生产铁、半钢和还原气体的装置及方法制造方法及图纸

公布了一种使用焦炭最少或不使用焦炭、利用高压耐火材料衬里高炉中的还原气体生产铸铁或半钢的方法。铁矿石和炉渣原料从高炉的作业顶部送入，与此同时，利用通过作业底部和中部的鼓风口送入预热的氧气，在耐火材料衬里的气化炉内产生还原气体。高炉的工作压力有利于提高生产率和在下游使用废还原气体。向炉内送入额外氧气以减少铁水的碳含量，从而生产出半钢。缩小了炉体，且方法经济。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及在高压高炉中生产铁水和还原气体的方法及装置。
技术介绍
通过炉内产生的还原气体来熔化铁矿石和随后回收还原气体一般包括利用热空气来燃烧焦炭以产生热气体，然后热气体上升，流过焦炭和铁矿石层，将其中的铁熔化。在此工艺中产生的气体或废气是一种低热量气体，富含氮气和二氧化碳。最近，通过煤炭和烃类燃料在氧气和水蒸汽中气化，形成的热气体上升流过焦煤流化床，熔化半还原铁并回收热气体。这些工艺都有这样一些缺点：产生的气体是富含氮气和二氧化碳的低热量气体，不可以用作还原气体或燃气；焦煤流化床不稳定，保持半还原铁的能力差，因此无法在焦煤流化床上长时间支持半还原铁，而必须用大量的热气体在尽可能短的时间内将铁熔化，这意味着熔化的热效率低。另一方面，鼓风炉工艺具有气体还原铁矿石的过程稳定的优点，并且熔体中氧化铁的含量减少，因此与熔化/还原工艺比较，极少或不会有任何因耐火材料烧蚀导致的问题。此外，鼓风炉工艺的热效率非常高，因为实际上，气体还原和熔化铁矿石是在同一容器中进行，如果把所产生的气体回收作为他用，可以减少能耗。但是，鼓风炉工艺需要使用高品质的焦炭(如高强度或低反应性)，确保炉内有良好的穿透性及其中的原料稳定往下流。生产这些焦炭不可避免地需要用到高品质的炼焦煤及高耗能炼焦。使用团状铁矿石也会获得高强度，且在高温下软化特性极佳。因此，感觉需要一种生产铸铁的工艺，其生产率和热效率类似鼓风炉，而且有可能使用较便宜的原材料。在下面的讨论中列出了一些相关的先有技术。生产铁水和还原气体的先有技术包括：1.日本住友金属工业株式会社(Sumitomo Metal Industries Ltd)的工艺(美国专利号：4,504,043)。在熔化/气化炉中有焦炭填充层，通过鼓风口吹入的氧气将煤气化成为热还原气体，该气体上升流过焦炭填充层，熔化由顶部焦炭填充层所支撑的还原铁。由此产生的铁水向下流过焦炭填充层，在最底部焦炭填充层进行收集并放出，同时回收热气体。由此回收的热气体被送入还原高炉以还原铁矿石，形成的还原铁然后被送入熔化/气化炉内。除了煤，各种主要含烃的燃料如重油、天然气等均可用作气化燃料。燃料通过鼓风口及/或分布于鼓风口上方的中间开孔吹入炉内。2.由俄亥俄州的Arthur G.McKee公司专利技术的利用高炉作为气化炉的合成气生产工艺(美国专利号：4,153,426)。用传统方法将固体碳物质颗粒(如标准、低等级或小尺寸焦炭)与产生炉渣的原料(如石灰石、硅石、及/或普通氧气转炉的及/或平炉的炉渣)一起送入炉内。将流动性燃料，如混有含氧气体和石灰(如果需要)的煤粉，注入到炉膛衬里附近的预点火腔。流动性燃料在预点火腔内被点燃和部份气化，产生的热还原气体进入炉道并上升进入和流过炉体的加料部份。在由此产生的高温下，流动性燃料的灰分在系统中液化产生液态炉渣。在受控高温还原环境下，热石灰主要将产品气体中的硫全部脱除。为了降低高温气体温度，在预点火腔上方注入水蒸汽。水蒸汽与炉体中的热固体碳物质反应，增加产品气体中的氢和一氧化碳的含量。液体碳物质如石油、焦油等可以从水蒸汽注入口上方注入炉内，被流过炉体加料部份的气体焓裂解，而气体被进一步冷却且热值增加。由此产生的产品气体可以替换天然气用于炼钢加热目的，作为一般用途，可以用作生产化学品的气体、冶金工业的还原气体，也可以用于其他目的。3.Korf-Stahl AG公司的产生液态粗铁和还原气体的工艺。(美国专利号：4317677)专利描述了产生粗铁水和还原气体的工艺，铁水和气体产生于冶炼气化炉中，在炉子的上部送入经过预热的海绵铁颗粒(粒径介于3-30毫米)和煤的混合物以形成流化床，在炉子底部送入含氧气体，控制含氧气体与煤的比率以保持气化炉底部高温和炉子上部低温，含氧气体几乎很快都被送到由此在气化炉底部形成的熔体上方。4.Lanyi等人的专利技术(美国专利号：20100064855)讲解了采用一种综合系统生产钢的方法，该系统是基于鼓风气体中所含高浓度的氧气来进行鼓风炉炼铁及生产动力。该综合系统可以：1)提高鼓风炉的生产率；2)提高动力生产的效率；以及3)有可能更经济地捕获及回收二氧化碳。氧气可以提高煤作为碳源及在鼓风炉内气化的功效，从而改善炉顶燃料气体。专利技术目的本专利技术的目的是提供一种在高炉中生产铸铁或半钢和还原气体的装置及方法。本专利技术的另一个目的是提供一种生产铸铁或半钢和还原气体的经济方法。本专利技术的第三个目的是使用一种紧凑炉来生产铸铁或半钢。本专利技术的第四个目的是用灰分含量高的煤来替换焦炭，以取得最佳效率。本专利技术的第六个目的是提供一种方法，以产生下游可复用的废还原气体。本专利技术的第七个目的是大大减小炉子尺寸及每吨铁水的流量。本专利技术的第八个目的是可以根据要求轻松改变铁量与所产生的还原气体量的比率。本专利技术的第九个目的是通过减少铁水的碳含量来生产半钢。本专利技术的最后一个目的是向炉内送入粉状低灰分煤，以进一步减小炉子的尺寸。
技术实现思路
本专利技术公布了一种生产铸铁或半钢的工艺，该工艺使用一种具有作业顶部、底部和中部的高压耐火材料衬里的高炉，操作压力介于5-50巴。所述工艺包括：(i)从作业顶部的入口送入铁矿石和石灰石之类产生炉渣的原料；(ii)在单独的耐火材料衬里气化炉内气化碳物质，操作压力介于5-50巴，使用预热的氧气以提供至少1400℃的还原气体；(iii)通过作业底部的鼓风口分多次送入还原气体；(iv)使用高压高炉中的还原气体冶炼铁矿石和炉渣原料，以产生铁水和熔渣；(v)控制和保持温度介于1400-1700℃，这是在作业期间高压高炉作业底部中还原和熔化铁矿石所需的温度；(vi)在作业底部收集铁水和熔渣；(vii)从作业底部放出铁水和熔渣；以及(viii)从作业顶部放出废还原气体。通常，本专利技术的工艺包括在耐火材料衬里气化炉中注入预热的水蒸汽及/或二氧化碳、以及预热的氧气和煤以控制还原气体温度的步骤。通常，本专利技术的工艺包括在高压高炉的作业底部和作业中部通过鼓风口注入水蒸汽及/或二氧化碳、以及还原气体和氧气以保持高压高炉中所需温度分布的步骤。另外，本专利技术的工艺还包括通过作业底部和作业中部的鼓风口送入还原气体的步骤。此外，本专利技术的工艺还包括通过作业底部和作业中部的鼓风口随还原气体送入额外氧气的步骤。最好，本专利技术的工艺包括在高压高炉的作本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2009.06.10 IN 1399/MUM/20091.一种生产铸铁或半钢的工艺，该工艺使用一种具有作业顶部、底部和
中部的高压耐火材料衬里的高炉，操作压力介于5-50巴，所述工艺包括：
(i)从作业顶部的入口送入铁矿石和石灰石之类产生炉渣的原料；
(ii)在单独的耐火材料衬里气化炉内气化碳物质，操作压力介于5-50巴，
使用预热的氧气以提供至少1400℃的还原气体；
(iii)通过作业底部的鼓风口分多次送入还原气体；
(iv)使用高压高炉中的还原气体冶炼铁矿石和渣料，以产生铁水和熔渣；
(v)控制和保持温度介于1400-1700℃，这是在作业期间高压高炉作业底
部中还原和熔化铁矿石所需的温度；
(vi)在作业底部收集铁水和熔渣；
(vii)从作业底部放出铁水和熔渣；以及
(viii)从作业顶部放出废还原气体。
2.如权利要求1所述的工艺，其包括在耐火材料衬里气化炉中注入水蒸
汽及/或二氧化碳、以及预热的氧气和煤以控制还原气体温度的步骤。
3.如权利要求1所述的工艺，其包括在高压高炉的作业底部和作业中部
通过鼓风口注入水蒸汽及/或二氧化碳、以及还原气体和氧气以保持高压
高炉中所需温度分布的步骤。
4.如权利要求1所述的工艺，其包括通过作业底部和作业中部的鼓风口
送入还原气体的步骤。
5.如权利要求1所述的工艺，其包括通过作业底部和作业中部的鼓风口
随还原气体送入额外氧气的步骤。
6.如权利要求1所述的工艺，其包括在高压高炉的作业中部和作业底部
熔化铁矿石和炉渣原料的步骤。
7.如权利要求1...

【专利技术属性】
技术研发人员：克基·霍尔穆斯吉·阿加尔达，
申请(专利权)人：克基·霍尔穆斯吉·阿加尔达，
类型：发明
国别省市：