碳池熔融还原炼铁工艺及设备的制作方法

文档序号:3398254
专利名称:碳池熔融还原炼铁工艺及设备的制作方法
技术领域
本发明涉及一种冶金工艺,特别是一种新的生铁冶炼工艺碳池熔融还原炼铁工艺。
目前,世界上绝大部分的生铁是通过高炉还原生产的。高炉的炉料是由焦炭、生矿、人造块矿及熔剂组成,利用炉顶高压、富氧鼓风,风口喷煤等强化技术进行生铁冶炼。采用该方法进行生铁治炼存在如下缺点和不足第一、在冶炼的过程中需要大量的焦炭,且对焦炭的质量要求高,然而世界上炼焦煤的储量是有限的,对我国这样一个煤储量不均(我国的炼焦煤基本上在华北,其中大部分在山西,其他地区利用焦煤运输不便,成本过高),地域广阔的地区矛盾表现尤为突出;第二、生产设备复杂,随着炼焦煤的储量和质量的下降,生产成本将持续升高。
本发明的目的是提供一种碳池熔融还原炼铁工艺,它可以有效克服上述问题的发生,工艺设备简单,生产成本低。
本发明的目的是通过以下过程实现的(1).装料填充先向底部的出铁口抛入麻袋装好的非结焦物料(如焦粉、无烟煤粉、石灰石、白去石等或其混合物),并使煤层高出底面一定高度,然后向炉中充填掺有铁矿砂的弱粘结性型煤和煤粉或掺有粘结剂(重油、焦油、沥青等)的非粘结性型煤和煤粉,在炉中央上部置入一个铁桶;(2).起动反应用耐火桶向铁桶内倒入铁水,在副氧枪的低强度喷吹下氧化,周围煤粉受热焦化形成焦壳包裹熔池,剧烈搅动的氧化铁不断刷蚀侧壁焦层,焦层不断深入,熔池扩大;(3).熔融冶炼将可以喷吹氧气、煤粉、矿砂的主喷枪插入熔池,吹氧同时输入煤粉和铁矿砂,炉顶加入熔剂(也可以加入预还原的块矿),高温炉气由炉顶引出,可以气化煤粉或者作为还原气;(4).终止反应,出铁控制喷吹过程,使炉的内衬不至暴露而剩下部分余焦,此时吹开底孔焦层,使焦粉或无烟煤粉熔蚀或上浮,铁水流出。
配合上述工艺的设备包括炉体,炉体的上端加设有炉盖,炉体的内壁设有炉衬,炉体的下端设有出铁口。
采用本工艺及设备进行生铁冶炼,高温冶炼过程中自然结焦,并且直接参加反应,因此不依赖炼焦煤,省去炼焦工艺过程,大大降低了冶炼条件,且铁水在冶炼过程中不与炉衬接触,炉衬消耗少,另外,采用该工艺,工装设备简单,因此可以进行大规模生产。
下面结合具体实施例详述本发明。


图1为实现本发明工艺的设备的结构示意图。
图2为设备的炉衬结构示意图。
图3为设备的底出铁口出铁状态示意图。
图4为本发明的反应状态示意图。
图5为本发明反应结束状态示意图。
本发明的具体工艺内容为(1).装料填充先向底部的出铁口抛入麻袋装好的焦粉或无烟煤粉,并使煤层高出底面0.3-0.4m,然后向炉中充填掺有铁矿砂的高挥发分弱粘结性型煤和煤粉,在炉中央上部置入一个铁桶;(2).起动反应用耐火桶向铁桶内倒入铁水,在副氧枪的低强度喷吹下氧化,周围煤粉受热焦化形成焦壳包裹熔池,剧烈搅动的氧化铁不断刷蚀侧壁焦层,焦层不断深入,焦池扩大;(3).熔融冶炼将可以喷吹氧气、煤粉、矿砂的主喷枪插入熔池,吹氧同时输入煤粉和铁矿砂,炉顶加入熔剂(也可以加入预还原的块矿);(4).终止反应,出铁控制喷吹过程,使炉的内衬不至暴露而剩下部分余焦,此时吹开底孔焦层,使焦料或无烟煤粉熔蚀或上浮,铁水流出。
实现上述工艺的设备包括炉体4,炉体4的上端加设有炉盖1,炉体4的侧壁由耐火砖砌层7、耐火绝热保温层8和钢壳外壁9组成,炉体4的下端设有出铁口6。
附图中,2为铁桶,3为型煤、煤粉,5为焦粉或无烟煤粉,10为焦层。
权利要求
1.一种碳池熔融还原炼铁工艺,其特征是(1).装料填充先向底部的出铁口抛入麻袋装好的非结焦物料(如焦粉、无烟煤粉、石灰石、白去石等或其混合物),并使煤层高出底面一定高度,然后向炉中充填掺有铁矿砂的弱粘结性型煤和煤粉或掺有粘结剂(重油、焦油、沥青等)的非粘结性型煤和煤粉,在炉中央上部置入一个铁桶;(2).起动反应用耐火桶向铁桶内倒入铁水,在副氧枪的低强度喷吹下氧化,周围煤粉受热焦化形成焦壳包裹熔池,剧烈搅动的氧化铁不断刷蚀侧壁焦层,焦层不断深入,熔池扩大;(3).熔融冶炼将可以喷吹氧气、煤粉、矿砂的主喷枪插入熔池,吹氧同时输入煤粉和铁矿砂,炉顶加入熔剂(也可以加入预还原的块矿),高温炉气由炉顶引出,可以气化煤粉或者作为还原气;(4).终止反应,出铁控制喷吹过程,使炉的内衬不至暴露而剩下部分余焦,此时吹开底孔焦层,使焦粉或无烟煤粉熔蚀或上浮,铁水流出。
2.实现如权利要求1所述的碳池熔融还原炼铁工艺的设备,其特征是它包括炉体,炉体的上端加设有炉盖,炉体的侧壁由耐火砖砌层、耐火绝热保温层和钢壳外壁组成,炉体的下端设有出铁口。
全文摘要
本发明公开一种碳池熔融还原炼铁工艺,它包括装料填充、起动反应、熔融冶炼和终止反应等四个部分,其采用的设备是这样构成的它包括炉体,炉体的上端加设有炉盖,炉体的内壁设有炉衬,炉体的下端设有出铁口。利用本发明的工艺及其设备进行生铁冶炼,工艺过程及条件简单,不依赖炼焦煤,且对炉衬腐蚀小,因此适于取代现有的高炉冶炼工艺,大范围推广使用。
文档编号C21B11/00GK1288064SQ9911936
公开日2001年3月21日 申请日期1999年9月13日 优先权日1999年9月13日
发明者陈寅 申请人:陈寅
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