铁矿石熔融还原的预还原方法及设备技术

一种用于控制预还原矿石气体流率的方法，其步骤包括，利用熔炼还原炉（１）产生的气体对处于具有流化床（５）的预还原炉（２）中的矿石进行预还原，控制熔炼还原炉产生的并引入预还原炉的气体压力，从而控制引入预还原炉的气体的实际流率。一种用于控制预还原矿石的气体流率的装置，包括用于将熔炼还原炉（１）产生的气体引入预还原炉（２）的气流通路（３）和位于该气流通路中的气体压力控制阀（１６）。（*该技术在2010年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种将熔炼还原炉中产生的生产气体引入预还原炉期间对气体流率进行控制的方法及其装置。应该注意到，作为一项冶炼技术，熔炼和还原矿石的熔铁池型方法可用来取代高炉法，在这种熔炼和还原矿石的方法中，通常利用在熔炼还原炉中产生的还原气体对矿石进行预还原，以提高能量的效率。作为预还原炉常常使用流化床型还原炉。在这种流化床型熔炼还原炉中，可以象通常那样，使用粉状材料矿石，粉状材料矿石能快速地与还原气体反应。在使用流化床型预还原炉的传统方法中，是将熔炼还原炉中产生的气体按原样引入预还原炉。这种方法已在，例如NO.210110/83 NO.23915/87和NO.60805等日本专利公开出版物中公开。将熔炼还原炉中产生的气体按原状引入预还原炉的原因如下首先，将熔炼还原炉中产生的气体全部用于预还原炉，对于提高能量的效率是有利的。其次，当预还原炉的形状和大小是依据所产生的气体的流率而预先确定时，矿石可以被有效而适当地预还原。在上述流化床型预还原炉中，引入预还原炉的气体流率应在一个合适的范围内，该范围与预还原炉的形状和大小有关。如果气体流率过小，矿石不能适当地流化。如果流率过大，随排出气体一起被带走的矿石量将会增加。因此，在气体流率过小或过大的任何一种情况下，都不能得到预期的均匀而有效的预还原反应。特别是，当气体流率过大时，排气管道和预还原炉后续装置上的设备容易发生阻塞和类似的问题。然而，近年来人们已经在研究，在熔炼还原炉的运行中，使在熔炼还原炉中产生的，其压力和流率发生较大变化的气体得以的实际应用。也就是说，引入预还原炉中的还原气体的压力和流率具有较大的变化。产生这种变化的原因如下(a)、这种熔炼和还原矿石的方法极有利于适度控制铁的生产。因此，诸如材料填充，吹氧量，熔炼还原炉内部温度等运行条件变化很大。(b)、熔炼还原炉内气体的较高压力可增大气体密度和促进矿石的还原反应。另外，使用较高的气体压力，具有促进设备小型化的优点。而且有助于在炉内压力超过大气压力的情况下操作熔炼还原炉。在高于大气压力的压力下进行操作期间，气体压力的变化大于在大气压力下进行操作时的压力变化。(c)、为了提高经济效率，需要使用多种材料。当使用，例如挥发成份彼此不同的煤时，产生的气体量随之发生变化。在产生的气体量有较大变化的操作中，采用将熔炼还原炉中产生的气体按原状引入预还原炉这种传统的方法，不能使矿石得到适当的流化，也不能得到预期的有效预还原。为了解决上述问题，应根据情况设计一个装置，该装置的设计标准是它能够产生数量较大的气体。在运行期间，当矿石流化所需气体不足时，从预还原炉排出的气体中的一部分可以重复使用，即将它们添加到在熔炼还原炉内产生的气体中，并引入到预还原炉。然而，在这种方法中，需要提高压力来促使从预还原炉排出的和压力相当低的那一部分气体的循环。因而需要一台用于提高压力的压缩机，一个位于压缩机入口处用于除去气体中的粉尘并能冷却气体的装置，和一个将已通过上述装置的气体加温的装置。由此，这不仅使设备的价格昂贵而且运行费用也高。本专利技术的一个目的是提供一种用于控制预还原矿石气体流率的方法和装置，使得在具有流化床的预还原炉中的矿石处于适当地流化状态和经济地实现这一状态。为了实现上述目的，本专利技术提供了一种用于控制预还原矿石气体流率的方法，该方法包括下述步骤利用熔炼还原炉中产生的气体，对具有流化床的预还原炉中的矿石进行预还原;控制熔炼还原炉中产生的，引入预还原炉的气体压力，使引入预还原炉的气体实际流率得到控制。另外，本专利技术还提供了一种用于控制预还原矿石气体流率的方法，该方法包括以下步骤利用熔炼还原炉中产生的气体，对具有流化床的预还原炉中的矿石进行预还原。控制熔炼还原炉中产生的，引入预还原炉的气体压力，根据位于预还原炉入口处的压力检测器测得的值，通过位于气流通路中的阀，对引入预还原炉中的气体压力进行控制，从熔炼还原炉引入预还原炉的气体流经上述阀。控制从预还原炉排出的气体流率，通过位于从预还原炉排出的气体流通通路上的阀，对从预还原炉排出的气体流率进行控制。本专利技术还提供了一种用于控制预还原矿石气体流率的装置，包括用于将熔炼还原炉中产生的气体引入预还原炉的气流通路;位于所述气流通路中的气体压力控制阀。本专利技术的上述目的以及其它目的和优点将在下文结合附图进行详细说明使其更加明显。附图说明图1表示本专利技术方法的示意图。图2是示意图，表示在本专利技术的流化床型炉中使矿石适当流化的气体流率和气体压力范围之间的关系。图3是示意图，表示在本专利技术的流化床型炉中的气体处于控制状态下的一个实例。图4是本专利技术流化床型炉的垂直剖面图。本专利技术利用了下述原理，通过改变流体上的压力，使压缩流体的体积发生变化。也就是说，当熔炼还原炉中产生的气体压力发生变化时，气体的体积也将随之增大或减小。引入预还原炉的气体的实际流速得以控制。“流率”是指气体在标准状态下Nm3/hr的流率，此处，“流率”是气体流过速率的简写形式。气体在实际压力和温度下的流率称为“实际流率”。气体的压力随着从熔炼还原炉中产生的气体量和气体压力变化。当熔炼还原炉中产生的气体量不足以使预还原炉中的矿石流化时，通过降低流入预还原炉的气体压力可以增大气体的实际流率。通过气体实际流率的增大，可使矿石适当地流化。当气体量过大时，通过提高流入预还原炉的气体压力，可以降低气体的实际流率。由此可防止将矿石从预还原炉中带走。按照本专利技术的装置，通过调节控制阀的开度，可以改变熔炼还原炉中产生的气体压力、控制气体的实际流率和将气体引入预还原炉。所述的控制阀设置在将熔炼还原炉产生的气体引入预还原炉的气流通路中。可以使用两个控制阀，其中的一个用于将熔炼还原炉产生的还原气体引入预还原炉，另一个设置在从预还原炉排出的气流通路中。当设在还原气流通路中的控制阀的开度较小而设在从预还原炉排出的气流通路中的另一个控制阀开度较大时，引入预还原炉中的气体压力降低。当设置在还原气流通路中的控制阀开度较大而设置在从预还原炉排出的气流通路中的另一个控制阀的开度较小时，引入预还原炉中的气体压力得到提高。利用本专利技术提供的装置，仅需要按上述方式控制其控制阀，就可以控制气体的流率。图1是表示本专利技术方法的示意图。在图1中，标号1是熔炼还原炉，2是流化床型预还原炉，3是用于引导熔炼还原炉产生的还原气体的气流通路，4是从预还原炉排出的气体的气流通路，6是设在还原气体气流通路中的除尘器，7是从预还原炉排出的气体气流通路中的除尘器。还原气体的气流通路3包括除尘器6的进气管8和排气管9。还原气体的气流通路4包括除尘器7的进气管10和排气管11。开始时，将矿石填充到预还原炉2中，呈固体状态的这些矿石在预还原炉2中被预加热和预还原。在预还原炉中预加热和预还原的矿石被填充到熔炼还原炉1中进行熔炼和还原。在熔炼炉中产生的、以CO为主要成分的气体，通过构成还原气流通路3的管道8引入除尘器6，并在除尘器中将气体中的粉尘除去。除去粉尘的气体再通过管道9引入预还原炉2的下侧。粉状或粒状的矿石装在预还原炉2中的多孔布料器上。由于上述已除尘的气体从低侧流至布料器上，从而使矿石流化并形成流化床。矿石与还原气体反应被预还原和预加热，并在流化床中搅动，已经预加热和预还原的矿石从出料部13排出。由预还原本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于控制预还原矿石气体流率的方法，其步骤包括：利用熔炼还原炉（１）产生的气体，对处在具有流化床（５）的预还炉炉（２）中的矿石进行预还原，其特征在于还包括以下步骤：控制熔炼还原炉中产生并引入预还原炉的气体压力，使引入预还原炉的气体 实际流率得以控制。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：有山达郎，矶崎进市，山田建三，松尾正治，金谷弦治，
申请(专利权)人：日本钢管株式会社，
类型：发明
国别省市：JP[日本]