CN102071271B - 高炉炼铁原料热送热装工艺和设备 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种高炉炼铁原料热送热装工艺和设备，将焦炉炭化室推出的成熟红焦、烧结机产出的热烧结矿和球团焙烧机产出的热球团矿，经由运料小车运送至中转罐内；将上述中转罐分别作为红焦、热烧结矿和热球团矿的缓冲、保温容器，利用上述中转罐的缓冲、保温作用，向高炉进行热装。采用本发明可以获得节约热能，降低焦比和增加生铁产量的有益效果。

Description

高炉炼铁原料热送热装工艺和设备
技术领域
本发明属于冶金领域，具体地说，涉及一种高炉炼铁原料热送热装工艺和设备。
背景技术
目前，炼铁厂炼铁原料都是在常温下装入高炉。虽然在操作上较为方便，但浪费掉了大量的热能。而且为了各种原料的冷却，还要增加有关设备。运行设备需要大量能源，进入高炉后又要为它们重新加热。具体说，以下三个环节浪费的能源是巨大的。
第一，在现有技术中，焦化厂炼焦车间都设有焦炭处理***，将焦炉炭化室内推出的红焦，经湿法熄焦或干法熄焦、输送、筛分和储存，送往炼铁厂。
传统湿熄焦的优点是工艺简单，装置占地面积小，基建投资较少，生产操作较方便。但湿熄焦的缺点也非常明显，其一，湿熄焦浪费红焦大量显热，每炼1t焦炭消耗热量约为3.15～3.36GJ，其中湿熄焦浪费的热量为1.49GJ，约占总消耗热量的45％；其二，湿熄焦时红焦急剧冷却会使焦炭裂纹增多，降低了焦炭的热稳定性，使焦炭质量降低，并且产生大量碎焦和焦沫，约计15％，价值约计损耗150元左右，焦炭水分含量高、波动大，入炉时损耗大量热量，不利于高炉炼铁生产；其三，湿熄焦产生的蒸汽夹带残留在焦炭内的酚、氰、硫化物等腐蚀性介质，侵蚀周围物体，造成周围大面积空气污染，而且随着熄焦水循环次数的增加，这种侵蚀和污染会越来越严重；其四，湿熄焦产生的蒸汽夹带着大量的粉尘，通常达200～400g/t，既污染环境，又是一种浪费。
为解决湿熄焦存在的问题，各国焦化工作者进行了不懈的努力，对湿熄焦装置及湿熄焦工艺不断进行改进，出现了低水分熄焦工艺和压力蒸汽熄焦工艺。虽然在某些方面缓解了传统湿熄焦的不足，但还不能从根本上解决能源浪费、环境污染以及焦炭质量差等方面的问题。
干法熄焦曾被指望能得到广泛应用，但部分焦化厂的操作经验与预想的相反，而且投资成本大、运行费用高，增加了对焦炭干法熄焦装备可行性的质疑，这个缺点在大型厂中尤为突出。
第二，烧结矿在烧结机上烧成后从机尾卸下时，其温度在600～1000℃，在现有技术的工艺中要冷却到150℃以下，此工艺需要投资冷却设备，同时运行也需要电能，冷却1t烧结矿浪费的热量为0.93GJ。
第三，球团经过焙烧段焙烧后，在均熟段停留一段时间，使其化学反应、重结晶、再结晶完善，然后进入冷却段进行初步冷却，球团温度为500～1000℃，最后排至最终冷却段，球团矿冷却到100℃左右，此工艺同样需要投资冷却设备，同时运行也需要电能，冷却1t球团矿浪费的热量为1.22GJ。
第四，炼铁高炉由于入炉原料水分(游离水)的不稳定，常常导致炉况不稳定，生产受到影响；炉顶温度的偏低致使原料中的结晶水不能较快的分解出来，炉料中的结晶水到500～600℃迅速分解，全部除去结晶水要达到800～1000℃。高温区分解结晶水，对高炉冶炼是不利的，它不仅消耗焦炭，而且吸收高温区热量，增加热消耗，降低炉缸温度。
发明内容
本发明的目的是，针对上述现有技术中存在的不足，提供一种全新的高炉炼铁原料热送热装工艺和设备。
本发明的高炉炼铁原料热送热装工艺包括以下步骤：
(1)将焦炉炭化室推出的成熟红焦经由红焦运料小车运送至红焦中转罐内，将烧结机产出的热烧结矿经由热烧结矿运料小车运送至热烧结矿中转罐内；将球团焙烧机产出的热球团矿经由热球团矿运料小车运送至热球团矿中转罐内；
(2)将上述中转罐分别作为红焦、热烧结矿和热球团矿的缓冲、保温容器，将红焦、热烧结矿和热球团矿按照与块矿的配料比依次、分批通过运料提升装置送入高炉；
利用上述中转罐的缓冲、保温作用，控制进入高炉的红焦温度为100℃～1200℃，烧结矿温度为100℃～1000℃，球团矿温度为100℃～1000℃，块矿温度为常温。
本发明的高炉炼铁原料热送热装设备包括以下装置：焦炉炭化室，烧结机，球团焙烧机，高炉，红焦中转罐，热烧结矿中转罐，热球团矿中转罐，红焦运料小车，热烧结矿运料小车，热球团矿运料小车和运料提升装置；
焦炉炭化室经由红焦运料小车与红焦中转罐相连，烧结机经由热烧结矿运料小车与热烧结矿中转罐相连，球团焙烧机经由热球团矿运料小车与热球团矿中转罐相连；
红焦中转罐、热烧结矿中转罐、热球团矿中转罐分别通过运料提升装置与高炉相连。
所述的中转罐可以采用以下结构：其内衬为耐冲击的保温材料，罐口设密封盖，密封盖朝向罐的位置设置保温材料，形状为方形、长方形、椭圆形、圆柱形或圆形。
所述的运料提升装置可以是垂直水平提升装置或斜桥提升装置。
与现有技术相比，本发明有以下优点：
1、温度为100℃～1200℃的炙热红焦、温度在100℃～1000℃的烧结矿、温度为100℃～1000℃的球团矿直接装入高炉，减少了原料生产能耗，原料显热进入炉内，提高了炼铁效率，减少了工程投资；其中炼焦避免了熄焦带来的大气污染问题；焦炭强度质量提高，M40提高3％～8％，M10改善0.3％～0.8％，在焦炭质量不变的条件下，炼焦可多配10％～20％弱粘结性煤，还可节水0.38m3/t焦。
节能效果显著，一般冶炼1t生铁需要：1.5～2t铁矿石，0.4～0.5t焦炭，0.2～0.4t溶剂；其中铁矿石的配料比为烧结矿75％、球团矿15％、块矿10％。焦炭、烧结矿、球团矿热态入炉每冶炼1t生铁节约的热量为：
常温入炉焦炭的10％水分蒸发需要的热量：
0.5t×10％×1000×0.226GJ＝0.113GJ
热态焦炭入炉的显热：0.5t×1.49GJ＝0.745GJ
热态烧结矿入炉的显热：2t×75％×0.68GJ＝1.020GJ
热态球团矿入炉的显热：2t×15％×0.62GJ＝0.186GJ
折算成焦炭为：
(0.113GJ+0.745GJ+1.02GJ+0.186GJ)×109/31.61×106＝65.30公斤焦炭
减少碎焦和焦沫增值150元
2、高炉内部温度由于炼铁原料高温装入的作用相应提高；煤气温度提高，表面化学反应速度和扩散速度皆随温度的升高加快。因此，高温对加速铁矿石的还原有利，铁矿还原反应提前，延长了还原反应时间，加快了还原速度，增加了产能；约计增加30％左右。按照投资比计算，每吨铁增值投资比和节约运行费用值约200元。
3、钾、钠、锌等金属的沸点低，其化合物在高炉内提前被还原成金属后立即挥发，大部分随煤气逸出炉外，降低了循环积累，保护了矿石和焦炭的强度和炉料的透气性，减少了炉衬结瘤现象；
4、已还原生成的固体铁渗碳反应提前，加快了渗碳过程。
附图说明
图1是本发明的高炉炼铁原料热送热装设备的示意图。
符号说明：1-焦炉炭化室；2-烧结机；3-球团焙烧机；4-高炉；10-红焦中转罐；20-热烧结矿中转罐；30-热球团矿中转罐；100-红焦运料小车；200-热烧结矿运料小车；300-热球团矿运料小车；400-运料提升装置。
具体实施方式
参见附图1，本实施方式的高炉炼铁原料热送热装设备包括以下装置：
焦炉炭化室1，烧结机2，球团焙烧机3，高炉4，红焦中转罐10，热烧结矿中转罐20，热球团矿中转罐30，红焦运料小车100，热烧结矿运料小车200，热球团矿运料小车300和运料提升装置400；
焦炉炭化室1经由红焦运料小车100与红焦中转罐10相连，烧结机2经由热烧结矿运料小车200与热烧结矿中转罐20相连，球团焙烧机3经由热球团矿运料小车300与热球团矿中转罐30相连；
红焦中转罐10、热烧结矿中转罐20、热球团矿中转罐30分别通过运料提升装置400与高炉4相连。
在本实施方式中，中转罐的结构如下：其内衬为耐冲击的保温材料，罐口设密封盖，密封盖朝向罐的位置设置保温材料，形状可为方形、长方形、椭圆形、圆柱形或圆形。
在本实施方式中，运料提升装置400采用垂直水平提升设备或斜桥提升设备。
本实施方式的高炉炼铁原料热送热装工艺包括以下步骤：
将焦炉炭化室1推出的成熟红焦经由红焦运料小车100运送至红焦中转罐10内，将烧结机2产出的热烧结矿经由热烧结矿运料小车200运送至热烧结矿中转罐20内；将球团焙烧机3产出的热球团矿经由热球团矿运料小车300运送至热球团矿中转罐30内。
将上述中转罐10、20和30分别作为红焦、热烧结矿和热球团矿的缓冲、保温容器，将红焦、热烧结矿和热球团矿按照与块矿的配料比依次、分批通过运料提升装置400送入高炉4。
利用上述中转罐10、20和30的缓冲、保温作用，控制进入高炉的红焦温度为100℃～1200℃，烧结矿温度为100℃～1000℃，球团矿温度为100℃～1000℃，块矿温度为常温。
采用本实施方式炼铁，取得了如下有益效果：
1.降低焦比16.3％。
2.增加高炉产量30％。
3.提高生铁质量。
4.减少基建设备投资。
5、提高投资比值。

Claims (4)

1.一种高炉炼铁原料热送热装工艺，其特征在于：包括以下步骤：
a、将焦炉炭化室(1)推出的成熟红焦经由红焦运料小车(100)运送至红焦中转罐(10)内，将烧结机(2)产出的热烧结矿经由热烧结矿运料小车(200)运送至热烧结矿中转罐(20)内；将球团焙烧机(3)产出的热球团矿经由热球团矿运料小车(300)运送至热球团矿中转罐(30)内；
b、将上述中转罐(10、20、30)分别作为红焦、热烧结矿和热球团矿的缓冲、保温容器，将红焦、热烧结矿和热球团矿按照与块矿的配料比依次、分批由运料提升装置(400)送入高炉(4)；
利用上述中转罐(10、20、30)的缓冲、保温作用，控制进入高炉(4)的红焦温度为100℃～1200℃，烧结矿温度为100℃～1000℃，球团矿温度为100℃～1000℃，块矿温度为常温。
2.一种高炉炼铁原料热送热装设备，其特征在于：包括以下装置：焦炉炭化室(1)，烧结机(2)，球团焙烧机(3)，高炉(4)，红焦中转罐(10)，热烧结矿中转罐(20)，热球团矿中转罐(30)，红焦运料小车(100)，热烧结矿运料小车(200)、热球团矿运料小车(300)和运料提升装置(400)；
焦炉炭化室(1)经由红焦运料小车(100)与红焦中转罐(10)相连，烧结机(2)经由热烧结矿运料小车(200)与热烧结矿中转罐(20)相连，球团焙烧机(3)经由热球团矿运料小车(300)与热球团矿中转罐(30)相连；
红焦中转罐(10)、热烧结矿中转罐(20)、热球团矿中转罐(30)分别通过运料提升装置(400)与高炉(4)相连。
3.根据权利要求2所述的高炉炼铁原料热送热装设备，其特征在于：所述的中转罐(10、20、30)的内衬为耐冲击的保温材料，罐口设密封盖，密封盖朝向罐的位置设置保温材料，形状为方形、椭圆形或圆形。
4.根据权利要求2或3所述的高炉炼铁原料热送热装设备，其特征在于：所述的运料提升装置(400)为垂直水平提升装置或斜桥提升装置。
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