免烧结高炉炼铁新技术

——《生熟料混装高炉炼铁法》专利技术

刘玉琦

（原中冶包头钢铁设计研究总院）

摘要：介绍免烧结高炉炼铁新技术。它将铁精矿的造块工序，由传统的高炉外氧化焙烧移至高炉内进行还原焙烧，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，氧化焙烧，还原焙烧，抗压强度，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焙烧，制成烧结矿或球团矿，经整粒后，再入高炉炼铁。免烧结高炉炼铁新技术，取消了传统铁精矿造块工序中的烧结工序，将铁精矿制成生散状料或生球团矿直接入高炉内，经还原焙烧，高炉内上部为烧结带，下部炼铁带。高炉生产中因不同高度上的温度不同，而形成的炉料物理形态不同，小于1300℃的温度范围为烧结带，1300℃-1400℃的温度范围为软熔带，高于1400℃温度范围为滴落带，烧结和冶炼同时在高炉内进行，简化了高炉生产工序。实践证明，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，详见表1。与现有技术相比，如采用生球团矿炼铁方案，吨铁可节省工序能耗150kg/t左右标准煤，生铁成本降低10%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传统铁精矿造块工艺中的焙烧工序。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，不必经过焙烧和固结，直接送入高炉炼铁。干燥、烧结和冶炼在高炉内均匀的还原气氛中平稳地连续进行。从而简化了高炉生产工序，也克服了传统高炉炼铁法的明显弊端。

因为无需经过焙烧，入炉时含有一定量的水份，生散状料和生球团矿也可以统称为“湿料”。湿料入炉有利于冶炼的因素有：

2.1湿料在高炉炉喉利用煤气余热干燥，不会增加能耗，并为炉料向下运动提供了最初的强度保证。水份的蒸发降低了炉顶温度，有利于炉顶设备的维护，同时对减少炉灰吹出量有一定作用。

2.2高炉内炉料的温度变化比烧结设备平稳而缓慢得多，高温持续时间长，更有利于固结。而且，由于不存在烧结工序的冷却过程，其中所有影响强度和还原性的晶体结构变化都不会发生。

2.3高炉还原气氛下发生一系列能够增加抗压强度的物理化学变化，铁精矿混合料第一次焙烧固结，液相和固相同时存在，湿料的强度随着高度的降低而提高，这与料柱压力变化对抗压强度的要求是一致的。

2.4实验证明，生球团矿和生散状料的软熔温度比氧化焙烧固结的普通球团矿和烧结矿高得多，冶炼时的软熔带的宽度也小得多。软熔带变窄，料柱由固体转向液体区间温度差小，可提高料柱的抗压强度，改善料柱的透气性。

2.5由于还原膨胀主要发生在Fe₂O₃ Fe₃O₄阶段，未经氧化焙烧的生球团矿和生散状料在高炉内还原气氛下高温性能好，经一次焙烧无粉化现象，改善了料柱透气性，更易于保证高炉顺行。

表1 生散状料和生球团矿生产主要技术经济指标比较

序 号	项目名称	单位	100 m^3高炉		50 m^3高炉		20 m^3高炉
			基准期	生散状料	基准期	生球团矿	基准期	生球团矿
								1	2
1	利用系数	t/ m^3d	1.71	1.797	1.99	2.24	1.9	2.10	2.46
2	焦比	kg/t	678	619	646	550	780	720	665
3	焦粉	kg/t	0	30	0	50	0	0	0
4	综合燃料比	kg/t	678	649	646	600	780	720	665
5	生球团矿品位	%	0	0	0	55.5	0	55.67	55.67
6	生球团矿比	%	0	0	0	60	0	50	100
7	生散状料品位	%	0	49	0	0	0	0	0
8	生散状料比	%	0	40	0	0	0	0	0
9	熟料品位	%	49.6	49.6	53.5	56.0	53.5	53.5	0
10	熟料比	%	100