專利名稱：一種非焦冶煉鋼鐵的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種冶煉鋼鐵的方法，尤其是涉及一種非焦冶煉鋼鐵的方法。
背景技術(shù)：
目前，冶煉鋼鐵的方法是以焦炭作為煉鐵主要能源。由于焦炭主要用焦煤
生產(chǎn)，隨著多年的消耗，焦炭資源越來越緊缺，價格越來越昂貴；而且焦炭生 產(chǎn)會嚴(yán)重污染環(huán)境，治理費(fèi)用很高。因此發(fā)達(dá)國家近年來都在減少高爐、焦?fàn)t 數(shù)量，注重發(fā)展非焦冶金技術(shù)和電爐短流程鋼廠。
直接還原生產(chǎn)海綿鐵的爐窯種類、工藝非常多，有豎爐法、回轉(zhuǎn)窯法、罐 式直接還原法(HYL法)，流化床法，轉(zhuǎn)底爐法等，而焦炭的生產(chǎn)也已經(jīng)發(fā)展到 蓄熱式煉焦?fàn)t、熱回收焦?fàn)t的階段。利用常規(guī)煉焦?fàn)t的設(shè)備創(chuàng)造性的生產(chǎn)海綿 鐵是本發(fā)明的目的所在。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是提供一種非焦冶煉鋼鐵的方法；使用該方法來 冶煉鋼鐵，可以節(jié)約成本、節(jié)約焦炭資源且減少環(huán)境污染。
為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明所采用技術(shù)方案的基本構(gòu)思是以煤、鐵礦
石或石灰石為主要原料，使用焦?fàn)t式直接還原爐，采用煤基直接還原法生產(chǎn)海 綿鐵。
作為實(shí)現(xiàn)本發(fā)明基本構(gòu)思的第一種技術(shù)方案是， 一種非焦冶煉鋼鐵的方法，
包括如下步驟
1)原材料的預(yù)處理
①將煤、鐵礦石和石灰石進(jìn)行干燥，然后進(jìn)行破碎篩分，
② 選取3 35mrn的鐵礦石粒、煤粒和石灰石粒，按照重量比10: 2 7: 0. l 0.3混合或分層裝爐，得原料A;
③ 選取小于3mm的鐵礦石粉、煤粉、石灰石粉和粘結(jié)劑，按照重量比為10: 2 7: 0.1 0.3: 0.05 0. l的比例混合，攪拌均勻、制球、烘干，得原料B;
④ 選取小于3咖的鐵礦石粉、煤粉、石灰石粉和添加劑，按照重量比10: 2
7: 0. 1 0.3: 0. 1 0.3的比例混和；得原料C;
2) 將上述預(yù)處理混勻后的原料A、 B或C由提升機(jī)提升到外熱式焦?fàn)t型直 接還原爐爐頂，由布料機(jī)將原料裝入反應(yīng)室，進(jìn)行氧化還原反應(yīng)，反應(yīng)至少60 分鐘，生成海綿鐵；此時打開攔料機(jī)，推料機(jī)將爐料橫推出去，落入料車，得 熱態(tài)混合物；
3) 將熱態(tài)混合物熱送電爐或轉(zhuǎn)爐吹氧熔分，得到熔融態(tài)的鐵水，再經(jīng)過常 規(guī)煉鋼工序，生產(chǎn)出優(yōu)質(zhì)鋼鐵產(chǎn)品。
進(jìn)一步地，在第3)步驟中，熱態(tài)混合物熱送至轉(zhuǎn)爐吹氧熔分時；轉(zhuǎn)爐產(chǎn)生 大量的高溫?zé)煔猓垢邷責(zé)煔馐紫冉?jīng)過熱風(fēng)爐，以加熱供應(yīng)熔分爐的熱風(fēng)，然 后送往余熱鍋爐房，利用產(chǎn)生的蒸汽發(fā)電，電能可以供應(yīng)制氧機(jī)和其他動力用 電。
熔化分離出的雜質(zhì)，主要是硅、鋁、鎂、鈣等氧化物，可作為其他產(chǎn)業(yè)原輔 料回收利用。
作為實(shí)現(xiàn)本發(fā)明基本構(gòu)思的第二種技術(shù)方案是， 一種非焦冶煉鋼鐵的方法， 包括如下步驟
1)原材料的預(yù)處理
①將煤、鐵礦石和石灰石進(jìn)行干燥，然后進(jìn)行破碎篩分， ② 選取3 35mm的鐵礦石粒、煤粒和石灰石粒，按照重量比10: 2 7: 0. l 0.3混合或分層裝爐，得原料A;
③ 選取小于3mm的鐵礦石粉、煤粉、石灰石粉和粘結(jié)劑，按照重量比為10: 2 7: 0.1 0.3: 0.05 0. 1的比例混合，攪拌均勻、制球、烘干，得原料B;
④ 選取小于3mm的鐵礦石粉、煤粉、石灰石粉和添加劑，按照重量比10: 2
7: 0. 1 0.3: 0. 1 0. 3的比例混和；得原料C;
2) 將上述預(yù)處理混勻后的原料A、 B或C由提升機(jī)提升到外熱式焦?fàn)t型直 接還原爐爐頂，由布料機(jī)將原料裝入反應(yīng)室，進(jìn)行氧化還原反應(yīng)，反應(yīng)至少60 分鐘，生成海綿鐵；此時打開攔料機(jī)，推料機(jī)將爐料橫推出去，落入料車，得 熱態(tài)混合物；
3) 將熱態(tài)混合物熱冷卻，然后通過破碎、磁選等方法分離獲得合格海綿鐵， 送高爐或化鐵爐熔分，得到優(yōu)質(zhì)的鐵水，再經(jīng)過常規(guī)煉鋼工序，生產(chǎn)出優(yōu)質(zhì)鋼 鐵產(chǎn)品。
進(jìn)一步地，所述煤是焦煤、氣煤、肥煤、瘦煤、無煙煤、弱粘結(jié)性煤中的 一種或幾種的混合物。
進(jìn)一步地，電爐包括礦熱爐、電弧爐、感應(yīng)爐；其中的轉(zhuǎn)爐包括頂吹型轉(zhuǎn) 爐、頂?shù)讖?fù)吹型轉(zhuǎn)爐、側(cè)吹型轉(zhuǎn)爐。
所述外熱式焦?fàn)t型直接還原爐是一種上加料、側(cè)出料的外熱式焦?fàn)t型直接 還原爐。煤在這種直接還原爐中既作為還原反應(yīng)的還原劑提供化學(xué)能，又作為 燃料提供熱能。與焦?fàn)t煉焦不同，直接還原反應(yīng)產(chǎn)生的煤氣不但沒有大量剩余， 還要適當(dāng)補(bǔ)充一些熱量。為此，需要有外部熱源，如焦?fàn)t煤氣、高爐煤氣或發(fā) 生爐煤氣，并對燃燒室加以改進(jìn)，根據(jù)燃燒室高度，在燃燒室窄邊高度方向增 加2排以上燒嘴，也可以在爐料中適當(dāng)多配煤，多余的煤被干餾，干餾產(chǎn)物煤
氣和蘭碳都可以返回作為能源使用，煤氣作為外熱燃料，蘭炭做還原劑或發(fā)生 煤氣的燃料。
本發(fā)明具有成本低、節(jié)約焦炭資源且環(huán)境污染小等優(yōu)點(diǎn)。


圖l是本發(fā)明的工藝流程圖。
具體實(shí)施例方式
實(shí)施例1
一種非焦冶煉鋼鐵的方法，包括如下步驟
1) 原材料的預(yù)處理
① 將煤、鐵礦石和石灰石進(jìn)行干燥，然后進(jìn)行破碎篩分，
② 選取3mm的鐵礦石粒、煤粒和石灰石粒，按照重量比10: 2: 0. 1混合，
得原料A;
2) 將上述預(yù)處理混勻后的原料A由提升機(jī)提升到外熱式焦?fàn)t型直接還原爐 爐頂，由布料機(jī)將原料裝入反應(yīng)室，進(jìn)行氧化還原反應(yīng)，反應(yīng)60分鐘，生成海 綿鐵；此時打開攔料機(jī)，推料機(jī)將爐料橫推出去，落入料車，得熱態(tài)混合物；
3) 將熱態(tài)混合物熱送電爐吹氧熔分，得到熔融態(tài)的鐵水，再經(jīng)過常規(guī)煉鋼 工序，生產(chǎn)出優(yōu)質(zhì)鋼鐵產(chǎn)品。
所述煤是焦煤；所述電爐是礦熱爐。 實(shí)施例2
一種非焦冶煉鋼鐵的方法，包括如下步驟 1)原材料的預(yù)處理
① 將煤、鐵礦石和石灰石進(jìn)行干燥，然后進(jìn)行破碎篩分，
② 選取35mm的鐵礦石粒、煤粒和石灰石粒，按照重量比10: 7: 0. 3混
合，得原料A;
2) 將上述預(yù)處理混勻后的原料A由提升機(jī)提升到外熱式焦?fàn)t型直接還原爐 爐頂，由布料機(jī)將原料裝入反應(yīng)室，進(jìn)行氧化還原反應(yīng)，反應(yīng)120分鐘，生成 海綿鐵；此時打開攔料機(jī)，推料機(jī)將爐料橫推出去，落入料車，得熱態(tài)混合物；
3) 將熱態(tài)混合物熱送轉(zhuǎn)爐吹氧熔分，得到熔融態(tài)的鐵水，再經(jīng)過常規(guī)煉鋼 工序，生產(chǎn)出優(yōu)質(zhì)鋼鐵產(chǎn)品。
4) 將在第3)步驟中得到熱態(tài)混合物熱送至轉(zhuǎn)爐吹氧熔分時；轉(zhuǎn)爐產(chǎn)生大 量的高溫?zé)煔?，該高溫?zé)煔馐紫冉?jīng)過熱風(fēng)爐，以加熱供應(yīng)轉(zhuǎn)爐的熱風(fēng)，然后送 往余熱鍋爐房，利用產(chǎn)生的蒸汽發(fā)電，電能可以供應(yīng)制氧機(jī)和其他動力用電。
所述煤是氣煤和肥煤的混合物；所述轉(zhuǎn)爐是頂吹型轉(zhuǎn)爐。 實(shí)施例3
一種非焦冶煉鋼鐵的方法，包括如下步驟
1) 原材料的預(yù)處理
① 將煤、鐵礦石和石灰石進(jìn)行干燥，然后進(jìn)行破碎篩分，
② 選取20mm的鐵礦石粒、煤粒和石灰石粒，按照重量比10: 5: 0. 2混合
或分層裝爐，得原料A;
2) 將上述預(yù)處理混勻后的原料A由提升機(jī)提升到外熱式焦?fàn)t型直接還原爐 爐頂，由布料機(jī)將原料裝入反應(yīng)室，進(jìn)行氧化還原反應(yīng)，反應(yīng)180分鐘，生成 海綿鐵；此時打開攔料機(jī)，推料機(jī)將爐料橫推出去，落入料車，得熱態(tài)混合物;
3) 將熱態(tài)混合物熱送電爐吹氧熔分，得到熔融態(tài)的鐵水，再經(jīng)過常規(guī)煉鋼 工序，生產(chǎn)出優(yōu)質(zhì)鋼鐵產(chǎn)品。
所述煤是瘦煤；所述電爐是電弧爐。 實(shí)施例4
一種非焦冶煉鋼鐵的方法，包括如下步驟
1) 原材料的預(yù)處理
① 將煤、鐵礦石和石灰石進(jìn)行干燥，然后進(jìn)行破碎篩分，
② 選取小于3mm的鐵礦石粉、煤粉、石灰石粉和粘結(jié)劑，按照重量比為10:
2: 0.1: 0.05的比例混合，攪拌均勻、制球、烘干，得原料B;
2) 將上述預(yù)處理混勻后的原料B由提升機(jī)提升到外熱式焦?fàn)t型直接還原爐 爐頂，由布料機(jī)將原料裝入反應(yīng)室，進(jìn)行氧化還原反應(yīng)，反應(yīng)60分鐘，生成海 綿鐵；此時打開攔料機(jī)，推料機(jī)將爐料橫推出去，落入料車，得熱態(tài)混合物；
3) 將熱態(tài)混合物熱送轉(zhuǎn)爐吹氧熔分，得到熔融態(tài)的鐵水，再經(jīng)過常規(guī)煉鋼 工序，生產(chǎn)出優(yōu)質(zhì)鋼鐵產(chǎn)品。
所述煤是無煙煤；所述轉(zhuǎn)爐是頂?shù)讖?fù)吹型轉(zhuǎn)爐。 實(shí)施例5
一種非焦冶煉鋼鐵的方法，包括如下步驟
1) 原材料的預(yù)處理
① 將煤、鐵礦石和石灰石進(jìn)行干燥，然后進(jìn)行破碎篩分，
② 選取小于3mm的鐵礦石粉、煤粉、石灰石粉和添加劑，按照重量比10: 7: 0.3:0.3的比例混和；得原料C;
2) 將上述預(yù)處理混勻后的原料C由提升機(jī)提升到外熱式焦?fàn)t型直接還原爐 爐頂，由布料機(jī)將原料裝入反應(yīng)室，進(jìn)行氧化還原反應(yīng)，反應(yīng)至少60分鐘，生 成海綿鐵；此時打開攔料機(jī)，推料機(jī)將爐料橫推出去，落入料車，得熱態(tài)混合 物；
3) 將熱態(tài)混合物熱送電爐吹氧熔分，得到熔融態(tài)的鐵水，再經(jīng)過常規(guī)煉鋼 工序，生產(chǎn)出優(yōu)質(zhì)鋼鐵產(chǎn)品。
所述煤是弱粘結(jié)性煤；所述電爐是感應(yīng)爐。
實(shí)施例6
一種非焦冶煉鋼鐵的方法，包括如下步驟-
1) 原材料的預(yù)處理
① 將煤、鐵礦石和石灰石進(jìn)行干燥，然后進(jìn)行破碎篩分，
② 選取小于3mm的鐵礦石粉、煤粉、石灰石粉和粘結(jié)劑，按照重量比為10:
5: 0.2: 0.08的比例混合，攪拌均勻、制球、烘干，得原料B;
2) 將上述預(yù)處理混勻后的原料B由提升機(jī)提升到外熱式焦?fàn)t型直接還原爐 爐頂，由布料機(jī)將原料裝入反應(yīng)室，進(jìn)行氧化還原反應(yīng)，反應(yīng)180分鐘，生成 海綿鐵；此時打開攔料機(jī)，推料機(jī)將爐料橫推出去，落入料車，得熱態(tài)混合物;
3) 將熱態(tài)混合物熱送轉(zhuǎn)爐吹氧熔分，得到熔融態(tài)的鐵水，再經(jīng)過常規(guī)煉鋼 工序，生產(chǎn)出優(yōu)質(zhì)鋼鐵產(chǎn)品。
所述煤是焦煤、氣煤、肥煤、瘦煤、無煙煤、弱粘結(jié)性煤中的的混合物。 所述的轉(zhuǎn)爐是側(cè)吹型轉(zhuǎn)爐。 實(shí)施例7
重復(fù)實(shí)施例l，不同之處僅在于其中的步驟3)由下述步驟代替 將熱態(tài)混合物熱冷卻，然后通過破碎、磁選等方法分離獲得合格海綿鐵， 送高爐熔分，得到優(yōu)質(zhì)的鐵水，再經(jīng)過常規(guī)煉鋼工序，生產(chǎn)出優(yōu)質(zhì)鋼鐵產(chǎn)品。
實(shí)施例8
重復(fù)實(shí)施例6，不同之處僅在于其中的步驟3)由下述步驟代替: 將熱態(tài)混合物熱冷卻，然后通過破碎、磁選等方法分離獲得合格海綿鐵， 送化鐵爐熔分，得到優(yōu)質(zhì)的鐵水，再經(jīng)過常規(guī)煉鋼工序，生產(chǎn)出優(yōu)質(zhì)鋼鐵產(chǎn)品。
顯然，本發(fā)明的上述實(shí)施例僅僅是為清楚地說明本發(fā)明所作的舉例，而并 非是對本發(fā)明的實(shí)施方式的限定。對于所屬領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在上述 說明的基礎(chǔ)上還可以做出其它不同形式的變化或變動。這里無需也無法對所有 的實(shí)施方式予以窮舉。而這些屬于本發(fā)明的技術(shù)方案所引伸出的顯而易見的變 化或變動仍處于本發(fā)明的保護(hù)范圍之列。
權(quán)利要求
1.一種非焦冶煉鋼鐵的方法，其特征在于，包括如下步驟1)原材料的預(yù)處理①將煤、鐵礦石和石灰石進(jìn)行干燥，然后進(jìn)行破碎篩分，②選取3～35mm的鐵礦石粒、煤粒和石灰石粒，按照重量比102～70.1～0.3混合或分層裝爐，得原料A；③選取小于3mm的鐵礦石粉、煤粉、石灰石粉和粘結(jié)劑，按照重量比為102～70.1～0.30.05～0.1的比例混合，攪拌均勻、制球、烘干，得原料B；④選取小于3mm的鐵礦石粉、煤粉、石灰石粉和添加劑，按照重量比102～70.1～0.30.1～0.3的比例混和；得原料C；2)將上述預(yù)處理混勻后的原料A、B或C由提升機(jī)提升到外熱式焦?fàn)t型直接還原爐爐頂，由布料機(jī)將原料裝入反應(yīng)室，進(jìn)行氧化還原反應(yīng)，反應(yīng)至少60分鐘，生成海綿鐵；此時打開攔料機(jī)，推料機(jī)將爐料橫推出去，落入料車，得熱態(tài)混合物；3)將熱態(tài)混合物熱送電爐或轉(zhuǎn)爐吹氧熔分，得到熔融態(tài)的鐵水，再經(jīng)過常規(guī)煉鋼工序，生產(chǎn)出優(yōu)質(zhì)鋼鐵產(chǎn)品。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種非焦冶煉鋼鐵的方法，其特征在于所述煤 是焦煤、氣煤、肥煤、瘦煤、無煙煤、弱粘結(jié)性煤中的一種或幾種的混合物。
3、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種非焦冶煉鋼鐵的方法，其特征在于電爐包 括礦熱爐、電弧爐、感應(yīng)爐；其中的轉(zhuǎn)爐包括頂吹型轉(zhuǎn)爐、頂?shù)讖?fù)吹型轉(zhuǎn)爐、 側(cè)吹型轉(zhuǎn)爐。
4、 根據(jù)權(quán)利要求l、 2或3所述的一種非焦冶煉鋼鐵的方法，其特征在于: 所述外熱式焦?fàn)t型直接還原爐是一種上加料、側(cè)出料的外熱式焦?fàn)t型直接還原 爐。
5、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種非焦冶煉鋼鐵的方法，其特征在于在第3) 步驟中，熱態(tài)混合物熱送至轉(zhuǎn)爐吹氧熔分時；轉(zhuǎn)爐產(chǎn)生大量的高溫?zé)煔?，使高溫?zé)煔馐紫冉?jīng)過熱風(fēng)爐，以加熱供應(yīng)熔分爐的熱風(fēng)，然后送往余熱鍋爐房，利 用產(chǎn)生的蒸汽發(fā)電。
6、 一種非焦冶煉鋼鐵的方法，其特征在于，包括如下步驟1) 原材料的預(yù)處理① 將煤、鐵礦石和石灰石進(jìn)行干燥，然后進(jìn)行破碎篩分，② 選取3 35mm的鐵礦石粒、煤粒和石灰石粒，按照重量比10: 2 7: 0. l 0.3混合或分層裝爐，得原料A;③ 選取小于3mm的鐵礦石粉、煤粉、石灰石粉和粘結(jié)劑，按照重量比為10: 2 7: 0. 1 0.3: 0.05 0. 1的比例混合，攪拌均勻、制球、烘干，得原料B;④ 選取小于3mm的鐵礦石粉、煤粉、石灰石粉和添加劑，按照重量比10: 2 7: 0. 1 0.3: 0. 1 0.3的比例混和；得原料C;2) 將上述預(yù)處理混勻后的原料A、 B或C由提升機(jī)提升到外熱式焦?fàn)t型直 接還原爐爐頂，由布料機(jī)將原料裝入反應(yīng)室，進(jìn)行氧化還原反應(yīng)，反應(yīng)至少60 分鐘，生成海綿鐵；此時打開攔料機(jī)，推料機(jī)將爐料橫推出去，落入料車，得 熱態(tài)混合物；3) 將熱態(tài)混合物熱冷卻，然后通過破碎、磁選等方法分離獲得合格海綿鐵， 送高爐或化鐵爐熔分，得到優(yōu)質(zhì)的鐵水，再經(jīng)過常規(guī)煉鋼工序，生產(chǎn)出優(yōu)質(zhì)鋼 鐵產(chǎn)品。
7、 根據(jù)權(quán)利要求6所述的一種非焦冶煉鋼鐵的方法，其特征在于所述煤 是焦煤、氣煤、肥煤、瘦煤、無煙煤、弱粘結(jié)性煤中的一種或幾種的混合物。
全文摘要
一種非焦冶煉鋼鐵的方法，該方法是以煤、鐵礦石或石灰石為主要原料，使用一種特殊設(shè)計的焦?fàn)t式直接還原爐，采用MHL法生產(chǎn)海綿鐵，MHL法是一種煤基直接還原法的簡稱。這種新工藝主要包括原材料的預(yù)處理工藝；經(jīng)特殊設(shè)計的焦?fàn)t式直接還原爐的構(gòu)造、原理及生產(chǎn)工藝；中間產(chǎn)品的后續(xù)處理工藝；余熱的回收及雜質(zhì)的處理工藝等。本發(fā)明具有成本低、節(jié)約焦炭資源且環(huán)境污染小等優(yōu)點(diǎn)。
文檔編號C21B13/00GK101372719SQ20071014338
公開日2009年2月25日 申請日期2007年8月22日 優(yōu)先權(quán)日2007年8月22日
發(fā)明者董書通, 平 趙 申請人:鄭州永通特鋼有限公司