一种气基竖炉生产直接还原铁的方法.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CN110484672A(43)申请公布日2019.11.22(21)申请号201910859512.6(22)申请日2019.09.11(71)申请人中南大学地址410083湖南省长沙市岳麓区麓山南路932号(72)发明人王帅杨凌志陈凤郑富强郭宇峰姜涛邱冠周杨永斌李光辉(74)专利代理机构长沙永星专利商标事务所(普通合伙)43001代理人何方(51)Int.Cl.C21B13/02(2006.01)权利要求书1页说明书3页附图1页(54)发明名称一种气基竖炉生产直接还原铁的方法(57)摘要本发明公开了一种气基竖炉生产直接还原铁的方法，属于铁矿直接还原技术领域，本发明将含铁原料、碎焦炭由顶部送入竖炉中，下部通入煤制气等还原气体进行还原，竖炉下部排出的产品经筛分后得到直接还原铁。气基竖炉还原铁矿时，由于CO还原放热，采用高炉煤气、煤制气等作为CO占比高的还原气进行还原，易造成炉料热结，影响生产顺行。本发明采用气基竖炉生产直接还原铁的方法，利用高炉筛下碎焦与CO2的布多尔反应吸收热量，可有效降低竖炉内温度，减少炉料热结产生，同时有效利用还原放热能量，提高了整体能量利用率，生成的CO提高了炉内还原势，促进了铁矿还原，解决了煤制气直接还原技术的不足，有利于促进气基竖炉直接还原铁矿技术的应用。CN110484672ACN110484672A权利要求书1/1页1.一种气基竖炉生产直接还原铁的方法，其特征在于，将含铁原料和焦炭按设定比例从顶部装入气基竖炉内，通入还原气体进行还原，竖炉下部排出的产品经筛分后，得到直接还原铁。2.根据权利要求1所述的气基竖炉生产直接还原铁的方法，其特征在于，所述含铁原料包括但不限于铁矿球团、铁矿块矿，铁矿球团的粒度8～20mm，铁矿块矿的粒度8～35mm。3.根据权利要求1所述的气基竖炉生产直接还原铁的方法，其特征在于，所述竖炉还原温度范围为850～1050℃，还原时间60～180min。4.根据权利要求1所述的气基竖炉生产直接还原铁的方法，其特征在于，所述含铁原料种类包括但不限于普通铁矿、钒钛磁铁矿。5.根据权利要求1所述的气基竖炉生产直接还原铁的方法，其特征在于，所述的还原气体为高炉煤气、焦炉煤气、煤制气中的一种或多种。6.根据权利要求1所述的气基竖炉生产直接还原铁的方法，其特征在于，所述焦炭采用粒度为5～25mm的碎焦炭。7.根据权利要求1所述的气基竖炉生产直接还原铁的方法，其特征在于，所述含铁原料、焦炭的质量比为(75～90)：(10～25)。2CN110484672A说明书1/3页一种气基竖炉生产直接还原铁的方法技术领域[0001]本发明属于铁矿直接还原技术领域，具体涉及一种气基竖炉生产直接还原铁的方法。背景技术[0002]高炉炼铁是目前我国主要使用的炼铁工艺。传统的高炉法炼铁投资大、能耗高、流程长、污染较严重且需要价格昂贵的焦煤，随着环保要求的不断提高，传统的高炉炼铁发展受到了很大的限制。直接还原技术是以气体、液体燃料或非焦煤为能源，在含铁原料软化温度以下进行还原得到金属铁的方法。和高炉法相比较，直接还原技术在节能、环保等方面具有明显优势。直接还原铁成分稳定，有害元素含量低，可以用来作为冶炼优质钢、特殊钢的纯净原料。直接还原工艺流程短、不用焦炭、取消了炼焦、烧结等工序、污染少，是一种优质、低耗、低污染的炼铁新工艺，是全世界钢铁冶金的前沿技术之一。[0003]气基竖炉直接还原工艺是运用于工业生产中且研究最早、应用最普遍、也最成熟的工艺，具有生产规模大、成本低、操作方便灵活、环境影响小等优点，呈现快速发展的势头。这一技术和电炉炼钢结合被认为是目前最节能、最环保的钢铁生产流程。此技术的应用受天然气产量及价格的影响，目前已开发出可使用煤制气代替天然气的技术，扩大了竖炉的使用范围。我国天然气缺乏，价格较高，而适合于煤气化的褐煤和低变质烟煤资源储量较大，占全国煤炭资源总量的50％以上，能够满足煤制气产业发展的原料需求。采用煤制气代替天然气作为气基竖炉直接还原技术的还原气体是个合理的选择。[0004]气基竖炉直接还原技术中还原气体主要由H2和CO组成，热力学分析表明，H2和CO还原铁矿石的反应具有不同的热效应。用H2还原时为吸热反应，CO还原则为放热反应。采用煤制气等CO含量高的还原气体进行竖炉直接还原时，由于CO还原的放热效应，易造成竖炉内温度过高，炉料热结，影响竖炉顺行，这个问题限制了煤制气在气基竖炉技术中的应用，也一定程度上限制了气基竖炉直接还原技术在我国的发展应用。发明内容[0005]针对现有技术中气基竖炉还原铁矿的还原温度较高，采用高炉煤气、煤制气等作为CO占比高的还原气进行还原，易造成炉料热结，影响生产顺行的问题，本发明的目的在