生熟料混装炼铁技术

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1、免烧结高炉炼铁节能环保新技术《生熟料混装高炉炼铁法》专利技术刘玉琦摘要：介绍免烧结高炉炼铁节能环保新技术。它将铁精矿的造块工序，由传统的高炉外氧化烧结造块移至高炉内进行还原烧结造块，接着炼铁，一次完成炼铁的全过程，从而取消了铁精矿造块的重复加热过程，由此带来了较好的经济效益和社会效益，是炼铁生产工序的一次重大改革。关键词：高炉，氧化烧结，还原烧结，抗压热强度，透气性1．前言传统高炉炼铁法，高炉炼铁前铁精矿的造块是在高炉外经氧化烧结造块制成烧结矿或球团矿，经整粒后，再入高炉炼铁。生熟料混装高炉炼铁法，取消了传统铁精矿造块工序中的烧结

2、工序，将铁精矿制成生散状料或生球团矿直接入高炉内，经还原烧结造块，高炉内上部为烧结带，下部为炼铁带。烧结和炼铁同时在高炉内进行，简化了高炉生产工序。因此，该炼铁技术是将一般的炼铁技术与烧结技术相融合的新技术。实践证明，应用该项技术，生产中高炉炉况稳定顺行。获得了较好的经济效益和社会效益。与现有技术相比，采用生料炼铁方案，吨铁可节省工序能耗150kg/t左右标准煤，降低生铁成本200元/吨左右，并可节省烧结厂建厂的基建投资，无返矿，无污染，是炼铁生产工序的一次重大改革，是一项经济实用的专利技术。2．理论探讨生熟料混装高炉炼铁法取消了

3、传统的高炉外铁精矿造块工艺中的烧结工序。铁精矿、富矿粉等含铁粉料和其它辅助性原料加水经混匀、造球等工序，制成生散状料（类似于传统铁精矿造块工艺中的烧结料）或生球团矿，不必经过高炉外烧结造块，直接送入高炉炼铁。由于干燥、烧结和炼铁在高炉内均匀的还原气氛中平稳地连续进行，从而提高了高炉内料柱的热强度，改善了料柱的透气性，也克服了传统高炉炼铁法的明显弊端。没有经过烧结的生料，入高炉时生料中含有一定量的水份，因此，生散状料和生球团矿也可以统称为“湿料”。以下探讨湿料炼铁的合理性是高炉炼铁技术进步的必然规律。2.1熟料炼铁基本原理熟料炼铁主

4、要化学反应：高炉外氧化8高炉内还原从化学反应式可以清楚地看出，铁精矿是在高炉外经氧化烧结造块的，冷却后经整粒再入高炉炼铁。在高炉内重复加热，使经过还原再还原，完成炼铁的全过程，如图1所示。2.2湿料混装高炉炼铁原理湿料在高炉内的下降过程中，从料面开始，由低温到高温发生一系列的化学反应，生成一定数量的液相。随着温度的升高，液相增加，最高可达25%以上，使矿粒之间相互粘结，构成蜂窝状的固相料层，完成炉内造块的全过程，强度相应提高。这种料层结构，改善了料柱的透气性，保证了炉况的稳定顺行。图2是湿料炼铁过程示意图，表示了高炉断面各带分布情

5、况。湿料投入高炉后，在生产过程中沿料柱的高度方向温度不同，因而形成的炉料物理形态不同，呈现性质不同的五个区域。料柱的最上层是干燥带，以下依次是预热带、烧结带、软熔带（还原带）和滴落带，如图2所示。各带特征如下：(1)干燥带干燥带在料柱的最上端，温度为200-300℃，湿料中的游离水将在这一区域蒸发。水蒸汽随煤气逸出高炉，进入煤气清洗设备。料柱强度得到初步加强。8(2)预热带温度为300-600℃，化合水析出，部分碳酸盐分解。料柱强度得到进一步加强。(3)烧结带温度从600℃开始，直到固体料柱的最高温度（1200℃-1300℃）。在

6、这一区域碳酸盐全部分解，大量的低熔点矿物生成并熔化。最高可达25%以上的液相，使矿粒相互粘结，构成蜂窝状的固相料层，料柱的强度达到峰值，透气性得到改善，使炉况稳定顺行。这一区域的热强度随温度升高而提高，适应不同高度料柱对抗压强度的要求。(4)软熔带（还原带）温度为1200-1400℃。这一区域温度高、还原剂浓度大，含铁炉料大量还原，开始熔成液态渣、铁。主要的还原反应有：①②③(5)滴落带液态渣、铁通过焦炭层落到炉缸内。从熟料炼铁和湿料炼铁化学反应过程可以清楚地看出，主要区别在于湿料炼铁取消了高炉外氧化烧结的重复加热过程，因此，简化

7、生产工艺流程。2.3影响湿料固结因素分析生散状料和生球团矿高炉直接炼铁能否实用，关键的问题在于高炉炼铁过程中，炉内料柱的抗压强度和透气性能否适应要求。虽然生散状料和生球团矿的固结机理不同，实践证明，都能适应高炉内的冶炼条件，达到顺行操作的目的。以生球团矿为例，影响固结因素主要有以下几点：(1)温度对生球团矿的影响烧结温度的高低对生球团矿的固结强度影响最大，温度愈高，反应速度愈快，则固结后的抗压强度愈大。图3所示为焙烧温度对生球团矿抗压强度的影响。在1000℃以下，生球团矿的抗压强度增长缓慢，是在达到一定的烧结温度后才有明显提高；温

8、度达到1300℃左右时，抗压强度达到最高值，每个球的最大抗压强度可达到500kg以上[1]；再升温生球团矿的抗压强度则迅速下降，呈直线下降趋势。由此可见，生球团矿的软熔点开始温度可提高到1300℃左右，也就是说，生球团矿在高炉炼铁过程中，软熔带的宽