专利名称：一种利用焦炉生产还原生铁的方法
技术领域：
本发明属于冶金领域，特别涉及一种利用焦炉生产还原生铁的方法。
背景技术：
现有的高炉冶炼铁的方法，都是把铁精矿粉烧结成氧化球团，再用焦炉里干馏的焦炭，按一定比例将焦炭和球团装在高炉冶炼生铁的。这种冶炼铁的工艺，烧结氧化球团既浪费能源，又污染环境，设备投资也大。使用这种氧化球团在高炉炼铁不仅高炉利用系数低，而且还原速度慢，能耗高。再则，用铁精矿粉还原成金属化球团，虽可提高高炉利用系数，但无论用隧道窑、回转窑、竖炉、转炉等生产金属化球团，能耗也很高，设备投资也大，成本较高，其产量远远不能满足钢铁工业冶炼铁的需要。另外，已知的机焦炉由煤气燃烧加热室，炭化室，蓄热室或换热室组成，并配有装煤机、推焦机、拦焦车、烧焦车等必要的工艺机械设备。其主要工艺是由煤气燃烧加热室加热硅质耐火砖墙、炉墙隔绝空气，并将热辐射传导给由装煤机装入炭化室内的洗精煤。洗精煤在高温隔绝空气的条件下经16-24小时的时间，逐步干馏成焦炭，焦炭成熟后，打开焦侧炉门，由推焦机将成熟的焦炭推出至拦焦车，装入熄焦车运至熄焦塔熄焦，产出成品焦炭。 但是干馏焦煤时产生的煤气大部分厂家没有得到合理有效的利用，中小型焦化厂大部分将煤气点燃排出，这样排出既浪费能源，又污染环境。煤气又不能用来生产生铁。在先申请的型煤炼焦联产海绵铁工艺方法(申请号01101461. X)是型煤与冷固结铁球团，同时放入生产型焦机焦炉，同一炭化室内型煤经干馏和还原后生产型焦和海绵铁的这种方法虽然利用了煤气，生产工艺复杂，在现有的焦炉不能生产，必须改变机焦炉的装型煤方法和装料装置，而且生产的型煤强度达不到高炉用焦的要求，海绵铁的脉石脱不掉。 在高炉冶炼才能除掉脉石渣。
发明内容
本发明的目的是提供一种利用焦炉生产还原生铁的方法，它弥补了现有焦炉只能生产焦炭的缺陷。本发明不改变现有焦炉的装料方法和装置，只改变焦煤饼的形状，高效利用了焦炉碳化干馏的煤气来还原铁系氧化物生成生铁，具有炼铁成本低、生产工艺简单等特点。本发明是一种利用焦炉生产还原生铁的方法，按以下步骤完成I、首先将焦煤打一个中间带长方体槽的空心焦煤饼。2、将铁精矿粉加入催化剂和煤粉混合均匀，不用粉磨，在成球机上造成球作为还原生铁的原料。3、将上述原料放入用焦煤打好的空心焦煤饼中间槽中，然后在原料上方覆盖一层厚度为IOOmm的焦煤，推入焦炉碳化室进行干馏碳化。原料球在焦煤干馏产生的煤气作用下，在高温下渗炭熔化，渣铁分离，形成生铁。4、形成生铁后，打开焦炉侧炉门，由推焦机将烧成的焦炭和生铁，推出拦焦车，装入熄焦车，运至熄焦塔熄焦，然后将焦炭和生铁分离。本发明与现有高炉炼铁技术相比，铁精矿粉不需要烧结成氧化球团，减少了投资和环境污染，节约了烧结氧化球团的能源，不用冶炼，浪费大量的焦炭，炼铁成本大幅度降低，效益显著增加，同时在不改变现有焦炉生产工艺的条件下，有效地、合理的利用了焦炉生产焦炭的煤气，产生的高温和干馏出煤气将铁精矿粉还原生成生铁，是炼铁作业的一种新工艺，具有十分重要的现实意义和深远的历史意义，推广前景广阔。
具体实施例方式本发明是一种利用焦炉生产还原生铁的方法，按以下步骤完成I、首先将焦煤打一个中间带长方体槽的空心焦煤饼，焦煤饼中含水重量 10% -15%。作为较佳的实施例，焦煤饼长13. 5米，宽3. 5米，高I米，槽边宽600mm，槽底厚300mm。具体生产时根据实际情况，不拘于以上尺寸。2、将铁精矿粉加入催化剂和煤粉混合均匀。其中，所述的铁精矿粉含铁重量为 60% -65%。所述的煤粉为铁精矿粉重量的10% -15% ;所述的催化剂的重量为铁精矿粉重量的3-8%。催化剂为细粉状的硼镁石、石膏、蛭石和碳酸钡；硼镁石、石膏、蛭石、碳酸钡之间的重量比为4 1.5 I 1，催化剂细粉颗粒大小最大为1mm。上述原料混合均匀， 不用粉磨，在成球机上造成3-5_的球作为还原生铁的原料。3、将上述原料放入用焦煤打好的空心焦煤饼中间槽中，焦煤饼与原料的重量比为 3 I。然后在原料上方覆盖一层厚度为IOOmm的焦煤，推入焦炉碳化室进行干馏碳化。在 13450C _1350°C的温度下，隔绝空气干馏66-72小时，原料球在焦煤干馏产生的煤气作用下，在高温下渗炭熔化，渣铁分离，形成生铁。4、形成生铁后，打开焦炉侧炉门，由推焦机将烧成的焦炭和生铁，推出拦焦车，装入熄焦车，运至熄焦塔熄焦，然后将焦炭和生铁分离。实施例I首先把焦煤放入焦煤饼槽底部厚度为300mm，用捣打机夯实，将钢模具放入焦煤饼槽中，四周加焦煤夯实，然后取出模具，就做成一个带槽形的长方体空心焦煤饼，再将铁精矿粉烘干，加入原料重量10 %的煤粉，3 %的上述催化剂，混合均匀，在成球机上成球，装入上述做成的长方体空心焦煤饼中，再在上面覆盖IOOmm的焦煤，推入焦炉碳化室进行干馏炭化，温度控制在1350°C，干馏炭化时间在72小时，铁精矿粉球在焦煤干馏煤气作用下，首先还原成海绵铁，接着在高温下渗炭熔化，渣铁分离，形成生铁。形成生铁后，打开焦炉侧炉门，由推焦机将烧成的焦炭和生铁，推出焦炉，运至熄焦塔熄焦，然后将焦炭和生铁分离。实施例2首先把焦煤放入焦煤饼槽厚度为底部300mm，用捣打机夯实，将钢模具放入焦煤饼槽中，四周加焦煤夯实，然后取出模具，就做成一个带槽形的长方体空心焦煤饼，再将铁精矿粉烘干，加入原料重量11 %的煤粉，4 %的上述催化剂，混合均匀，在成球机上成球，装入上述做成的长方体空心焦煤饼中，再在上面覆盖IOOmm的焦煤，推入焦炉碳化室进行干馏炭化，温度控制在1349°C，干馏炭化时间在71小时，铁精矿粉球在焦煤干馏煤气作用下，首先还原成海绵铁，接着在高温下渗炭熔化，渣铁分离，形成生铁。形成生铁后，打开焦炉侧炉门，由推焦机将烧成的焦炭和生铁，推出焦炉，运至熄焦塔熄焦，然后将焦炭和生铁分离。
实施例3首先把焦煤放入焦煤饼槽厚度为底部300mm，用捣打机夯实，将钢模具放入焦煤饼槽中，四周加焦煤夯实，然后取出模具，就做成一个带槽形的长方体空心焦煤饼，再将铁精矿粉烘干，加入原料重量12 %的煤粉，5 %的上述催化剂，混合均匀，在成球机上成球，装入上述做成的长方体空心焦煤饼中，再在上面覆盖IOOmm的焦煤，推入焦炉碳化室进行干馏炭化，温度控制在1348°C，干馏炭化时间在70小时，铁精矿粉球在焦煤干馏煤气作用下，首先还原成海绵铁，接着在高温下渗炭熔化，渣铁分离，形成生铁。形成生铁后，打开焦炉侧炉门，由推焦机将烧成的焦炭和生铁，推出焦炉，运至熄焦塔熄焦，然后将焦炭和生铁分离。实施例4首先把焦煤放入焦煤饼槽厚度为底部300mm，用捣打机夯实，将钢模具放入焦煤饼槽中，四周加焦煤夯实，然后取出模具，就做成一个带槽形的长方体空心焦煤饼，再将铁精矿粉烘干，加入原料重量13 %的煤粉，6 %的上述催化剂，混合均匀，在成球机上成球，装入上述做成的长方体空心焦煤饼中，再在上面覆盖IOOmm的焦煤，推入焦炉碳化室进行干馏炭化，温度控制在1347°C，干馏炭化时间在69小时，铁精矿粉球在焦煤干馏煤气作用下，首先还原成海绵铁，接着在高温下渗炭熔化，渣铁分离，形成生铁。形成生铁后，打开焦炉侧炉门，由推焦机将烧成的焦炭和生铁，推出焦炉，运至熄焦塔熄焦，然后将焦炭和生铁分离。实施例5首先把焦煤放入焦煤饼槽，底部300mm，用捣打机夯实，将钢模具放入焦煤饼槽中， 四周加焦煤夯实，然后取出模具，就做成一个带槽形的长方体空心焦煤饼，再将铁精矿粉烘干，加入原料重量14%的煤粉，7%的上述催化剂，混合均匀，在成球机上成球，装入上述做成的长方体空心焦煤饼中，再在上面覆盖IOOmm的焦煤，推入焦炉碳化室进行干馏炭化，温度控制在1346°C，干馏炭化时间在68小时，铁精矿粉球在焦煤干馏煤气作用下，首先还原成海绵铁，接着在高温下渗炭熔化，渣铁分离，形成生铁。形成生铁后，打开焦炉侧炉门，由推焦机将烧成的焦炭和生铁，推出焦炉，运至熄焦塔熄焦，然后将焦炭和生铁分离。实施例6首先把焦煤放入焦煤饼槽，底部300mm，用捣打机夯实，将钢模具放入焦煤饼槽中， 四周加焦煤夯实，然后取出模具，就做成一个带槽形的长方体空心焦煤饼，再将铁精矿粉烘干，加入原料重量15%的煤粉，8%的上述催化剂，混合均匀，在成球机上成球，装入上述做成的长方体空心焦煤饼中，再在上面覆盖IOOmm的焦煤，推入焦炉碳化室进行干馏炭化，温度控制在1345°C，干馏炭化时间在66小时，铁精矿粉球在焦煤干馏煤气作用下，首先还原成海绵铁，接着在高温下渗炭熔化，渣铁分离，形成生铁。形成生铁后，打开焦炉侧炉门，由推焦机将烧成的焦炭和生铁，推出焦炉，运至熄焦塔熄焦，然后将焦炭和生铁分离。
权利要求
1.一种利用焦炉生产还原生铁的方法，按以下步骤完成1)、首先将焦煤打一个中间带长方体槽的空心焦煤饼；2)、将铁精矿粉加入催化剂和煤粉混合均匀，不用粉磨，在成球机上造成球作为还原生铁的原料；3)、将上述原料放入用焦煤打好的空心焦煤饼中间槽中，然后在原料上方覆盖一层厚度为100_的焦煤，推入焦炉碳化室进行干馏碳化，原料球在焦煤干馏产生的煤气作用下， 在高温下渗炭熔化，渣铁分离，形成生铁；4)、形成生铁后，打开焦炉侧炉门，由推焦机将烧成的焦炭和生铁，推出拦焦车，装入熄焦车，运至熄焦塔熄焦，然后将焦炭和生铁分离。
2.根据权利要求I所述的还原生铁的方法，在步骤I)中焦煤饼中含水重量 10% -15%。
3.根据权利要求1、2所述的还原生铁的方法，在步骤I)中焦煤饼长13.5米，宽3. 5 米，高I米,槽边宽600mm,槽底厚300mm。
4.根据权利要求1、2所述的还原生铁的方法，在步骤2)中所述的铁精矿粉含铁重量为60% -65%，所述的煤粉为铁精矿粉重量的10% -15%。
5.根据权利要求1、2所述的还原生铁的方法，在步骤2)中所述的催化剂的重量为铁精矿粉重量的3-8%。催化剂为细粉状的硼镁石、石膏、蛭石和碳酸钡。
6.根据权利要求5所述的还原生铁的方法，在步骤2)中硼镁石、石膏、蛭石、碳酸钡之间的重量比为4 1.5 I I，催化剂细粉颗粒大小最大为1mm。
7.根据权利要求1、2所述的还原生铁的方法，在步骤3)中焦煤饼与原料的重量比为 3 I0
8.根据权利要求6、7所述的还原生铁的方法，在步骤3)中炉碳化室中进行干馏碳化是在1345°C _1350°C的温度下，隔绝空气干馏66-72小时。
全文摘要
本发明涉及一种利用焦炉生产还原生铁的方法。按以下步骤完成首先将焦煤打一个中间带长方体槽的空心焦煤饼；将铁精矿粉加入催化剂和煤粉混合均匀，不用粉磨，在成球机上造成球作为还原生铁的原料；将上述原料放入用焦煤打好的空心焦煤饼中间槽中，然后在原料上方覆盖焦煤，推入焦炉碳化室进行干馏碳化。原料球在焦煤干馏产生的煤气作用下，在高温下渗炭熔化，渣铁分离，形成生铁。本发明与现有高炉炼铁技术相比，减少了投资和环境污染，节约了烧结氧化球团的能源，不用冶炼，浪费大量的焦炭，炼铁成本大幅度降低，效益显著增加。本发明是炼铁作业的一种新工艺，具有十分重要的现实意义和深远的历史意义，推广前景广阔。
文档编号C21B13/00GK102605127SQ20121008294
公开日2012年7月25日 申请日期2012年3月27日 优先权日2012年3月27日
发明者董书通 申请人:毛耐文