專利名稱：用礦石生產(chǎn)生鐵水或鋼的預(yù)產(chǎn)物的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及用礦石生產(chǎn)生鐵水或鋼的預(yù)產(chǎn)物的方法，該礦石在至少一個(gè)還原區(qū)中被還原成部分還原和/或完全還原的海綿鐵，在供入含碳物料和氧的條件下，這種海綿鐵在熔融氣化器的熔融氣化區(qū)中熔化，與此同時(shí)，在固體碳載體形成的床中，非必要地在上述的完全還原的條件下形成還原氣體。
這種方法，比如可從EP-A-0576414得知，其中在豎爐中自塊礦部分還原或完全還原的海綿鐵從該豎爐經(jīng)排料機(jī)進(jìn)入熔融氣化器中的固體碳載體所形成的床中，即以大致均勻的狀態(tài)分布于其中。在該熔融氣化區(qū)中形成的還原氣體穿過固體碳載體所構(gòu)成的床向上流動(dòng)，該床具有特定的間隙體積，并將加入該床中海綿鐵熔化。為能有效地進(jìn)行，此法要求固體碳載體床有某種最小的間隙體積。
上述的這種方法，比如，還可從EP-A-0594557得知，按此法，用流化床法將粉礦還原成海綿鐵。其中，這種部分或完全還原的海綿鐵通過借助噴射器實(shí)現(xiàn)的強(qiáng)制輸送以大致均勻的分布狀態(tài)到達(dá)固體碳載體所形成的床，因而，在該熔融氣化器中形成的還原氣體也向上流經(jīng)固體碳載體床，該床也顯示出特定的間隙體積，并將加入此床中的海綿鐵熔化。為使此方法有效地進(jìn)行，則需要固體碳載體床有某種最小的間隙體積。
當(dāng)采用顆粒尺寸范圍寬，或含有細(xì)粉的固體碳載體時(shí)，為使氣體均勻分布而所必需的該床的間隙體積，一開始就受到限制。如果，在這種固體碳載體床中，海綿鐵是以均勻分布的方式加入的，而且，若該海綿鐵的特點(diǎn)是部分顆粒相當(dāng)細(xì)，即有部分細(xì)粉，則固體碳載體床的間隙體積減小，因而不再能保證氣體經(jīng)過該床有令人滿意的流動(dòng)。在床的內(nèi)部，會(huì)形成局部通道，在床中形成的還原氣體會(huì)經(jīng)此通道向上流動(dòng)，在這種情況下，該床的大部分區(qū)域?qū)⒉辉儆袣怏w流過，或通過的氣體不足。
本發(fā)明的目的在于避免這些不足和困難，并提供一種上述類型的方法，按該法，通過使氣體令人滿意地均勻地流過整個(gè)低間隙體積的固體碳載體床而有效地形成還原氣體，同時(shí)有效地使所加入的海綿鐵熔化。按本發(fā)明，這樣地完成了這一目的與現(xiàn)有技術(shù)不同，不再以均勻分布方式至少將海綿鐵加在固體碳載體床中，而是在形成堆積的海綿鐵區(qū)的條件下，間斷地將其加于熔融氣化區(qū)中，這種海綿鐵堆積區(qū)被埋在碳載體床中并被互相層疊起來，并被固體碳載體隔開，其中的每個(gè)海綿鐵堆積區(qū)雖然沒有占滿熔融氣化區(qū)的截面，但它們?cè)谠摻孛嫔涎由?，因而其中的在該熔融氣化區(qū)中形成的還原氣體在熔化堆積的海綿鐵時(shí)經(jīng)其流過，并且穿過沒有海綿鐵的，并由碳載體組成的截面區(qū)向上流，最后流過所述截面區(qū)。
以這種方法，不會(huì)因加入海綿鐵而使間隙體積減小，從而固體碳載體的床總可被氣體完全流過，即使間隙體積很小，及加入粉狀海綿鐵時(shí)亦是如此。因此，在堆積的海綿鐵區(qū)之間將留有固體碳載體床的區(qū)域，它可讓氣體順利流過，因而保證在任何情況下，通過碳載體的氣化而形成足量的還原氣體。
按一優(yōu)選的實(shí)施方案，在形成堆積的海綿鐵的環(huán)狀區(qū)的條件下將海綿鐵加在熔融氣化區(qū)中，其中在每個(gè)截面水平上形成單個(gè)的海綿鐵堆積區(qū)，同時(shí)該海綿鐵堆積區(qū)在該截面上向中心延伸并形成無海綿鐵的環(huán)狀截面區(qū)的條件下將海綿鐵加在熔融氣化區(qū)中是有益的。
按另一優(yōu)選實(shí)施方案，在形成若干個(gè)海綿鐵堆積區(qū)的條件下，將海綿鐵加于熔融氣化區(qū)中，所述的海棉鐵堆積區(qū)位于一個(gè)平面上，并彼此間隔一段距離布置，因而在海綿鐵堆積區(qū)之間形成一個(gè)無海綿鐵的截面區(qū)。
在一平面中形成圓環(huán)狀海綿鐵堆積區(qū)的條件下將海棉鐵加在熔融氣化區(qū)中也是可能的，其中，在形成無海綿鐵的截面區(qū)，而且該區(qū)位于圓環(huán)狀的海綿鐵堆積區(qū)的外側(cè)和內(nèi)側(cè)的條件下將海綿鐵加在熔融氣化區(qū)中是有益的。
此外，最好是間斷地將固體碳載體加于熔融氣化區(qū)中，即在加入海綿鐵時(shí)，減少其數(shù)量或間斷這種添加。
適宜的是，在加海綿鐵的過程中停加固體碳載體，然后在一段規(guī)定的時(shí)間中停加海綿鐵，并在一段規(guī)定的時(shí)間中僅加固體碳載體，這樣接著在一段規(guī)定時(shí)間內(nèi)僅加海綿鐵并按這種順序繼續(xù)下去。
為保證熔融氣化區(qū)下部中的固體碳載體床可以令人滿意的方式使氣體通過，則形成其邊沿稍有傾斜的海綿鐵堆積區(qū)是有益的。
按流化床工藝用粉礦形成海綿鐵是適宜的。
按再一實(shí)施方案，用塊礦在豎爐中形成海綿鐵。
下文中將用兩個(gè)實(shí)施方案，詳細(xì)說明本發(fā)明，其中的

圖1和2分別示意性地圖解熔融氣化器的縱剖面。
在熔融氣化器1中，用固體碳載體2，如煤及含氧氣體，通過使煤氣化產(chǎn)生還原氣體，這種還原氣體經(jīng)排放管3被導(dǎo)向豎爐(未詳細(xì)圖示)，在此豎爐中，塊狀鐵礦石，比如，按照EP-A-0576414被還原成海綿鐵4。將還原氣體經(jīng)排放管3供往流化床反應(yīng)器(未詳示)也是可能的，在該反應(yīng)器中，粉礦比如按EP-A-0217331，在流化床區(qū)中被還原成海綿鐵。
熔融氣化器1設(shè)有輸送固體碳載體2的管道5，輸送含氧氣體的管道6、輸送海綿鐵的管道7，及任選地輸送在室溫下為液體或氣體的碳載體，如烴類和燃燒熔劑的管道。在熔融氧化器1中，生鐵水9和熔渣10集于熔融氣化區(qū)8之下部，然后經(jīng)排出口11放出。
已在豎爐或流化床反應(yīng)器中被還原成海綿鐵4的鐵礦石，任選地與燃燒熔劑一起，借助運(yùn)輸裝置，如借助排料機(jī)，或經(jīng)噴射器強(qiáng)制輸送輸往熔融氣化器。輸送固體碳載體2的管道6、及輸送海綿鐵4的管道7及輸送還原氣體的排放管道3-即各多個(gè)管道-按大致徑向?qū)ΨQ的布局被置于熔融氣化器1的圓拱區(qū)12中。
按照本發(fā)明，加海綿鐵4是間斷地進(jìn)行的，其中形成了海綿鐵堆積區(qū)14，它們被埋在由固體碳載體2所形成的床13中，從而海綿鐵就不再均勻地分散在固體碳載體2的床13中，而是形成多個(gè)中間層。當(dāng)固體碳載體2的氣化過程逐步進(jìn)行時(shí)，在床13內(nèi)連續(xù)向下運(yùn)動(dòng)的海綿鐵2的堆積區(qū)14會(huì)如圖1所示那樣，以圓環(huán)狀留在固體碳載體2的床13中。其中在每個(gè)截面水平面上的海綿鐵堆積區(qū)14在這些環(huán)狀區(qū)的內(nèi)、外側(cè)形成了無海綿鐵的區(qū)域15。因此，在煤的氣化過程中形成的還原氣體適當(dāng)?shù)亓鬟^由固體碳載體2所構(gòu)成的多孔床13，然后如箭頭16所示，在熔化海綿鐵時(shí)，流過其堆積區(qū)14。因此，無海綿鐵4的截面區(qū)15形成了可使氣體適當(dāng)?shù)亓鬟^的通道，從而保證了煤的有效氣化和形成了充足的還原氣體。大量產(chǎn)生的還原氣體還將迅速加熱和熔化海綿鐵4。
海綿鐵堆積區(qū)14最好堆得稍向其邊緣17傾斜，以便使堆積區(qū)14的直徑在其向下移動(dòng)的過程中因熔化過程而遞減，即使在熔融氧化器1的下部窄的區(qū)域，也保證了足以使氣體經(jīng)固體碳載體2的床13流過，或者是任選地使無海綿鐵區(qū)15的尺寸按要求增大，以便讓氣體更好地流過。
如圖2所示，也可能這樣形成海綿鐵堆積區(qū)14若從上往下看，它們堆成環(huán)形，這保證了熔融氣化器8上部中的床13的邊緣明顯氣化。結(jié)果，將更快地加熱固體碳載體2的床13，并使之較快地排氣。
根據(jù)需要，可形成環(huán)狀的和圓環(huán)狀的所加入的海綿鐵的堆積區(qū)14，因而保證了優(yōu)化的氣化和熔化作業(yè)。按圖2，在熔融氣化區(qū)8的下部形成圓環(huán)狀的堆積區(qū)14。
為了間斷地加入海綿鐵4和固體碳載體2，有很多裝置是可用的，如帶有外部操縱的樞軸閥、裝在熔融氣化器1的拱頂區(qū)12中的分布篩，或帶有可調(diào)的喉部護(hù)板或回轉(zhuǎn)式溜槽的鐘形密封裝置都可用。
這種類型的裝置，比如，可從高爐技術(shù)中得知(參見UllmannsEnzyklopdie der technischen Chemie，Volume 10/Eisen，F(xiàn)igs.62A.62Dand 63)，但應(yīng)注意的是，用適于在高爐內(nèi)獲得層狀結(jié)構(gòu)的高爐加料裝置總是構(gòu)成一個(gè)不同材料的連續(xù)的層，如熔劑和鐵礦石的連續(xù)層，這些層鋪滿整個(gè)截面，而按本發(fā)明，不會(huì)使海綿鐵的堆積區(qū)14鋪滿整個(gè)截面。
權(quán)利要求
1.用礦石生產(chǎn)生鐵水(9)或鋼的預(yù)產(chǎn)物的方法，該礦石在至少一個(gè)還原區(qū)中被還原成部分或完全還原的海綿鐵(4)，它在熔融氣化器(1)的熔融氣化區(qū)(8)中，在供給含碳物料和氧的條件下被熔化，同時(shí)在固體碳載體(2)構(gòu)成的床(13)中，任選地在上述的完全還原后，形成還原氣體，該法的特征在于，至少海綿鐵(4)是在形成海綿鐵堆積區(qū)(14)的條件下間斷地加入熔融氣化區(qū)(8)中的，區(qū)(14)被埋在碳載體(2)的床(13)中，而且它們被互相層疊起來，并被固體碳載體(2)隔開，其中每一個(gè)海綿鐵堆積區(qū)(14)雖然不足以覆蓋熔融氣化區(qū)(8)的截面區(qū)(15)，但在該截面區(qū)上延展，而且其中的于熔融氣化區(qū)(8)中形成的還原氣體，在海綿鐵堆積區(qū)被熔化的條件流過該區(qū)，然后經(jīng)無海綿鐵的，而是由碳載體(2)構(gòu)成的截面區(qū)(15)向上流動(dòng)，最后流經(jīng)所述的區(qū)。
2.權(quán)利要求1的方法，其特征為，在形成海綿鐵堆積的圓形區(qū)(14)的條件下將海綿鐵(4)加入熔融氣化區(qū)(8)。
3.權(quán)利要求1或2的方法，其特征為，在每個(gè)截面高度上形成單個(gè)的海綿鐵堆積區(qū)(14)的條件下，將海綿鐵加在熔融氣化區(qū)(8)中，而海綿鐵堆積區(qū)(14)在該截面上從中心延伸，并且形成無海綿鐵(4)的圓環(huán)形截面區(qū)(15)。
4.權(quán)利要求1-3中任一項(xiàng)或幾項(xiàng)的方法，其特征為，在形成位于一個(gè)平面中的，且按彼此間隔有一段距離位置的若干海綿鐵堆積區(qū)(14)，并因而在海綿鐵堆積區(qū)(14)之間形成無海綿鐵(4)的截面區(qū)(15)的條件下將海綿鐵(4)加于熔融氣化區(qū)(8)中。
5.權(quán)利要求1-4之一項(xiàng)或幾項(xiàng)的方法，其特征在于，在形成位于一個(gè)平面中的圓環(huán)狀海綿鐵堆積區(qū)(14)的條件下將海綿鐵(4)加在熔融氣化區(qū)(8)中。
6.權(quán)利要求5的方法，其特征為，在形成無海綿鐵(4)的，并位于圓環(huán)狀海綿鐵堆積區(qū)(14)的外側(cè)或內(nèi)側(cè)的截面區(qū)(15)的條件下將海綿鐵加于熔融氣化區(qū)(8)中。
7.權(quán)利要求1-6中之一項(xiàng)或幾項(xiàng)的方法，其特征為，此外，還間斷地將固體碳載體(2)加在熔融氣化區(qū)(8)中，即在加海綿鐵的過程中減少加入量或間斷這種加入。
8.權(quán)利要求1-7中之一項(xiàng)或幾項(xiàng)的方法，其特征為，在加海綿鐵(4)的過程中，停止加固體碳載體(2)，然后在一段特定的時(shí)間中停止加海綿鐵，在一段規(guī)定的時(shí)間中僅加固體碳載體(2)，因而依次在一段規(guī)定的時(shí)期內(nèi)僅加海綿鐵(4)并依此類推。
9.權(quán)利要求1-8中之一項(xiàng)或幾項(xiàng)的方法，其特征為，以稍向其邊緣(17)傾斜的方式形成海綿鐵堆積區(qū)(14)。
10.權(quán)利要求1-9中之一項(xiàng)或幾項(xiàng)的方法，其特征為，按流化床工藝用粉礦形成海綿鐵。
11.權(quán)利要求1-9中之一項(xiàng)或幾項(xiàng)的方法，其特征為在豎爐中用塊礦形成海綿鐵。
全文摘要
按照用礦石生產(chǎn)生鐵水(9)或鋼的預(yù)產(chǎn)物的方法,礦石在至少一個(gè)還原區(qū)中被還原成部分和/或完全還原的海綿鐵(4),在供給含碳物料(2)及氧的條件下在熔融氣化器(1)的熔融氣化區(qū)(8)中將海綿鐵(4)熔化,同時(shí)形成還原氣體。為保證在固體碳載體床(13)中,即使在加細(xì)顆粒海綿鐵(14)的情況下有規(guī)定的間隙體積,從而保證固體碳載體(2)的床(13)可使氣體完全流過,則在形成海綿鐵堆積區(qū)(14)的條件下,至少是間斷地將海綿鐵(4)加于熔融氣化區(qū)(8)中,堆積區(qū)(14)被埋在碳載體(2)的床(13)中,它被互相層疊及被碳載體(2)隔開,其中每個(gè)海綿鐵堆積區(qū)(14)雖然不足以覆蓋熔融氣化區(qū)(8)的截面區(qū)(15),但它在該截面上延伸,而其中的于熔融氣化區(qū)(8)中形成的還原氣體在熔化海綿鐵堆積區(qū)時(shí)經(jīng)其流過并向上流過無海綿鐵的,并由碳載體(2)形成的截面區(qū)(15),然后流過所述的區(qū)。
文檔編號(hào)C21B13/00GK1207138SQ97191621
公開日1999年2月3日 申請(qǐng)日期1997年11月5日 優(yōu)先權(quán)日1996年11月8日
發(fā)明者L·W·可普林格, F·瓦勒內(nèi), J－L·施克 申請(qǐng)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