一种气基竖炉生产海绵铁的系统及方法.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CN107937651A(43)申请公布日2018.04.20(21)申请号201711328021.6(22)申请日2017.12.13(71)申请人江苏省冶金设计院有限公司地址210000江苏省南京市大光路大阳沟44号(72)发明人陈佩仙任中山闫方兴郑常乐徐刚曹志成吴道洪(74)专利代理机构北京律和信知识产权代理事务所(普通合伙)11446代理人冷文燕刘国伟(51)Int.Cl.C21B13/02(2006.01)权利要求书1页说明书6页附图1页(54)发明名称一种气基竖炉生产海绵铁的系统及方法(57)摘要本发明涉及一种气基竖炉生产海绵铁的系统及方法。本发明的气基竖炉生产海绵铁的系统，包括依次设置的原料预处理系统和气基竖炉，其中，所述原料预处理系统包括成型装置；所述气基竖炉包括炉体、燃烧室和炉顶气利用系统，所述炉体从上到下依次为加料段、还原段和冷却段，所述还原段外设置有所述燃烧室，所述加料段的一侧设有炉顶气出口，所述炉顶气出口与所述炉顶气利用系统的洗涤塔的进气口相连，所述洗涤塔的出口与所述燃烧室的炉顶气入口相连，所述冷却段上设有进气口。本发明缩短了竖炉法制备直接还原铁的工艺流程，降低了工艺控制难度，缩短了反应时间，减少了能量损失，提高了原料的适应性。CN107937651ACN107937651A权利要求书1/1页1.一种气基竖炉生产海绵铁的系统，其特征在于，包括依次设置的原料预处理系统和气基竖炉，其中，所述原料预处理系统包括成型装置；所述气基竖炉包括炉体、燃烧室和炉顶气利用系统，所述炉体从上到下依次为加料段、还原段和冷却段，所述还原段外设置有所述燃烧室，所述加料段的一侧设有炉顶气出口，所述炉顶气出口与所述炉顶气利用系统的洗涤塔的进气口相连，所述洗涤塔的出口与所述燃烧室的炉顶气入口相连，所述冷却段上设有进气口。2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述原料预处理系统还包括配料装置、混料装置和烘干装置，所述成型装置前设有相连接的所述配料装置和混料装置，所述成型装置后设有所述烘干装置。3.根据权利要求2所述的系统，其特征在于，所述燃烧室还包括天然气入口、空气入口和废烟气出口，其中所述废烟气出口与所述原料预处理系统的烘干装置的烘干气入口相连。4.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述冷却段的四周设有所述进气口。5.一种利用权利要求1至4所述系统生产海绵铁的方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：将铁精矿粉成型得到铁矿粉球团；在所述气基竖炉的燃烧室内通入天然气和助燃空气，加热所述气基竖炉的炉体；从所述气基竖炉的加料段加入所述铁矿粉球团的同时从所述气基竖炉进气口通入天然气，使所述铁矿粉球团发生还原反应生成海绵铁；将所述气基竖炉的炉顶气经洗涤塔洗涤后通入所述燃烧室内，使所述炉顶气与空气燃烧以维持所述气基竖炉炉体的还原温度；逐渐减少所述燃烧室内的天然气吹入量直至完全停止所述天然气的输入。6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，在所述成型前还包括：将铁精矿粉与粘结剂进行配料并混料。7.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，在所述成型后还包括：采用所述气基竖炉燃烧室排放的废烟气对所述铁矿粉球团进行烘干。8.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述气基竖炉内的还原温度为900℃-1000℃，还原时间为5-6小时。9.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，进行所述配料时，按照铁精矿粉:粘结剂:水＝100份:3-5份:5-8份的配比进行。10.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，当还原反应完成时，将原先预留在所述冷却段的海绵铁排出，将所述还原段新生成的热态海绵铁降至所述冷却段，使通入的天然气预热，同时冷却所述热态海绵铁。2CN107937651A说明书1/6页一种气基竖炉生产海绵铁的系统及方法技术领域[0001]本发明涉及气基竖炉技术领域，尤其涉及一种气基竖炉生产海绵铁的系统及方法。背景技术[0002]海绵铁又称直接还原铁，是精铁粉或氧化铁在炉内经低温还原形成的低碳多孔状物质，主要用作电炉炼钢的原料，也可作为转炉炼钢的冷却剂，是生产优质钢材必不可少的高级原料。[0003]目前世界上直接还原铁的主要生产方法是以天然气为能源的竖炉法，其使用由天然气经制气炉重整后得到的以CO和H2为主的高温还原气作为还原剂，采用外热式或内热式的加热方式在竖炉内生产直接还原铁。该方法主要包括铁精矿粉成型、氧化焙烧、还原气制备、还原竖炉还原、炉顶气和冷却气的净化、直接还原铁的处理。该方法主要存在以下问题：1)CO还原铁氧化物是放热反应，而H2还原铁氧化物是吸热反应，提高温度不利于CO气体的利用率，但却有利于提高H2气体的利用率，因此反应时需要较严格的控制温度和还原气组分，才能得到最佳的