专利名称：一种利用粉矿及非焦煤生产铁水的方法
技术领域：
本发明属于钢铁工业技术领域，涉及一种利用粉矿生产铁水的清洁高效炼铁生产方法。
背景技术：
钢铁行业日益严格的环保要求和严峻的市场形势，要求钢铁企业必须做到节能减排，降低成本。在炼铁生产过程中，由于传统高炉炼铁工艺需要使用焦炭、烧结矿、球团矿等，导致工艺投资大，流程长，能耗高，使得高炉炼铁工序污染排放量占据了整个钢铁流程排放量的绝大部分。由于我国主要以贫矿为主，每年需进口大量的铁矿石用于高炉炼铁，大大加剧了企业的生产成本。此外，用于生产焦炭的炼焦煤资源也日益短缺，昂贵的焦炭价格也迫使企业找寻减少焦炭用量的途径。鉴于此，一系列非高炉炼铁工艺应运而生。然而，由于种种原因，目前，实现商业化生产的仅有C0REX、FINEX等工艺。这两种工艺由于使用纯氧，需投入额外的制氧设备，增加了生产成本，同时，新工艺固定投资高，且仍有许多技术有待验证和改进，生产的稳定性还有待进一步提高。而高炉使用空气，在气体成本上远低于COREX和FINEX，同时，高炉经过上百年的经验积累，技术成熟，操作熟练，具有许多非高炉难以比拟的优势。因此，取消烧结矿、球团矿和焦炭的使用，直接使用煤和粉矿冶炼铁水，并结合现有高炉的一些优势，开发出一种新的炼铁生产工艺，有利于减少废弃物排放，降低环境污染和企业生产成本，具有明显的经济效益和社会效益。同时，结合我国贫矿多的现状，有利于提高资源综合利用水平，对增强钢铁企业竞争力，实现中国钢铁工业可持续发展具有重要作用。
发明内容
本发明所要解决的问题是针对现有技术存在的不足，提出一种降低能耗和CO2排放量，实现环保型利用粉矿与块状非焦煤直接生产铁水，并实现资源的最大化综合利用的利用粉矿生产铁水的方法。实现上述目的所采用的技术方案是—种利用粉矿及非焦煤生产铁水的方法，其步骤I)对炼铁炉产生的煤气进行净化；2)脱除炼铁炉煤气中的N2,并控制炼铁炉煤气中的N2体积百分比含量< 10% ；3)脱除炼铁炉煤气中的CO2，使之成为还原气，并控制还原气中CCHH2体积百分比含量至少为75% ；4)将还原气预热到800°C 1000°C ；5)将预热后的还原气通入流化床，与加入流化床中的粉矿或铁精粉进行对流还原生成海绵铁，控制海绵铁中的金属化率至少在65% ；6)将得到的海绵铁热压成块并随即热装加入炼铁炉中；将至少为IOmm的块状非焦煤加入炼铁炉；7)空气经热风炉预热至1200°C 1350°C后，通入炼铁炉中与海绵铁及块状非焦煤生成符合要求的铁水。其特征在于经净化后的转炉煤气与炼铁炉煤气以任意比例混合作为还原气。其特征在于从流化床排出的尾气降温至< 200°C并经净化后，与脱队炼铁炉煤气或脱N2后的炼铁炉煤气与净化的转炉煤气的混合气以任意比例混合作为还原气。本发明的有益效果是摒弃了传统高炉炼铁工艺中使用焦炭、烧结矿、球团矿等较昂贵的原料，直接使用粉矿和块状煤进行炼铁，其能大幅减少环境污染，降低能耗和企业生产成本。由于产生的煤气经处理后循环使用，产生的C02、N2等副产品，可用作其它工业应用。相比传统高炉炼铁工艺，可大幅降低CO2的排放量。此外，炼铁炉的选择基本沿用现有高炉炉体技术，具有技术成熟、安全可靠、操作简单等优点。综上可知，本发明结合当前炼铁生产现状及未来发展趋势，各部分技术成熟可靠， 资源综合利用效率高，能带来良好的经济效益和社会效益。
具体实施例方式为更好地理解本发明，下面对本发明作进一步的说明，但不构成对本发明的限制。实施例I一种环保型利用粉矿生产铁水的方法，其步骤如下I)对炼铁炉产生的煤气进行净化；2)脱除炼铁炉煤气中的N2,并控制炼铁炉煤气中的N2体积百分比含量为10% ；3)脱除炼铁炉煤气中的CO2，使之成为还原气，控制还原气中CCHH2体积百分比含量为75% ；4)将还原气预热到800°C 810°C ;5)将预热后的还原气通入流化床，与加入流化床内的铁精粉进行对流还原生成海绵铁，控制海绵铁中的金属化率质量在65% ；6)将海绵铁热压成块并随即热装加入炼铁炉中；将至少为10_的块状非焦煤加入炼铁炉；7)空气经热风炉预热至1200°C 1210°C后，通入炼铁炉中与海绵铁及块状非焦煤生成符合要求的铁水。实施例2一种环保型利用粉矿生产铁水的方法，其步骤如下I)对炼铁炉产生的煤气进行净化；2)脱除炼铁炉煤气中的N2,并控制炼铁炉煤气中的N2体积百分比含量为9. % ；3)将脱N2后的炼铁炉煤气与经过净化的转炉煤气以体积比9 I进行混合；4)脱除混合气中的CO2，使之成为还原气，控制还原气中CCHH2体积百分比含量为 81% ；5)将还原气预热到850°C 860°C ；6)将预热后的还原气通入流化床，与加入流化床中的粉矿进行对流还原生成海绵铁，控制海绵铁中的金属化率质量百分比在68. 5% ；
7)将得到的海绵铁热压成块并随即热装加入炼铁炉中；将至少为IOmm的块状非焦煤加入炼铁炉；8)空气经热风炉预热至1240°C 1250°C后通入炼铁炉中，与炼铁炉中的海绵铁及块状非焦煤生成符合要求的铁水。实施例3一种环保型利用粉矿生产铁水的方法，其步骤如下I)对炼铁炉产生的煤气进行净化；2)脱除炼铁炉煤气中的N2,并控制炼铁炉煤气中的N2体积百分比含量为7% ；3)将脱N2后的炼铁炉煤气与经过净化的转炉煤气及从流化床排出的经净化降温至180°C的尾气混合，三者混合的体积比为脱氮炼铁炉煤气转炉煤气尾气= 6:1:3;4)脱除混合气中的CO2，使之成为还原气，控制还原气中CCHH2体积百分比含量为 86% ；5)将还原气预热到900°C 910°C ;6)将预热后的还原气通入流化床，与加入流化床中的粉矿进行对流还原生成海绵铁，控制海绵铁中的金属化率在70.5% ；7)将海绵铁热压成块并随即热装加入炼铁炉中；将至少为10_的块状非焦煤加入炼铁炉；8)空气经热风炉预热至1270°C 1280°C后通入炼铁炉中，与炼铁炉中的海绵铁及块状非焦煤生成符合要求的铁水。上述各实施例中，脱除的N2和CO2可用作其他工业应用，炼铁炉煤气和流化床尾气的余热可回收利用，尾气还可作为输出煤气使用。以上所揭露的仅为本发明的较佳实施例而已，并非用以限定本发明的范围。依本发明所作的等效变化，仍属本发明的保护范围。
权利要求
1.一种利用粉矿及非焦煤生产铁水的方法，其步骤1)对炼铁炉产生的煤气进行净化；2)脱除炼铁炉煤气中的N2，并控制炼铁炉煤气中的N2体积百分比含量<10% ；3)脱除炼铁炉煤气中的CO2，使之成为还原气，并控制还原气中CCHH2体积百分比含量至少为75% ；4)将还原气预热到800°C 1000°C；5)将预热后的还原气通入流化床，与加入流化床中的粉矿或铁精粉进行对流还原生成海绵铁，控制海绵铁中的金属化率至少在65% ；6)将海绵铁热压成块并随即热装加入炼铁炉中；将至少为IOmm的块状非焦煤加入炼铁炉；7)空气经热风炉预热至1200°C 1350°C后，通入炼铁炉中与海绵铁及块状非焦煤生成符合要求的铁水。
2.如权利要求I所述的一种利用粉矿及非焦煤生产铁水的方法，其特征在于经净化后的转炉煤气与炼铁炉煤气以任意比例混合作为还原气。
3.如权利要求I所述的一种利用粉矿及非焦煤生产铁水的方法，其特征在于从流化床排出的尾气降温至< 200°C并经净化后，与脱N2炼铁炉煤气或脱N2后的炼铁炉煤气与净化的转炉煤气的混合气以任意比例混合作为还原气。
全文摘要
本发明属于一种利用粉矿生产铁水的清洁高效炼铁生产方法。其步骤对炼铁炉煤气进行净化；脱除炼铁炉煤气中的N2；脱除炼铁炉煤气中的CO2；将还原气预热；将预热后的还原气通入流化床，与加入流化床中的粉矿或铁精粉进行对流还原生成海绵铁；将海绵铁热压成块并随即热装加入炼铁炉中；将块状非焦煤加入炼铁炉；空气经热风炉预热后，通入炼铁炉中与海绵铁及块状非焦煤生成符合要求的铁水。本发明结合当前炼铁生产现状及未来发展趋势，摒弃了传统高炉炼铁中使用焦炭、烧结矿、球团矿等较昂贵的原料，直接用粉矿和块状煤进行炼铁，其能大幅减少环境污染，降低能耗和企业生产成本，且资源综合利用效率高。
文档编号C21C5/28GK102586531SQ20121000060
公开日2012年7月18日 申请日期2012年1月4日 优先权日2012年1月4日
发明者叶理德, 周强, 唐恩, 喻道明, 王小伟, 范小刚, 邵远敬 申请人:中冶南方工程技术有限公司