【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】生产直接还原渗碳金属的方法和装置
[0001]本专利技术涉及生产直接还原的且渗碳的金属的方法和装置，特别是直接还原铁(也称为海绵铁)，所述直接还原铁也被渗碳。尤其是，本专利技术涉及在控制的氢气气氛下直接还原金属矿石生产直接还原金属，并且提供含碳气体作为相同过程的一部分用于对还原金属材料进行渗碳。
技术介绍
[0002]使用氢气作为还原剂生产直接还原金属是众所周知的。例如，在SE7406174
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8和SE7406175
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5所描述的方法中，金属矿石装料受到流动经过装料的氢气气氛的作用，其因此被还原以形成直接还原金属。
[0003]此外，在瑞典专利申请SE 1950403
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4中(在本申请优先权日其尚未公开)，公开了在封闭氢气气氛下直接还原金属材料的工艺。
[0004]本专利技术特别适用于待还原和渗碳的材料分批装料和处理的情况。
[0005]现有技术存在一些问题，包括关于热能损失的效率和氢气气体使用的效率。还有控制问题，因为有必要测量还原过程何时结束。...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.生产直接还原金属材料的方法，包括以下步骤：a)将待还原的金属材料装入炉子空间(120)中；b)从炉子空间(120)中排出现有的气氛，使得在炉子空间(120)内实现小于1巴的气体压力；c)向炉子空间(120)中提供热量和氢气气体，使得加热的氢气气体将装入的金属材料加热到足够高的温度，使得存在于金属材料中的金属氧化物被还原，进而导致水蒸气形成，进行氢气气体的供应使得在炉子空间(120)内部形成超过1巴的压力；以及d)在将气体从炉子空间(120)排出返回到大气压之前，在装入的金属材料下方的冷凝器(160)中冷凝并收集步骤c中形成的水蒸气；其特征在于，所述方法还包括步骤：e)在将气体从炉子空间(120)排出返回到大气压之前，向炉子空间(120)提供含碳气体，使得加热的和还原的金属材料被所述含碳气体渗碳。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，至少进行步骤c和d，直到炉子空间(120)内达到超过1巴的氢气分压，并且在达到超过1巴的所述分压之前，没有氢气气体从炉子空间(120)中排出。3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，步骤c还包括，在初始加热步骤中，向炉子空间(120)提供热量和氢气气体，使得加热的氢气气体将装入的金属材料加热到高于金属材料中水的沸点，使所含有的水蒸发。4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，在所述初始加热步骤中，将氢气气体供应至炉子空间(120)控制得很慢，使得在所述初始加热步骤的整个进行过程中基本上保持压力平衡。5.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，进行步骤b中的排出，使得炉子空间(120)内部达到最大0.5巴的压力。6.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，将步骤c中提供的至少部分热量直接提供给也在步骤c中提供的氢气气体。7.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，将步骤c中提供的至少部分热量直接提供给步骤e中提供的含碳气体。8.根据权利要求6或7所述的方法，其特征在于，将所述热量提供给通过布置在炉子空间(120)顶部的加热元件(121)所讨论的提供的气体。9.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，将在步骤c中提供的氢气气体在热量交换器(160)中预热，该热量交换器(160)布置成将热能能量从蒸发的水传递到将在步骤c中提供的氢气气体。10.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，将在步骤c中提供的含碳气体在热量交换器(160)中预热，该热量交换器(160)布置成将热能能量从蒸发的水传递到将在步骤e中提供的含碳气体。11.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，进行步骤c中的氢气气体的提供和/或步骤e中的含碳气体的提供，直到达到预定压力。12.根据权利要求11所述的方法，其特征在于，所述预定压力是至少2.3巴的压力，例如至少2.5巴，例如至少3巴。
13.根据权利要求1
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10中任一项所述的方法，其特征在于，进行步骤c中氢气气体和热量的提供以及步骤d中的冷凝直到达到稳态，因为不再需要提供更多的氢气气体来维持炉子空间(120)内达到的稳态气体压力。14.根据权利要求13所述的方法，其特征在于，稳态气体压力是至少2.3巴的压力，例如至少2.5巴，例如至少3巴。15.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，进行步骤c中的热量的提供和步骤d中的冷凝，直到待还原的装入的金属材料达到预定温度。16.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，在进行步骤c的过程中，水蒸气经过装入的金属材料向下净流动。17.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，步骤c、d和e进行至少0.25小时。18...
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