專利名稱:生產(chǎn)生鐵的方法
本發(fā)明涉及由鐵礦石生產(chǎn)生鐵的方法。首先將鐵礦石在直接還原高爐內(nèi)用熱還原氣還原，生成的海綿狀鐵在熔化氣化爐內(nèi)熔化，過程中，將碳載體加入氣化爐內(nèi)，并通入含氧氣流，并需至少產(chǎn)生一定量的還原氣。
有關(guān)的方法可參閱德國專利3034539。在現(xiàn)有技術(shù)中，熔化海綿狀鐵所需要的熱量及還原氣的產(chǎn)生，都是在熔化氣化爐內(nèi)，將煤焦直接加入并鼓入含氧氣流而產(chǎn)生，而一部分產(chǎn)生的還原氣流經(jīng)冷卻、除塵之后鼓入高爐的還原區(qū)內(nèi)。然而，這種方法具有的缺陷是，由于加入濕冷的煤焦，而導(dǎo)致入口處即氣化爐頂?shù)睦鋮s，這樣在還原氣內(nèi)就會含有大量而不需要的二氧化碳和水氣，從而降低了還原氣在高爐內(nèi)對生產(chǎn)海綿鐵的還原作用。焦炭一般含有約10%的水分。由褐煤經(jīng)高溫?zé)捊股a(chǎn)的焦炭在進(jìn)行運輸之前應(yīng)帶有10%水分。此外，為了防止燃燒，焦炭加入氣化爐之前則不能進(jìn)行干燥。因此如果將碳載體直接加入熔化氣化爐內(nèi)，其爐溫平衡將受到嚴(yán)重影響。
此外，在現(xiàn)有的方法中，因為在還原高爐中所使用的還原氣不能進(jìn)行再生，因此就需要大量的還原氣以促使海綿鐵完成金屬化過程。
此外，在高爐內(nèi)生產(chǎn)的海綿鐵的金屬化過程也與還原氣的溫度有關(guān)，升高還原氣的溫度，除可加速鐵礦石的還原外，還可能向高爐提供更多的未燃燒造渣熔劑。然而現(xiàn)有的方法并不可能使還原氣的溫度太高，否則會使海綿鐵顆粒燒結(jié)成塊狀，這樣就對海綿鐵輸入氣化爐而尤其是對海綿鐵排出高爐時造成困難。
而應(yīng)用本發(fā)明方法可對上述問題提供解決方法。其應(yīng)用既可改善熔化氣化爐內(nèi)的熱平衡，而且對高爐的操作來說，可使所需要的含二氧化碳和氫氣的還原氣流量減少，同時也可避免鐵礦石和/或海綿鐵生成結(jié)塊。
根據(jù)本發(fā)明方法，上述問題的解決方法是將碳載體加入到直接還原高爐的鐵礦石中。
本發(fā)明中有益的改進(jìn)方法是，加入鐵礦石中的碳載體由焦炭組成，且以經(jīng)高溫?zé)捊顾玫慕固繛榧?。?xì)粒度的焦炭則加入熔化氣化爐。加入鐵礦石的碳載體量占總碳載體量的5-60%，最好是10-30%。一部分高爐廢氣可將其利用而供入由熔化氣化爐所產(chǎn)生的氣流，同時將其冷卻。高爐廢氣還可利用而供入高爐的風(fēng)圈和爐底，高爐廢氣與在風(fēng)圈和爐底供入的熔化氣化爐產(chǎn)生的氣流按不同的比例進(jìn)行混合，用以調(diào)節(jié)溫度。此外，也可以將未燃燒或燃過的熔劑加入直接還原高爐鐵礦石中，而將其進(jìn)行預(yù)熱或干燥。
本發(fā)明方法將在以下參照有關(guān)的附圖作具體的說明。該由鐵礦石生產(chǎn)生鐵的裝置。
該生產(chǎn)裝置主要包括直接還原高爐1及安置于其下面的熔化氣化爐2。最好將塊裝鐵礦石經(jīng)管道3送入高爐1。還原氣經(jīng)管道4由風(fēng)圈鼓入高爐中，上升的還原氣流與下移的鐵礦石進(jìn)行對流接觸，而使鐵礦石還原。還原氣流通過高爐后，成高爐廢氣由管道5送出。
鐵礦石還原成海綿鐵后，通過下降管6進(jìn)入熔化氣化爐2。同時熔化氣化爐所產(chǎn)生的還原氣經(jīng)過下降管6和高爐底的開口進(jìn)入高爐體內(nèi)。在其中還原氣可用來冷卻海綿鐵和將其滲碳化。除將海綿鐵經(jīng)由管道7供入熔化氣化爐2外，同時將經(jīng)高溫?zé)捊顾媒固孔鳛樘驾d體，以及將含氧氣流經(jīng)由未標(biāo)明的管道送入爐內(nèi)。由熔化氣化爐產(chǎn)生的還原氣內(nèi)主要含有一氧化碳和氫氣，溫度約為1000℃。還原氣混入冷卻氣后在管道8冷卻到850℃。所用的冷卻氣由氣源9經(jīng)管道10送入管道8。同時氣源9通過管道11與下降管6相通，這樣也使經(jīng)過下降管6而上升的還原氣流能夠冷卻到所需要的溫度。經(jīng)由管道5排出高爐的高爐廢氣，則經(jīng)過相應(yīng)的冷卻和凈化后送入氣源9。經(jīng)管道8冷卻后的還原氣送入旋風(fēng)分離器12，在分離器中將塵粒分離后，該塵粒經(jīng)由管道13送入熔化氣化爐2中。而經(jīng)分離后的清凈還原氣，當(dāng)溫度達(dá)到所需的850℃后，經(jīng)過管道4送入高爐1中。
經(jīng)過高溫?zé)捊股傻慕固肯扔晒艿?4進(jìn)入篩分器15，將焦炭進(jìn)行篩選。細(xì)篩分的焦炭經(jīng)管道7送進(jìn)熔化氣化爐2，而粗篩分的焦炭經(jīng)管道16進(jìn)入高爐頂部。
經(jīng)篩選的粗篩分粒度約為10-50mm，而粗篩分占總焦炭量的5-60%，最好是10-30%。
經(jīng)過管道16送入高爐1的焦炭在高爐中進(jìn)行預(yù)熱和干燥，而只有由管道7送入熔化氣化爐2的部分焦炭是濕冷的焦炭。這樣能使氣化爐內(nèi)的熱平衡得到相當(dāng)?shù)母纳?，而由氣化爐產(chǎn)生的還原氣質(zhì)量也會提高。供入高爐1的焦炭的另外一個作用是，它可將還原鐵礦石后的還原氣中的二氧化碳和水部分轉(zhuǎn)化成一氧化碳和氫氣，其結(jié)果近于在高爐中發(fā)生直接還原，由氧化鐵礦和碳生成鐵和一氧化碳。因而還原氣的需要量減少，節(jié)約了焦炭和氧氣。
將焦炭和鐵礦石在高爐1內(nèi)混合，可以減少海綿鐵的粘結(jié)傾向。此外，使高爐1內(nèi)的操作溫度得以提高，也有利于還原作用的進(jìn)行。
如果經(jīng)過風(fēng)圈鼓入高爐1的還原氣內(nèi)含有相對多量的二氧化碳，也可得到高度還原作用。一部分二氧化碳與焦炭作用而轉(zhuǎn)化成一氧化碳，然后可參與鐵礦石的還原反應(yīng)。
除了提高還原氣的溫度外，還可在高爐1內(nèi)通過焦炭的作用將二氧化碳轉(zhuǎn)化成一氧化碳。此外，還可將未燃的熔劑如石灰石、白云石等加入高爐中，在其中進(jìn)行預(yù)熱和脫酸。為此，在高爐1頂部相應(yīng)入口處連有管道17。
權(quán)利要求
1.由鐵礦石生產(chǎn)生鐵的方法，首先將鐵礦石在直接還原高爐中用熱還原氣將其還原成海綿鐵，然后將生成的海綿鐵在熔化氣化爐內(nèi)熔化，同時將碳載體及含氧氣流供入熔化氣化爐，并需至少產(chǎn)生一定量的還原氣，其特征是，將碳載體也加到供入直接還原高爐(1)的鐵礦石中。
2.根據(jù)權(quán)利要求
1的方法，其特征是，加到鐵礦石的碳載體是由焦碳組成。
3.根據(jù)權(quán)利要求
1或2的方法，其特征是，碳載體和鐵礦石一起供入直接還原高爐(1)。
4.根據(jù)權(quán)利要求
2或3的方法，其特征是，所用的焦碳是由褐煤經(jīng)過高溫?zé)捊惯^程產(chǎn)生，其粗篩分供入直接還原高爐(1)，而其細(xì)篩分供入熔化氣化爐(2)。
5.根據(jù)權(quán)利要求
2-4中的方法，其特征是，加入鐵礦石中的焦碳篩分粒度是10-50mm。
6.根據(jù)權(quán)利要求
1-5中的方法，其特征是，加入鐵礦石的碳載體分量占所用的碳載體的總量比例是5-60%，最好是10-30%。
7.根據(jù)權(quán)利要求
1-6中的方法，其特征是，由直接還原高爐(1)產(chǎn)生的一部分廢氣供入由熔化氣化爐(2)產(chǎn)生的氣流中，與其混合并將其冷卻。
8.根據(jù)權(quán)利要求
7的方法，其特征是，由熔化氣化爐(2)產(chǎn)生的氣流供入直接還原高爐(1)的風(fēng)圈和爐底;而且從直接還原高爐(1)產(chǎn)生的廢氣與供入高爐風(fēng)圈和爐底的熔化氣化爐(2)產(chǎn)生的氣流按不同的組分比例混合，用以調(diào)節(jié)溫度。
9.根據(jù)權(quán)利要求
1-8中的方法，其特征是，將未燃熔劑加入直接還原高爐(1)鐵礦石中。
10.根據(jù)權(quán)利要求
1-10中的方法，其特征是，燒過的熔劑加入到鐵礦石中，而將其進(jìn)行預(yù)熱和干燥。
專利摘要
首先將鐵礦石在直接還原高爐(1)內(nèi)轉(zhuǎn)化成海綿鐵，然后將海綿鐵在熔化氣化爐內(nèi)進(jìn)一步生成生鐵。熔化氣化爐內(nèi)還供入焦炭和含氧氣流。在本生產(chǎn)工序應(yīng)用的焦炭，其細(xì)篩分供入熔化氣化爐；而粗篩分供入高爐。供入高爐的焦炭通過高爐后，干燥的熱焦炭進(jìn)入熔化氣化爐。高爐內(nèi)的焦炭還可以使二氧化碳和水進(jìn)一步還原成一氧化碳和氫，此外，也可減少海綿鐵的粘結(jié)作用。
文檔編號C21B13/00GK86100138SQ86100138
公開日1986年7月30日 申請日期1986年1月10日
發(fā)明者羅爾夫·豪克 申請人:科夫工程有限公司, 沃斯特-阿爾派因股份公司導(dǎo)出引文BiBTeX, EndNote, RefMan