專利名稱：生鐵水或鋼水預(yù)產(chǎn)品的生產(chǎn)方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種由鐵礦石和助熔劑以及至少部分碎料所組成的爐料生產(chǎn)生鐵水或鋼水預(yù)產(chǎn)品的方法，其中，通過旋轉(zhuǎn)層方法，爐料在至少一個還原區(qū)內(nèi)被直接還原成海綿鐵，在供給碳載體和含氧氣體的條件下的熔化氣化區(qū)內(nèi)熔煉海綿鐵，并產(chǎn)生了含CO和H2的還原性氣體，將它們噴射進還原區(qū)，并且在那里進行反應(yīng)，該氣體最后被抽出來作為輸出氣體供給用戶使用;以及實現(xiàn)上述方法的設(shè)備。
從AT-B390622就已知道這種方法。按照AT-B390622生產(chǎn)粒徑大都各不相同的爐料，將爐料還原并通過風(fēng)篩將其分離成不同粒徑的部分，然后以單獨的步驟進行完全還原。然而，這種已知的一步法僅能達到還原氣體的低熱利用，勢必增加還原氣體的消耗。也不可能最佳利用還原氣體中的化學(xué)結(jié)合能。
本發(fā)明的目的是提供一種開始定義的那種方法及實現(xiàn)該方法的設(shè)備，它能以一種利用未處理的煤作為碳載體的廉價方式使用至少含有碎料的鐵礦石和助熔劑，該方法能夠利用仍然包含在還原氣體中的化學(xué)結(jié)合能(CO、H2含量)。
按照本發(fā)明，通過以下開始定義的那種方法可以達到上述目的-首先通過旋轉(zhuǎn)層方法使赤鐵礦石和/或磁鐵礦碎礦石和/或礦粉在預(yù)熱區(qū)內(nèi)進行預(yù)熱，-從而在至少一個連續(xù)排列的還原區(qū)內(nèi)將已預(yù)熱的爐料還原到較完全的程度，-隨后通過強制輸送工具，最好是氣動輸送工具，將至少更細顆粒的爐料加進熔化氣化區(qū)的流化床和/或(如果要求的話)固定床內(nèi)，并在那里進行熔煉。
按照AT-B387 403，含菱鐵礦和/或水合的爐料在位于固定床直接還原區(qū)前的固定床加熱區(qū)內(nèi)進行煅燒，然而，其中只有能在固定床內(nèi)被處理的粗塊含鐵礦石的爐料才可用于裝料。
爐料不是在如同已知固定床法(AT-B387 403)情況下的材料逆流中而是在穩(wěn)定的或循環(huán)旋轉(zhuǎn)層中，即(例如)斜流中進行處理，這對本發(fā)明來說是十分重要的，因而由于改進了高能氣體利用而能對碎礦石和礦粉廉價地進行處理。這是很重要的，因為目前世界生產(chǎn)的約75%的礦石都是碎礦石，它比粗塊或團塊礦石便宜。按照本發(fā)明，不僅通過旋轉(zhuǎn)法進行還原而且還進行預(yù)熱。按照本發(fā)明的多步旋轉(zhuǎn)層法，就可能以最佳方式利用還原氣體而無須供給附加的能量。
從US-A5，082，251已經(jīng)知道一種直接還原法，按照該方法，使用重整天然氣或石油，在一種級聯(lián)排列的旋轉(zhuǎn)層反應(yīng)器的系統(tǒng)中，對經(jīng)干燥、篩分和破碎而制得的復(fù)合礦石后的富鐵碎礦石進行還原，這樣就可得到一種極細的粒徑組成。隨后，將鐵粉冷壓或熱壓成塊。將煙氣用作預(yù)熱階段的流化氣體，該煙氣是燃燒空氣和天然氣而產(chǎn)生的;因此必須輸入外部能量，只有旋轉(zhuǎn)氣體的顯熱是可利用的。相反，通過固體碳載體(例如煤)進行本發(fā)明的還原，此后，按照本發(fā)明，CO還原占優(yōu)勢，而按照US-A5，082，251，主要用H2進行礦石的直接還原。
從使用來自最終還原階段的還原氣體的方法而不是按照US-A5，082，251那樣供給導(dǎo)致高成本的外部氣體來預(yù)熱礦石，就可看出本發(fā)明的主要優(yōu)點。本發(fā)明的另一個氣體調(diào)節(jié)的優(yōu)點在于，除了可作預(yù)熱之用以外，還能用作還原氣氛進行預(yù)還原，從而確保還原氣體特別有效的利用。
為了冷卻在熔化氣化區(qū)內(nèi)生成的還原氣體，按照本發(fā)明，將部分還原氣體直接加進用于形成旋轉(zhuǎn)層的還原區(qū)內(nèi)，而另一部分還原氣體在熱旋風(fēng)器和滌氣器內(nèi)進行凈化后，作為冷卻氣體同加進還原區(qū)內(nèi)的第一部分還原氣體進行混合。
為了控制還原區(qū)內(nèi)爐料的流化狀態(tài)。最好將一部分還原氣體加進旋轉(zhuǎn)層附近的還原區(qū)內(nèi)，而供給熱旋風(fēng)器的那部分還原氣體被部分地加進還原區(qū)內(nèi)在其底部形成的流化床中。
為了有效地預(yù)熱爐料，最好把離開還原區(qū)的還原氣體加進預(yù)熱區(qū)，由于部分燃燒還原氣體而導(dǎo)致溫度上升。
為了有效地利用在還原中產(chǎn)生的粉塵和碎粒，最好是用一個還原旋風(fēng)分離器來除去從還原區(qū)抽出的還原氣體中的碎料，在分離期間還原旋風(fēng)器內(nèi)分離出來的碎料被還原到較完全的程度，并借助于噴射器被供入熔化氣化區(qū)內(nèi)含氧氣體的供氣點附近。
從還原區(qū)旋轉(zhuǎn)層適當(dāng)?shù)夭糠峙懦鲈谶€原區(qū)內(nèi)已經(jīng)事先被完全還原的碎料，并經(jīng)過Sleuce系統(tǒng)在含氧氣體供應(yīng)點附近用噴射器供入熔化氣化區(qū)內(nèi)，同時，從還原區(qū)的旋轉(zhuǎn)層排出的部分爐料同還原旋風(fēng)器內(nèi)分離出來的物料一起被適當(dāng)?shù)毓┤肴刍瘹饣瘏^(qū)內(nèi)。
此時，用噴射器和氧氣粉塵燃燒器經(jīng)過Sleuce系統(tǒng)，將已在熱旋風(fēng)器內(nèi)分離出來的粉塵在細焦流化床和粗焦流化床之間范圍附近供入熔化氣化區(qū)內(nèi)。
通過將一部分熔煉過程所需的助熔劑同煤一起直接加入熔化氣化區(qū)內(nèi)，并將一部分助熔劑同碎礦石一起加入預(yù)熱區(qū)來適當(dāng)?shù)靥砑又蹌?，其中，最好以粒徑?mm-12.7mm范圍內(nèi)的粗顆粒輸入同煤一起加入的助熔劑，并最好以粒徑在2mm-6.3mm范圍內(nèi)的細顆粒輸入同碎礦石一起加入的助熔劑。
通過設(shè)置2個就地分開的連續(xù)排列的還原區(qū)可達到特別有效的還原，離開第一還原區(qū)的還原氣體進入在碎礦石流動方向意義上位于第一還原區(qū)前的第二還原區(qū)內(nèi)，并在壓縮狀態(tài)下從該處加入預(yù)熱區(qū)內(nèi)。
為了利用在工藝過程中產(chǎn)生的過量氣體，按照最佳實施方案，如果要求的話，根據(jù)離開還原區(qū)的一部分還原氣體的混合物情況，在CO2凈化后，離開預(yù)熱區(qū)的輸出氣體被用于生產(chǎn)熱壓團塊鐵，其中，碎礦石在預(yù)熱區(qū)內(nèi)進行預(yù)熱，隨后在至少一個還原區(qū)內(nèi)進行完全還原，并被供入壓縮和制團設(shè)備內(nèi);根據(jù)加熱情況，輸出氣體被輸入至少一個形成旋轉(zhuǎn)床的還原區(qū)內(nèi)，而且，在流過該處后，從該處被抽出來并在部分燃燒狀態(tài)下被加進預(yù)熱區(qū)內(nèi)，目的在于升高溫度以形成旋轉(zhuǎn)床。
一種實現(xiàn)本發(fā)明方法的裝置，它包括至少一個還原反應(yīng)器，與該反應(yīng)器連接的一根用于輸送含有鐵礦石和助熔劑的爐料輸送管、一根用于輸送還原氣體的供氣管以及一根用于輸送反應(yīng)器內(nèi)生成的還原產(chǎn)物的輸送管和一根輸出氣體的導(dǎo)氣管;包括一個熔爐燃氣發(fā)生器，輸入來自還原反應(yīng)器的還原產(chǎn)物的輸送管進入該熔爐燃氣發(fā)生器內(nèi);它還包括含氧氣體和碳載體的供料管以及生鐵或初級鋼料和爐渣的出料口和放渣口，其中，在熔爐燃氣發(fā)生器內(nèi)生成的還原氣體的氣管從熔爐燃氣發(fā)生器進入還原反應(yīng)器，該裝置的特征在于，還原反應(yīng)器被設(shè)計成旋轉(zhuǎn)層還原反應(yīng)器;按爐料流向而言，旋轉(zhuǎn)層預(yù)熱反應(yīng)器位于旋轉(zhuǎn)層還原反應(yīng)器之前，旋轉(zhuǎn)層還原反應(yīng)器的氣管進入旋轉(zhuǎn)層預(yù)熱反應(yīng)器內(nèi);設(shè)置氣動輸送管用于將旋轉(zhuǎn)層還原反應(yīng)器內(nèi)生成的海綿鐵輸入熔爐燃氣發(fā)生器內(nèi)，輸送管在流化床和/或固定床水平處進入熔爐燃氣發(fā)生器內(nèi)。
通過主要在還原反應(yīng)器(也在預(yù)熱反應(yīng)器)內(nèi)的流化程度可以控制還原過程，其中旋轉(zhuǎn)層還原反應(yīng)器包括一個直徑較小的下部和一個位于下部之上直徑較大的上部，從下部到上部的過渡段被設(shè)計成圓錐形，還原氣體的供氣管進入圓錐形過渡段，其中旋轉(zhuǎn)層預(yù)熱反應(yīng)器相應(yīng)地有一個圓錐形底端，還原氣體的供氣管通到該圓錐形底端內(nèi)。
為了能從旋轉(zhuǎn)層還原反應(yīng)器內(nèi)排出已完全還原的碎料，在旋轉(zhuǎn)層的水平面上，旋轉(zhuǎn)層還原反應(yīng)器上設(shè)置有一個碎料排放裝置，有一個輸送設(shè)備從該碎料排放裝置通向在熔爐燃氣發(fā)生器內(nèi)形成的固定床或流化床的水平面處進入熔爐燃氣發(fā)生器內(nèi)的氣動輸送設(shè)備。
按照最佳實施方案，在爐料流向上連續(xù)設(shè)置2個旋轉(zhuǎn)層還原反應(yīng)器。
如果按照以下工藝流程就可以特別有效地利用生成的過量氣體，所說工藝流程是在CO2滌氣器和加熱設(shè)備的中間裝置以后，輸出氣體的氣管通入至少一個用于生產(chǎn)熱壓團塊鐵的還原反應(yīng)器內(nèi)，有一根氣管從該還原反應(yīng)器引出并通入旋轉(zhuǎn)層預(yù)熱反應(yīng)器，其中碎礦石裝料管進入旋轉(zhuǎn)層預(yù)熱反應(yīng)器和離開旋轉(zhuǎn)層預(yù)熱反應(yīng)器的輸送管將已預(yù)熱的碎礦石輸入還原反應(yīng)器，而且，在碎礦石流動方向上，壓縮和制團設(shè)備被設(shè)置在還原反應(yīng)器后面。
以下通過在附圖中圖解說明的三個實施方案來詳細地解釋本發(fā)明，其中，

圖1-3各自描述了在圖解說明中本發(fā)明設(shè)備的較佳實施方案。
用1表示預(yù)熱反應(yīng)器，它被設(shè)計成旋轉(zhuǎn)層預(yù)熱反應(yīng)器，含有鐵礦石和助熔劑的爐料可通過橫向進入旋轉(zhuǎn)床區(qū)2(預(yù)熱區(qū))水平面的裝料管3加入旋轉(zhuǎn)層預(yù)熱反應(yīng)器內(nèi)。在設(shè)計成塔形的旋轉(zhuǎn)層預(yù)熱反應(yīng)器1的上端處，通過配置有氣體凈化旋風(fēng)器4和氣體滌氣器5(例如文丘里管滌氣器)的氣體排放管6，排出在反應(yīng)器1內(nèi)生成的并流過該處的氣體。這些氣體可作為高質(zhì)量的輸出氣體(它們約有8000KJ/Nm3的熱值)用于各種作途，例如，用于生產(chǎn)含氧或不含氧的氣流。
在旋轉(zhuǎn)層預(yù)熱反應(yīng)器1內(nèi)已被預(yù)熱的全部爐料都可通過輸送管7進入也被設(shè)計成旋轉(zhuǎn)層反應(yīng)器的還原反應(yīng)器(8)內(nèi)，并在該處還原到較完全的程度。
借助于氣動海綿鐵輸送管9(包括N2噴射器)一可以用任何其它的強制輸送工具來代替一可以將在旋轉(zhuǎn)層還原反應(yīng)器8內(nèi)生成的海綿鐵輸入到熔爐燃氣發(fā)生器10內(nèi)，并輸送到其中流化床Ⅲ、Ⅱ的水平面和/或位于Ⅲ、Ⅱ以下的固定床Ⅰ的水平面上的相同地方。熔爐燃氣發(fā)生器包括至少一個煤和助熔劑的供料管11和排列在若干水平面上的含氧氣體的供氣噴口12。
在位于由固定床Ⅰ形成的熔化氣化區(qū)以下的熔爐燃氣發(fā)生器內(nèi)收集生鐵水13和液態(tài)爐渣14，粗焦流化床Ⅱ位于固定床Ⅰ之上，細焦流化床Ⅲ又位于流化床Ⅱ之上，脫氧腔Ⅳ位于頂部，生鐵和爐渣分別通過出鐵放渣口15、16出鐵和放渣。在熔爐燃氣發(fā)生器10內(nèi)，由碳載體和含氧氣體生產(chǎn)還原氣體，在流化床Ⅲ以上的脫氧腔Ⅳ內(nèi)收集該還原氣體，并通過氣管17經(jīng)基本上是塔形的旋轉(zhuǎn)層還原反應(yīng)器8的平截頭圓錐體縮頸將其加入旋轉(zhuǎn)層還原反應(yīng)器8內(nèi)，反應(yīng)器8的平截頭圓錐體縮頸組成一個氣體分配底19，而該圓錐體縮頸是為形成旋轉(zhuǎn)層18或旋轉(zhuǎn)床18(還原區(qū))而設(shè)置的，還原氣體是通過環(huán)形管20沿著縮頸的圓柱表面而供入的。
在旋轉(zhuǎn)層內(nèi)不能保持漂浮狀態(tài)的大固體顆粒由于重力影響而沿中心下降，并通過中心固體排放管21被排出。該中心固體排放管21是這樣配置的，經(jīng)徑向氣體供氣管22，固定床流入具有圓錐形底24并位于平截頭圓錐形氣體分配底19以下的圓錐槽部分23，以致即使大顆粒的還原也能達到滿意的程度。
由于氣體分配底19的平截頭圓錐形狀，凈管速度隨高度變化。因此，在氣體分配底19的整個高度都能調(diào)節(jié)到特定的徑粒分布。在氣體分配底19內(nèi)適當(dāng)?shù)嘏渲蔑L(fēng)嘴，從而能形成內(nèi)部循環(huán)的旋轉(zhuǎn)層，在該處中心的氣體速度高于周邊氣體速度。這類旋轉(zhuǎn)層的形成既可用于還原反應(yīng)器8又可用于預(yù)熱反應(yīng)器1。
離開熔爐燃氣發(fā)生器10的一部分還原氣體在熱旋風(fēng)器25內(nèi)進行凈化，在連續(xù)排列的滌氣器26內(nèi)進行冷卻，并通過壓縮機27和經(jīng)氣管28再次同離開熔爐燃氣發(fā)生器10的還原氣體混合。在熱旋風(fēng)器25內(nèi)分離出來的粉塵通過N2噴射器29返回到熔爐燃氣發(fā)生器10內(nèi)。一部分離開熱旋風(fēng)器25的仍未冷卻的還原氣體通過圓柱槽23經(jīng)環(huán)形管組成的氣體供氣設(shè)備22進入旋轉(zhuǎn)層還原反應(yīng)器8。
從旋轉(zhuǎn)層還原反應(yīng)器8排出的氣體通過氣管30被加進還原旋風(fēng)器31內(nèi)，仍然包含在還原氣體中的碎料在31內(nèi)被分離和完全還原。這些碎料通過輸送管32和N2噴射器33在接近固定床Ⅰ的上端水平面處被輸入熔爐燃氣發(fā)生器10內(nèi)。
從還原旋風(fēng)器8排出的已部分氧化的還原氣體通過氣管30進入旋轉(zhuǎn)層預(yù)熱反應(yīng)器內(nèi)，然而，其中部分上述還原氣體被燃燒以加熱燃燒室34內(nèi)的還原氣體，含氧氣體供氣管35進入燃燒室34內(nèi)。
在旋轉(zhuǎn)床18的水平面處借助于螺旋輸送機36從旋轉(zhuǎn)層還原反應(yīng)器8內(nèi)推出一部分已完全還原的爐料，通過輸送管37經(jīng)N2噴射器33在接近固定床Ⅰ的上端的水平處將上述爐料同來自還原旋風(fēng)器31的碎料一起輸入熔爐燃氣發(fā)生器10內(nèi)。
經(jīng)包括Sleuce 39(在用于部分或完全還原物料的其它輸送管32、37內(nèi)也設(shè)置了Sleuce 39)的輸送管38通過供給還原氣體的環(huán)形管20，將在輸出氣體排放管6的旋風(fēng)器4內(nèi)分離出來的細粒料加入旋轉(zhuǎn)層還原反應(yīng)器8內(nèi)。
圖1設(shè)備的詳細功能如下借助于氣動急劇升降傳送帶或垂直輸送機，將經(jīng)過篩選和干燥處理的粒徑分布為0.04mm＝約20%0.04-6.3mm＝約70%
6.3-12.7mm＝約10%和水分含量約為20%的碎礦石加入預(yù)熱反應(yīng)器1內(nèi)。在該處，碎礦石在旋轉(zhuǎn)床區(qū)2內(nèi)被預(yù)熱到約850℃溫度，并由于還原氣氛而任選地被預(yù)還原到接近于方鐵礦的程度。
對于這種預(yù)還原過程而言，還原氣體含有至少25%的(CO+H2)，以使其具有足夠的還原能力。
隨后，已預(yù)熱和任選預(yù)還原的碎礦石流入還原反應(yīng)器8(最好是通過重力作用)，在反應(yīng)器8的旋轉(zhuǎn)層或旋轉(zhuǎn)床18內(nèi)，該碎石大部分被還原成溫度約為850℃的Fe相。對于這種還原過程而言，氣體含有至少68%(CO+H2)的含量。
在還原反應(yīng)器8內(nèi)，對碎礦石進行篩分，0.2mm以下的那部分碎石被還原氣體夾帶進入還原旋風(fēng)器31內(nèi)。在該處，通過旋風(fēng)效應(yīng)使固體分離期間，0.2mm以下的碎礦石被完全還原。
通過排放螺旋輸送機36從還原反應(yīng)器8的旋轉(zhuǎn)層18內(nèi)排出的較細固體部分，借助于N2噴射器33，經(jīng)過Sleuce39，在鼓入含氧氣體的水平面附近，將其同還原旋風(fēng)器31內(nèi)分離出來的碎礦石一起供入熔爐燃氣發(fā)生器10內(nèi)。
通過N2噴射器9或重力排放將來自還原反應(yīng)器8下部的較粗固體部分經(jīng)Sleuce39在細焦流化床Ⅲ區(qū)域鼓入或加入熔爐燃氣發(fā)生器10內(nèi)。
借助于N2噴射器29和氧氣粉塵燃燒器將在熱旋風(fēng)器25(主要含有Fe和C)內(nèi)分離出來的粉塵經(jīng)Sleuce39在細焦流化床Ⅲ和粗焦流化床Ⅱ之間的區(qū)域加入熔爐燃氣發(fā)生器10內(nèi)。
為預(yù)熱和煅燒起見，工藝過程所需的助熔劑，作為一種粗粒料(最好粒徑在4-12.7mm之間)經(jīng)煤通道(11)加入，而作為一種細粒料(最好粒徑在2-6.3mm之間)經(jīng)碎礦石通道(3)加入。
對于需要較長還原時間的碎礦石，如圖2所說明的那樣，以串連或連接于第一級還原反應(yīng)器8的方式設(shè)置包括輔助還原旋風(fēng)器31′的第二級(如果要求的話，以及第三級)旋轉(zhuǎn)層還原反應(yīng)器8′。碎礦石在第二級還原反應(yīng)器8′內(nèi)被還原成方鐵礦程度，而在第一級還原反應(yīng)器8內(nèi)被還原成Fe相。
在這種情況下，通過排放螺旋輸送機36′從第二級還原反應(yīng)器的旋轉(zhuǎn)層18′排出的固體部分，由于重力作用同來自第二級還原反應(yīng)器8′下部的較粗固體一起被加入第一級還原反應(yīng)器8內(nèi)。通過N2噴射器33，將在第二級還原旋風(fēng)器31′內(nèi)分離出來的碎礦石同在第一級還原旋風(fēng)器31內(nèi)分離出來的碎礦石一起在含氧氣體鼓入平面附近供入熔爐燃氣發(fā)生器10內(nèi)。
如果使用2級旋轉(zhuǎn)層還原反應(yīng)器8、8′和2級還原旋風(fēng)器31、31′，工作壓力不夠補償系統(tǒng)內(nèi)的壓力損失時，則可按照本發(fā)明，借助于壓縮機40來使預(yù)熱反應(yīng)器1所需的混合氣體達到必要的壓力。在這種情況下，來自第二級還原旋風(fēng)器31′的氣體在滌氣器41內(nèi)被凈化。然而，以后僅有一部分氣流被壓縮(一部分通過管42被抽出來作為輸出氣體)，并在混合室43內(nèi)適當(dāng)?shù)赝ㄟ^管44輸入的含氧氣體混合，以致隨后能在預(yù)熱反應(yīng)器1內(nèi)使一部分還原氣體燃燒以便使碎礦石達到所需的預(yù)熱溫度。
如上所述，來自生鐵生產(chǎn)的高質(zhì)量輸出氣體可用于生產(chǎn)含氧或不含氧的氣流。按照本發(fā)明的最佳實施方案，它在圖3中表示，在CO2洗滌45和預(yù)熱到約850℃的46以后，輸出氣體按以下方式被重新用作還原氣體為了生產(chǎn)熱壓團塊鐵，用如同在生產(chǎn)生鐵時所用同樣團塊的還原氣體，來預(yù)熱和還原如同在生產(chǎn)生鐵時所用同樣技術(shù)要求的碎礦石。借助于N2噴射器33將來自至少一個還原反應(yīng)器8和來自還原旋風(fēng)器31的已完全還原的粒料部分鼓風(fēng)送入裝料料斗47。另一方面，較粗的粒料部分能從還原反應(yīng)器8的下部通過重力排放被加入裝料料斗47。
此后，具有約92%金屬化程度和至少750℃溫度的已完全還原的碎礦石，由于重力作用經(jīng)過包括可控馬達的預(yù)壓縮螺旋輸送機48而進入對輥壓制機49。
在以下實施例中，概述了在操作圖1-3中所示方案的設(shè)備中所得的本發(fā)明方法的典型特性數(shù)據(jù)。
實施例煤分析值(干份分析值)C 77%H 4.5%N 1.8%O 2.6%S 0.5%煤質(zhì) 9.1%C固定61，5%礦石分析值(濕份分析值)Fe 62.84%Fe2O387.7%CaO 0.73%MgO 0.44%SiO26.53%Al2O30.49%MnO 0.15%燒失量 0.08%水份 2%碎礦石的粒徑分布
+10mm 0%10-6mm 5.8%6-2mm 44.0%2-0.63mm 29.6%0.63-0.125mm 13.0%-0.125mm 7.6%且熔劑(干份分析值)CaO 45.2%MgO 9.3%SiO21.2%Al2O30.7%MnO 0.6%Fe2O32.3%燒失量 39.1%為了在圖1的設(shè)備內(nèi)生產(chǎn)42噸生鐵/小時，42噸煤/小時供氣29，000Nm3O2/小時。礦石消耗總計64噸/小時而助熔劑消耗為14噸/小時。
除了鐵以外，所生產(chǎn)的生鐵還具有以下組分
C 4.2%Si 0.4%P 0.07%Mn 0.22%S 0.04%來自生鐵設(shè)備的輸出氣體產(chǎn)生87.000Nm3/小時，具有以下分析值CO 36.1%CO226.9%H216.4%H2O 1.5%N2+Ar 18.1%CH41%H2S 0.02%熱值 6780KJ/Nm3當(dāng)按照圖3將來自生鐵設(shè)備的輸出氣體進一步用于生產(chǎn)熱壓團塊鐵時，能生產(chǎn)29噸熱壓團塊鐵/小時。其所需再循環(huán)氣體的數(shù)量為36，000Nm3/小時。熱壓團塊海綿鐵具有以下分析值金屬化 92%C 1%S 0.01%P 0.03%用于生產(chǎn)熱壓團塊鐵的來自設(shè)備的輸出氣體數(shù)量為79，000Nm3/小時，該氣體具有以下組分CO 21.6%CO244.1%H210.6%H2O 2.8%N2+Ar 19.9%CH41%熱值 4200KJ/Nm3生鐵設(shè)備和用于生產(chǎn)熱壓團塊鐵的設(shè)備所必需的耗電量為23MW。從用于生產(chǎn)熱壓團塊鐵的設(shè)備輸出的氣體相當(dāng)于145MW的熱功率。
權(quán)利要求
1.一種由鐵礦石和助熔劑以及至少部分碎料所組成的爐料生產(chǎn)生鐵水或液態(tài)鋼預(yù)產(chǎn)品的方法，其中，通過旋轉(zhuǎn)層法，爐料在至少一個還原區(qū)(18、18′)內(nèi)被直接還原成海綿鐵，在供給碳載體和含氧氣體條件下的熔化氣化的區(qū)(Ⅰ-Ⅳ)內(nèi)熔煉該海綿鐵，并產(chǎn)生了含有CO和H2的還原氣體，該還原氣體被噴射進還原區(qū)(18、18′)內(nèi)，并在那里進行反應(yīng)，被抽出來作為輸出氣體供給用戶使用，其特征在于-首先通過旋轉(zhuǎn)層法使赤鐵礦和/或磁鐵礦碎礦石和/或礦粉在預(yù)熱區(qū)(2)內(nèi)進行預(yù)熱，-從而在至少一個連續(xù)排列的還原區(qū)(18、18′)內(nèi)將已預(yù)熱的爐料還原到較完全的程度，-隨后通過強制輸送工具、最好是氣動輸送工具，將至少較細顆粒的爐料加進熔化氣化區(qū)(Ⅰ-Ⅳ)的流化床(Ⅱ、Ⅲ)和/或(如果要求的話)固定床(Ⅰ)內(nèi)，并在那里進行熔煉。
2.一種根據(jù)權(quán)利要求1的方法，其特征在于，在熔化氣化區(qū)(Ⅰ-Ⅳ)內(nèi)生成的還原氣體，一部分被直接加進用于形成旋轉(zhuǎn)層(18)的還原區(qū)內(nèi)，而另一部分在熱旋風(fēng)器(25)和滌氣器(26)內(nèi)進行凈化后，作為冷卻氣體同加進還原區(qū)的第一部分還原氣體進行混合。
3.一種根據(jù)權(quán)利要求2的方法，其特征在于，將一部分還原氣體加進旋轉(zhuǎn)層(18)附近的還原區(qū)內(nèi)，而供給熱旋風(fēng)器(25)的那部分還原氣體被部分地加進還原區(qū)內(nèi)以使其底部內(nèi)形成流化床。
4.一種根據(jù)權(quán)利要求1-3中一項或數(shù)項的方法，其特征在于，將離開還原區(qū)的還原氣體加進預(yù)熱區(qū)(2)內(nèi)，由于部分燃燒還原氣體而導(dǎo)致溫度升高。
5.一種根據(jù)權(quán)利要求1-4中一項或數(shù)項的方法，其特征在于，從還原區(qū)抽出的還原氣體在還原旋風(fēng)器(31)內(nèi)與碎料分離，在還原旋風(fēng)器(31)內(nèi)分離出來的碎料在分離期間被還原到較完全的程度，并借助于噴射器(33)在含氧氣體供氣點附近，被供入熔化氣體區(qū)(Ⅰ-Ⅳ)內(nèi)。
6.一種根據(jù)權(quán)利要求1-5中一項或數(shù)項的方法，其特征在于，從還原區(qū)的旋轉(zhuǎn)層(18)處排出一部分爐料，并借助于噴射器(33)經(jīng)Sleuce 39在含氧氣體供氣點附近，將其供入熔化氣化區(qū)(Ⅰ-Ⅳ)內(nèi)。
7.一種根據(jù)權(quán)利要求6的方法，其特征在于，從還原區(qū)的旋轉(zhuǎn)層(18)排出的那部分爐料同在還原旋風(fēng)器(31)內(nèi)分離出來的物料一起被供入熔化氣化區(qū)(Ⅰ-Ⅳ)內(nèi)。
8.一種根據(jù)權(quán)利要求6或7的方法，其特征在于，借助于噴射器(29)和氧氣粉塵燃燒器，將在熱旋風(fēng)器(25)內(nèi)分離出來的粉塵經(jīng)Sleuce系統(tǒng)(39)，在細焦流化床(Ⅲ)和粗焦流化床(Ⅱ)之間附近供入熔化氣化區(qū)(Ⅰ-Ⅳ)內(nèi)。
9.一種根據(jù)權(quán)利要求1-8中一項或數(shù)項的方法，其特征在于，熔煉過程所需的一部分助熔劑同煤一起被直接加入熔化氣化區(qū)(Ⅰ-Ⅳ)內(nèi)，而另一部分助熔劑同碎礦石一起被加入預(yù)熱區(qū)(2)內(nèi)。
10.一種根據(jù)權(quán)利要求9的方法，其特征在于，最好以4mm12.7mm之間的粗顆粒輸入同煤一起加入的助熔劑，并最好以2mm-6.3mm之間范圍的細顆粒輸入同碎礦石一起加入的助熔劑。
11.一種根據(jù)權(quán)利要求1-10中一項或數(shù)項的方法，其特征在于，設(shè)置2個就地分開連續(xù)排列的還原區(qū)(18、18′)，離開第一級還原區(qū)(18)的還原氣體被輸入在碎礦石流動方向意義上位于第一級還原區(qū)(18)之前的第二級還原區(qū)(18′)內(nèi)，并在壓縮(圖2)狀態(tài)下從該處被加進預(yù)熱區(qū)(2)內(nèi)。
12.一種根據(jù)權(quán)利要求1-11中一項或數(shù)項的方法，其特征在于，如果要求的話，根據(jù)離開還原區(qū)(18)的一部分還原氣體的混合物情況，在CO2凈化后，離開預(yù)熱區(qū)(2)的輸出氣體被用于生產(chǎn)熱壓團塊鐵，其中，碎礦石在預(yù)熱區(qū)(2)內(nèi)進行預(yù)熱，隨后在至少一個還原區(qū)(18)內(nèi)進行大體上完全的還原，并被供入壓縮和制團設(shè)備(48、49)內(nèi);根據(jù)加熱情況，輸出氣體被輸入至少一個形成旋轉(zhuǎn)床(18)的還原區(qū)，而且，在通過該處后，從該處被抽出來在部分燃燒狀態(tài)下被加進預(yù)熱區(qū)(2)內(nèi)，目的在于升高溫度以形成旋轉(zhuǎn)床(圖3)。
13.一種用于實現(xiàn)權(quán)利要求1-12中一項或數(shù)項方法的設(shè)備，該設(shè)備包括至少一個還原反應(yīng)器(8、8′)，與該反應(yīng)器連接的，一根用于輸送含有鐵礦石和助溶劑的爐料輸送器(7)、一根用于輸送還原氣體的供氣管(17)以及一根用于輸送反應(yīng)器(8、8′)內(nèi)生成的還原產(chǎn)物的輸送管(9)和一根爐頂氣體的氣管(30);;包括一個熔爐燃氣發(fā)生器(10)，輸入來自還原反應(yīng)器(8、8′)的還原產(chǎn)物的輸送管(9)進入該熔爐燃氣發(fā)生器(10)內(nèi);它還包括含氧氣體和碳載體的供料管(11、12)以及生鐵(13)或初級鋼料和爐渣(14)的出料口和放渣口(15、16)，其中，在熔爐燃氣發(fā)生器(10)內(nèi)生成的還原氣體的氣管從熔爐燃氣發(fā)生器(10)進入還原反應(yīng)器(8、8′)內(nèi)，該設(shè)備的特征在于，還原反應(yīng)器被設(shè)計成旋轉(zhuǎn)層還原反應(yīng)器(8、8′);按爐料流向而言，旋轉(zhuǎn)層預(yù)熱反應(yīng)器(1)位于旋轉(zhuǎn)層還原反應(yīng)器(8、8′)之前，旋轉(zhuǎn)層還原反應(yīng)器(8、8′)的氣管(30)進入旋轉(zhuǎn)層預(yù)熱反應(yīng)器內(nèi);設(shè)置氣動輸送管(9)用于將旋轉(zhuǎn)層還原反應(yīng)器(8、8′)內(nèi)生成的海綿鐵輸入熔爐燃氣發(fā)生器(10)內(nèi)，輸送管在流化床(Ⅱ、Ⅲ)和/或固定床(Ⅰ)的水平面處進入熔爐燃氣發(fā)生器(10)內(nèi)。
14.一種根據(jù)權(quán)利要求13的設(shè)備，其特征在于，氧氣管(35)進入從旋轉(zhuǎn)層還原反應(yīng)器(8、8′)引向旋轉(zhuǎn)層預(yù)熱反應(yīng)器(1)的氣管(30)內(nèi)。
15.一種根據(jù)權(quán)利要求13或14的設(shè)備，其特征在于，旋轉(zhuǎn)層還原反應(yīng)器(8、8′)包括一個具有較小直徑的下部(23)和一個位于下部之上具有較大直徑的上部，從下部到上部的過渡段被設(shè)計成圓錐形，還原氣體的氣管(7)進入圓錐形過渡段(19)。
16.一種根據(jù)權(quán)利要求13-15中任一項的設(shè)備，其特征在于，旋轉(zhuǎn)層預(yù)熱反應(yīng)器(1)有一個圓錐形底端，還原氣體的氣管(30)進入上述圓錐形底端內(nèi)。
17.一種根據(jù)權(quán)利要求13-16中一項或數(shù)項的設(shè)備，其特征在于，在旋轉(zhuǎn)層(18、18′)的水平面上，旋轉(zhuǎn)層還原反應(yīng)器(8、8′)設(shè)置有一個碎料排放設(shè)備(36)，輸送管(17)從該處通向在熔爐燃氣發(fā)生器(10)內(nèi)形成的固定床(Ⅰ)或流化床(Ⅱ)的水平面處進入熔爐燃氣發(fā)生器(10)的氣動輸送設(shè)備(33)。
18.一種根據(jù)權(quán)利要求13-17中一項或數(shù)項的設(shè)備，其特征在于，2個旋轉(zhuǎn)層還原反應(yīng)器(8、8′)按爐料流向(圖2)連續(xù)排列。
19.一種根據(jù)權(quán)利要求13-18中一項或數(shù)項的用于實現(xiàn)權(quán)利要求12的方法的設(shè)備，其特征在于，在CO2滌氣器(45)和加熱設(shè)備(46)的中間裝置以后，用于生產(chǎn)熱壓團塊鐵的輸出氣體的氣管(6、42)進入至少一個還原反應(yīng)器(8)內(nèi)，氣管從該處被引入旋轉(zhuǎn)層預(yù)熱反應(yīng)器(1)內(nèi)，其中，碎礦石裝料管進入旋轉(zhuǎn)層預(yù)熱反應(yīng)器(1)和離開旋轉(zhuǎn)層預(yù)熱反應(yīng)器(1)的輸送管內(nèi)，將已預(yù)熱的碎礦石輸送到還原反應(yīng)器內(nèi);壓縮和制團設(shè)備(48、49)按碎礦石流向(圖3)被排列在還原反應(yīng)器(8)后面。
全文摘要
一種由鐵礦石和助熔劑以及至少部分碎料所組成的爐料生產(chǎn)生鐵水或液態(tài)鋼預(yù)產(chǎn)品的方法，其中，爐料在至少一個還原區(qū)(18)內(nèi)被直接還原成海綿鐵，在供給碳載體和含氧氣體條件下的熔化氣化區(qū)(I—IV)內(nèi)熔煉海綿鐵，并產(chǎn)生了還原氣體，該還原氣體被噴射進還原區(qū)(18)內(nèi)，并在那里進行反應(yīng)，被抽出來作輸出氣體供給用戶使用，此項改進的目的在于提供一種利用碎礦石的廉價方法。
文檔編號C21B13/14GK1090331SQ9311932
公開日1994年8月3日 申請日期1993年10月20日 優(yōu)先權(quán)日1992年10月22日
發(fā)明者W·凱普林格, P·馬扎雷科思, J·申克, D·蘇卡, C·博哈姆 申請人:奧地利鋼鐵聯(lián)合企業(yè)阿爾帕工業(yè)設(shè)備制造公司, 工業(yè)科學(xué)與技術(shù)研究院聯(lián)合基金會