[发明专利]一种利用余热蒸汽的高炉炼铁技术和方法

说明书

本发明公开了一种利用余热蒸汽的高炉炼铁技术和方法，涉及钢铁冶炼技术领域。该利用余热蒸汽的高炉炼铁技术和方法，包括蒸汽管网、氧气管网和鼓风机，所述蒸汽管网和氧气管网分别依次通过自动阀门和电子流量计连通有烟气换热器，所述鼓风机通过自动阀门和电子流量计连通有热风炉，所述烟气换热器与热风炉连通，所述热风炉连通有高炉。该利用余热蒸汽的高炉炼铁技术和方法，提高了高炉利用系数，降低生产成本。由于H2、CO还原Fe2O3→Fe3O4→FeO→Fe动力学和热力学特点，有利于提高间接还原区宽度，提高还原速度，高温区下移，降低低温还原粉化等，原料透气性增加，缩短高炉冶炼时间，有利于高炉顺行，提高高炉利用系数。

技术领域

本发明涉及钢铁冶炼技术领域，具体为一种利用余热蒸汽的高炉炼铁技术和方法。

背景技术

现代钢铁冶炼流程中最为常规的流程为，高炉炼铁+铁水预处理+转炉炼钢+连铸。其中高炉炼铁以铁矿石和焦炭为主原料，焦炭作为主要的还原剂并且形成高炉内部骨架从而对顶端入高炉的铁矿石原料进行还原，但是炼焦对环境的污染极其严重，随着环保意识的逐步提高，降低焦炭在炼铁工艺中的使用量成为非常迫切的技术需要。现有高炉常规都会在下部鼓风，鼓风的时候会鼓入大量的氮气，氮气在上升过程中会将热量大量的带入到炉顶煤气中，不但造成能耗非常大的问题，同时还会造成炉顶煤气热值降低，且对炉顶煤气的进一步处理带来成本增加的增加。富氧加湿鼓风能够提高喷煤比降低焦比，降低炉顶煤气中的N2含量，提高炉顶煤气热值。

目前，钢铁企业各工序余热回收基本上以回收蒸汽为主，日本新日铁公司的余热蒸汽回收率已达到92％以上，其能源费用占产品成本的14％，而中国较先进的宝钢余热蒸汽回收率仅为68％，能源费用占产品成本的21.3％，大多数钢铁企业的余热蒸汽回收率则低在50％以下，能源费用占产品成本的23％以上。

目前，钢铁企业的余热蒸汽以发电为主，余热蒸汽发电效率低下原因有二，一是热能转换为机械能再转换为电能经过多次能量转换，在不同能量方式转换过程中能量损失严重；二是在转换过程中低温低压蒸汽带走大量热。

同时，我国企业自发电上网电价一般为使用电价的50％左右。据国外某公司对其企业内部炼铁系统所有节能项目的效果分析得出干熄焦装置节能占总节能的50％，每干熄1t焦炭，可回收3.82MPa、450℃蒸汽602kg左右，发电120度，自耗电18度。

加湿鼓风是往高炉鼓风中加入水蒸气以提高和稳定鼓风湿度的技术。加湿鼓风不仅能稳定炉况，而且具有强化高炉冶炼的作用。所以自1927～1928年涅姆佐夫首先在前苏联斯大林钢厂高炉试验取得显著效果以来，便逐渐得到推广。1937年在前苏联马格尼托哥尔斯克钢厂和库兹涅茨克钢厂，1939～1940年在新利佩茨克冶金工厂等先后进行了加湿16～32g/m3的生产试验，并相应提高了风温，结果，高炉产量提高10％～15％，焦比降低1.5％～3.4％。1959年，中国化工冶金学家叶渚沛提出了“三高”理论，即把高压操作(顶压2atm≈0.2MPa)，高风温(1250℃)和高蒸汽(10％H2O)技术结合起来强化高炉冶炼。在50～60年代，加湿鼓风技术已成为世界各地强化高炉冶炼的重要手段之一。

发明内容

(一)解决的技术问题

针对现有技术的不足，本发明提供了一种利用余热蒸汽的高炉炼铁技术和方法，解决了目前钢铁企业的余热蒸汽以发电为主，余热蒸汽发电效率低下的问题。

(二)技术方案

为实现以上目的，本发明通过以下技术方案予以实现：一种利用余热蒸汽的高炉炼铁技术和方法，包括蒸汽管网、氧气管网和鼓风机，所述蒸汽管网和氧气管网分别依次通过自动阀门和电子流量计连通有烟气换热器，所述鼓风机通过自动阀门和电子流量计连通有热风炉，所述烟气换热器与热风炉连通，所述热风炉连通有高炉，所述包括如下步骤：

S1、蒸汽与氧气混合经过热风炉烧炉烟气预热减少蒸汽冷凝与空气一道进入热风炉加热形成高温热风，从风口鼓风进入高炉；