原竖炉中的氧化铁，是远远不够的；需要用热解煤炭来生产大量的一氧化碳(例如：用水煤气法生产出含有一氧化碳、二氧化碳、氮气和水蒸气的混合气体，然后去除其他气体，再把纯一氧化碳气体加压成为一氧化碳压缩气体通入熔融气化炉中还原氧化铁。)。由于出熔融气化炉中出来的煤气中的一氧化碳纯度不够、压强也低，无法直接用于还原竖炉中的氧化铁，这样从熔融气化炉中出来的1000℃煤气也无法用来加热竖炉中的原料。所以COREX炉内的热交换和高炉是不一样的，高炉的逆流传输过程时间相对较长，热量利用比较充分。而且COREX使用的富铁矿，我们国家没有；我国使用含量不高的铁矿和技术水平低下的水煤气生产一氧化碳，而且一氧化碳还原球团烧结矿的过程需要花费很长时间、热量损失太大，使我国的COREX炼铁的煤耗太高，而且使用竖炉还原炉的COREX炉不能直接使用粉矿。