用于生产生铁的方法技术

本发明专利技术涉及一种用于生产生铁的方法，铁矿石在一个还原竖炉（１）中被还原，以生成海绵铁，该海绵铁随后输入熔炼煤气发生炉（３）的顶部。该海绵铁在该气化器中通过一种同样也输入该熔炼煤气发生炉的顶部的气化物质以及一种含氧气体而熔化开，并且被熔化成液态生铁，由此同时生成一种还原气体。这种还原气体从熔炼煤气发生炉的顶部输出，并且被输给还原竖炉，用于还原氧化铁。熔炼煤气发生炉的工作的控制应使生成的还原气体的成分以及数量能够保证输入熔炼煤气发生炉的海绵铁具有高金属化度。熔炼煤气发生炉的工作另外还通过在其中输入氧化铁而被控制，由于这种氧化铁就使输入熔炼煤气发生炉中的所有铁载体的金属化度与所述海绵铁的金属化度相比而降低了。（*该技术在2020年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种按照权利要求1的前序部分所述的方法。在由铁矿石生产生铁的设备中，其中一个还原竖炉与一个熔炼煤气发生炉相互连接，在只是经由还原竖炉往熔炼煤气发生炉中装填还原的铁载体和煅烧过的炉料的过程中以及在只是通过炭输送管线装填碳载体的过程中，只有很少的机会和在很短的时间段内才能够在两个单元互不产生负面影响的条件下同时使这两个单元运行。这两个单元在工作中以如下方式相互连接，即通常整个设备的运转被交替切换，从而在一段时间内有利于还原竖炉，接着在另一段时间内有利于熔炼煤气发生炉。在一段时间内，熔炼煤气发生炉中产生充足的还原气体，因而还原竖炉在还原气体比容量较大的情况下工作，而且从还原竖炉输入熔炼煤气发生炉中的铁载体以及填料具有高金属化度和高煅烧度。因此，熔炼煤气发生炉中所需的能量较少，生铁、炉渣和/或炉顶的温度升高，氧气量被减少并且熔炼煤气发生炉中产生的还原气体量减少。依次，还原竖炉中还原气体量的不足又导致了装填入熔炼煤气发生炉的炉料的较低的金属化度和煅烧度，从而熔炼煤气发生炉中所需的能量再次增加，熔炼煤气发生炉中的温度下降，提供给气化器的氧气比含量增大并且新的循环再次以较高的输入能量重新开始。只有通过选择相互匹配的原材料以及通过提前采取对策，才有可能避免这种循环的形成及其所有的不良后果，例如过冷或过热的生铁，生铁中硅、碳和硫含量的波动等。为了连续生产出可用的生铁，与两个单元在工作中相互解除连接的情况相比，该设备的运作需要明显较高的比能消耗量，同时生铁的质量也有明显较大的波动。由此，本专利技术的目的在于使两个单元在工作中相互解除连接并且使它们互不产生不良影响。该目的通过本专利技术的权利要求1的特征说明部分中所述的特征而实现。本专利技术方法的其它有利的方案见从属权利要求。通过在熔炼煤气发生炉中相互匹配地联合装填入经过良好还原的海绵铁，即来自还原竖炉的具有高金属化度的海绵铁，同时优选经由气化物质管线输入氧化铁，就可以使供应给熔炼煤气发生炉的总的铁载体具有受控的金属化度，这种金属化度相对来说，与海绵铁本身的金属化度无关，从而熔炼煤气发生炉的工作过程得以优化。通过经由熔炼煤气发生炉的顶部直接引入氧化铁，附加的氧就输给熔炼煤气发生炉并在熔炼煤气发生炉的炉顶内利用余热与气化物质的细颗粒反应。为了避免熔炼煤气发生炉的炉顶内出现碳量不足，同时为了抵制由于过量的氧而使CO氧化成CO2的氧化作用，除氧化铁之外，还把气化物质细粒经由气化物质管线输给熔炼煤气发生炉。通过一个能量平衡的熔炼煤气发生炉以及通向还原竖炉的足够量的还原气体，那么两个单元就能够互不干扰地工作。来自还原竖炉的海绵铁的较高且均匀一致的金属化度提供了充分的余地，使该还原竖炉通过补充氧化铁而去适应熔炼煤气发生炉的上部区域内的多余能量，同时适应原材料的质量，该原材料特别指气化物质。来自还原竖炉的海绵铁的金属化度应该被保持在90％以上，优选在92％以上，并且如果过量气体的生产在经济上是可行的(例如用于生产海绵铁或发电)，则该金属化度可通过附加氧化铁而降低至大约88％或更低。在这种情况下，向熔炼煤气发生炉的炉顶中加入气化物质细粒以及吹入更多的氧则具有合理的技术和经济意义。为了在筛分铁载体的过程中能够使用所有附带产生的所有氧化铁以及一部分气化物质细粒，来自还原竖炉的海绵铁的金属化度与供应给熔炼煤气发生炉的炉顶的氧的量要对应匹配。在炉料床的上部区域中和熔炼煤气发生炉的炉顶区域中，用于使氧化铁细粒还原以及使气化物质细粒气化所需增加的能量则通过向熔炼煤气发生炉的炉顶中吹入更多的氧来满足。含碳的细粒经由气化物质管线被供应给熔炼煤气发生炉，这是为了满足熔炼煤气发生炉的炉顶区域内对碳载体需求量的增加，同时为了防止CO被燃烧成CO2。通过以氧化铁、气化物质细粒的挥发性成分和气态氧的形式在熔炼煤气发生炉的上部区域内加入附加的氧，就可以在熔炼煤气发生炉中产生充足的还原气体，因此还原竖炉可以在还原气体的比容量大且均匀的条件下工作，而与气化物质的挥发性成分所占的比例无关。通过使还原竖炉的工作与熔炼煤气发生炉的工作这样解除连接，就可以使这两个主要单元互不干扰地工作。下面结合附图所示的实施例对本专利技术进行更加详细的说明。附图示意性地表示了一个设备，该设备主要包括用于由铁矿石生产生铁的一个还原竖炉和一个熔炼煤气发生炉。通过装料装置2，铁矿石块，可能与未燃烧的炉料一起，被从上方装入还原竖炉1。还原竖炉1与熔炼煤气发生炉3相连通，在该熔炼煤气发生炉3中，由一种含碳的并且经由输送管道4输入的气化物质以及一种经由气体管道5供给的含氧气体生成一种还原气体。该还原气体经过一个管道6从熔炼煤气发生炉3的顶部输出，接着在一个固体成分的高温气体旋风分离器7中被释放，其中该固体成分尤其指炭尘和细粒炭，然后经由管道8到达还原竖炉1。在该竖炉内，还原气体流动经过铁矿石柱并且相对该柱反向流过炉料，从而将铁矿石还原成海绵铁。至少部分被消耗掉的还原气体经由一个顶部气体管道9在还原竖炉1的上端被抽走。多余的还原气体经由管道10被用于其它的用途。沉积在高温气体旋风分离器7中的炭尘借助一种输送气体，优选用氮气，经由管道11返回至熔炼煤气发生炉3，并且，当它进入熔炼煤气发生炉3时，被粉状燃料燃烧器气化，该粉状燃料燃烧器被置于熔炼煤气发生炉3的壁内，并且还被供应有含氧气体。经由螺旋卸料机12和落料管13，在还原竖炉1中产生的海绵铁进入熔炼煤气发生炉3的顶部。液态生铁聚集在熔炼煤气发生炉3的底部，而液态熔渣浮于液态生铁之上，它们分别经由排出孔14或15连续排走。在气化物质经由传送管道4输入熔炼煤气发生炉3的炉顶之前，氧化铁被混合入该介质中，优选这种氧化铁由送入还原竖炉之前的铁矿石的细粒构成。否则它不能被用于该还原过程。然而，当在熔炼煤气发生炉3中直接使用细粒时，如果细粒的添加量只是对应于还原竖炉1和熔炼煤气发生炉3解除连接的工作所必需的量，则无需担心对该过程产生不良影响。经由传送管道4供应的气化物质包括含碳的细粒，这是为了满足对碳载体提出的在熔炼煤气发生炉3的炉顶区域内产生还原气体的更高的要求，同时为了防止CO被燃烧成CO2。当氧以氧化铁、气化物质(碳)细粒的挥发性组分以及必要时附加的气态的氧的形式被引入熔化气化炉3的上部区域时，必须同时满足一个限制条件，即生成足够量的恒组分和恒温度的还原气体，该组分尤其是具有较低的CO2和H2O含量，同时具有最大的CO和H2含量，这是为了使还原竖炉1的工作能够与气化物质的挥发性成分的含量无关，从而使使还原竖炉1的工作与熔炼煤气发生炉3的工作解除连接。输入还原竖炉1的还原气体的量应使海绵铁获得高金属化度。当离开还原竖炉1时，该金属化度应高于90％，尽可能应高于92％。优选有效金属化度调定在88％或更低，方法是经由传送管道4相应地定量加入氧化铁。也可以将氧化铁与从还原竖炉1里输出的海绵铁相混合，然后将该混合物输入熔炼煤气发生炉3的顶部。相对于还原竖炉1中产生的海绵铁的金属化度而言，该有效金属化水平因氧化铁的加入而被降低，直到能够通过回收附加氧化铁来弥补熔炼煤气发生炉3中当前能量的不足。由于熔炼煤气发生炉3中的能量不足源于来自还原竖炉1的海绵铁的金属化度的降低，所以作为收回附加氧化铁的一种替代或附加方案本文档来自技高网...

【技术保护点】
用于生产生铁的方法，其中铁矿石在一个还原竖炉（１）中还原成海绵铁，然后使该海绵铁输入熔炼煤气发生炉（３）的顶部并在其中借助于一种同样输入熔炼煤气发生炉（３）顶部的气化物质和一种含氧气体而熔化，从而形成液态生铁，同时还生成一种还原气体，该气体从熔炼煤气发生炉（３）的顶部引出并输给还原竖炉（１），以对氧化铁进行还原，其特征在于： 输入熔炼煤气发生炉（３）的海绵铁具有大于９０％的高金属化度，另外在熔炼煤气发生炉（３）中附加输入了氧化铁以降低金属化度。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：B武勒蒂克，
申请(专利权)人：沃斯特阿尔派因工业设备制造股份有限公司，
类型：发明
国别省市：AT[奥地利]