[发明专利]一种利用转炉炼钢系统熔融还原铁矿石的方法

说明书

技术领域

本发明涉及钢铁冶金技术领域，更具体地说，涉及一种利用转炉炼钢系统熔融还原铁矿石的方法。

背景技术

我国铁矿石的加工利用大多采用传统的烧结-高炉流程生产铁水，随着焦炭资源的日渐枯竭，以及炼焦、烧结过程的污染严重，高炉生产也面临着危机，因此非高炉冶炼技术的发展已经迫在眉睫。

非高炉炼铁技术的优点在于摆脱了焦煤资源短缺对钢铁工业发展的羁绊、适应日益提高的环境保护要求、降低钢铁生产能耗、改善钢铁产品结构、提高质量和品质、解决了废钢短缺及质量不断恶化的问题并实现了资源的综合利用。

目前，熔融还原炼铁工艺主要包括COREX法、FINEX法、HISMELT法和DIOS法等。然而，由于DIOS、HISMELT、AUSIRON、ROMELT等熔融还原工艺都希望有较高的还原速率，提高还原速率的手段主要为：高温、炉渣高FeO含量、熔池搅拌等，而这些手段的实施一方面加大了对炉衬的侵蚀，炉缸寿命降低；另一方面也造成了能耗的巨大浪费。因此，需要一种行之有效的方法来解决熔融还原炼铁过程中出现的各种难题。

经检索，关于非高炉炼铁技术已有相关方案公开，如中国专利申请号200810098048.5，申请日为2008年5月23日，发明创造名称为：一种非高炉炼铁的方法；该申请案将原料铁矿石破碎至直径为200mm以下，进行筛分，将颗粒直径为30mm～200mm的铁矿石和石灰石与焦炭直接输送到鼓风炉中熔炼铁矿石，得到熔融态的渣铁混合物；将颗粒直径小于30mm的铁矿石与石灰石进行混合，混合均匀后，用压力机挤压成30～100mm的团块，晾干；将晾干后的团快和焦炭、褐煤块或型焦一起送入鼓风炉中熔炼铁矿石；然后采用矿热电炉还原熔炼直接处理熔融态的渣铁混合物生产热态铁水。

又如中国专利申请号99807442.X，申请日为1999年7月1日，发明创造名称为：直接熔炼转炉和直接熔炼方法；该申请案设计了一种用直接熔炼法从金属原料生产金属的转炉，并在所述转炉中形成有金属层和金属层上的渣层的熔池；将有载体气体的金属原料和固体含碳材料的至少一部分通过许多喷管/风嘴喷入熔池，在金属层中熔炼金属材料，其中固体的喷入产生来自金属层的气流，该气流夹带着金属层中的熔融材料并携带熔融材料作为飞溅物，液滴和物流向上运动在渣层上方转炉中的气体连续空间内形成过渡区，其中熔融材料的飞溅物，液滴和物流与转炉的侧壁接触形成渣的保护层；通过一个或多个喷管/风嘴将含氧气体喷入转炉，使从熔池释放的反应气后燃烧，其中上升而后下降的熔融材料的飞溅物，液滴和物流能促进热量向熔池的转移。

上述申请案均不失为较好的非高炉炼铁技术，但上述申请案或操作稳定性差，不易控制，或冶炼成本高，生产能耗大，不便于推广使用，仍需进一步改进。

发明内容

1.发明要解决的技术问题

本发明基于现代氧气转炉的成熟技术，采用厚渣层操作和浸入式燃烧方法，利用熔池内大量熔渣进行矿石、煤粉、熔剂的熔融和还原，通过调整加料速度对熔渣起泡高度进行有效控制，充分利用泡沫渣进行冶炼，提高二次燃烧传热效率和操作的稳定性，同时通过溅渣护炉技术，解决熔融还原炼铁工艺的炉衬寿命问题，有效解决了熔融还原炼铁过程中出现的各种难题。

2.技术方案

为达到上述目的，本发明提供的技术方案为：

本发明的一种利用转炉炼钢系统熔融还原铁矿石的方法，在转炉溅渣护炉后，先向转炉中兑入铁水，再分批次加入铁矿石和造渣剂，所用的造渣剂为石灰石、白云石和石灰，同时通过氧枪顶吹富氧空气和煤粉，通过调整加料速度控制泡沫渣的厚度，将铁矿石熔融还原。其具体工艺操作过程为：

在转炉溅渣护炉后，先向转炉中兑入占转炉吨位60％～80％的铁水，为转炉的初始吹炼提供能量，也为铁矿石的熔融还原提供良好的初始条件，初始吹炼时氧枪枪位为1000mm～1150mm，比正常枪位低50～100mm，首次加入铁矿石和造渣剂后再回到正常枪位，如此操作是为了先通过适当降低枪位，提高富氧流量，待炉温升高，泡沫渣厚度上升后，再提高枪位降低富氧流量，调整加料速率，保证泡沫渣厚度在一定范围内，继续吹炼。