生产生铁水或钢的预产物的方法及实施该方法的设备技术

从细颗粒含铁物料（５）、特别是还原过的海绵铁在熔融气化器（１）中的熔化气化区中生产生铁水（２４）或钢的预产物的方法，其中在由固体碳载体所构成的床（２７）中生成还原气体的同时，通过供应含碳物料（１９，１９′）和含氧气体，使含铁物料（５）、任选地是预先经完全还原的此物料在经过该床（２７）时被熔化，该方法的特征在于：细粒煤（１９）如煤粉和／或含有挥发份的其它含碳物料的供给管（１８）和含氧气体的输送管（２１）进入熔融气化器（１）的还原气体排放管（２，１７）的附近，细粒煤（１９）和／或其它的含挥发份的含碳物料在被引入熔融气化器（１）时，被转化成为细粒焦炭（１９′），该细粒焦炭随排自熔融气化器（１）的还原气体被一起排放，然后被分离。（*该技术在2016年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及在熔融气化器的熔融气化区中用细粒含铁材料、尤其是经还原的海绵铁生产生铁水或钢的预产物的方法，其中在提供含碳物料及含氧气体的情况下、在于固体碳载体构成的床中形成还原气体的同时，在该含铁材料任选地是预先完全还原的材料通过该床时被熔化，本专利技术还涉及实施此方法的设备。从EP-B-0010627可知一种在熔融气化器中、用粒状含铁材料、尤其是经预还原的海绵铁生产生铁水及生产还原气体的方法，其中的流化床是通过加煤及吹入含氧气体用焦炭颗粒形成的。含氧气体或纯氧在该熔融气化区的下部区域喷入。粒状含铁材料、尤其是经预还原的海绵铁及块煤经设在熔融气化器顶盖中的加料口加入，下落的颗粒被阻滞在此流化床中而含铁的颗粒在其经此焦炭流化体下落时被还原和熔化。被渣覆盖的金属液在熔融气化器的底部收集。金属和渣经各自的排放口排放。但这种类型的方法不适于处理细粒海绵铁和细粒煤，由于那里有大量猛烈的气流，细粒固体颗粒被立即从熔融气化器中排走。在熔融气化器上部区域中占优势的温度甚至更加强了排放，因为此温度过低而不能保证海绵铁在加料位点熔化。从US-A-5,082,251得知，借助用天然气产生的还原气体，通过流态化直接还原含铁细矿石。该富铁的细矿石在由顺序排列的流化床反应器构成的系统中、在高压下借助还原气体还原。此后，将这样产生的海绵铁粉未经热或冷造块。单独熔化团块是为进一步处理此海绵铁粉末而设置的。在那里不可能处理细粒煤。从EP-B-111176得知，用块铁矿生产海绵颗粒及生产生铁水，该铁矿石在直接还原的团块中被直接还原，而从此直接还原的团块中排出的海绵铁颗粒被分成粗粒部分和细粒部分。将此细粒部分供给熔融气化器，在其中熔化海绵铁所需的热及供给此处用于直接还原团块的还原气体由加入的煤和供入的含氧气体产生。在这样操作时，仅可能加入块状的煤；细颗粒的煤会被还原气体带出熔融气化器。按照EP-A-0576414的方法，含块状铁矿石的炉料在还原竖炉中用在熔融气化区中形成的还原气体直接还原。然后将这样得到的海绵铁供给此熔融气化区。为了能按已知的方法另加利用细矿和/或矿尘、如在冶金厂中产生的氧化铁细尘，将此细矿和/或矿粉和焦炭粉一起输往在熔融气化区中运行的粉尘燃烧器，再以不足化学计量燃烧反应进行反应。这种方法便于有效地处理最多为总炉料量的20-30％的细矿和/或冶金厂产生的矿尘，因而便于综合处理块矿和细矿及处理焦炭粉。但使用焦炭粉是成问题的，因为热的还原的矿石将引起脱气和形成焦油，从而在输送管中结焦。本专利技术的目的是旨在避免这些缺点和困难，提供一种开头所定义类型的方法及实施此方法的设备，被它们能处理细粒焦炭及含铁的细颗粒材料。一方面会可靠地防止熔融气化器中产生的还原气体将供入的细颗粒带走，另一方面，能保证可能需要的含铁材料的完全还原。本专利技术的目的尤其在于提供这样的方法当加细颗粒煤时，该方法可通过使用熔融气化器将100％的细颗粒含铁材料处理成生铁和/或钢的预产物。按照本专利技术，以开头所限定类型的方法达到了这一目的，其中细粒煤如煤粉和/或其它的包括挥发份的含碳物料的供料管和输送含氧气体的管线进到熔融气化器的还原气体排放管附近部位，该细粒煤和/或包含挥发份的其它含碳物料由于引入了熔融气化器而反应成细粒焦炭，此细粒焦炭随自此熔融气化器带出的还原气体排出，然后在一分离装置中被分离。按照本专利技术，利用强的还原气流所产生的排放效果，细颗粒的煤以简单的方式被转变成焦炭。该细粒焦炭基本上可较迅速地变更，以便进一步利用，因为无需要担心脱气和形成焦油了。其它的包含挥发份的含碳物料包括比如合成的橡胶屑(shredder)或细粒石油盐。较好地是，将细粒焦炭与任选地被还原气体预热和/或还原过的细粒含铁物料一起供往熔融气化器，其中，按照一实施方案，于该床之上所形成的稳定区中，在直接供氧的条件下，通过使供于熔融气化器的细粒焦炭燃烧和/气化而形成高温燃烧区和/或气化区，细粒含铁物料是被直接引入此高温燃烧区和/或气化区中的，其中至少此含铁物料的表面熔化及其烧结是用细粒焦炭反应时所放出的热进行的。这样形成的团块由于其增大的质量，所以有较高的垂直下降速度。借此并借助其加大了的形式因素，即借助其因形成变大的球而更为有利的Cw值，防止了该含铁物料被自熔融气化器放出的还原气体排出。从EP-A-0217331得知，通过流态化使细矿石预还原，再将此经预还原的细矿石引入熔融气化器，然后借助等离子燃烧器、在提供含碳还原剂的条件下使之完全还原和熔化。在熔融气化器中形成一流化床，并在其上形成一焦炭流化床。经预还原的细矿石或海绵铁粉分别被供至设在熔融气化器下部的等离子燃烧器。在那里，不利的是，由于预还原的细矿不直接供入下熔化区，即收集熔体的区域，所以不再能保证完全还原，而且在任何情况下也达不到进一步处理此生铁时所需的化学成分。此外，由于在熔融气化器下部分别形成煤的流化床和固定床，故不可能引入大量的预还原细矿石，因为不可能充分地从该等离子燃烧器的高温区放出熔化产物。大量引入预还原粉矿会立即导致等离子燃烧器的热的和机械的故障。为了以尽可能均匀而完全的方式获得混合的和处理过的被提供的固体，集中地而且是在熔融气化器上端形成按本专利技术的高温燃烧区和/或化区是有益的，而且原料向下供入，结团因含铁材料在高温燃烧区和/或气化区中的漩流而被加速和增强，此外，在漩流的情况下，向此高温燃烧和/或气化区中供氧同样也有利地进行。按照一个优选的操作方案，该含铁材料以与细粒焦炭混合的状态被引入高温燃烧和/或气化区中。此外，如果借助推动物如氮或方法中的气体提高含铁物料进入高温燃烧区和/或熔融气化器的速度也是有益的。按照一优选的实施方案，将在熔融气化区中形成的还原气体输往预热区和/或直接还原区，以便预热此含铁原料，从而使该被预热和/或还原的含铁原料在热态下被供往此高温燃烧和/或气化区。有益的是，可另行将细粒焦炭供往此预热和/或直接还原区。有益的是，将块煤另行引入熔融气化器，以便形成由固体碳载体构成的床。一种较佳的变通方案的特点是将预热和/或直接还原区中的含铁原料分成细粒部分和粗粒部分，后者最好包含0.5-8mm间的颗粒，而仅将此细粒部分引入高温燃烧和/或气化区，而将粗粒部分直接引入熔融气化器，更好地是引入其稳定空间中。被还原的铁矿石中的粗的部分可单靠重力加入，如果被掺入高温燃烧和/或气化区，它们只消耗热。结果，这种热可用于使这些细颗粒结团。因此，用于形成高温燃烧和/或气化区的燃烧器可更有效地运行，而且可任选地制成较小的尺寸而不影响结团。另一种变通方案的特征是将此还原气体以非提纯的状态输往预热区和/或直接还原区。借此，可使含碳粉尘在此预热和/或直接还原区中从熔融气化区中分离出来。一种用于实施此方法的设备包括一个熔融气化器，它包括用于添加和排出含碳物料、含铁物料、用于排放所产生的还原气体及用于输送含氧气体的管道，此外还包括出渣口和熔体出口，为收集生铁水和/或钢的预产物及液体渣所设的熔融气化器的一个下段、为容纳固体碳载体的床所设的、位于F段上方的一个中段，及作为稳定空间而设的一个上段，该设备的特征在于，该气化器位于还原气体排放管的开口附近，包括一用于提供细粒煤的燃烧器，还在于，在该还原气体排放管中设有将此还原气体排放管中设有将随此还本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：W·L·凯普林格，F·瓦尔纳，J·申克，
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，浦项综合制铁株式会社，产业科学技术研究所，
类型：发明
国别省市：