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