生产熔融生铁或熔融钢预产品和海绵铁的方法及其设备技术

由铁矿石和助燃剂生产熔融生铁或钢预产品和海绵铁的方法，原料在固定床还原区（１２）直接还原成海绵铁，在熔化气化带（８）海绵铁熔化并生成含ＣＯ和Ｈ↓［２］的还原气体，它供入还原区（１２）反应并输出气体，该气体经过ＣＯ↓［２］消除与熔化气化带（８）产生的部分还原气体一起作为大量除去ＣＯ↓［２］后的还原气体输入下一还原区（２１）直接还原铁矿石以生成海绵铁。为节约投资和提高产量，部分熔炉燃气发生器（８）产生的还原气体分支输出，不经ＣＯ↓［２］消除就供入下一还原区（２１）。（*该技术在2015年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及由含有最好是块状的和/或球状的铁矿石和需要时加助熔剂的原料生产熔融生铁或熔融钢预产品或海绵铁的方法及其设备。其中原料在第一还原区直接还原成海绵铁，海绵铁在有碳载体及含氧气体输入的情况下。在熔化气体带熔化，并生成含CO和H2的还原气体，该气体供入还原区，在此反应并以输出气体输出，并且其中该输出气体经CO2消除后。为生产海绵铁该气体与熔化气化带(8)产生的部分还原气体一起作为大量除去CO2的还原气体仅输送到至少一个下一还原区(21)直接还原铁矿石。由AT-B-396,255已知了这类方法，其中熔化气化带产生的作为剩余气体并输送到另外的还原区的那部还原气体在洗涤塔中洗涤后，与输出气体混合，最后与输出气体一起经CO2去除，这样，在CO2去除之前，这部分还原气体中就加入了输出气体，因此，两个还原过程(每个各有一个系统波动)在这一点上互相连接，如从气流的方面看，这一点在第一还原过程后面很近的位置而离第二过程很远。因此可以使得两个系统之间传递的波动在气体流量，气体组成和气体温度方面的共振与回复，由均匀或缓冲偏离特定的理想值的偏差而使之最小或避免之。例如，为生产质量稳定的还原气体，产生气体体积与流量的波动以保持熔炉燃气发生器恒定的系统压力。一旦熔炉燃气发生器中的压力太高，可通过把还原气体更多地输送到输出气体管来释放压力。依据其他标准CO2去除装置的尺寸，大体与输入该设备的流量有关，由此根据AT-B-396,255，理想的还原气体最大流量必须被考虑。因为CO2去除装置是开始所述的方法的设备的有关投资中的主要部分。根据AT-B-396,255，该设备的投资非常高。本专利技术的目的是在大量节约投资方面进一步发展由AT-B-396,255已知的方法及设备。尤其是，它能降低生产所需的能量。根据开始所述的方法，本专利技术的目的由部分熔化气体带产生的还原气体的分支输出和将其未经CO2消除就供入下一还原区来实现。因此，根据本专利技术，CO2消除设备容量尺寸可以显著降低，因而可以显著降低其投资。意外的是，把两个还原过程的连接点移到更靠近下一还原区对整个过程不产生负面影响。若气体体积与流量具有大的波动可以用安全的方法缓冲这些波动，如用缓冲器，因此即使在这种情况下本专利技术的优点也充分有效。享有较早优先权的奥地利专利申请A1958/94所公开的方法中，块状的矿石在固定床直接还原区还原成海绵铁，海绵铁在有碳载体和含氧气体的供入的情况下，在熔化气化带熔化，并产生含CO和H2的还原气体，该气体供入固定床直接还原区，在此反应并作为顶部气体输出。并且，精矿以流化床方式在流化床直接还原区还原成海绵铁。其中经CO2去除和加热后的固定床直接还原区的顶部元件和/或熔化气化带产生的还原气体及流化床直接还原区产生的废气供入流化床直接还原区并以废气输出。其中熔化气化带产生的还原气体可以不经CO2去除就供入流化床直接还原区。根据本专利技术优选的实施例其特征在于最好是块状的和/或球状的铁矿石，以固定床方式，在下一还原区生成海绵铁。根据本专利技术，分支输出的还原气体部分输入下一步固定床直接还原区之前与经CO2消除后的输出气体混合形成混合的还原气体是有利的。供入固定床直接还原区的还原气体须经特别除尘很重要，分支输出的部分还原气体经过除尘和洗涤，并且混合的还原气体被有加热是有利的。可以通过只加热除去CO2后的部分输出气体并在其加热后与未经除去CO2和加热的分支输出的部分还原气体混合来更进一步大量节约生产生铁的和/或钢预产品的投资与能耗，其中分支输出的部分还原气体只经除尘而不洗涤更有利。这样，分支输出的部分还原气体只经粗净化和在很热的状态与加热后的输出气体混合。因此，加热装置的尺寸能小许多，因为需加热的气体流量大大降低。而且，由于分支输出的还原气体仍是热的，输出气体只需加热到较低温度。通过与加热后的输出气体混合，仍留在分支输出的还原气体中的剩余烟尘含量被稀释到对在固定床直接还原区进行的还原反应根据不产生影响的程度。优选的变型，其特征在于分支输出的部分还原气体经过除尘和洗涤，并且消除CO2后的输出气体加热到比下一还原区的还原气体的理想温度略高些的温度。因此，该分支输出的部分还原气体可以在很纯但比较冷的状态与除去CO2后的输出气体混合，这样，与已有的技术相比，在加热装置上的投资就比较低。而且，由于分支输出的还原气体在较冷的状态更容易处理，本方法就容易操作，这样设备所需的投资也小。有利的是，为了保持不同系统压力和流量的恒定，鉴于可能的超量输送，分支输出的部分还原气体在输送到下一步还原区之前先储备。为了使由一还原过程传递到另一过程的波动最小，最好通过熔化气化带产生的部分还原气体与还原区产生的CO2消除前的输出气体混合来平衡熔化气化带的压力偏差。在下一还原区矿粉最好以流化床方式还原，并且，分支输出的还原气体输送到该下一还原区而不加热输出气体，其中流化床方式的直接还原适合分两步或几步进行。实现该方法的设备包括还原最好是块状和/或球状的铁矿石的还原炉，熔炉燃气发生器，连接熔炉燃气发生器和还原炉的还原气体供入管，连接还原炉与熔炉燃气发生器用于还原炉中产生的还原产物的输送管，还原炉输出气体排放管，进入熔炉燃气发生器的含氧气体和碳载体的输送管，排放熔炉燃气发生器产生的生铁和渣的排出口，以及至少一个用以接受铁矿石的另外的还原反应器，一通向该还原反应器的还原气体供入管，一该还原反应器的废气排放管和还原反应器中产生的还原产物的排放装置，其特征在于还原炉的输出气体排放管进入CO2消除装置，从CO2消除装置引出另外的还原反应器的还原气体供入管，该管道经加热除去CO2后的输出气体的加热装置后进入另外的还原反应器，由连接熔炉燃气发生器和还原炉的还原气体供入管分出一支管，该支管不经过CO2消除装置，而接入另外的还原反应器的还原气体供入管。另外的还原反应器适合设计成固定床反应器，尤其是竖炉。根据优选的实施例，支管不经过CO2消除装置和最好包括复燃器的加热装置，而接入另外的还原反应器的还原气体供入管。根据优选的实施例，另外的还原反应器设计成流化床反应器，其中两个或几个流化床反应器最好依次连接。有利的是在支管上有一个补偿器，该补偿器也可由旁路管绕过。为使两个还原过程间传递的波动尽可能最小，支管在其进入CO2消除装置之前宜经补偿器与输出气体排放管连接。本专利技术还涉及一种由按本专利技术方法制成的生铁或钢预产品制造的商品如轧制材料。下面通过图示的三个实施例来更详细解释本专利技术，其中附图说明图1至图3分别表示一个本专利技术的实施例的流程。块状的和/或球状的铁矿石，可能与助熔剂一起经图中未显示的闸门阀系统由输送装置2从顶部装入作为固定床反应器的第一还原竖炉1。该竖炉1与熔炉燃气发生器(Einschmelzvergaser)3连接，其中由煤和含氧气体生成还原气体，该还原气体由输入管4输入竖炉1，也可以在输入管4中设有干燥除尘用的气体洗涤装置4’。熔炉燃气发生器3包括固体碳载体输送管5，含氧气体输入管6，假如需要的话，还有输送室温下液态或气态的碳载体如碳氢化合物和助燃剂的管道7；在熔炉燃气发生器3熔化气化带8下部收集熔融的生铁9和液态渣10并将其通过排出口11排出。在竖炉1中的固定床直接还原区12中即以固定床方法，使待还原成海绵铁本文档来自技高网...

【技术保护点】
由最好是块状的和／或球状的铁矿石和必要时的助熔剂的原料生产熔融生铁或熔融钢预产品和海绵铁的方法，其中原料在还原区（１２）直接还原成海绵铁，海绵铁在有碳载体及含氧气体输入的情况下在熔化气化带（８）熔化并生成含ＣＯ和Ｈ↓［２］的还原气体，该气体供入还原区（１２），在那儿反应并以输出气体形式输出，其中该输出气体经ＣＯ↓［２］消除后，为生产海绵铁，它与熔化气化带（８）产生的部分还原气体作为大量除去ＣＯ↓［２］的还原气体输入到下一还原区（２１）直接还原铁矿石，其特征在于熔化气化带（８）产生的部分还原气体分支输出并不经ＣＯ↓［２］消除供入下一还原区（２１）。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：约尔格迪尔，格拉尔德罗森菲尔讷，利奥波德维尔纳开普林格，康斯坦丁米廖尼斯，迪特尔休卡，霍斯特维辛格，
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]