短流程高炉炼铁实验方案.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN110923381A(43)申请公布日2020.03.27(21)申请号201911373075.3(22)申请日2019.12.27(71)申请人济南荣庆节能技术有限公司地址250101山东省济南市历城区工业北路21号济钢创智谷（济钢装备部办公楼）6层A区007(72)发明人高新运(51)Int.Cl.C21B5/00(2006.01)权利要求书2页说明书7页附图2页(54)发明名称短流程高炉炼铁实验方案(57)摘要本发明的短流程高炉炼铁实验方案，其特征在于：它利用原有的高炉冶炼原理，保留原有高炉供风系统、热风系统、煤粉喷吹系统、炉体冷却系统、炉顶煤气净化处理和富氧系统，并加高炉体，增加矿粉烘干、矿粉输送和矿粉喷吹系统以及炉缸吹氧系统，使矿粉能够在炉内的顶部进行“旋转喷吹”，并使“喷出”的矿粉能够在“重力作用下”形成“自然下降”的又“悬浮”在炉内高温还原气中的“螺旋形粉状料柱”，并使“螺旋形粉状料柱”在“自然下降”过程中完成间接还原和直接还原，让高炉在直接使用矿粉、煤粉、熔剂粉并适当吹氧的条件下生产出铁水；该实验方案获得成功并得到推广后，将非常有利于炼铁技术的深入发展，将能够产生巨大的经济效益和社会效益。CN110923381ACN110923381A权利要求书1/2页1.权利要求1短流程高炉炼铁实验方案，其特征在于：它利用原有的高炉冶炼原理，保留原有高炉供风系统、热风系统、煤粉喷吹系统、炉体冷却系统、炉顶煤气净化处理和富氧系统，并加高“炉膛”（炉体），增加矿粉烘干、矿粉输送和矿粉喷吹系统以及炉缸吹氧系统，使矿粉能够在炉内的顶部进行“旋转喷吹”，并使“喷出”的矿粉能够在“重力作用下”形成“自然下降”的又“悬浮”在炉内高温还原气中的“螺旋形粉状料柱”，并使“螺旋形粉状料柱”在“自然下降”过程中完成间接还原和直接还原，让高炉在直接使用矿粉、煤粉、熔剂粉和适当吹氧条件下生产出铁水；它在炉喉的中间安装了旋转喷管，旋转喷管中部的上面连接中心喉管，中心喉管的中上部套装旋转机构，旋转机构安装固定在炉头封罩的钢结构上；中心喉管的顶端安装旋转接头A，旋转接头A的一侧安装上料管接口，上料管接口与矿粉输送管道连接；旋转喷管呈“四臂”不等的“十”字形，在每个臂靠近末端的一侧逆旋转喷管的旋转方向，分别安装有矿粉喷嘴；每个矿粉喷嘴能够分别喷出半径不等的但形状相类似的“螺旋形粉状料柱”；所述的短流程高炉炼铁实验所使用的矿粉，除使用管道并利用气体输送外，还能够利用原有的上料皮带或者料车，并在原有上料皮带或者料车的末端增加了垂直提升机，利用原有的上料皮带或者料车将矿粉输送并卸入垂直提升机入料口，由垂直提升机将矿粉垂直提升到上部，并通过垂直提升机出料口送入料罐，再从料罐下面进入中心喉管，并在中心喉管内向下流动，再通过旋转喷管和矿粉喷嘴喷入炉内；喷吹矿粉所用氮气则通过喷吹氮气接口和旋转接头B进入中心喉管与中心喉管套管之间，并沿着中心喉管与中心喉管套管之间夹层向下，到达中心喉管套管下部与旋转喷管的连通处，使喷吹氮气也进入旋转喷管并与矿粉混合，并通过旋转喷管和矿粉喷嘴喷入炉内，在炉内形成类似“悬浮”的“螺旋形粉状料柱”，并使“螺旋形粉状料柱”在“自然下降”过程中与上升的在高炉风口区通过煤粉燃烧所形成的高温还原气相遇并发生还原反应，逐渐完成间接还原和直接还原并冶炼出铁水；其矿粉中的脉石成分在“螺旋形粉状料柱”下降过程中与之同时喷入的石灰石粉和伴随在高温还原气中上升的氧化钙粉相遇发生造渣反应并形成渣液落入炉缸。2.根据权利要求1所述的短流程高炉炼铁实验方案，其特征在于：该方案所述的“高炉”，其风口仍然布置在炉缸的偏上部位，出铁口仍然布置在炉缸的偏下部位，为了保证炉缸具有充足的温度，并保证能够在炉缸温度不足时发挥升温作用，又在炉缸原有风口与出铁口之间增加了一层吹氧口。3.根据权利要求1所述的短流程高炉炼铁实验方案，其特征在于：所述的煤粉喷枪仍然安装在高炉直吹管上，直吹管与风口连接，煤粉通过风口喷入炉缸内；直吹管可以采用双枪结构，其中一支枪喷吹煤粉另一支枪吹氧；一部分熔剂（如氧化钙和氧化镁）可以混入煤粉与煤粉一同喷入炉内，另一部分熔剂（如石灰石粉）可以混入矿粉与矿粉一同从上部喷人炉内。4.根据权利要求1所述的短流程高炉炼铁实验方案，其特征在于：所述的矿粉粒径初步确定为0.1-1.0mm，以避免被吹入煤气处理系统。5.根据权利要求1所述的短流程高炉炼铁实验方案，其特征在于：所述的“炉膛”（炉体）加高是指矿粉在有限高度范围内的下降过程中不能够完成从矿粉到铁水的还原过程，在调整相关冶炼参数失效后，能够继续加高“炉膛”（炉体），初步确定的高炉有效高度（高炉有效高度是指高炉內型中从高炉出铁口中心线到炉喉上表