專利名稱：煤制還原氣流化床還原釩鈦磁鐵礦粉的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種煉鐵領(lǐng)域流化床還原鐵礦粉的工藝，尤其涉及一種煤制還原氣流 化床還原釩鈦磁鐵礦粉的方法。
背景技術(shù)：
隨著世界上高品位鐵礦資源的日益減少，對(duì)釩鈦磁鐵礦采用現(xiàn)有高爐技術(shù)對(duì)復(fù)合 礦進(jìn)行“強(qiáng)行”冶煉，會(huì)造成大量的共生元素沒(méi)有得到合理利用而白白浪費(fèi)，甚至污染環(huán)境。 采用流化床技術(shù)是目前的一條重要途徑。流化床工藝在冶金中的應(yīng)用始于五、六十年代，現(xiàn)已成為非高爐煉鐵技術(shù)氣基還 原流程中的一個(gè)重要工藝，目前比較典型的流態(tài)化工藝包括HIB法、Fior法、Finmet法、 Carbide 法和 Circored 法等?，F(xiàn)有技術(shù)中，為了解決普通鐵礦石的“粘結(jié)失流”問(wèn)題，這些工藝選擇的粉礦粒徑 都比較大，甚至達(dá)到12mm，而對(duì)于這樣粒徑鐵礦的還原，與豎爐、回轉(zhuǎn)窯、轉(zhuǎn)底爐相比其反應(yīng) 速度優(yōu)勢(shì)大打折扣，此外這些工藝還原氣的制備均是以天然氣為基礎(chǔ)，成本高。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種生產(chǎn)熱效率高、還原氣制備成本低、鐵礦粉還原時(shí)間短 的煤制還原氣流化床還原釩鈦磁鐵礦粉的方法。本發(fā)明的目的是通過(guò)以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的本發(fā)明的煤制還原氣流化床還原釩鈦磁鐵礦粉的方法，包括步驟A、煤制還原氣系統(tǒng)生產(chǎn)的高溫煤氣首先在煤氣除塵系統(tǒng)除去飛灰，之后潔凈的煤 氣與來(lái)自還原乏氣凈化系統(tǒng)的氣體混合成為還原氣體，順次進(jìn)入三級(jí)、二級(jí)和一級(jí)還原流 化床；B、釩鈦磁鐵礦粉從加料倉(cāng)底部進(jìn)入礦粉預(yù)熱系統(tǒng)，與來(lái)自一級(jí)還原流化床旋風(fēng)分 離器的還原乏氣混合完成預(yù)熱，分離出來(lái)的乏氣進(jìn)入還原乏氣凈化系統(tǒng)進(jìn)行洗滌脫水、脫S 和脫CO2 ；預(yù)熱后溫度為600-700°C的鐵礦粉依次進(jìn)入一級(jí)、二級(jí)和三級(jí)還原流化床，在逆向 而上的還原氣體的作用下，實(shí)現(xiàn)流態(tài)化并發(fā)生還原反應(yīng)；C、釩鈦磁鐵礦粉在三級(jí)還原流化床還原后還原度達(dá)到90%以上，得到的直接還原 鐵進(jìn)入熱壓塊系統(tǒng)壓塊成型；D、熱壓塊的直接還原鐵輸送到電爐熔分系統(tǒng)，除去鈦渣、提取釩渣后，生產(chǎn)出合格 鋼水。由上述本發(fā)明提供的技術(shù)方案可以看出，本發(fā)明實(shí)施例提供的煤制還原氣流化床 還原釩鈦磁鐵礦粉的方法，集成了煤制還原氣、鐵礦粉預(yù)熱、流化床還原、熱壓塊和電爐熔 分等工藝模塊，生產(chǎn)熱效率高、還原氣制備成本低、鐵礦粉還原時(shí)間短。


為了更清楚地說(shuō)明本發(fā)明實(shí)施例的技術(shù)方案，下面將對(duì)實(shí)施例描述中所需要使用 的附圖作簡(jiǎn)單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的一些實(shí)施例，對(duì)于本 領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來(lái)講，在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他 附圖。圖1為本發(fā)明實(shí)施例提供的煤制還原氣流化床還原釩鈦磁鐵礦粉的方法的工藝 流程圖。圖中1、煤基還原氣制備系統(tǒng)，2、煤氣除塵系統(tǒng)，3、還原乏氣凈化系統(tǒng)，4、礦粉預(yù) 熱系統(tǒng)，5、加料倉(cāng)，6、一級(jí)還原流化床，7、一級(jí)還原流化床旋風(fēng)分離器，8、二級(jí)還原流化床， 9、二級(jí)還原流化床旋風(fēng)分離器，10、三級(jí)還原流化床，11、三級(jí)還原流化床旋風(fēng)分離器，12、 熱壓塊系統(tǒng)，13、電爐熔分系統(tǒng)。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合本發(fā)明實(shí)施例中的附圖，對(duì)本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整 地描述，顯然，所描述的實(shí)施例僅僅是本發(fā)明一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例?；诒?發(fā)明的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒(méi)有做出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其他實(shí)施 例，都屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍。下面將結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明實(shí)施例作進(jìn)一步地詳細(xì)描述。本發(fā)明的煤制還原氣流化床還原釩鈦磁鐵礦粉的方法，集成了煤制還原氣、鐵礦 粉預(yù)熱、流化床還原、熱壓塊和電爐熔分等工藝模塊，其較佳的具體實(shí)時(shí)方式如圖1所示， 包括如下步驟1、煤制還原氣系統(tǒng)生產(chǎn)的高溫煤氣首先在煤氣除塵系統(tǒng)除去飛灰，之后潔凈的煤 氣與來(lái)自還原乏氣凈化系統(tǒng)的氣體混合成為還原氣體，順次進(jìn)入三級(jí)、二級(jí)和一級(jí)還原流 化床；2、鐵礦粉從加料倉(cāng)底部進(jìn)入礦粉預(yù)熱系統(tǒng)，與來(lái)自一級(jí)還原流化床旋風(fēng)分離器的 還原乏氣混合完成預(yù)熱，分離出來(lái)的乏氣進(jìn)入還原乏氣凈化系統(tǒng)進(jìn)行洗滌脫水、脫S和CO2, 預(yù)熱后溫度為600-700°C的鐵礦粉依次進(jìn)入一級(jí)、二級(jí)和三級(jí)還原流化床，在逆向而上的還 原氣體的作用下，實(shí)現(xiàn)流態(tài)化并發(fā)生還原反應(yīng)；所述的礦粉預(yù)熱系統(tǒng)是1-3級(jí)旋風(fēng)預(yù)熱器。三級(jí)還原流化床旋風(fēng)分離器出來(lái)的氣 體進(jìn)入二級(jí)還原流化床，二級(jí)還原流化床旋風(fēng)分離器出來(lái)的氣體進(jìn)入一級(jí)還原流化床，一 級(jí)還原流化床旋風(fēng)分離器出來(lái)的氣體進(jìn)入礦粉預(yù)熱系統(tǒng)；3、鐵礦粉在三級(jí)還原流化床還原后還原度達(dá)到90%以上，得到的直接還原鐵進(jìn)入 熱壓塊系統(tǒng)壓塊成型；4、熱壓塊的直接還原鐵輸送到電爐熔分系統(tǒng)，除去鈦渣、提取釩渣后，生產(chǎn)出合格 鋼水。上述步驟中，可以選擇以下工藝參數(shù)所述還原氣體的溫度為800_900°C，還原氣中CCHH2總濃度大于90% ；所述的鐵礦粉顆粒直徑在100-250目之間；所述的一級(jí)還原流化床溫度保持在650_750°C，二級(jí)還原流化床溫度保持在700-800°C，三級(jí)還原流化床溫度保持在750-850°C ；所述的還原流化床壓力保持在0. 2-1. OMPa ；所述的還原流化床流化速度保持在0. 2-lOm/s。本發(fā)明的煤制還原氣流化床還原釩鈦磁鐵礦粉工藝中，煤制還原氣系統(tǒng)生產(chǎn)的高 溫煤氣在煤氣除塵系統(tǒng)除去飛灰后，與來(lái)自還原乏氣凈化系統(tǒng)的氣體混合成為800-90(TC 左右的還原氣體，CCHH2總濃度大于90%，然后依次進(jìn)入三級(jí)、二級(jí)和一級(jí)還原流化床；鐵礦粉從加料倉(cāng)底部進(jìn)入礦粉預(yù)熱系統(tǒng)，與來(lái)自一級(jí)還原流化床旋風(fēng)分離器的還 原乏氣混合完成預(yù)熱，分離出來(lái)的乏氣進(jìn)入還原乏氣凈化系統(tǒng)進(jìn)行洗滌脫水、脫S和CO2; 預(yù)熱后溫度為600-700°C的鐵礦粉依次進(jìn)入一級(jí)、二級(jí)和三級(jí)還原流化床，所述的流化床溫 度保持在650-850°C，壓力保持在0. 2-1. OMPa,流化速度保持在0. 2-10m/s,鐵礦粉經(jīng)三級(jí) 流化床還原后的還原度達(dá)到90%以上；得到的直接還原鐵進(jìn)入熱壓塊系統(tǒng)壓塊成型；最后 輸送到電爐熔分系統(tǒng)，除去鈦渣、提取釩渣后，生產(chǎn)出合格鋼水。本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比具有以下優(yōu)點(diǎn)(1)本發(fā)明將煤氣化工藝生產(chǎn)的煤氣作為還原氣體，適合我國(guó)富煤少油缺氣的資 源格局，并且煤氣化爐的高溫煤氣與凈化后的還原乏氣混合作為新的還原氣使用，使煤氣 熱量和有效氣體成分被充分利用；(2)本發(fā)明采用旋風(fēng)預(yù)熱器對(duì)釩鈦磁鐵礦粉進(jìn)行預(yù)熱，預(yù)熱效率高，還原乏氣作為 礦粉預(yù)熱氣體介質(zhì)，使還原乏氣的剩余熱量得到進(jìn)一步利用；(3)本發(fā)明選用顆粒直徑在100-250目之間的礦粉作為固體介質(zhì)，反應(yīng)效率大幅
度提高。具體實(shí)施例再參照?qǐng)D1，以釩鈦磁鐵礦處理量0. 5t/h的生產(chǎn)規(guī)模為例，煤制還原氣系統(tǒng)1生產(chǎn) 的1100°C煤氣經(jīng)煤氣除塵系統(tǒng)2除去飛灰后，與來(lái)自還原乏氣凈化系統(tǒng)3的氣體混合成為 900°C左右的還原氣體，CCHH2總濃度大于90%，然后進(jìn)入三級(jí)還原流化床10，三級(jí)還原流化 床10頂部出來(lái)的氣體經(jīng)三級(jí)還原流化床旋風(fēng)分離器11除塵后，進(jìn)入二級(jí)還原流化床8，二 級(jí)還原流化床8頂部出來(lái)的氣體經(jīng)二級(jí)還原流化床旋風(fēng)分離器9除塵后，進(jìn)入一級(jí)還原流 化床6，然后經(jīng)一級(jí)還原流化床旋風(fēng)分離器7除塵后，進(jìn)入礦粉預(yù)熱系統(tǒng)4。釩鈦磁鐵礦粉從加料倉(cāng)5底部進(jìn)入礦粉預(yù)熱系統(tǒng)4，與來(lái)自一級(jí)還原流化床旋風(fēng) 分離器7的還原乏氣混合完成預(yù)熱，分離出來(lái)的乏氣進(jìn)入還原乏氣凈化系統(tǒng)3進(jìn)行洗滌脫 水、脫S和(X)2 ；預(yù)熱后溫度為700°C的鐵礦粉依次進(jìn)入一級(jí)還原流化床6、二級(jí)還原流化床 8和三級(jí)還原流化床10，所述的流化床溫度保持在700-800°C，壓力保持在0. 2-0. 6MPa，流 化速度保持在0. 5-2m/s，鐵礦粉經(jīng)三級(jí)流化床還原后的還原度達(dá)到90% -92% ；得到的直 接還原鐵進(jìn)入熱壓塊系統(tǒng)12壓塊成型；最后輸送到電爐熔分系統(tǒng)13，除去鈦渣、提取釩渣 后，生產(chǎn)出合格鋼水。以上所述，僅為本發(fā)明較佳的具體實(shí)施方式
，但本發(fā)明的保護(hù)范圍并不局限于此， 任何熟悉本技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員在本發(fā)明披露的技術(shù)范圍內(nèi)，可輕易想到的變化或替換， 都應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。因此，本發(fā)明的保護(hù)范圍應(yīng)該以權(quán)利要求書的保護(hù)范 圍為準(zhǔn)。
權(quán)利要求
1.一種煤制還原氣流化床還原釩鈦磁鐵礦粉的方法，其特征在于，包括步驟A、煤制還原氣系統(tǒng)生產(chǎn)的高溫煤氣首先在煤氣除塵系統(tǒng)除去飛灰，之后潔凈的煤氣 與來(lái)自還原乏氣凈化系統(tǒng)的氣體混合成為還原氣體，順次進(jìn)入三級(jí)、二級(jí)和一級(jí)還原流化 床；B、釩鈦磁鐵礦粉從加料倉(cāng)底部進(jìn)入礦粉預(yù)熱系統(tǒng)，與來(lái)自一級(jí)還原流化床旋風(fēng)分離器 的還原乏氣混合完成預(yù)熱，分離出來(lái)的乏氣進(jìn)入還原乏氣凈化系統(tǒng)進(jìn)行洗滌脫水、脫S和 脫ω2 ；預(yù)熱后溫度為600-700°C的鐵礦粉依次進(jìn)入一級(jí)、二級(jí)和三級(jí)還原流化床，在逆向而上 的還原氣體的作用下，實(shí)現(xiàn)流態(tài)化并發(fā)生還原反應(yīng)；C、釩鈦磁鐵礦粉在三級(jí)還原流化床還原后還原度達(dá)到90%以上，得到的直接還原鐵進(jìn) 入熱壓塊系統(tǒng)壓塊成型；D、熱壓塊的直接還原鐵輸送到電爐熔分系統(tǒng)，除去鈦渣、提取釩渣后，生產(chǎn)出合格鋼水。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的煤制還原氣流化床還原釩鈦磁鐵礦粉的方法，其特征在于， 所述還原氣體的溫度為800-900°C，還原氣體中CCHH2總濃度大于90%。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的煤制還原氣流化床還原釩鈦磁鐵礦粉的方法，其特征在于， 所述的釩鈦磁鐵礦粉顆粒直徑在100-250目之間。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的煤制還原氣流化床還原釩鈦磁鐵礦粉的方法，其特征在于， 三級(jí)還原流化床旋風(fēng)分離器出來(lái)的氣體進(jìn)入二級(jí)還原流化床，二級(jí)還原流化床旋風(fēng)分離器 出來(lái)的氣體進(jìn)入一級(jí)還原流化床，一級(jí)還原流化床旋風(fēng)分離器出來(lái)的氣體進(jìn)入礦粉預(yù)熱系 統(tǒng)。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的煤制還原氣流化床還原釩鈦磁鐵礦粉的方法，其特征在于， 所述的一級(jí)還原流化床溫度保持在650-750°C，二級(jí)還原流化床溫度保持在700-80(TC，三 級(jí)還原流化床溫度保持在750-850°C。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的煤制還原氣流化床還原釩鈦磁鐵礦粉的方法，其特征在于， 所述的還原流化床壓力保持在0. 2-1. OMPa0
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的煤制還原氣流化床還原釩鈦磁鐵礦粉的方法，其特征在于， 所述的還原流化床流化速度保持在0. 2-lOm/s。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種煤制還原氣流化床還原釩鈦磁鐵礦粉的方法，煤制還原氣系統(tǒng)生產(chǎn)的高溫煤氣與來(lái)自還原乏氣凈化系統(tǒng)的氣體混合成為還原氣體，順次進(jìn)入三級(jí)、二級(jí)和一級(jí)還原流化床；預(yù)熱后的釩鈦磁鐵礦粉依次進(jìn)入一級(jí)、二級(jí)和三級(jí)還原流化床，在逆向而上的還原氣體的作用下，實(shí)現(xiàn)流態(tài)化并發(fā)生還原反應(yīng)；得到的直接還原鐵壓塊成型并除去鈦渣、提取釩渣后，生產(chǎn)出合格鋼水。集成了煤制還原氣、鐵礦粉預(yù)熱、流化床還原、熱壓塊和電爐熔分等工藝模塊，生產(chǎn)熱效率高、還原氣制備成本低、鐵礦粉還原時(shí)間短等優(yōu)勢(shì)。
文檔編號(hào)C21B13/00GK102127611SQ201110027410
公開日2011年7月20日 申請(qǐng)日期2011年1月25日 優(yōu)先權(quán)日2011年1月25日
發(fā)明者吳道洪, 王其成 申請(qǐng)人:吳道洪