[发明专利]一种多介质喷吹的高炉炼铁方法

说明书

本发明提供一种多介质喷吹的高炉炼铁方法，包括：将各种喷吹介质喷吹进入高炉，将焦炭和铁矿石交替装入高炉，其中喷吹介质包括煤气、富氢介质、富氧热风和煤粉；喷吹进入高炉内的介质发生复杂的化学反应形成炉腹煤气；根据原燃料条件，调控喷吹介质的比例，以调节炉腹煤气中CO和H₂的比例。本发明能够大幅提高炉腹煤气中还原性气体的浓度，并通过调节不同的喷吹介质比例，以达到当前生产条件下最佳的CO和H₂比例，提高高炉中上部间接还原反应效率，使炉内充分发展放热的间接还原反应，降低高炉内的直接还原度，同时喷吹的富氢介质替代部分C质还原剂，降低了碳质燃料消耗，达到了降低高炉焦比和高炉炼铁过程CO₂排放的目的。

技术领域

本发明属于高炉炼铁技术领域，特别是涉及一种多介质喷吹的高炉炼铁方法。

背景技术

钢铁工业的碳排放占全球碳排放3％以上，而铁前的碳排放占钢铁工业碳排放的70％以上，因此降低高炉炼铁的碳排放对降低全球碳排放意义重大。如今，各大钢铁企业已经通过各种技术手段，使传统高炉炼铁燃料比降低到480-490kg/thm的较低水平，但吨铁碳排放量仍然很高。因此，有必要发展新的高炉炼铁工艺技术，以进一步降低高炉炼铁的碳排放。

如今，现有的低碳高炉技术有高炉喷吹富氢气体工艺、氧气高炉工艺和炉顶煤气循环工艺等。这些工艺由于燃料置换比较低，因而减碳效果十分有限。而氧气高炉和炉顶煤气循环技术，下部回旋区的高氧浓度致使回旋区局部燃烧焦点温度高，而且热载体-鼓风N₂减少致使吨铁煤气量大幅减少，导致风口鼓风动能不足，为了维持必要的鼓风动能不得不将风口直径大幅减小，如此一来，会导致风口回旋区缩小，炉缸活跃性下降；同时吨铁煤气量减少导致高炉上部热量供应不足，被迫考虑炉身喷吹热还原气，从而导致风口燃烧带进一步萎缩，无法保证下部气流分布的合理性和炉缸的活跃性，致使高炉容积适当扩大后就难于保证高炉的稳定顺行。

发明内容

鉴于以上所述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供一种多介质喷吹的高炉炼铁方法，用于解决现有技术中低碳高炉技术燃料置换比较低、减碳效果有限的问题。

为实现上述目的及其他相关目的，本发明提供一种多介质喷吹的高炉炼铁方法，包括：

将各种喷吹介质喷吹进入高炉，所述喷吹介质包括煤气、富氢介质、富氧热风和煤粉中的两种或多种，将焦炭和铁矿石交替装入高炉；

所述喷吹介质在高炉内发生复杂的化学反应形成炉腹煤气；

根据原燃料条件，调控所述喷吹介质的比例，以调节炉腹煤气中CO和H₂的比例。

本方法使炉腹煤气中还原气体含量较常规高炉高，并通过调控各种喷吹介质的量和比例，以达到当前生产条件下所需的最佳CO和H₂比例，提高高炉中上部间接还原效率，使高炉内的间接还原反应充分发展，使铁矿石在到达软熔带下方时金属化率较常规高炉高，使高炉高温区不发生或少发生高吸热的C与铁氧化物的直接还原反应，同时喷吹的富氢介质能替代部分C质还原剂，可达到减少高炉炼铁CO₂排放的目的。

进一步，吨铁煤气喷吹量、吨铁富氢介质喷吹量以及吨铁富氧热风喷吹量之和与同炉容的高炉吨铁耗热风量相近。如此，使所述高炉的炉腹煤气量与常规高炉相当，保证高炉操作和生产运行较常规高炉不产生较大的改变。

由于所述高炉炉腹煤气量与常规高炉相当，而所述高炉炉内直接还原度较常规高炉低，因此直接还原耗热减少，可控制风口回旋区的理论燃烧温度高于1800℃即可，即可以不用控制高炉风口回旋区的理论燃烧温度达到常规高炉的理论燃烧温度。

进一步，所述煤粉和所述富氧热风由风口喷入高炉，所述富氢介质和所述煤气由风口或炉身喷入高炉。