用于制造还原铁的方法和设备技术

本发明专利技术的目的是通过合适地控制比如空气（氧化气体）的气体流动提供一种解决下面问题的技术：由于空气进入进料供给区域或卸料区域不能增大还原度的问题。所述技术是一种制造还原铁的方法。所述方法包括供给包含含碳还原剂和含氧化铁材料的进料进入转底炉的进料供给步骤、加热进料以还原包含在进料中的氧化铁成还原铁的加热／还原步骤、熔化还原铁的熔化步骤、冷却熔化的还原铁的冷却步骤、以及排出冷却的还原铁的卸料步骤，在炉膛的移动方向上按上述顺序执行这些步骤。炉包括在其中设置的流量控制隔板，所述流量控制隔板用于控制炉内气体的流动，并利用流量控制隔板允许冷却步骤中的炉内气体在炉膛的移动方向上流动。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及用于通过利用含碳的还原剂和/或还原剂气体直接还原比如铁矿石和氧化铁的氧化铁源的制造还原铁的方法中的改进。本专利技术具体涉及一种用于合适地控制转底炉中气体流动的技术。
技术介绍
在直接炼铁工艺过程中，利用含碳的还原剂(下文中在一些情况中称作含碳的原料)或还原剂气体将比如铁矿石和氧化铁的氧化铁源直接还原成还原铁。在已知的直接炼铁工艺过程中，将包含比如铁矿石的氧化铁和比如煤的含碳原料的进料供给于包括在转底炉中的移动床之上；通过利用燃烧器和辐射热加热进料，利用含碳的原料将氧化铁还原成铁；渗碳、熔化还原铁，并在然后所述铁聚结；得到的还原铁与熔化的炉渣分离；并通过冷却将得到的还原铁固化成颗粒。为了以高还原度有效地制造还原铁，本专利技术人已经提出用于分别控制环境气体(atmosphere gas)的流动和这种转底炉中温度的技术，通过在这些区域之间提供至少一个隔板，所述转底炉包括在前的加热/还原区域和随后的渗碳/熔化/聚结区域。为了实现进一步的改进，本专利技术人已继续进行了调查研究。具体地，本专利技术人已研究解决由于氧化气体不能充分地增大还原度的问题。在已知的工艺过程中，炉具有设置于炉的合适部分处用于排出燃烧气体的炉内气体出口，因为比如二氧化碳的氧化气体和水的含量的增大会阻止还原度的增大，在用于加热的燃烧过程中所述氧化气体从燃烧器产生。由于排出燃烧气体，在一些情况中空气通过进料供给单元和/或还原铁卸料单元周围的空间被拖进炉。本专利技术人已经发现空气抑制了氧化铁的还原。本专利技术人已经解决了所述问题，本专利技术的目的是提供一种用于合适控制炉中气体流动的方法，并且也提供了一种用于合适控制气体流动的设备。所述方法和设备用于避免还原被氧化气体抑制。
技术实现思路
本专利技术提供一种能够解决上面的问题的方法，所述方法用于控制气体的流动，也就是一种用于制造还原铁的方法。所述方法包括供给包含含碳还原剂和含氧化铁材料的进料进入转底炉的进料供给步骤，加热进料以还原包含在进料中的氧化铁成还原铁的加热/还原步骤，熔化金属的熔化步骤，冷却熔化的还原铁的冷却步骤，以及排出冷却的还原铁的卸料步骤，在炉膛的移动方向上按上述顺序执行这些步骤。炉包括在其中设置的流量控制隔板，所述流量控制隔板用于控制炉内气体的流动，并利用流量控制隔板允许冷却步骤中的炉内气体在炉膛的移动方向上流动。本专利技术提供另一种用于制造还原铁的方法，所述方法包括供给包含含碳还原剂和含氧化铁材料的进料进入转底炉的进料供给步骤，加热进料以还原包含在进料中的氧化铁成还原铁的加热/还原步骤，熔化金属的熔化步骤，冷却熔化的还原铁的冷却步骤，以及排出冷却的还原铁的卸料步骤，在炉膛的移动方向上按上述顺序执行这些步骤，其中炉包括在其中设置的流量控制隔板，所述流量控制隔板用于控制炉内气体的流动，并利用流量控制隔板保持冷却步骤中的炉内气体的压力高于其它步骤中炉内气体的压力。在本专利技术中，优选将加热/还原步骤分成具有流量控制隔板的其中之一的至少两个区域，在炉膛的移动方向上位于另一个的上游的区域的一个具有炉内气体出口，并且通过从炉内气体出口排出炉内气体控制炉内气体的流动。此外，优选用下面的方式控制炉内气体的流动通过在炉膛的移动方向上提供位于炉内气体出口的上游的位置上的流量控制隔板的一个将加热/还原步骤分成至少三个区域。隔板的至少一个优选具有一个或多个穿孔和/或竖直可移动。在本专利技术中，通过改变一个或多个穿孔的开孔控制炉内气体的流动。本专利技术提供一种用于制造还原铁的设备，其包括用于执行供给包含含碳还原剂和含氧化铁材料的进料进入转底炉的进料供给步骤，加热进料以还原包含在进料中的氧化铁成还原铁的加热/还原步骤，熔化还原铁的熔化步骤，冷却熔化的还原铁的冷却步骤，以及排出冷却的还原铁的卸料步骤的转底炉，在炉膛的移动方向上按上述顺序执行这些步骤，其中转底炉包括用于控制炉内气体的流动的竖直可移动的流量控制隔板和/或具有一个或多个穿孔以用于控制炉内气体的流量的流量控制隔板，在转底炉中设置这些隔板。在本专利技术中，优选将加热/还原步骤分成具有流量控制隔板的其中之一的至少两个区域，并且在炉膛的移动方向上位于另一个的上游的区域的一个具有炉内气体出口。此外，优选通过在炉膛的移动方向上提供位于炉内气体出口的上游的位置上的流量控制隔板的一个将加热/还原步骤分成至少三个区域。具有一个或多个穿孔的流量控制隔板具有用于调节一个或多个穿孔的开孔的调节器。附图说明图1是示出了转底炉的结构的示意性平面图；图2是示出了另一转底炉的结构的示意性平面图；图3是示出了另一转底炉的结构的示意性平面图；图4是以横截面示出了在图2中示出的转底炉的示意性展开图。图5(1)是示出了当在炉膛的移动方向上看时，流量控制隔板的实例的示意图，并且图5(2)是示出了沿着线A-A获得的流量控制隔板的示意性横截面图；图6是示出了可分的流量控制隔板的示意性横截面图；图7是示出了当在炉膛的移动方向上看时，流量控制隔板的实例的示意性横截面图；图8是(1)和(2)是每一个都示出了竖直可移动的流量控制隔板的实例的示意性横截面图。具体实施例方式在转底炉的操作过程中，从供给单元供给进料至回转炉底，以在转炉底以预定速度(进料供给步骤)旋转时形成具有合适厚度的层。当在加热/还原步骤中处理进料时，将放置在转炉底上的进料暴露于从燃烧器产生的燃烧热和辐射热，因此利用包含在原料中的含碳的还原剂和从燃烧产生的一氧化碳还原包含在进料中的氧化铁。在熔化步骤中，在还原环境气体中进一步加热通过还原产生的还原铁，从而熔化得到的还原铁(优选渗碳并在然后熔化)，并允许其聚结以形成颗粒，同时熔化的还原铁与副产品炉渣分离。在冷却步骤中，利用任意的冷却单元冷却还原铁，并固化还原铁。在随后的卸料步骤中，利用卸料单元连续排出还原铁。在该步骤中，尽管排出炉渣，在它们通过漏斗之后，利用任意的分离单元(例如筛网或磁分离系统)将还原铁与炉渣彼此分离。获得的还原铁具有95％或更高的铁含量，并且优选为98％或更多，且具有极低的炉渣含量。通常可以在二十分钟内完成氧化铁的还原、熔化和聚结，尽管该时间基于原料中氧化铁的含量、包含在原料中的包含氧化铁的物质对含碳的还原极的混合比率以及原料的成分会稍微改变。为了解决当利用转底炉通过上面提到的方法制造还原铁时不能充分增大还原铁的还原度的问题，本专利技术人已经研究了炉中气体的流动。该研究示出当在加热/还原步骤或熔化步骤中设置炉内气体出口时，空气被从原料供给步骤和卸料步骤拖进炉，并抑制了氧化铁的还原。在炉燃烧过程中的所述步骤中消耗了朝加热/还原步骤流动的空气，在所述步骤中的原料处于还原中，并且围绕原料的环境气体是减少的；因此大大抑制了氧化铁的还原。然而，当还原铁被移动进入冷却步骤的末期时，从卸料步骤朝冷却步骤流动的空气可能抑制氧化铁的还原。由于氧化铁的不充分的还原引起不充分的渗碳，铁的熔点不减小至适于有效制造的温度；因此，通过普通方法不能容易地制造高纯度还原铁。在渗碳之后，完成还原铁的熔化和聚结，环境气体(炉内气体)的还原能力大大减小。在实际操作中，由于熔化，聚结的还原铁几乎完全与副产品炉渣分离，通过环境气体很难影响还原铁；因此通过冷却步骤中的空气很难引起问题。根据本专利技术，为了通过还原和熔化比如焦炭或煤的含碳的还原剂(下文中在一本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于制造还原铁的方法，其包括供给包含含碳还原剂和含氧化铁材料的进料进入转底炉的进料供给步骤、加热进料以还原包含在进料中的氧化铁成还原铁的加热／还原步骤、熔化还原铁的熔化步骤、冷却熔化的还原铁的冷却步骤、以及排出冷却的还原铁的卸料步骤，在炉膛的移动方向上按上述顺序执行这些步骤，其中炉包括在其中设置的流量控制隔板，所述流量控制隔板用于控制炉内气体的流动，并利用流量控制隔板允许冷却步骤中的炉内气体在炉膛的移动方向上流动。

【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：德田耕司，菊池晶一，津下修，
申请(专利权)人：株式会社神户制钢所，
类型：发明
国别省市：JP[日本]