專利名稱：Sdrf爐煉鐵工藝技術(shù)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明是屬于冶金技術(shù)類，特別是能同時(shí)生產(chǎn)鐵水和海綿鐵兩種產(chǎn) 品，也是能源利用最經(jīng)濟(jì)的循環(huán)經(jīng)濟(jì)和清潔生產(chǎn)的SDRF爐煉鐵工藝技術(shù)。
背景技術(shù)：
目前煉鐵工藝技術(shù)，有現(xiàn)代高爐技術(shù)、直接還原技術(shù)和熔融還原技 術(shù)。高爐技術(shù)和熔融還原技術(shù)生產(chǎn)鐵水，直接還原技術(shù)生產(chǎn)海綿鐵。
現(xiàn)代高爐煉鐵技術(shù)已十分成熟先進(jìn)，但存在著必須使用焦炭、必須配 建相應(yīng)的焦化廠；高爐入爐原料采用高堿度燒結(jié)礦為主，適當(dāng)搭配酸性球 團(tuán)礦或部分塊礦的爐料結(jié)構(gòu)，高爐系統(tǒng)必須配建相應(yīng)的燒結(jié)廠。高爐法流 程長(zhǎng)、投資大、環(huán)境污染嚴(yán)重(尤其是焦化廠、燒結(jié)廠)等缺點(diǎn)。
用直接還原技術(shù)生產(chǎn)海綿鐵，技術(shù)成熟，生產(chǎn)方法氣基占80%，但是 由于受石油、天然氣資源和價(jià)格限制，在中國(guó)發(fā)展非常緩慢，用煤造氣流 程長(zhǎng)投資高，也不經(jīng)濟(jì)。
C0REX熔融還原技術(shù)是唯一已投入工業(yè)規(guī)模生產(chǎn)的熔融還原煉鐵法。 它用焦炭少、環(huán)保好、又可大量生產(chǎn)可做化工原料氣的煤氣。但是C0REX 煉鐵裝置也存在著如下缺點(diǎn)
1、 結(jié)構(gòu)龐大，產(chǎn)量為1000M3級(jí)高爐的COREX其高度接近4000M3級(jí)的高
爐，由于要引進(jìn)國(guó)外技術(shù)和主要設(shè)備，本體部分投資比高爐高77.7%，全 部單位生鐵的投資比高爐高30% (包括自建氧氣站)。
2、 必須使用塊礦、球團(tuán)礦及塊煤等塊狀爐料，且理化性能要求較高。
3、 熔融氣化爐產(chǎn)的1050-IIO(TC的高溫還原氣，必須降到820-85CTC 供上部還原爐使用。造成很大的熱能損失和浪費(fèi)。
4、 COREX爐頂氣是很好的化工原料氣，把它當(dāng)燃料燒掉或發(fā)電，沒有 體現(xiàn)它的價(jià)值，沒有最經(jīng)濟(jì)的利用占總能耗一半的這種化工原料氣(僅南 非作為還原氣生產(chǎn)海綿鐵)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是克服上述煉鐵工藝的不足，提供一種SDRF爐煉鐵工藝 技術(shù)。它能同時(shí)生產(chǎn)鐵水和海綿鐵兩種產(chǎn)品，還有適量煤氣輸出，是資源 循環(huán)利用最經(jīng)濟(jì)的、最清潔生產(chǎn)的煉鐵工藝技術(shù)。
本發(fā)明的目的通過下述方案實(shí)現(xiàn)的
1) SDRF爐煉鐵工藝技術(shù)是由熔煉制氣爐、還原豎爐、煤氣處理系統(tǒng) 等幾大部分組成，熔煉制氣爐和還原豎爐并列布置在一個(gè)框架內(nèi)，公用一 個(gè)上料系統(tǒng)；熔煉制氣爐的結(jié)構(gòu)為一個(gè)和高爐相同的爐缸、上部是一個(gè)全 氧鼓風(fēng)的風(fēng)口帶、再上部是爐腹、爐腰、爐身、最上部加一個(gè)橢圓型拱頂 組成。
2) 熱海綿鐵和焦炭、塊煤、熔劑由爐頂?shù)难b料布料系統(tǒng)加入，粉 煤、粉礦和含鐵廢料從設(shè)在風(fēng)口和爐身處的氧氣噴槍噴入，通過吹入大量 純氧(純氧鼓風(fēng))，不僅能生產(chǎn)鐵水，同時(shí)也生產(chǎn)了含(H2+C0)大約為 850%的高溫還原煤氣(1050 — 1100。C)，還原煤氣從爐頂引出后經(jīng)除塵和 參入冷還原氣降至800 — 850。C后，送入還原豎爐生產(chǎn)海綿鐵。
3) 還原豎爐為還原氣以CO為主、爐頂壓力為300KPa的高壓豎爐，原 料是80%的球團(tuán)礦和20%的塊礦，由爐頂?shù)难b料布料系統(tǒng)加入爐內(nèi)，與從 爐身風(fēng)口送入的熱還原氣反應(yīng)生成海綿鐵，經(jīng)豎爐下部松動(dòng)輥、冷卻段后 出爐，約一半用管道熱送到熔煉制氣爐，另一半送煉鋼系統(tǒng)或經(jīng)鈍化處理 后外供。
4) 還原豎爐爐頂煤氣經(jīng)除塵處理后，通過變壓吸附裝置(PSA)脫除 C02后制成還原氣，再經(jīng)加壓送入熱風(fēng)爐加熱到85(TC后和熔煉制氣爐的熱
還原氣混合送入還原豎爐中。


附圖為SDRF爐煉鐵工藝技術(shù)系統(tǒng)圖
圖中，件l為熔煉制氣爐，件2為還原豎爐，件3為上料主皮帶機(jī)，件4 為爐頂供料機(jī)，件5為熔煉制氣爐的裝料設(shè)備，件6為熱海綿鐵的裝料罐， 件7為還原豎爐的裝料設(shè)備，件8為重力式除塵器，件9為熱旋風(fēng)除塵器， 件10為豎爐爐頂煤氣管道，件ll為干式除塵，件12為凈煤氣管道，件13為 C02脫除裝置，件14煤氣加壓機(jī)，件15為熱風(fēng)爐，件16為風(fēng)動(dòng)熱送裝置， 件17為熱送煤氣加壓機(jī)，件18為外供海綿鐵熱送管道，件19為海綿鐵熱送 管道，件20為外供海綿鐵儲(chǔ)罐，件21為荒煤氣管道件22為煤氣混合管道， 件23為熱還原煤氣管道，件24為外送煤氣管道，件25為熱風(fēng)爐煤氣支管 道，件26為冷還原煤氣管道，件27為高壓冷還原煤氣氣道，件28為高壓還 原煤氣管道，件29為熱還原煤氣管道，件30吹氧風(fēng)口，件31為海綿鐵冷卻 循環(huán)系統(tǒng)，件32冷還原氣支管道，件33為還原氣支管道，件34為粉煤/粉 礦噴吹系統(tǒng)，件35為除塵粉收集噴吹裝置，件36為出鐵口，件37為出渣 口，件38為TRT余壓發(fā)電，件39為煤氣柜。
具體實(shí)施例方式
以下結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型的一個(gè)實(shí)施例作進(jìn)一步描述 SDRF爐煉鐵工藝技術(shù)是由熔煉制氣爐1和還原豎爐2組成，熔煉制氣爐
l和還原豎爐2并列布置在一個(gè)框架內(nèi)，公用一個(gè)上料系統(tǒng)。
原料場(chǎng)來的原料經(jīng)供料皮帶3送到熔煉制氣爐和還原豎爐爐頂轉(zhuǎn)運(yùn)皮 帶4，將塊煤、焦炭及熔劑經(jīng)熔煉制氣爐的裝料設(shè)備5裝入熔煉制氣爐1內(nèi)， 將塊礦、球團(tuán)經(jīng)還原豎爐的裝料設(shè)備7裝入還原豎爐2。氧氣通過吹氧風(fēng)口 30送入熔煉制氣爐1內(nèi)，粉狀料(粉煤、粉礦、粉狀熔劑)經(jīng)噴吹系統(tǒng)34 噴入爐l，含鐵粉塵經(jīng)噴吹系統(tǒng)35噴入爐1 。還原豎爐2生產(chǎn)的海綿鐵， 采用壓縮煤氣氣力輸送裝置16—部分經(jīng)海綿鐵熱送管道19送入爐頂料倉6
再送入熔煉制氣爐的裝料設(shè)備5裝入熔煉制氣爐1，另外一部分經(jīng)外供海綿
鐵熱送管道18送煉鋼廠或送外供海綿鐵儲(chǔ)罐20外供。
從熔煉制氣爐爐頂加入的塊煤及焦炭被爐內(nèi)高溫還原煤氣迅速加熱， 塊煤也被焦化，形成熾熱的焦炭床層，從制氣熔煉爐頂部加入的海綿鐵及 噴入的含鐵爐料很快被高溫還原煤氣加熱熔化，穿過熾熱的焦炭床層，形成 鐵水及爐渣到達(dá)爐缸，在爐缸實(shí)現(xiàn)渣鐵分離，定期從出鐵口36出鐵，從出渣 口37出渣。制氣烙煉爐下部吹氧風(fēng)口30鼓入的氧氣與煤、焦炭燃燒以提供 足夠的熱量及高溫還原煤氣。高溫還原煤氣從熔煉制氣爐頂部荒煤氣管道 21導(dǎo)出進(jìn)入重力式除塵器8，除塵后的高溫還原氣進(jìn)入煤氣混合管道22與 經(jīng)高壓冷還原煤氣管道27送來的經(jīng)過除塵、脫碳、加壓處理的豎爐爐頂冷 還原煤氣混合，溫度降到經(jīng)820-850C。進(jìn)入熱旋風(fēng)除塵器9，除塵后經(jīng)熱還 原煤氣管道23送入豎爐2內(nèi)。
還原豎爐爐頂氣由還原豎爐爐頂煤氣管道10導(dǎo)出，進(jìn)入干式煤氣除塵 器11除塵，除塵后其中大部分煤氣通過凈煤氣管道12進(jìn)入C02脫出裝置13， 還原豎爐爐頂氣脫出C02后得到的冷還原煤氣，通過冷還原煤氣管道26經(jīng)煤 氣加壓機(jī)14加壓后經(jīng)高壓還原煤氣管道28送入熱風(fēng)爐15加熱，經(jīng)熱還原煤 氣管道29送入還原豎爐2作還原氣。另外一部分煤氣經(jīng)外送煤氣管道24送 TRT余壓回收發(fā)電38，減壓后再進(jìn)入煤氣柜39存儲(chǔ)，經(jīng)外送煤氣管道24外 供。另外為冷卻還原后的海綿鐵在還原豎爐2的下部設(shè)置海綿鐵冷卻循環(huán) 系統(tǒng)31，由冷還原煤氣管道32供應(yīng)冷的高壓還原煤氣；為提供氣力輸送海 綿鐵的氣源設(shè)置了熱送煤氣加壓機(jī)17和供應(yīng)高壓還原氣支管道33;為向熱 風(fēng)爐提供燃料設(shè)置了熱風(fēng)爐煤氣支管道25供應(yīng)燃料氣。
SDRF爐煉鐵工藝技術(shù)帶來的好處
a、 創(chuàng)建一種既生產(chǎn)熱鐵水，又生產(chǎn)海綿鐵，還有適宜煤氣輸出的環(huán) 保、節(jié)能、節(jié)水型SDRF爐煉鐵新工藝。
b、 采用噴吹技術(shù)，大幅度地噴吹粉煤、粉礦及熔劑，噴粉煤量達(dá)到
300kg/t鐵；把爐料結(jié)構(gòu)控制在最佳比例上，從而大幅度地將低鐵水及海綿 鐵成本。
c、減少粉塵、廢水排放,基本做到零排放，盡量減少C02排放，可以充 分利用生產(chǎn)過程中脫出的較純的C02(純度87.4。/。)作為化工原料。
d 、還原豎爐生產(chǎn)的海綿鐵為熱態(tài)，采用壓縮煤氣600。C連續(xù)地輸送 到熔煉制氣爐頂部的裝料、布料設(shè)備裝入爐內(nèi)。
e 、熔煉制氣爐有既能將海綿鐵熔煉成合格鐵水，又發(fā)生大量的高溫 還原氣的雙重功能。除從熔煉制氣爐頂部加入塊煤、焦炭、海綿鐵外，還 大幅度地向爐內(nèi)噴入粉煤、粉礦及熔劑粉。從頂部加入的海綿鐵在熔態(tài)下 穿過高溫焦炭動(dòng)態(tài)床層得以滲碳、提溫、終還原成鐵水。
f、 熔煉制氣爐發(fā)生高溫還原煤氣功能完全不同于煤造氣爐，熔煉制 氣爐噴入了適宜的熔劑，在爐缸區(qū)有液態(tài)渣鐵分離及有強(qiáng)大的調(diào)整鐵水成 分及硫的走向功能。絕大多數(shù)的硫進(jìn)入爐渣，僅約入爐總硫量的5%的硫轉(zhuǎn) 移到高溫還原煤氣中，該煤氣可直接用于還原豎爐生廠海綿鐵，煤造氣爐 造渣及爐內(nèi)脫硫功能較弱，絕大多數(shù)的硫進(jìn)入高溫還原煤氣，此煤氣必須 脫硫后才能送還原豎爐生廠海綿鐵。
g、 熔煉制氣爐生產(chǎn)的(1050-IIO(TC)高溫還原煤氣摻入豎爐爐頂氣 經(jīng)處理后制成的冷還原氣使還原氣降到800-850。C送進(jìn)還原豎爐，節(jié)約了 大量的熱能。
h、 還原豎爐爐頂煤氣除塵采用干法布袋，其產(chǎn)生的煤氣灰和熔煉制 氣爐爐頂煤氣除塵灰全部由氣力輸送從熔煉制氣爐上部及下部噴入爐內(nèi)。 SDRF爐無煤氣灰輸出，無煤氣濕法除塵復(fù)雜的水處理系統(tǒng)。
i、 SDRF爐煉鐵工藝技術(shù)，循環(huán)使用了大量的粉礦、粉煤、含鐵廢 料，全部使用干法除塵，節(jié)約用水，熱能、化學(xué)能也都得到充分的利用， 實(shí)現(xiàn)一噸燃料生產(chǎn)兩噸鐵(一噸鐵水和一噸海綿鐵)，從而大幅度地將低 鐵水成本，構(gòu)成資源、能源利用最經(jīng)濟(jì)的清潔生產(chǎn)的循環(huán)經(jīng)濟(jì)工藝。
權(quán)利要求
1、SDRF爐煉鐵工藝技術(shù)，其特征在于由熔煉制氣爐、還原豎爐和還原氣制備三大部分組成，熔煉制氣爐所用的熱海綿鐵和焦炭、塊煤、熔劑由爐頂?shù)难b料布料系統(tǒng)加入，粉煤、粉礦和含鐵粉料從設(shè)在風(fēng)口和爐身處的氧氣噴槍噴入，通過吹入大量純氧，不僅生產(chǎn)鐵水，同時(shí)生產(chǎn)了含H2+CO大約為85％的溫度為1050—1100℃還原煤氣，送入還原豎爐生產(chǎn)海綿鐵；還原豎爐所用的原料由爐頂?shù)难b料布料系統(tǒng)加入爐內(nèi)，與從爐身風(fēng)口送入的熱還原氣反應(yīng)生成海綿鐵，經(jīng)豎爐冷卻段后出爐，一部分用管道熱送到熔煉制氣爐，另一部分送煉鋼系統(tǒng)或經(jīng)鈍化處理后外供。
2、 根據(jù)權(quán)利要求書1所述的SDRF爐煉鐵工藝應(yīng)用技術(shù)，其特征在于熔煉制氣爐的結(jié)構(gòu)為一個(gè)和高爐相同的爐缸、上部是一個(gè)全氧鼓風(fēng)的 風(fēng)口帶、再上部是爐腹、爐腰、爐身、最上部加一個(gè)橢圓型拱頂組成。
3、 根據(jù)權(quán)利要求書1所述的SDRF爐煉鐵工藝應(yīng)用技術(shù)，其特征在 于還原豎爐采用還原氣以CO為主、氣爐頂壓力為300KPa的高壓還原豎 爐，還原氣溫度820-850°C，還原豎爐下部設(shè)置松動(dòng)排料輥和海綿鐵冷卻用 的冷卻氣小循環(huán)系統(tǒng)。
4、 根據(jù)權(quán)利要求書1所述的SDRF爐煉鐵工藝應(yīng)用技術(shù)，其特征在 于熔煉制氣爐的含鐵爐料為還原豎爐生產(chǎn)的海綿鐵占80%，粉礦和含鐵 粉塵占20%，熔煉制氣爐使用的燃料及還原劑為總量為1000Kg/t鐵左右、 其比例為焦炭13%和煤87%,煤中，塊煤占60%、粉煤占40%;粉煤、粉 礦及熔劑粉從風(fēng)口和熔煉制氣爐上部噴入爐內(nèi)。
5、 根據(jù)權(quán)利要求書1所述的SDRF爐煉鐵工藝應(yīng)用技術(shù)，其特征在于.-還原豎爐所用的還原氣由熔煉制氣爐和還原豎爐爐頂氣處理后制成的 還原氣連續(xù)供給，還原豎爐的原料為球團(tuán)礦80%和塊礦20%。
6、 根據(jù)權(quán)利要求書1所述的SDRF爐煉鐵工藝應(yīng)用技術(shù)，其特征在于熔煉制氣爐和還原豎爐并列布置， 一個(gè)熔煉制氣爐并聯(lián)一個(gè)還原豎 爐，共用一個(gè)爐體框架和一個(gè)上料系統(tǒng)。
7、 根據(jù)權(quán)利要求書1所述的SDRF爐煉鐵工藝應(yīng)用技術(shù)，其特征在于熔煉制氣爐生產(chǎn)的1050-1100℃高溫還原煤氣，用豎爐爐頂氣經(jīng)處理 后制成的冷還原氣摻混降溫，使摻冷還原氣降到820-850℃進(jìn)還原豎爐。
8、 根據(jù)權(quán)利要求書1所述的SDRF爐煉鐵工藝應(yīng)用技術(shù)，其特征在于熔煉制氣爐噴入熔劑，在爐缸區(qū)有液態(tài)渣鐵分離及有強(qiáng)大的調(diào)整鐵水 成分及硫的走向功能，絕大多數(shù)的硫進(jìn)入爐渣，僅約入爐總硫量的5%的硫 轉(zhuǎn)移到高溫還原煤氣中，該煤氣可直接用于還原豎爐生廠海綿鐵。
9、 根據(jù)權(quán)利要求書1所述的SDRF爐煉鐵工藝應(yīng)用技術(shù)，其特征在 于還原豎爐生產(chǎn)的海綿鐵在熱態(tài)為600℃左右，采用壓縮還原煤氣管道輸 送到熔煉制氣爐頂部的裝料、布料設(shè)備系統(tǒng)裝入爐內(nèi)。
10、 根據(jù)權(quán)利要求書1所述的SDRF爐煉鐵工藝應(yīng)用技術(shù)，其特征在于還原豎爐爐頂煤氣除塵采用干法除塵，爐頂煤氣各種除塵器的除塵灰 全部由氣力輸送返送熔煉制氣爐，從上部及下部噴入爐內(nèi)。
11、 根據(jù)權(quán)利要求書1所述的SDRF爐煉鐵工藝應(yīng)用技術(shù)，其特征在于熔煉制氣爐和還原豎爐同時(shí)檢修，同時(shí)停產(chǎn)，沒有因與煤氣利用設(shè)備 年工作時(shí)間不同而造成的大量煤氣放散問題。
全文摘要
本發(fā)明是屬于冶金技術(shù)類，特別是SDRF爐煉鐵工藝技術(shù)。本發(fā)明由熔煉制氣爐和還原豎爐組成，由熔煉制氣爐和還原豎爐組成，熔煉制氣爐的熱海綿鐵和焦炭、塊煤、熔劑由爐頂?shù)难b料布料系統(tǒng)加入，粉煤、粉礦和含鐵粉料從設(shè)在風(fēng)口和爐身處的氧氣噴槍噴入，通過吹入大量純氧，不僅能生產(chǎn)鐵水，同時(shí)生產(chǎn)了還原煤氣，送入還原豎爐生產(chǎn)海綿鐵；還原豎爐所用的原料由爐頂?shù)难b料布料系統(tǒng)加入爐內(nèi)，與從爐身風(fēng)口送入的熱還原氣反應(yīng)生成海綿鐵，經(jīng)豎爐冷卻段后出爐，約一半熱送到熔煉制氣爐，另一半外供。SDRF爐煉鐵工藝能同時(shí)生產(chǎn)鐵水和海綿鐵兩種產(chǎn)品，生產(chǎn)中資源和能源又大量循環(huán)利用，因此它也是資源、能源利用最有效的循環(huán)經(jīng)濟(jì)工藝和清潔生產(chǎn)的工藝。
文檔編號(hào)C21B13/00GK101386897SQ20071009269
公開日2009年3月18日 申請(qǐng)日期2007年9月14日 優(yōu)先權(quán)日2007年9月14日
發(fā)明者彭華國(guó), 楊若儀, 王懷淳, 趙渭康 申請(qǐng)人:中冶賽迪工程技術(shù)股份有限公司