[发明专利]生产还原铁的设备和应用于该设备的坯块干燥方法

说明书

本发明涉及生产还原铁的设备，包括混合铁的氧化物和还原剂，将所获得的混合物制团，在干燥器中干燥所得坯块(团块或球团)，以及在还原炉中的高温气氛下还原所述坯块。本发明还涉及干燥坯块的方法，该方法应用于所述设备。

为了生产还原铁，第一步是混合铁矿石粉末，煤粉末和石灰石粉末和粘结剂，将所得混合物压制和制团处理，形成温坯块即生坯。然后将湿坯块干燥至一定程度，形成干坯块。干坯块在还原炉中加热到高温，从而铁矿石中的铁的氧化物用煤(还原剂)还原成还原铁。

图6是说明生产还原铁的传统设备的一个例子。在圆形旋转炉床式还原炉1的上部，设置有用于引入坯块(干坯块)的装置2，和用于排放热排放气体(还原过程中使用的气体的残余形式)的排气管3。在炉1中，设置有用于排出还原坯块P(还原铁坯块)的排料器4。在炉1的侧壁圆周上，设置有许多燃烧器5用于产生热的还原气体。

作为原料的煤粉(还原剂)、铁矿石等与粘结剂混合，将混合物送入制团机或制块机6处理成坯块(湿坯块)。然后将所得坯块送入干燥器7中，在干燥器7中，坯块在约120-150℃下干燥得到干坯块。干坯块由供料装置2送入还原炉1中的旋转炉床上。

在还原炉1中，燃料和燃烧空气送入燃烧器5中，产生高温热气体。该热气体沿虚箭头方向运动，在该运动过程中，在高温气氛下对坯块(待处理物)施加还原作用。由排气管3排出的热排放气体被水喷雾式初次冷却器8初次冷却，然后再被送入热交换器9，在热交换器9内，所述排放气体与燃烧空气进行热交换。此外，所述排放气体被水喷雾式二次冷却器10二次冷却至例如约300℃。然后冷却后的排放气体送入干燥器7中用于干燥坯块。然后，排放气体通过集尘器11进行净化并且，然后释放到大气环境中。

当还原炉1中的旋转炉床沿图6中实箭头方向旋转将近一周时，还原后的坯块P从螺杆式排料器4排出。坯块通过排料斜槽12传送至移动式容器13，然后送入下一个步骤。

在上述常规的生产还原铁的设备的干燥器7中，从还原炉1中排出的并且为水喷雾型初次冷却器8和二次冷却器10所冷却的热排放气体，用作在约120-150℃的温度下干燥坯块(温坯块)的热源。即，采用气流中含量非常丰富的热排放气体干燥所述坯块。因此，在所述设备刚刚开始运行后出现的不稳定情况下，水分凝结在湿坯块表面。因此，湿坯块之间发生相互粘结，因而湿坯块形成大块物质。在例如恰在开始运行之后，各种性质例如还原炉1的热排放气体的温度、流量并不稳定，因此干燥器7中的干燥不稳定。这可能造成湿坯块发生结块。

在这样的不稳定操作期间已经在干燥器7中得以处理的湿坯块中，仍可残留水分。如果这种湿坯块在后续步骤中在还原炉1中快速加热，坯块的表面部分会剥落，或者坯块破裂。

类似上述干燥器7的干燥器中的加热气体，或者在采用来自热交换器等的热空气作为干燥坯块(湿坯块)热源的干燥器中，如果该加热气体的温度足够高，可能使坯块破裂，或者会由坯块中的煤形成可燃气体。为了避免这种危险，加热气体的最高温度设定为200℃或更低。然而，取决于加热气体的水分含量等，可设定高于上述温度的气体温度。因为传统的干燥器采用温度设定偏低的加热气体，因此干燥坯块的时间较长。

在生产还原铁的设备中，使用煤作为还原剂，如果加热气体的温度充分高，会由煤产生挥发性物质(以下称为VM)，例如CO、CH₄、H₂O、CO₂和N₂。因此，氧浓度高时，煤会燃烧。一旦在干燥器中形成VM，该VM不能在还原炉在后续步骤中用作热源。其缺点是还原炉的热效率降低。另外，如果加热气体的温度在硫酸的露点(120℃)或更低，会因为在干燥器的管道等上形成露为发生腐蚀。

如上所述，对于在干燥器中有效地干燥坯块(湿坯块)，重要的是控制加热气体的温度。存在对能够稳定干燥的干燥器的强烈需求。

据此提出本发明。本发明的一个目的是提供生产还原铁的设备，该设备可高效运行，在干燥器中实现稳定干燥，并且能够稳定地生产高质量的还原铁；本发明还提供应用于该设备的坯块干燥方法。

作为达到上述目的一种手段，本发明的第一方面是一种坯块的干燥方法，该方法应用于生产还原铁的设备中，所述设备通过将还原剂粉末和铁的氧化物粉末在制团机或制块机中混合和制团处理成坯块或团块，在干燥器中干燥所述坯块(球团或团块)，并且在高温气氛中在还原炉中还原干燥的坯块，从而生产还原铁，其中，

提供给该干燥器的加热气体的温度范围基于以下方程设定：