用于铁矿石的流化床型还原设备及用此设备还原铁矿石的方法技术

三阶段流化床型还原设备及用其还原程度范围宽的细铁矿石的方法。该设备包括系列布置的带有与其相连的第一旋风除尘器的干燥／预热炉，带有与其相连的第二旋风除尘器的初级预还原炉、在沸腾流化态下仅终还原预还原过的铁矿石中的粗矿石部分，同时转移该铁矿石中的中等／细矿石部分的二级高气体速度还原炉、终还原该中等／细矿石，形成其沸腾流化床的二级低气体速度还原炉，装在此二级低气体速度还原炉中的内部旋风除尘器及捕获未被内部旋风除尘器捕到的粉矿的第三旋风除尘器。（*该技术在2015年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及在生产生铁或工业纯铁的工艺过程中还原细铁矿石的流化床型还原设备，及用这种设备还原细铁矿石的方法，而尤其是涉及能以稳定的流化态有效地还原尺寸范围很宽的细铁矿石的设备，及用此设备还原细铁矿石的方法。一般说来，常规的自还原的矿石生产生铁的方法包括用高炉的方法和用竖炉的方法。按后一方法，在竖炉还原的铁矿石中于电炉中熔炼。在以高炉生产生铁的方法的情况下，将大量焦炭用作热源和还原剂。按此法，为改善透气性和还原，将铁矿石以烧结矿的形式加入。因此，用高炉的常规方法需要生产焦化的煤的焦炉及生产烧结矿的设备。为此，将用高炉的方法是一种要求大量投资和高能耗的方法。由于高质量的炼焦煤在世界上分布不均，而且其储量正在减少，因而在对钢的需求增加时此缺点就变得严重了。另一方面，用竖炉还原铁的方法需要使铁矿石球团化的预处理步骤。由于此法还用天然气作热源和还原剂，所以其缺点是，它仅能在保证容易地供应天然气的地区作商业性实施。最近，用非焦煤代替焦炭自铁矿石生产生铁的熔融还原法，作为一种新的生产铁的方法，一直引人瞩目。这种熔融还原法一般将用这样的体系其中在另一炉中预还原的铁矿石在熔化炉中被完全还原，从而产生热金属。在此还原炉中，铁矿石在其熔化前以固相被还原。换言之，加于此还原炉中铁矿石被还原，而同时与产于该熔化炉中的还原气体接触。用于此法的还原过程被分为两类移动床类型和流化床类型，这取决于铁矿石与还原气体如何接触的条件。已知的是，还原尺寸分布很宽的细铁矿石的最有前途的方法之一是流化床类型的工艺，其中矿石被经分配器供应的还原气体于流化态下还原，该分配器是装在此还原炉的下部的。此流化床类型的还原炉的一个例子公开于公开号为平-1-114653的日本实用新案中，而且其结构被图解于附图说明图1中。如图1中所示，该炉包括一园柱状炉体1，细铁矿石于其中还原。该园柱状炉体1设有矿石入口2，还原气体入口3，还原矿石出口4及废气出口5。在此流化床类型的炉中，首先经矿石入口2将细铁矿石加于园柱形炉体1中。当还原气体经气体分配器6以适当的流量供于该炉中时，铁矿石就在该分配器上形成流化床，从而其可与还原气体混合及被其搅动，在此状态下，铁矿石可被还原气体还原。供于该还原炉中的还原气体，就象流体沸腾一样而在铁矿石层中形成气泡，而后穿过此颗粒层上升，借此形成沸腾流化床。被还原的铁矿石经矿石出口4自此炉中排出，然后送入熔融汽化器。对于这种流化床型还原设备而言，它需要将还原气体的流量减至最小，同时形成有效的流化床，从而不仅减少了铁矿石的场所，而且还提高还原气体的效率。因此，应将铁矿石的粒度严格限于某种范围内。换言之，对形成有效流化床所需的还原气体流量强烈地取决于欲被还原的铁矿石粒度。结果，处理粒度范围很宽的铁矿石是不可能的。因此，欲加入上述流化床型炉中的矿石的粒度一般被限于1mm或更小。但作为炼铁工业原料被提供的铁矿石，至少50％的粒度大于1mm。因此，在这种流化床型还原炉中，铁矿石在使用前按其粒度筛分，而较大粒度的矿石或在被粉碎到所需尺寸后加入此还原炉，或者按加入有上述缺点的竖炉中。结果，由于工艺步骤数目的增加而提高了设备投资。本专利技术人基于其研究和实验的结果推荐本专利技术，该专利技术可解决在常规方法中所遇到的问题。因此，本专利技术的目的在于提供一种三阶段的流化床型还原设备，它包括一个用于干燥和预热铁矿石的单型的干燥/预热炉、一个用于细铁矿石预还原的单型初级还原炉、及用于铁矿石终还原的双型终还原炉，借此所以稳定的流化态有效地还原粒度范围很宽的铁矿石，将气体在其流化床型还原炉中的使用流量减至最小，减少还原铁的滞留时间，提高还原铁的产率，以提供用此设备还原细铁矿石的最优方法。本专利技术的另一目的在于提供一种流化床型还原设备，它包括用于干燥和预热铁矿石的干燥/预热炉和初步和最终还原此铁矿石的双型还原炉，借此能以稳定的流化态有效地还原粒度范围宽的细铁矿石，不管铁矿石的粒度如何都达到均匀还原，及改善还原率，气体使用流量和气体消耗率，以及提供用此设备的最佳还原细铁矿石的方法。一方面，本专利技术提供了一种还原粒度分布宽的细铁矿石的流化床型还原设备，它包括干燥和预热供自料仓的铁矿石的干燥/预热炉；捕获含于来自该干燥/预热炉的废气中的粉状铁矿石的第一旋风除尘器；在沸腾流化态下预还原经干燥/预热的铁矿石和被第一旋风除尘器捕获的铁矿石粉尘的初级还原炉；捕获含于来自此初级还原炉的废气中的铁矿石粉尘的第二旋风除尘器；在沸腾流化态下仅终还原此预还原铁矿石中的粗矿部分而同时淘析该铁矿石的中等/细矿部分的第二级高气体速度还原炉；终还原自该二级高气体速度还原炉被分出的中等/细矿石，而同时形成其沸腾流化床的二级低气体流速还原炉；及捕获含于来自二级低气体速度矿石还原炉的废气中矿粉的第三旋风除尘器。另一方面，本专利技术提供一种还原粒度分布宽的细铁矿石的流化床型还原设备，它包括干燥/预热供自料仓的铁矿石的干燥/预热炉；捕获含于来自该干燥/预还原炉的废气中铁矿石粉尘的第一旋风除尘器；以沸腾流化态仅初步还原(预还原)自该干燥/预热炉的经预热矿石中的粗大矿石部分，而同时分出该经预热的铁矿石中的中等/细矿部分的初级高气体速度还原炉；预还原自该初级高气体速度还原炉被分出的中等/细铁矿石，同时形成其沸腾流化床的初级低气体速度还原炉；捕捉含于来自初级低气体速度还原炉的废气中的铁矿石粉尘的第二旋风除尘器；将在初级高气体速度还原炉中预还原粗大铁矿石终还原，而同时形成其沸腾流化床的第二高气体速度还原炉；终还原在初级高气体速度还原炉中预还原的中等/细铁矿石，而同时形成其沸腾流化床的二级低气体速度还原炉；捕捉含于来自该二级低气体速度还原炉的废气中的铁矿石粉尘的第三旋风除尘器，该第三旋风除尘器将被捕捉的铁矿石粉尘再循环至该二级低气体速度还原炉的下部或熔融气化器的下部；以及捕捉含于来自该二级高气体速度还原炉的废气中的矿石粉尘的第四旋风除尘器。再一方面，本专利技术提供一种还原粒度分布宽的细铁矿石的方法，它包括步骤在干燥/预热炉中将供自料仓的铁矿石干燥和预热；于初级还原炉中将干燥/预热过的铁矿石预还原；在二级高气体速度还原炉中将此经预还原的铁矿石中的粗矿石部分终还原，而同时形成其沸腾流化床；及于二级低气体速度还原炉中将经此预还原的铁矿石中的中等/细矿石部分终还原，而同时形成其沸腾流化床。又一方面，本专利技术提供了还原粒度分布很宽的细铁矿石的方法，它包括的步骤为在于燥/预热炉中将供自料仓的铁矿石干燥和预热；在初级高气体速度还原炉中将经干燥/预热的铁矿石中的粗大矿石部分预还原，同时形成其沸腾流化床；在一初级低气体速度还原炉中将该经干燥/预热的铁矿石中的中等/细矿石部分预还原；在第二高气体速度还原炉中将该经预还原的粗矿石终还原，同时形成其沸腾流化床；在第二低气体速度还原炉中将该经预还原的中等/细铁矿石终还原，同时形成其沸腾流化床。本专利技术其它的目的和方面从下列结合附图描述实施方案将变为明嘹，其中图1是说明常规的还原铁矿石的流化床型还原炉的示意图；图2是说明符合本专利技术的实施方案的用于还原粒度分布宽的细铁矿石的流化床型还原设备的示意图；图3是说明符合本专利技术的另实施方案的还原粒度分布宽的细铁矿石的流化床型还原设备的示意图；图4是说明符合本专利技术的又一实施方案的本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于还原粒度分布广的细矿石的流化床型还原设备，它包括：干燥和预热供自料仓的细铁矿石的干燥／预热炉，该干燥／预热炉包括设于其底部的第一气体入口，装在其下部的第一气体分配器，设在该下部的侧壁的第一矿石入口，设在该下部的该侧壁的第一粗石出口，设在该下部的该侧壁的第一中等／细矿石出口，设在其上部侧壁的第一废气出口；预还原供自该干燥／预热炉的，经干燥和预热的矿石的初级还原炉，该初级还原炉包括设在其底部的第二气体入口，装在其下部的第二气体分配器，设在该下部的侧壁的第二矿石入口，设在该下部的侧壁的第二粗矿石出口，设在该下部的侧壁的第二中等／细矿石出口，和设在其上部的侧壁和第二废气出口；终还原该供自初还原炉的经预还原的铁矿石的二级高气体速度还原炉，该二级高气体速度还原炉包括设在其底部的第三气体入口，装在其下部中的第三气体分配器，设在该下部侧壁的第三矿石入口，设在该下部的侧壁的第三粗矿石出口，和设在其上部的侧壁的第三中等／细矿石出口，它又是来自二级高气体速度还原炉的废气的出口；终还原自该二级高气体速度还原炉带来的铁矿石的二级低气体速度还原炉，该二级低气体速度还原炉包括设于其底部的第四气体入口，设于其下部中的第四气体分配器，设于该下部的侧壁的第四矿石入口，它还是气体的入口，该下部的该侧壁的第四中等／细矿石出口和设在其上部的侧壁的第三废气出口；第一旋风除尘器，它用于捕获含于来自该干燥／预热炉的废气中的粉状铁矿石并将此捕获到的粉状铁矿石再循至该初级还原炉，同时向外排出此废气，该第一旋风除尘器经第一废气管与该干燥／预热炉的第一废气出口相连，于其顶部与第一清结过的废气管线相连，且于其底部与第一粉状矿石排放管线相连；第二旋风除尘器，它用捕获来自该初级还原炉的废气中的粉状铁矿石，并将此被捕到的粉状铁矿石再循环至第二级高气体速度还原炉，而同时将清洁过的废气供往该干燥／预热炉，该第二旋风除尘器经第二废气管线与该初级还原炉的此第二废气出口相连，于其顶部经第二清洁过的废气管线与干燥／预热炉的第一气体入口相连，而且在其底部与第二粉状矿石排出管相连。第三旋风除尘器，它用于捕获含于来自该二级低气体速度还原炉的废气中的粉状铁矿石并该清洁过的气体再循环至该初级还原炉，该第三旋风除尘器经第三废气管与该二级低气体速度还原炉相连，在其顶部经第三经清洁的废气管线与该初级还原炉的第二气体入口相连，在其底部与第三粉状矿石排出管相连；第一管线，它用于将该干燥／预热炉的第...

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：李日玉，金容河，金倖久，丁凤镇，郑又沧，沃纳L凯普林格，费利克斯沃尔纳，约翰尼斯L申克，
申请(专利权)人：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：KR[韩国]