含有碳化铁的粉末还原铁及其制造装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开一种含有碳化铁的粉末还原铁及其制造方法。本发明专利技术的含有碳化铁的粉末还原铁在还原炉中还原难还原性极细粉矿之后在碳化炉中通过碳化反应在表面上形成碳化铁，由此含有20重量％至30重量％的碳化铁。本发明专利技术的含有碳化铁的粉末还原铁的制造装置在碳化炉和还原炉中选择性使用包括在还原气内的硫化气，从而能够有效地还原及碳化粉末铁矿石。适用本发明专利技术的含有碳化铁的粉末还原铁能够增加粉末还原铁内的碳含量，从而能够提高熔融性，而且能够降低还原及熔融速度的提高所致的燃料费。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及一种粉末还原铁及其制造装置，更为详细地涉及一种含有碳化铁的粉末还原铁及其制造装置。
技术介绍
在通过多级流化床型还原炉和熔融炉(熔融气化炉)制造铁水的工序中，为了确保在流化炉内的还原气及炉料的流动性并为了增加粉末铁矿石的还原率，在流化炉的作业中调整工序条件。另外，当用于还原的矿石为难还原性极细粉末时，即，随着难还原性极细粉末磁铁矿的使用量的增多，在目前的作业条件下还原率可能会下降。如此的粉末还原铁的还原率的下降会减少在流化炉中的气体使用率，而且会增加熔融炉的负担，从而会带来燃料费的增加。为了解决这种问题，可以考虑提高装入熔融炉中的结块还原铁(HCI)的直接还原速度和熔融速度的方法。为此可在熔融炉中装填含有碳材料的颗粒(pellet)，然而当在粉末还原铁中增碳即添加碳材料而制造结块还原铁时，在压缩铁制造装置中的压制(compacting)效果很差,从而在制造对熔融炉作业适合的压缩铁有些难度。为了解决这一问题，可以考虑在流化炉中增加还原铁本身的碳含量的方法，然而当简单地使用渗碳(carburization)反应时,就还原铁内的金属铁(Fe)能够含有的碳含量而言，铁素体类为0.02重量％，奥氏体类为2重量％，因此局限性很大，效果不佳。若在粉末还原铁的内部能够形成如渗碳体(cementite, Fe3C)等碳化铁(ironcarbide)，则由于能够含有6.67重`量％以上的碳，因此可作为增碳方法有效，而且能够解决由于增碳导致的压缩铁制造装置的压制(compacting)效果差的问题。
技术实现思路
技术问题本专利技术是为了解决所述的问题而提出的，其目的是提供一种含有碳化铁的还原铁及其制造装置，该含有碳化铁的还原铁为将粉末铁矿石还原后使之进行碳化反应，从而在表面上形成有碳化铁。技术方案为了达到所述目的，本专利技术的优选实施例的含有碳化铁的粉末还原铁的特征在于，预热粉末铁矿石后，通过至少一个还原炉进行还原，并且在碳化炉中对还原的所述粉末铁矿石进行而制造，而且所述含有碳化铁的粉末还原铁中的碳化铁含量为20重量％至34重量％。所述含有碳化铁的粉末还原铁的特征在于，在其表层部形成有还原的金属铁(Fe)及碳化铁。根据本专利技术的另一优选实施例的含有碳化铁的粉末还原铁的制造装置包括:加热炉，用于预热粉末铁矿石；至少一个还原炉，用于还原预热的所述粉末铁矿石；及碳化炉，用于通过从外部供给的含有硫化氢的还原气对还原的所述粉末铁矿石进行碳化。所述含有碳化铁的粉末还原铁的制造装置还包括:硫化氢去除器，用于从由所述碳化炉排出的还原气中去除硫化氢。所述含有碳化铁的粉末还原铁的制造装置还包括:加热装置，用于向所述至少一个还原炉供给去除了硫化氢的所述还原气之前加热所述还原气。根据本专利技术的另一优选实施例的铁水制造装置包括:加热炉，用于预热粉末铁矿石；至少一个还原炉，用于还原预热的所述粉末铁矿石；碳化炉，用于通过从外部供给的含有硫化氢的还原气对还原的所述粉末铁矿石进行碳化；压缩铁制造装置，用于使所述含有碳化铁的粉末还原铁结块；及熔融炉，装入结块的所述含有碳化铁的粉末还原铁并吹入氧气而制造铁水。所述铁水制造装置还包括:混合器，用于向所述压缩铁制造装置中装入所述含有碳化铁的粉末还原铁之前将所述含有碳化铁的粉末还原铁与生石灰混合。所述铁水制造装置还包括:硫化氢去除器，用于从由所述碳化炉排出的还原气中去除硫化氢。而且，铁水制造装置还包括:加热装置，用于向所述至少一个还原炉供给去除了硫化氢的所述还原气之前加热所述还原气。 有益效果如上所述的本专利技术的含有碳化铁的粉末还原铁及其制造装置具有如下的效果。通过化学增碳使得在粉末还原铁中含有碳化铁，从而能够容易通过压缩体铁制造装置使粉末还原铁结块。通过在熔融炉中装入含有碳化铁的压缩铁，大大降低熔融温度，从而能够降低燃料费及二氧化碳的排出量。通过上述方案，可使用难还原性的低品位矿(ore)，从而能够确保铁水的生产成本竞争力。附图说明图1是示意地表示本专利技术的含有碳化铁的粉末还原铁的剖面的图。图2是示意地表示本专利技术的含有碳化铁的粉末还原铁的制造装置及包括该装置的铁水制造装置的作业工序的图。具体实施例方式参照下面的结合附图详细描述的实施例能够清楚地理解本专利技术的优点和特征以及实现该优点和特征的方法。但本专利技术并不局限于下面公开的实施例，可通过不同的多种形态实现。本实施例只是为了完整地公开本专利技术，并向本专利技术所属
中具有一般知识的人完整地告知专利技术范围而提供的，本专利技术只由权利要求的范畴而定义。在整个说明书中相同的附图标记表示相同的结构要素。下面，参照附图说明本专利技术的优选实施例的含有碳化铁的粉末还原铁及其制造装置。需要说明的是，在本专利技术的说明中，对于认为对相关的公知功能或结构的具体说明可能会导致本专利技术要点不清楚的部分，省略了详细说明。图1是示意地表示本专利技术的含有碳化铁的粉末还原铁的剖面的图。如图1所示，根据本专利技术的含有碳化铁的粉末还原铁的内部具有未还原的铁氧化物(iron oxide),而且在 表面部具有金属铁(Fe)和碳化铁(iron carbide)。所述表面部的金属铁是随着粉末铁矿石在还原炉中还原而形成的，碳化铁是还原的金属铁通过碳化反应而形成的。根据本专利技术的优选实施例的含有碳化铁的粉末还原铁的特征在于，预热粉末铁矿石后，通过至少一个还原炉进行还原，而且在碳化炉中碳化还原的所述粉末铁矿石而制造，而且碳化铁的含量为20重量％至35重量％。根据本专利技术的粉末铁矿石的还原率可为50%至60%。所述还原率定义为，还原率=(1-2/3\乂)父100，其中乂是氧化铁的原子比(0/Fe)。例如，Fe2O3由于0/Fe = 3/2，因此还原率为0,Fe0由于0/Fe = 1，因此还原率为33%。当所述粉末铁矿石的还原率为50%时，由于X = 3/4 = 0/Fe，因此Fe: FeO的比率成为1: 3，当以重量％换算时，比率大约为1: 3.86，由此Fe的量为20.5%。而且，当粉末铁矿石的还原率为60%时，由于X = 3/5即Fe: FeO的比率为2: 3，当以重量％表示时大约为1: 1.93，因此Fe的比率为34.1%。于是，当考虑作业误差时，在还原率为50%至60%的粉末还原铁(直接还原铁)中可形成的碳化铁的比率可为20重量％至35重量％。而且，所述含有碳化铁的粉末还原铁的特征在于，在表层部形成有还原的金属铁(Fe)及碳化铁(iron carbide)。所述粉末铁矿石可使用普通品味的矿石，可优选使用难还原性的极细粉末磁铁矿石或赤铁矿石。更为详细地，所述粉末铁矿石可为低级矿、组织致密、粒度范围为10 m 100 m的粉末赤铁矿或粉末磁铁矿。所述粉末铁矿石可预热至规定的温度，使得在还原炉中能够容易产生还原反应。可将如此通过加热而预热的粉末铁矿石装入至少一个流化床型还原炉中并通过还原气进行还原。所述粉末铁矿石的预热可在还原反应的温度范围400°C 650°C中进行。所述还原气可为包括一氧化碳(CO)、氢气(H2)、甲烷(CH4)、二氧化碳(CO2)、硫化氢(H2S)的气体。在所述粉末铁矿石的还原中使用的还原炉可为流化床型还原炉或填充床型还原炉。粉末铁矿石在所述还原炉中部分还原且其还原率可为50%至60%。还原率低的理由如下:当粉末本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：金炫秀，李相皓，赵敏永，
申请(专利权)人：POSCO公司，
类型：
国别省市：