一种耦合直接还原炼铁和熔融还原炼铁的低碳炼铁工艺

本发明涉及低碳冶金炼铁领域，特别是涉及一种耦合直接还原炼铁和熔融还原炼铁的低碳炼铁工艺dsri（direct and smelting reduced iron），可用此方法完成新型低碳直接还原炼铁。

背景技术：

1、在众多的非高炉炼铁工艺中，具有广大开发前景的当属熔融还原炼铁法和竖炉直接还原炼铁工艺两种。熔融还原炼铁工艺是直接利用非焦煤粉与铁矿粉作为原料，中国专利（专利申请号：202010345545.1）中提出一种利用纯氧喷吹技术进行熔融还原炼铁，但该工艺能量利用率较低，对高温炉顶气的利用措施还不够完善健全。而中国专利（专利申请号：202211247722.8）中提到一种竖炉直接还原炼铁工艺，其利用高温还原性气氛在炉内直接对球团矿进行还原，但该工艺的产品还原效率较低，且所需的还原气成本较高，炉顶气利用措施较差。同时，以上两种工艺均存在碳排放含量过高的问题。

2、中国专利（专利申请号：202211013989.0）中提出了一种低碳熔融还原炼铁的方法及装置，将熔融炉和气基竖炉的生产过程进行整合，初步实现了碳的循环利用。但是，上述提到的工艺方法重点研究了生产过程中的碳循环，并未深入地对这两种非高炉炼铁工艺方式进行耦合。目前的主要问题在于需要让熔融还原炉的高温炉顶气和竖炉的直接还原铁（dri）产品得到有效利用，从而更好地指导非高炉炼铁工艺的发展，提高其炼铁效率和产出。

技术实现思路

1、针对上述存在的问题，本发明提供了一种耦合直接还原炼铁和熔融还原炼铁的低碳炼铁工艺dsri（direct and smelting reduced iron）。以解决现有技术中炼铁过程中碳排放含量过高的问题。本发明所采用的技术方案主要包括：

2、（1）将矿粉通过造球工艺制成低品位球团，并送入竖炉进行预还原过程；

3、（2）将生产出的直接还原铁（dri）通过块状粉碎机转化成粉状dri，作为高品位含铁物料参与熔融还原srv炉的生产；

4、（3）通过喷枪将粉状dri与煤粉一起喷入熔融还原srv炉中，剩余喷枪可选择性喷入h2等还原性气体燃烧为srv炉提供热量，常温高纯氧气可由熔融反应炉上方吹入；

5、（4）收集竖炉和熔融还原炉的高温炉顶气，并通过喷枪向气体中喷入大量煤粉或生物质，使其转化成富含co和h2的高温还原气；

6、（5）将还原气依次通过旋风除尘装置进行深度除尘，并通入竖炉装置参与直接还原炼铁工艺；

7、（6）将熔融还原srv炉中生产的铁水通过鱼雷罐车运输至eaf电炉中完成剩余的炼钢工艺流程。

8、进一步地，步骤（2）中，粉碎后的dri块度需满足喷枪对喷吹物料的尺寸要求。

9、进一步地，步骤（3）中，粉状dri需搭配合理的煤粉比例一起喷入srv炉，1000kg铁水大约需要100~150kg煤粉。

10、进一步地，步骤（4）中，喷吹物质可以是常温的煤粉和生物质等含碳物料。

11、进一步地，步骤（5）中，旋风除尘装置需完成深度高温气体除尘功能以满足竖炉对还原气的条件。

12、本发明相比现有技术的有益效果为：

13、本工艺通过对气基竖炉和熔融还原炉的生产过程进行耦合，合理利用dri作为高品位原料进行熔融还原炼铁，并对高温炉顶气进行收集和循环，实现了炼铁过程中碳的循环利用，是一种低碳低耗的炼铁技术。

技术特征：

1.一种耦合直接还原炼铁和熔融还原炼铁的低碳炼铁工艺，其特征在于，包括以下步骤：

2.根据权利要求1所述的一种耦合直接还原炼铁和熔融还原炼铁的低碳炼铁工艺，其特征在于，步骤（2）中粉碎后的dri块度需满足喷枪对喷吹物料的尺寸要求。

3.根据权利要求1所述的一种耦合直接还原炼铁和熔融还原炼铁的低碳炼铁工艺，其特征在于，步骤（3）中粉状dri需搭配合理的煤粉比例一起喷入srv炉中。

4.根据权利要求1所述的一种耦合直接还原炼铁和熔融还原炼铁的低碳炼铁工艺，其特征在于，步骤（4）中喷吹物质可以是常温的煤粉和生物质含碳物料。

5.根据权利要求1所述的一种耦合直接还原炼铁和熔融还原炼铁的低碳炼铁工艺，其特征在于，步骤（5）中旋风除尘装置需完成深度高温气体除尘功能以满足竖炉对还原气的条件。

技术总结
一种耦合直接还原炼铁和熔融还原炼铁的低碳炼铁工艺，涉及冶金技术领域，（1）将矿粉制成低品位球团，并送入竖炉进行预还原过程；（2）将生产出的直接还原铁通过块状粉碎机转化成粉状DRI，作为高品位含铁物料参与SRV炉的生产；（3）将粉状DRI与煤粉一起喷入SRV炉中，喷入H<subgt;2</subgt;等还原性气体燃烧为SRV炉提供热量，SRV炉上方吹入氧气；（4）收集竖炉和炉的高温炉顶气，并通过喷枪向气体中喷入大量煤粉或生物质，使其转化成富含CO和H<subgt;2</subgt;的高温还原气；（5）将还原气依次通过旋风除尘装置进行深度除尘，并通入竖炉装置参与直接还原炼铁工艺；（6）将SRV炉中生产的铁水运输至EAF电炉中完成剩余的炼钢工艺流程。本发明实现了炼铁过程中碳的循环利用，低碳低耗。

技术研发人员：李克江,张建良,熊梓鑫,廖昊添,梁曾,周峰
受保护的技术使用者：北京科技大学
技术研发日：
技术公布日：2024/6/26