生产液体生铁的装置制造方法及图纸

本发明专利技术涉及一种还原氧化铁和熔化铁的方法，其特征在于，它至少含有两个连续的步骤，即，第一个标准阶段，还原初始氧化物直至金属化程度达到８０－９４％数量级，优选８５－９０％，和加热到１０００℃以上的温度，最高温度接近熔点；和第二个阶段，把金属化铁、脉石、溶剂和过剩的煤的混合物供给到含有熔融相铸铁的熔化炉中，然后去除金属和渣，优选连续地，借助于溢流。（*该技术在2018年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及还原氧化铁生产液相生铁的新方法，该法可以从氧化铁如铁矿石或循环产物、和煤和／或气体开始来生产熔融状态的金属。本专利技术旨在与已知方法相比，得到几点如后面所述的经济利益。本专利技术还涉及实施该方法的装置。借助于电设备生产钢的增长已经提高了对可以避免使用废钢的可行的替换方法的需求，因为适当质量的废钢越来越缺乏。类似地，在制造者之间的竞争和销售价格的不景气，以及增长的生态压力，迫使钢制造者开发低成本和低污染的新的生产方法。为了这个目的，最近开发了还原氧化铁的各种方法以生产公知的直接还原铁(DRI)。DRI主要例如，通过气体还原(HYL法，Midrex)或通过如在SL-RN，Fastmet，Inmetco或Circofer和Comet法中的从碳源还原，或按照申请人在28／01／1998提交的序号为98200242．0的欧洲专利申请的方法，来获得。这些方法大部分存在的主要缺点是，所获得的是还原态的产物，通常被描述为海绵铁，该产物密度非常低并具有促进铁再氧化的高比表面积。这引起储存和运输困难，和在许多情况下必须进行昂贵的压实以便允许后续处理。作为一个例子，海绵铁通常体积密度(bulk density)为1．5-2kg／dm3，被压实到5到5．5kg／dm3。此外，失去了冷却前在还原物质中存在的大量潜热。一些提出的还原方法基于使用固体碳源，如煤，它被过量加入以保证充分的还原。碳源的余量被加入到其他必须被处理的含有灰分的残留产物中。按照本专利技术可以通过分段的还原／熔化方法避免所有这些缺点。所生产的熔融粗生铁可以用于所有一般的应用，例如在炼钢生产中如在电炉炼钢厂中或氧气转炉中的小锭浇铸或精炼操作。更特别地，本专利技术的目的是在生产已还原的氧化铁后直接地并连续地将其转换，以便在经济上更有优势的条件下，采用较现有设备更紧凑且有所改进的技术设备获得液态生铁。尤其是，该目的是连续生产生铁，优选脱硫和从渣分离的生铁，通过选择燃料和利用装置上游的燃烧气体的直接再循环来回收能量而具有低的和更经济的能耗。根据专利技术，该方法至少包括两个连续的阶段，第一阶段是还原的标准阶段，直到金属化率达到80到94％的数量级，优选85到90％，加入助熔剂来提高在第二阶段所产生的渣的品位。第二阶段是生产生铁的阶段，紧随第一阶段之后。生产生铁的第二阶段在两步连续的子阶段中完成。首先，实际上100％氧化铁进一步被还原。这可以由使用带有容许气体通过的中心带或带有喷枪的紧凑反应器、和供给上述预热的煤来完成，几乎完全金属化的铁、脉石、造渣剂和过剩的煤的混合物立刻被直接输送到含有生铁熔融相的炉子中，然后排放金属和渣，优选连续地，如通过溢流。来自于第一还原阶段的已还原的氧化铁可产生自任何可以在旋转炉膛的炉子、竖炉、旋转炉或流化床炉以及其他类型的装置中进行的还原方法。当还原产物温度升高时，即含有更多的潜热，实施本专利技术变得在经济上更有价值。根据实施中的第一种变化类型，可以利用电磁感应或可能利用电弧如埋弧来提供熔化所需的能量。根据实施中的第二种变化类型，在基本上由要处理的物料的供给设备组成的单个装置中，也可以进行进一步还原和连续熔化，该要处理的物料优选直接来源于第一阶段的物料，其温度尽可能高。该供料设备在旋转管式炉的一端露出，该管式炉的相对端敞开，并首先与排放生铁和渣的优选为漏斗型的设备连接，其次与气体排放设备连接。位于供料设备侧面的烧嘴提供熔化要处理的物料所需的热，同时位于炉子的另一端的喷枪对熔体脱硫。烧嘴可以与排放设备位于同一侧，或若采用的熔化方法需要则烧嘴甚至可以加倍。在这种情况下，优选上述装置组成元件固定在同一底盘上，这样整套设备可以倾斜。传统上，优选炉子安装在支撑于托辊上的环上，该托辊由马达和适合的输送系统驱动。支撑旋转炉及其他设备的底盘其倾角可以控制，以便使炉子产生连续的倾转运动。其效果是间歇地将来自于炉子排放端的热的生铁送到炉子的供料端，随后引起生铁到出口的脉冲流，一种不是连续的而是不连续的，或甚至更好的是脉冲的运动。从排放出口取热的熔融物料保证了炉料更好的熔化，所述的物料与位于加料端的较冷的液体熔体混合。同时，这也产生了碳浓度的均匀化，该浓度在从加料端到排放端的运动过程中增加。该均匀化提高了熔化能力和还原能力，由此提高了熔体性能。碳浓度的提高降低了生铁凝固温度，这对工艺进步也具有非常有益的影响。炉子的总体结构也是影响海绵铁熔化的一个非常重要的因素。清楚的是，因为提高生铁容积，提高抽吸效果及最终提高熔化能力，所以在加料端的内径比在排放端的大在此特别有效，特别是与上述倾转的效果相结合的情况下。本专利技术的基本特征是从DRI生产设备到生铁生产阶段的所有传递都是通过重力作用获得的，并注意降低热量损失。需要指出的是本专利技术的方法与现有技术目前状态下所使用的方法具有实质性的不同，事实在于，首先，获得了所涉及氧化铁的几乎完全的还原，其次，产物直接流到由液相生铁组成的熔体中而没有中断，总之在阶段之间没有明显的冷却。仔细观察可以看到，产生的液态生铁具有精确确定的高于3％的碳浓度，优选4．5％到5．5％的数量级，这通常对于涉及的大部分铁矿石来说，可以获得满意流动性的熔融生铁。相关于按照本专利技术的方法的其它细节将在后面进行更具体的描述。根据实施中的上述第一种变化类型，该方法是通过这样的途径进行的，即下层炉子产生的煤气通过气体排出管被直接送入第一阶段，以通过它的潜热和还原能力发挥作用。在供给来源于第一阶段的金属化混合物的管道中，可调的瓣阀可以在排出金属化混合物时产生一个具有足够重量和充足下降高度的缓冲区，在浇注时有力地穿透下层炉子的液态表面，这大大地加速了熔化。底层的熔化炉配置了用于间歇排放液体生铁的设备，优选地，为了简单采用挡板的形式，其中生铁和渣本质以公知的方法进行分离。优选渣被制粒或可为此目的配备的熔池中混凝。这两种渣是已知的市售的副产品。液态粗生铁形成特别有用的产品，例如在使用电炉(RAFs)或氧气转炉(BOFs)的精炼工艺中。虽然该方法被描述用于氧化铁的还原，但是它也可应用于其他金属氧化物或它们与氧化铁的混合物的还原，特别是与铁一起使用的金属用于生产合金如不锈钢。它也被应用于回收来自高炉、转炉和电炉的灰分。具有在重力下运动的两个连续阶段的本专利技术方法可以处理来源于钢铁厂的可再循环的副产品。生产的生铁可直接以熔融态使用，也可以铸锭形式使用。在第二阶段结束时几乎完全不存在氧化铁确保了反应器出口的耐火材料和感应炉工作寿命的延长。本专利技术方法的特征在于钢生产过程非常高的生产率，因为所使用的起始物料是液体态的，它代替了特别是在DRI方法中生产的固态物料。第一阶段选择DRI方法是出于考虑在当地环境下的最佳的经济条件，用来耦合本方法的第二阶段。纯粹从所需能量的观点出发，该方法也有几个优点。在两阶段中的连铸避免了任何能量损失。进一步说，可以重新利用第二阶段所释放的有用的气体。来自于第一阶段的过量燃料(煤)可有益地用于第二阶段。过量的煤在未还原氧化铁的终还原时享用给料管，第二阶段的过量煤在提高生铁品位方面起作用。连接第一阶段和第二阶段的给料管使建立具有特别紧凑形状的装置成为可能，这也降低了投资成本。第二阶段的熔化设备具有相当小的容积。最后，该方法使优化使用再循环物料成为可能。从质量观本文档来自技高网...

【技术保护点】
还原氧化铁的方法，其特征在于，它至少含有两个连续的步骤，即，第一个标准阶段，还原初始氧化物直至金属化程度达到８０－９４％数量级，优选８５－９０％，和加热到１０００℃以上的温度，最高温度达到熔点附近；和第二个阶段，涉及在金属化铁、脉石、溶剂和过剩的煤的混合物的重力下，直接供给到含有生铁熔融相的熔化炉中，然后去除金属和渣，优选连续地，特别是借助于溢流。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：吉多蒙特尼，
申请(专利权)人：西德马公司，
类型：发明
国别省市：BE[比利时]