用于生产金属铁矿块的方法和系统技术方案

用于生产金属矿块的方法和系统，包括在炉床材料层的至少一部分上提供可还原混合物（例如，可还原微团；还原材料和可还原载铁材料；可还原混合物包括添加剂如助熔剂；压紧物等等）。在一个实施方案中，多个通道开口至少部分地延伸通过所述可还原混合物的层以限定出多个形成矿块的可还原材料区域。这样的通道开口可至少部分地由矿块分离填充材料（例如，含碳材料）填充。热处理所述可还原混合物的层导致一个或多个金属铁矿块的形成。在其它实施方案中，不同组成的可还原混合物和可还原混合物的形成提供一个或多个有益特性。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于生产金属铁矿块的方法和系统政府利益本专利技术的完成得到了经济发展局(EconomicDevelopmentAdministrat ion )的支持许可号No. 06-69-04501。美国政府在本专利技术中可具有某些权利。
技术介绍
本专利技术涉及金属担载材料的还原(例如，栽铁材料如铁矿石的还原)。过去已经描述和/或使用了许多不同的铁矿石还原方法。所述方法 传统上可以分为直接还原法和熔炼还原方法。通常，直接还原法通过形式，而熔;东还原将^r矿石转i为熔4:的热金属而无需使用鼓风炉。用于生产直接还原铁(DRI)的许多常规还原方法为基于气体的方法或者基于煤的方法。例如，在基于气体的方法中，氧化铁(例如铁矿 石或氧化铁小球)的直接还原采用还原性气体(例如，重整天然气)以减少氧化铁并获得DRI。制造DRI的方法采用了包括作为还原剂的碳(例 如煤、木炭等等)的使用。例如，基于煤的方法包括SL-RN方法，描述 于例如D. A. Bold等人题为 "Direct reduction down under: the New Zealand story"的参考文献，145和147-52页(1977)，或例如 由Miyagawa等人描述于题为"Development of FASTMET as a New Direct Reduction Process"参考文献中的FASTMET⑧方法，1998 ICSTI/IRONMAKING Conference Proceedings, 877-881页。介于基于气体的或基于煤的直接还原法和熔炼还原法两者之间的 另一还原方法可以称为熔化(fusion)还原。熔化还原法已描述于例 如Kobayashi等人题为 "A new process to produce iron directly from fine ore and coal"的参考文献中，I&SM， 19-22 (2001年9 月)页，以及，例如Sawa等人题为"New coal-based process, Hi-QIP， to produce high quality DRI for the EAF，，的参考文献中， ISIJ International, VoL41(2001)， Supplement, S17-S21页。通 常，这样的熔化还原法包括例如以下总结的加工步骤进料制备、干 燥、装炉、预热、还原、熔化/熔融、冷却、产物排出和产品的分离。对于直接还原法已经描述和/或使用了各种型式的床式炉。称为转 底炉(RHF)的一种类型床式炉已经用作用于基于煤的生产的熔炉。例 如，在一个实施方案中，转底炉具有分割为预热区、还原区、熔化区 和冷却区的环形炉床，沿着熔炉的进给侧和卸料侧设置。所述环形炉 床支持在熔炉中以使得能够旋转地移动。例如在操作中，包括混合物 (例如铁矿石和还原材料的混合物)的原料装料在环形炉床上并提供 至预热区。预热以后，通过旋转炉床上的铁矿石混合物被移到还原区，其中铁 矿石在还原材料的存在下通过一个或多个热源(例如煤气燃烧器)的使 用还原为还原的和熔化的铁(例如金属铁矿块)。在还原法完成之后， 还原的和熔化的产品在旋转炉床上的冷却区中冷却以防止氧化并促进 从熔炉卸料。已经描述了各种用于直接还原法的转底炉。例如，此类熔炉的一个 或多个实施方案描述于Sawa等人2 000年十月3日出版并题为"Method of Producing a Reduced Metal， and Traveling Hearth Furnace for Producing Same"的美国专利中。此外，还描述了例如其它类型的床 式炉。例如，成对的直平底(PSH)熔炉描述于Lu等人的2001年7月10 曰出版的题为"Paired straight hearth (PSH) furnaces for metal oxide reduction"的美国专利No. 6， 257， 879B1中，以及线型的床 式炉(LHF)描述于出版为US2005-0229748A1并题为"Linear hearth furnace system and methods regarding same" 的美国临时专利申 请No60/558， 197中。基于天然气的直接还原铁占世界上DR1生产的90%以上。基于煤的 方法通常用于生产剩余量的直接还原铁。但是，在许多地区，煤的使 用可能更加合意，因为煤价格可能比天然气价格更加稳定。此外许多 地区远离使用所加工产品的钢厂。因此，以金属化的铁矿块的形式由 基于煤的熔化还原法生产的铁块体装船可能比使用熔化还原法更加合 意。通常，金属铁矿块特征为高品位，基本上100%为金属(例如大约96%-大约97 4的金属Fe)。这样的金属铁矿块在许多环境中是合意的， 例如，至少相对于可包含30%氧和5%脉石的铁燧岩小球，其。金属铁 矿块含脉石量低，因为二氧化硅已经作为矿渣除去。同样地，通过金 属铁矿块，要运输的重量更低。此外，与常规的直接还原铁不同，金 属铁矿块具有低的氧化率，因为它们是固体金属并具有很少或没有 孔。另外，这样的金属铁矿块通常与铁矿石小球一样易于处理。用于生产金属铁矿块的一种示例性金属铁矿块熔化方法称为 ITmk3。例如，在这样的方法中，使用铁矿石、煤和粘合剂形成的干球 被送到熔炉(例如转底炉)。当熔炉中的温度增加时，在温度范围为1450 。C-1500t:时，铁精砂还原并熔化。所得产品被冷却并随后卸料。冷却 的产品通常包括小球尺寸的金属铁矿块和分裂并隔离的矿渣。例如， 以这样的方法产生的此类金属铁矿块大小通常为大约四分之一至八分 之三英寸并且据报道被分析为包括大约96%-大约97。/。的金属Fe和大 约2. 5%-大约3. 5%的碳。例如，此类方法的一种或多种实施方案描 述于Negami等人的题为 "Method and apparatus for making metallic iron" ， 2 000年3月14日出版的美国专利No. 6， 036， 744 和Negami等人的题为 "Method and apparatus for making metallic iron" ， 2003年1月14日出版的美国专利No. 6， 506, 231中。进一步地，据报道另一金属铁矿块方法也已经被用于生产金属铁。 例如，在该方法中，使无烟煤粉层遍布炉床并在其中生成凹陷 (dimples )的规律样式。然后，放置铁矿石和煤混合物的层并加热到 1500X:。铁矿石被还原成金属铁、熔化并在所述凹陷中作为铁砾石和 矿渣收集。然后，分裂并分离铁砾石和矿渣。此类方法的一种或多种 实施方案描述于Takeda等人题为"Rotary hearth furnace for reducing oxides, and method of operating the furnace" ， 2001 年8月7日出版的美国专利No6， 270， 552中。此外，例如该方法的利 用在固体还原材料中形成杯形洼地以获得还原金属的各种实施方案 (称为Hi-QIP方法)描述于Sawa等人的美国专利No. 6， 126. 718本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于生产金属铁矿块的方法，包括以下步骤：　　　　提供包括耐火材料的炉床；　　　　在所述耐火材料的至少一部分上提供可还原混合物的层，该可还原混合物至少包括还原材料和可还原载铁材料；　　　　其中还原材料的化学计量量为从预先确定量的可还原载铁材料完成金属化和形成金属铁矿块所必需的量；和　　　　形成至少一部分可还原混合物以具有完成其金属化所必需的还原材料的化学计量的大约７０％－大约９０％之间的预先确定量的可还原载铁材料；和　　　　热处理所述可还原混合物以形成一个或多个金属铁矿块。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：岩崎严，MC莱利奇，RC博丁，RF基塞尔，AL林格伦，RL布莱福斯，
申请(专利权)人：纽铁科技有限责任公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]