[发明专利]采用煤基竖炉直接还原-侧吹炉熔分炼铁方法

说明书

本发明公开了一种采用煤基竖炉直接还原‑侧吹炉熔分炼铁方法，涉及炼铁技术领域，包括：S1、将铁精矿粉与煤粉按生球碳氧比1：1进行混匀，配加占铁精粉重量1～5％的粘结剂和2～5％的水，混匀后进行压球和干燥处理，得到直径为5～35mm的干燥生球团；S2、将所述干燥生球团连续地加入煤基竖炉的还原室中，同时将燃料及富氧空气通入煤基竖炉的燃烧室内进行燃烧，所述干燥生球受热发生还原，得到高温金属化球团；S3、将所述高温金属化球团加入到侧吹炉内，向炉中加入熔剂及还原剂，同时将富氧空气及燃料喷入侧吹炉的过渡区对熔池进行供热，高温金属化球团进行终还原和渣铁分离。该方法反应速度快，热量得到充分利用，可生产出优质铁水，实现低碳炼铁。

技术领域

本发明涉及炼铁技术领域，尤其涉及一种采用煤基竖炉直接还原-侧吹炉熔分炼铁方法。

背景技术

高炉炼铁经过长期的发展，其工艺和技术已经相当的成熟。然而它也存在着根本的缺陷，高炉炼铁流程长、投资大、能耗高以及环境污染严重，并且强烈依赖冶金焦。随着焦煤资源的日渐匮乏、矿石价格的节节攀升以及国际严格排放标准的出台，高炉炼铁的固有缺陷显得更加无法弥补。开发非高炉炼铁技术的动力便是想使整个炼铁工艺摆脱对冶金焦的依赖，减少对环境的危害。非高炉炼铁经过多年的发展革新，现在已经形成以熔融还原和直接还原为主体的现代非高炉炼铁工业体系。

熔融还原是采用非高炉炼铁方法冶炼液态热铁水的工艺过程。熔融还原以非焦煤为主要能源，进行铁氧化物还原，在高温熔融状态下实现渣铁完全分离，得到类似高炉铁水的含碳铁水。一步法熔融还原炉衬侵蚀严重，大量热煤气的能量难以回收利用，能耗成本居高不下。二步法就是将还原过程分解为固体状态的预还原和熔融状态的终还原两个阶段，并分别在两个反应器中进行。

申请号201510550196.6提出了全煤基自供热直接还原工艺及全煤基自供热直接还原竖炉，竖炉包括还原室和燃烧室，燃烧室内通入煤气，进行燃烧供热，含碳球团在还原室内受热还原，产生海绵铁。该申请仅公开了铁矿还原阶段的相关内容，未涉及到熔融阶段的相关技术。

申请号201510302657.8提出熔融还原炼铁方法，将含碳球团在煤基竖炉进行还原，还原后的金属化球团送入熔化气化炉内，以块煤为还原剂和燃料进行还原与熔分过程。该申请未对熔融气化炉产出烟气进行利用，能耗较高。

申请号201910653473.4公开一种从铁精矿中分离富集钒和生产纯铁的方法。将钒钛磁铁矿压球干燥后获得钒钛磁铁矿球团，钒钛磁铁矿球团用煤基竖炉直接还原得到金属化球团，在电弧炉内将金属化球团进行熔分富集。该申请中的金属化球团的熔分需要利用电能，受到电力限制。

目前，钢铁企业已经商业化运行的两步法熔融还原炼铁工艺COREX和FINEX，是最成功的非高炉炼铁技术，但仍然没有完全摆脱对焦炭的依赖。

发明内容

本发明目的在于提供一种采用煤基竖炉直接还原-侧吹炉熔分炼铁方法，通过将铁精矿粉、煤粉与粘结剂和水经过混匀、造球和烘干后，将含碳球团装入煤基竖炉还原室中受热发生自还原，燃料与富氧空气通入竖炉燃烧室内进行燃烧供热，球团还原成金属化球团后送入侧吹炉中，加入熔剂和还原剂，通过向渣层中喷吹燃料及氧气对熔池进行供热，炉内物料进行终还原及渣铁分离，最终可生产出优质铁水，实现低碳炼铁。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

本发明提供了一种采用煤基竖炉直接还原-侧吹炉熔分炼铁方法，所述方法包括如下步骤：

步骤S1、原料处理：将铁精矿粉与煤粉按生球碳氧比1：1进行混匀，配加占铁精粉重量1～5％的粘结剂和2～5％的水，混匀后进行压球和干燥处理，得到直径为5～35mm的干燥生球团；

步骤S2、煤基竖炉直接还原：将所述干燥生球团连续地加入煤基竖炉的还原室中，同时将燃料及富氧空气通入煤基竖炉的燃烧室内进行燃烧，通过燃烧室与还原室之间的耐火材料炉墙向还原室供热，所述干燥生球受热发生还原，得到高温金属化球团；