生铁水的生产方法及设备技术

含粒度０．２ｍｍ以下部分（Ａ）的不同粒度铁矿石被熔化还原生产生铁水的方法是：用还原气体预先还原铁矿石，在熔炼气化器中使被预先还原的矿料完全还原并熔化，用还原气体把部分（Ａ）与粒度较大部分（Ｂ）分离，使两部分分别完全还原并送至熔炼气化器的熔化区。实施该方法的设备包括熔炼气化器和还原旋风分离器，两者间的还原气体导管中可设一还原反应器，该反应器包括一还原气体形成的流化床，如需要还包括一固定床，且在其送料侧通过至少一个还原铁矿的输送装置与熔炼气化器相通。（*该技术在2009年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及生铁水的生产方法和设备，这种方法是使用还原气体将包含粒度相当于直径0.2mm以下的部分A的各种粒度的铁矿石预先还原，然后在一熔炼气化器中把预先还原的矿料充分还原并熔化成生铁水。生产粒度小于0.1mm的矿石颗粒的方法已为公众所知(例如，《WorldStelandMetalworking》84/85第6卷第19页)在DE-A-2521038中阐明，颗粒直径小于0.5mm的细矿石可以在循环流化层中被还原。但是，这些已知方法都不适于处理粒度范围宽的铁矿石，例如，未筛选的细矿石，或从粗矿石颗粒中筛选出来的细矿石。这样的矿石未经在炉中进行预处理或者未经其它熔化一还原工序不能大规模地生产出生铁。对于含有粉尘部分的细矿石，也就是含有直径小于0.2mm的矿石颗粒(部分A)的细矿石来说尤其是这样。这样的矿石在熔炼前必须预先碾磨并烧结成均匀一致的粒度。DE-C-3535372中公开了一种熔化-还原细矿石的方法和设备，按照该文献，经两次预先还原(未详述)后，将矿石送入吹氧平面高度上的熔炼气化器中。但是这种设备不适于处理粒度范围宽的细矿石，因为在装入第一次预先还原装置的过程中，至少矿石的粉尘部分被逆流的还原气体带走，进而被排出。在DE-C-3535372中没有提到粉尘部分的再送料。上述方法的另一个缺点是细矿石以预先还原态被输送到熔炼气化器的熔化区附近，因此需要进一步加热，这就必须装备等离子燃烧器。在《TheTexReport》(1987年第19卷，4，414，418号，第5至9页)中公开了另一种细矿石熔化-还原的方法，按照这种方法，细矿石的预先还原是在与熔炼气化器配套的预先还原反应器的流化床内进行的。然而按照这种方法，后还原只在熔炼气化器中进行，这将使耗能量增大，不可避免地使温度下降。同样，粉尘部分被还原气体带走并从预先还原反应器中排出的问题仍未解决。本专利技术的目的是在冶炼各种粒度，尤其是含有粉尘部分(部分A)的铁矿石，消除上述种种缺点，它提供的方法和设备可以把粒度范围宽的矿石熔炼成生铁，这是在-熔炼气化器中按照熔化-还原法进行的，无需预先研磨和烧结。按照本专利技术，实现上述目的方法是利用还原气体分选经过预先还原的矿石，把部分A与由粒度较大颗粒组成的部分B分开，分别完全还原两部分A和B，并将其输送到熔炼气化器的熔化区。部分A的完全还原最好在一还原旋风分离器中进行，携带着经过预先还原的部分A的还原气体被送入该还原旋风分离器。由于部分A中矿石颗粒的直径小，只用在旋风分离器中通常分离固体所需要的那么短的时间就足以使其完全还原。在部分A的分出过程中，其余的部分B在一定程度上也受到还原气体的预先还原，矿石颗粒越大，预先还原的程度自然也越低。直径小于2mm的矿物颗粒可以通过简单的方式完全还原，这就是在重力作用下通过由还原气体吹过的流化床并被完全还原。经过这样的处理后，这样大小的矿物颗粒实际上与还原旋风分离器中分离的部分A具有相同的金属化程度，这是因为这些颗粒在流化床中与还原气体接触的时间较长的缘故。与在直接还原工艺中通常使用的竖炉相比，流化床可以使还原更迅速，因而更有效地进行。两个被完全还原的部分A和B可送入熔炼气化器的吹氧平面的区域或者高于该平面的焦炭床区域以便熔化成生铁水。由于已还原部分A和B的高度金属化，在熔炼气化器中生产生铁水时需要的热量较少。如果部分B含有相当于5mm最大直径的粒度，部分B最好也通过还原气体吹过的流化床，使粒度相当于2mm直径以下的部分B1分出，使粒度至少相当于2mm直径的部分B2另外在重力作用下通过还原气体吹过的一个固定床，以便得到进一步还原。这样可以保证，即使最小直径2mm最大直径5mm的矿石颗粒也可以获得很高的金属化程度，因此，被还原部分B1可以被送入熔炼气化器的吹氧平面区域或者高于该平面的焦碳床区域。而还原部分B2可以高于风口平面送到熔炼气化器，从而获得生铁水。如果部分B还含有相当于最大为20mm直径，最好是最大为10mm直径的粒度，在这种情况下，部分B2包含直径2mm至20mm最好为2mm至10mm的颗粒，那么部分B2适于送入熔炼气化器的平稳区，该区位于熔炼气化器的流化床上方。实施本专利技术方法的设备包括一熔炼气化器和一旋风分离器，旋风分离器在其送料侧通过一个被还原铁矿石的输送装置和一条从熔炼气化器的平稳区至还原旋风区分离器的还原气体导管与熔炼气化器的下部相连通。这套设备特别适于以经济的方式处理粒度相当于0.5mm以下直径的粉矿或细矿。与现有的直接还原铁矿的设备相比较，本专利技术设备的结构更为紧凑。本专利技术设备的一个推荐实施例的特征在于一还原反应器设置在熔炼气化器和还原旋风分离器之间的还原气体导管中，该还原反应器具有一还原气体形成的流化床，如需要还可具有一固定床，在其送料侧通过至少一个被还原铁矿石的输送装置与熔炼气化器相连，通过这套设备就可以十分简单且经济的方式处理颗粒直径20mm以下的各种颗粒的混合物。现在对照附图更详细地描述本专利技术，附图说明图1-分别为本专利技术设备一具体实施例的示意图。在图1所示实施例中，熔炼气化器1包括一下部1′，一中部1″和一加宽的上部1″′。下部1′用来安装熔池，包括送氧管3的风口2通入中部1″。另外，碳质材料输送管4和被完全还原矿石的输送管5通入紧靠风口平面的区域。或者管5也可以在风口平面上方焦碳床Ⅱ的上部区域内通入熔炼气化器1，如图1中虚线5′所示。在加宽的上部1″′中，熔炼气化器具有粒度相当于40mm以下直径的块煤的装料装置6，矿石的装料装置7以及熔剂的装料装置8。另外，在上部1″′中还还原气体导管9以便排出在熔炼气化器中产生的还原气体。在中部1″，较粗的焦碳颗粒形成了固定床Ⅰ和Ⅱ(固定床区域)。在其下的熔池收集熔融的金属10和炉渣11，熔融金属10和炉渣11各有一排出孔。固定床Ⅰ没有供气，无气体从中通过。固定床Ⅱ在固定床Ⅰ上方，输送管3中吹出的含氧气体通过其中的焦碳颗粒，形成一氧化碳。流化床Ⅲ在固定床Ⅱ上方，固定床Ⅱ中生成的还原气体总是使流化床Ⅲ处于运动中。较小的煤粒或焦碳颗粒仍留在流化床Ⅲ中。对于较大的煤粒或焦碳颗粒，气流吹动使其产生的离管速度(cleartubevelocity)低于相应颗粒床的流化点，所以它们将下落通过流化床并沉积而形成固定床Ⅱ和Ⅲ。在流动床Ⅲ之上有一平稳区Ⅳ。铁矿石(未画)就装入这一平稳区。还原气体导管9和一溶剂装料装置13通入一还原旋风分离器12。在还原旋风分离器12的下部有一被完全还原的粉矿14′的排放装置14，粉矿14′送入管5。没有悬浮的被还原的粉矿的顶部气体通过顶部气体导管15从还原旋风分离器的上部排出，在冷却器16中冷却，受冷却风机17压缩并通过一回管8送入还原气体导管9以便冷却来自熔炼气化器的悬浮有粉矿的气体，或者通过一排放管19借助一喷射器20送入管5。上述顶部气体也可能通过一支管15′排离本设备以便用于其它目的。图1所示本专利技术设备的实施例适于处理粒度相当于直径0.5mm以下细铁矿，尤其是颗粒直径小于0.2mm(部分A)的粉矿。这种矿装入熔炼气化器1的平稳区Ⅳ，该区上部的温度大约为1000℃，在该区这种矿被熔炼气化器下边产生的逆流的还原气体预先还原。被预先还原的部分A几乎全部被还原气体带走，通过还原气体导管9送入还本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种通过熔化还原各种粒度铁矿石而生产生铁水的方法，所用铁矿石具有粒度相当于０．２ｍｍ以下直径的部分（Ａ），铁矿石由还原气体预先还原，在一熔炼气化器（１）中将被预先还原的材料完全还原并熔化成生铁水，其特征在于：借助还原气体将被预先还原的矿石部分（Ａ）与较大粒度的部分（Ｂ）分离，这两部分（Ａ和Ｂ）被分别地完全还原并送入熔炼气化器（１）的熔化区。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：维尔内凯普林格，
申请(专利权)人：奥地利钢铁联合企业阿尔帕工业设备制造有限公司，
类型：发明
国别省市：AT[奥地利]