在熔融气化炉内生产液态金属的方法和设备技术

本发明专利技术涉及由金属载体尤其部分还原或还原的海绵铁（３）在熔炼煤气发生炉（１）内生产液态金属尤其液态生铁（９）或液态钢半成品的方法，在熔炼煤气发生炉内通过供入至少部分由煤屑（１６）和煤粉（１３）构成的含碳的材料和氧或含氧的气体，金属载体在由含碳的材料构成的床（４）内，在生成还原气体的同时，必要时在事先最终还原后熔炼，作为炉料供入的煤屑（１６）和煤粉（１３），在干燥后热态下与地沥青（２０）混合，接着冷制团，以及在这里制成的团块（２５）在冷态下装入熔炼煤气发生炉（１）内并在熔炼煤气发生炉（１）内受到急剧地加热。（*该技术在2018年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及由金属载体尤其部分还原或还原的海绵铁在熔炼煤气发生炉(Einschmelzvergaser)内生产液态金属尤其液态生铁或液态钢半成品的方法，在熔炼煤气发生炉内通过供入至少部分由煤屑和煤粉构成的含碳的材料和氧或含氧的气体，金属载体在由含碳材料构成的床内，在生成还原气体的同时，必要时在事先最终还原后熔炼。本专利技术还涉及实施此方法的设备。在向熔炼煤气发生炉内供入微粒状含碳材料如煤屑和煤粉时存在的问题是，由于在熔炼煤气发生炉内存在的速度使微粒状含碳材料重新从熔炼煤气发生炉排出。这种情况在同样程度上也适用于微粒状的矿石。为了解决上述问题，例如在AT-B-401777中建议，碳的载体与矿屑和/或矿粉一起借助于粉状燃料燃烧器加入熔炼煤气发生炉中，而且加入熔炼煤气发生炉的下部区内。在这里导致加入的碳载体低于按化学计算法的燃烧。带来的缺点是，碳的载体对于在熔炼煤气发生炉内建立由固体的碳载体构成的床不能作出贡献。在内部已知向熔炼煤气发生炉上部区供入微粒状煤，微粒状煤在其中转化成焦，焦与还原气体一起排出并分离，接着与微粒状材料一起通过燃烧器输入熔炼煤气发生炉。然而在这里对于建立由含碳材料构成的床同样没有贡献。这种床通常由必须具有高的热稳定性的块状煤构成。基于受燃煤电厂的需要左右的煤炭市场的发展，可能发生最好是提供煤粉的情况，用于如今流行的煤粉燃烧器。原先常用的必须使用块煤的炉篦燃烧，现在在煤炭的消耗市场上只起次要的作用。其结果是，在市场上供应的煤的细粒部分可能占很大的比例，其数量级在50至70％的范围内变动。在熔炼煤气发生炉中使用这种煤时，通常首先将煤的细粒部分筛出，只有粗粒部分，亦即块状煤，才提供用于熔炼煤气发生炉。细粒部分供别的地方使用。本专利技术的目的是，将细粒部分同样有益地加以利用，使它有助于建立熔炼煤气发生炉内由含碳材料构成的床，由此可以降低使用块状含碳材料的成本。按本专利技术为达到此目的采取的措施是，要加入的煤屑和煤粉在干燥后热态下与地沥青混合，接着冷制团；以及，由此制成的团块在冷态加入熔炼煤气发生炉，以及在熔炼煤气发生炉内受到急剧地加热。出人意料地发现，如此制成的团块有极好的热稳定性，它甚至超过块状的含碳材料的热稳定性。在熔炼煤气发生炉约1000℃的温度的冲击式作用下，团块只出现微小的崩塌现象。这要归因于用作粘结剂的地沥青的性质，地沥青在上述高温下快速熔化并因而为在煤粒之间有利地连接提供了条件。在这里重要的是，地沥青在上述温度下不会析出气体以及除此以外保持其粘稠的稠度和粘合力。由DE-A-2407780已知使用由一种混合物构成的煤砖，这种混合物包括作为现用煤的精选优质的尤其是无烟煤和/或贫煤或煤粉以及作为粘结剂的高真空地沥青，如此制成的团块用于例如在家用燃炉内燃烧，或也许可用于高炉，只要它们能经受住一种热力过程，如氧化、半焦化或焦化。然而这种团块满足的是与按本专利技术制造的团块所要满足的不同的要求，尤其是在按本专利技术的团块中重要的是热稳定性，也就是说，当作为炉料加入熔炼煤气发生炉中在受到突然的热冲击时团块不应炸裂，而按DE-A-2407780重要的是团块有高的稳定性，也就是要有高的承压能力，以便能在高炉中使用。按已知的方法，高真空地沥青加热到200℃，以及在与煤粉混合后在约85℃的温度下制团。由于在已知的团块内大部分成焦，所以产生高的稳定性。按照一种最佳实施形式，煤屑和煤粉在干燥时和/或干燥后从作为炉料加入的含碳材料中分离出来并在热态下进一步处理。在分离煤屑和煤粉时同时产生的块状含碳材料，按本专利技术的一种优选实施形式，直接装入熔炼煤气发生炉内。粒度小于等于8mm的煤屑最好从含碳的材料中分离出来。由EP-B-0315825已知一种前言所述类型的方法，其中，煤屑磨碎后与粘结剂，例如石灰、糖蜜、沥青或焦油混合并成粒，接着加入熔炼煤气发生炉内。按本专利技术当然不是粒化而是制团，与粒状体相比团块有更高的热机械稳定性。按EP-B-0315825的另一个缺点是用于磨碎煤屑所需要的能耗大。按本专利技术则避免了这一缺点，因为作为炉料装入的含碳材料无需磨碎，而是分离出煤屑和煤粉。由AT-B-376241已知一种方法，按此方法，从熔炼煤气发生炉与还原气体一起排出的由粉状碳组成的固体从还原气体中分离出来并烧结，以及所形成的烧结块尤其是型焦被送回熔炼煤气发生炉中，然而在这里，如按本专利技术那样，作为炉料加入的含碳材料未进行烧结以及不能得到尺寸较大的煤屑作为炉料加入。在按AT-B-376241的方法中还有一个缺点是，烧结设备直接设在用于分离粉状碳的热旋风分离器的后面，从而造成昂贵的结构费用。按本专利技术从作为炉料加入的含碳材料中分离出来的煤屑或煤粉与地沥青混合并制团，在这种情况下制团装置设在含碳材料干燥装置的下游。在这里合乎目的的是在与地沥青混合过程中以及在制团时充分利用干燥后煤屑和煤粉所含的热量。为了制团无需使用任何附加的热能。按此方法的最佳设计，煤屑和煤粉与地沥青在温度低于100℃，最好温度在75与80℃之间时混合。有利的是加入软化点低于80℃最好低于75℃的地沥青。必要时在混合过程供入附加的热量，以保证地沥青的软化。按本专利技术方法的一种优选的实施形式，加入至30％的石油焦炭作为含碳的材料，它本身没有足够的热稳定性。但借助于按本专利技术的过程获得的团块仍有足够的高的热稳定性。作为炉料加入的含碳材料最好干燥到剩余含水量低于5％。按照一种实施方案，碎团块从由煤屑和煤粉构成的团块中分离出来并在制团过程中再循环。由煤屑和煤粉构成的团块最好在制团时和/或制团后冷却到温度低于30℃。它们有特别高的热稳定性，尤其在加入熔炼煤气发生炉内受急剧地加热时。按本专利技术，最好使用灰分为10至25％的煤。因此按本专利技术的方法的特点在于特别高的经济性，所以在熔炼煤气发生炉内由部分或完全还原的金属矿熔炼的液态金属也可以便宜地生产，因为如引言已说明的那样对于熔炼煤气发生炉加入的正是用于制造团块的含碳材料，这些团块是利用含碳材料的微粒部分得到的所谓副产品。按本专利技术还可使用挥发成份在18和38％之间的煤。也就是说没有必要使用优质煤。最好具有从煤干燥器排出时的温度和煤屑和煤粉与大体有此相同温度的地沥青混合，在这种情况下要混合的材料在混合时的温度最好为70至最高100℃，尤其是75至85℃。由此保证地沥青良好的粘结效果以及廉价的温度控制。此外，由煤屑、煤粉和地沥青组成的混合制品在它制团前无需冷却或只略加冷却。按本专利技术方法的另一个优点可认为在于，可使用当地通常用于铺路的地沥青作为这里所需的地沥青。也就是说没有必要对地沥青提出特殊的要求。实施按本专利技术的方法用的设备，包括熔炼煤气发生炉；通入熔炼煤气发生炉中的金属载体尤其部分还原或还原海绵铁的输入管；氧或含氧气体及至少部分由煤屑和煤粉构成的含碳材料的输入管；从熔炼煤气发生炉引出的在熔炼煤气发生炉内生成的还原气体的排出管；以及设在熔炼煤气发生炉上的生铁和炉渣的出铁口或出渣口，其特征在于，设一干燥器，用于干燥作为炉料加入的含碳材料，在其下游设搅拌机和与之连接的用于煤屑和煤粉制团的冷制团装置，其中，冷制团装置在管路上与熔炼煤气发生炉连接起来。按照一种优选的实施形式，设有分离器，用于将煤屑和煤粉从作为炉料加入的含碳材料中分离出来。按照另一种优选的本文档来自技高网...

【技术保护点】
由金属载体尤其部分还原或还原的海绵铁（３）在熔炼煤气发生炉（１）内生产液态金属尤其液态生铁（９）或液态钢半成品的方法，在熔炼煤气发生炉内通过供入至少部分由煤屑（１６）和煤粉（１３）构成的含碳的材料和氧或含氧的气体，金属载体在由含碳的材料构成的床（４）内，在生成还原气体的同时，必要时在事先最终还原后熔炼，其特征为：作为炉料供入的煤屑（１６）和煤粉（１３），在干燥后热态下与地沥青（２０）混合，接着冷制团；以及，在这里制成的团块（２５）冷态下装入熔炼煤气发生炉（１）内并在熔炼煤气发生炉（１）内受到急剧地加热。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：冈特施赖，帕维茨扎海迪，
申请(专利权)人：奥地利钢铁联合企业阿尔帕工业设备制造公司，
类型：发明
国别省市：AT[奥地利]