一種用原煤冶煉鐵的方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種用原煤冶煉鐵的方法，該方法包括：用鐵礦石為主體原料，原煤為燃料，石灰石為溶劑，并將所述主體原料、燃料與溶劑加入到高爐內(nèi)；通過高爐下設(shè)置的風(fēng)口吹入熱風(fēng)；用煤、油或煤氣作為噴吹物，噴入到高爐內(nèi)的主體原料中；燃料煤中的碳和噴吹物中的碳燃燒生成一氧化碳，一氧化碳與主體原料鐵礦石中的氧還原反應(yīng)，得到鐵及鐵水。本發(fā)明可大幅度降低成本，約為25％---30％；由于對原生產(chǎn)系統(tǒng)的改造，對煤氣的利用，是整體生產(chǎn)成為循環(huán)經(jīng)濟(jì)，同時是整體生產(chǎn)無污染排放。
【專利說明】一種用原煤冶煉鐵的方法[0001]本發(fā)明公開了一種用原煤冶煉鐵的方法，該方法包括:用鐵礦石為主體原料，原煤為燃料，石灰石為溶劑，并將所述主體原料、燃料與溶劑加入到高爐內(nèi)；通過高爐下設(shè)置的風(fēng)口吹入熱風(fēng)；用煤、油或煤氣作為噴吹物，噴入到高爐內(nèi)的主體原料中；燃料煤中的碳和噴吹物中的碳燃燒生成一氧化碳，一氧化碳與主體原料鐵礦石中的氧還原反應(yīng)，得到鐵及鐵水。本發(fā)明可大幅度降低成本，約為25% —30% ;由于對原生產(chǎn)系統(tǒng)的改造，對煤氣的利用，是整體生產(chǎn)成為循環(huán)經(jīng)濟(jì)，同時是整體生產(chǎn)無污染排放。
[0002]一.原煤在冶煉高爐內(nèi)起到的作用
[0003]A.原煤在冶煉爐內(nèi)一系列過程:原煤進(jìn)入爐內(nèi)在爐喉.爐腰上半段經(jīng)過無氧加熱，就形成了焦油煤氣和半焦。焦油煤氣排出爐外，經(jīng)過一系列流程進(jìn)行油氣分離，一部分回爐助燃。半焦在爐內(nèi)提供熱量及一系列的還原反應(yīng)(和焦炭性質(zhì)一樣。)
[0004]B.高爐內(nèi)的半焦(蘭炭)是冶煉爐的主要燃料，它在冶煉過程中起到的作用是:
[0005]1.熱源:在風(fēng)口前燃燒。
[0006]2.還原劑；在生成還原氣體借以還原鐵礦石的同時，也可以直接用碳還原。
[0007]3.骨架作用:在爐內(nèi)支撐爐料使之形成適當(dāng)?shù)目臻g，使還原氣體和熔融物圓滑地流動。
[0008]4.生鐵成分:一部分碳將為生鐵吸收。
[0009]C.優(yōu)點(diǎn)
[0010]1.原煤冶煉和焦炭冶煉相比能大大降低成本。
[0011]2.減少了焦煤成焦炭的這一道工序，大大減少了環(huán)境的污染程度。
[0012]3.半焦(蘭炭)特別是氣化煤的固定碳高.硫磷特低，無水分力度小且均勻，附合冶煉燃料的高要求。
[0013]4.焦油煤氣可獲得高風(fēng)溫的技術(shù)，能滿足高爐對1200°C高風(fēng)濕的需要。
[0014]D.缺點(diǎn)
[0015]原煤在高爐內(nèi)形成半焦后相對于焦炭機(jī)械強(qiáng)度較低。但是通過操作程序及設(shè)備工藝流程的改進(jìn)后可以克服這一問題。如果加倒裝比例，中心加焦，擴(kuò)大風(fēng)口，增大風(fēng)口角度。
[0016]二.用原煤冶煉鐵的方法主要設(shè)備的改進(jìn)
[0017]高爐煤氣是高爐冶煉的副產(chǎn)品，是熱風(fēng)爐的主要燃料。原煤冶煉，高爐煤氣中含有大量的焦油煤氣，所以必須進(jìn)行爐塵、煤氣，油氣分離。
[0018]近些年來中小高爐對干法布袋除塵器廣泛應(yīng)用，但此法不適合于原煤冶煉產(chǎn)生的煤氣凈化。原煤冶煉煤氣凈化必須采用濕法除塵、電除塵。
[0019]A.下降管改進(jìn):煤氣排出爐外防止溫度下降過快而形成爐塵，焦油混合的粘結(jié)物堵塞下降管，所以下降管改為雙層空腔式，通入熱水或蒸汽進(jìn)行保溫。
[0020]B.洗滌塔:將重力除塵器改進(jìn)為空心式洗滌塔。主要作用為降溫，洗塵，洗油。煤氣經(jīng)過洗滌塔后，溫度降低到40°C以下，這樣通過溫度差將煤氣中的部分油氣變?yōu)榻褂秃蜖t塵一起排到污水池中進(jìn)行油、水、塵分離。此為初除塵。
[0021]C.油氣分離:由靜電除塵器結(jié)構(gòu)改造而來。其工作原理是:在強(qiáng)電場作用下，氣體中少量游尚的自由電子被加速，獲得一定能量后，撞擊分子外層電子，被撞擊出的自由電子被加速后又撞擊其他分子外層電子。隨著高壓升高，兩極間自由電子迅速增加。正離子和自由電子各自向異性極高速運(yùn)動，形成二次電流。此形象為分子電離。
[0022]煤氣通過處于氣體電離狀態(tài)的兩極空間時，氣體中的塵埃和焦油微粒和電子碰撞摩察過程中被強(qiáng)制荷電，由于電離僅發(fā)生在離負(fù)極距離較小的強(qiáng)電場區(qū)域內(nèi)，故帶正電荷的離子數(shù)量被負(fù)極吸引流向負(fù)極。正離子流通截面僅占整個極間空間很少一部分，而加速自由電子數(shù)量大且要通過整個極間流向正極(沉淀極)。電子的流通截面占整個極間99%的面積，故氣體中塵埃和焦油微粒大部分荷負(fù)電而流向正極(沉淀極)，帶電塵埃及焦油微粒達(dá)到沉淀極中和后被收集，在重力、水力的作用下落下。
[0023]D.污水池:根據(jù)爐塵的比重,油的比重,水的比重及溫度變化的特點(diǎn)，可將水、油、爐塵分離。建階梯式污水池，通過控制水溫，沉淀8小時左右，池中分為四個層面，底層為爐塵，中層為重油，水上面是輕油。用泥漿泵將底層爐塵抽出，用污水泵將重油，輕油抽出。
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0024]本發(fā)明涉及一種用原煤冶煉鐵的方法，尤其涉及一種高爐冶煉鐵的生產(chǎn)方法。
【背景技術(shù)】
[0025]近年來，特別是“十五”以來，我國鋼鐵生產(chǎn)突飛猛進(jìn)，1996年鋼鐵產(chǎn)量突破I億噸后，10年間生鐵產(chǎn)量翻了兩番，居世界首位。2005年我國生鐵產(chǎn)量達(dá)到了 3.3040億噸，遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過世界鋼鐵大國歷史最高產(chǎn)量，成為世界鋼鐵生產(chǎn)第一大國。我國高爐煉鐵2001~2005年生產(chǎn)技術(shù)指標(biāo)的變化情況如表1所示
[0026]表1
[0027]
【權(quán)利要求】
1.一種用原煤冶煉鐵的方法，其特征在于，該方法包括:用鐵礦石為主體原料，原煤為燃料，石灰石為溶劑，并將所述主體原料、燃料與溶劑加入到高爐內(nèi)；通過高爐下設(shè)置的風(fēng)口吹入熱風(fēng)；用煤、油或煤氣作為噴吹物，噴入到高爐內(nèi)的主體原料中；燃料煤中的碳和噴吹物中的碳燃燒生成一氧化碳，一氧化碳與主體原料鐵礦石中的氧還原反應(yīng)，得到鐵及鐵水。 原煤在冶煉爐內(nèi)一系列過程:原煤進(jìn)入爐內(nèi)在爐喉、爐腰上半段，經(jīng)過無氧加熱，就形成了焦油煤氣和半焦。焦油煤氣排出爐外，經(jīng)過一系列流程進(jìn)行油氣分離，一部分回爐助燃。半焦在爐內(nèi)提供熱量及一系列的還原反應(yīng)(和焦炭性質(zhì)一樣)。 高爐爐喉到爐腰上半段區(qū)間的煤氣溫度為100°c -1100°c。此區(qū)間正是煉焦過程中將煤在隔絕空氣下加熱使煤分解過程的條件。 在爐喉區(qū)間溫度為100°c -300°c，原煤在這個區(qū)間內(nèi)進(jìn)行預(yù)熱、水分蒸發(fā)、及吸出附在煤上的二氧化碳、甲烷等氣體。隨著爐料 的下降，在下降的區(qū)間內(nèi)煤氣的溫度也隨之升高，原煤開始分解，產(chǎn)生氣體和液體、固體微粒形成膠質(zhì)體。 爐料下降到450°C -550°C時,膠質(zhì)體的液相進(jìn)一步分解固化與碳原子結(jié)合在一起生成半焦。 爐料下降到650°C _950°C區(qū)間時，半焦繼續(xù)吸出氣體就形成完整的半焦。 隨著爐料逐漸下降，生成的半焦在爐內(nèi)和其他物料進(jìn)行還原反應(yīng)。到了風(fēng)口區(qū)域的半焦就在風(fēng)口前燃燒提供爐內(nèi)主要熱源。 焦油煤氣排出爐外經(jīng)過一系列的油氣分離燃燒利用，給高爐提供高風(fēng)溫。
2.用原煤煉鐵主要設(shè)備的改進(jìn) 高爐煤氣是高爐冶煉的副產(chǎn)品，是熱風(fēng)爐的主要燃料。原煤冶煉，高爐煤氣中含有大量的焦油煤氣，所以必須進(jìn)行爐塵、煤氣，油氣分離。 近些年來中小高爐對干法布袋除塵器廣泛應(yīng)用，但此法不適合于原煤冶煉產(chǎn)生的煤氣凈化。原煤冶煉煤氣凈化必須采用濕法除塵、電除塵。 A.下降管改進(jìn):煤氣排出爐外防止溫度下降過快而形成爐塵，焦油混合的粘結(jié)物堵塞下降管，所以下降管改為雙層空腔式，通入熱水或蒸汽進(jìn)行保溫。 B.洗滌塔:將重力除塵器改進(jìn)為空心式洗滌塔。主要作用為降溫，洗塵，洗油。煤氣經(jīng)過洗滌塔后，溫度降低到40°C以下，這樣通過溫度差將煤氣中的部分油氣變?yōu)榻褂秃蜖t塵一起排到污水池中進(jìn)行油、水、塵分離。此為初除塵。 C.油氣分離器:由靜電除塵器結(jié)構(gòu)改造而來。其工作原理是:在強(qiáng)電場作用下，氣體中少量游尚的自由電子被加速，獲得一定能量后，撞擊分子外層電子，被撞擊出的自由電子被加速后又撞擊其他分子外層電子。隨著高壓升高，兩極間自由電子迅速增加。正離子和自由電子各自向異性極高速運(yùn)動，形成二次電流。此形象為分子電離。 煤氣通過處于氣體電離狀態(tài)的兩極空間時，氣體中的塵埃和焦油微粒和電子碰撞摩察過程中被強(qiáng)制荷電，由于電離僅發(fā)生在離負(fù)極距離較小的強(qiáng)電場區(qū)域內(nèi)，故帶正電荷的離子數(shù)量被負(fù)極吸引流向負(fù)極。正離子流通截面僅占整個極間空間很少一部分，而加速自由電子數(shù)量大且要通過整個極間流向正極(沉淀極)。電子的流通截面占整個極間99%的面積，故氣體中塵埃和焦油微粒大部分荷負(fù)電而流向正極(沉淀極)，帶電塵埃及焦油微粒達(dá)到沉淀極中和后被收集，在重力、水力的作用下落下。D.污水池:根據(jù)爐塵的比重,油的比重,水的比重及溫度變化的特點(diǎn)，可將水、油、爐塵分離。建階梯式污水池， 通過控制水溫，沉淀8小時左右，池中分為四個層面，底層為爐塵，中層為重油，水上面是輕油。用泥漿泵將底層爐塵抽出，用污水泵將重油，輕油抽出。
【文檔編號】C21B5/00GK103571984SQ201210271748
【公開日】2014年2月12日 申請日期:2012年8月1日 優(yōu)先權(quán)日:2012年8月1日
【發(fā)明者】馬西元, 馬瑤 申請人:馬西元, 馬瑤