[发明专利]还原铁的制造方法及制造装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种还原铁的制造方法，更为详细地涉及一种使微粉铁矿石旋转流动从而制造还原铁的方法。

背景技术

进入21世纪以来，随着经济的持续发展，世界的能源消费也在快速增加，从而带来的在炼铁工业中的燃原料价格的上升加剧了竞争力的下降。

特别是，化石燃料的持续使用带来的二氧化碳的产生导致地球环境问题，并且在以往的钢铁制造工艺框架内，高品味铁矿石日益枯竭，这两者是当前的钢铁制造工艺竞争力下降的最大的因素。

于是，为了从源头上解决地球环境问题需要如下的技术：将产生二氧化碳的用于还原铁矿石的碳还原剂改变为氢还原剂，而且针对铁矿石，扩大使用由于主要以小型微粒大小存在从而在炼铁工业中被遗弃，或者当脉石多的情况下即使进行选矿也由于以过小的极细微粒的形式存在而其使用受到制约的极微粉铁矿石的技术。

在以往的高炉方式中，100μm以下的铁矿石微粒子的使用主要在烧结工序中被排除，或者通过将微粒造粒成团球（pellet）形状的预先处理过程后再投入烧结机中或者以烧成团球（pellet）形式使用。

当以团球（pellet）形式投入高炉中时，其在高炉内作为阻碍气体流动的因素来作用，因此其使用受到限制。为了摆脱这种状况，开发了直接使用几mm以下的粉末铁矿石的如FINEX、FINMET、Circored等技术并在还原铁生产中使用。

上述技术主要在以气体鼓泡（bubbling）或者循环（circulating）形式的流化炉（fluidized bed furnace）中使用还原剂气体，使粉末铁矿石进行流化，从而还原铁矿石的技术。

然而，极小的100μm以下的微粒仍然会从流化炉中排出，为了收集这些微粒，使用旋风分离器（cyclone）等的收集装置。

特别是，针对大小为50μm以下的极小的极微粉铁矿石，以当前的技术难以未经预先处理而使用并获得还原铁。而且，至于含铁量低于60%的低品位的铁矿石，由于通过选矿来去除脉石成分的铁矿石或者磁铁矿等以50μm以下的极小的微粒形式存在，因此在工艺中被旋风分离器（cyclone）去除，故其使用受到限制。

于是，需要一种能够克服极细粉铁矿石在高炉或鼓泡（bubbling）形式的流化床反应器中使用的局限性，并且能够解决在工艺中由于使用碳而产生二氧化碳的环境制约性的新的技术。

发明内容

技术问题

本发明是为了解决上述问题而提出的，其目的是提供一种极细粉铁矿石的还原方法，该方法通过富含氢的还原气体在旋转式流化床还原反应器中对平均300μm以下，优选为平均100μm以下的极细粉铁矿石进行还原而生产还原铁，从而降低二氧化碳，并且对含有低品位、难还原矿的极细粉铁矿石进行还原。

技术方案

为了实现上述目的，本发明的优选实施例的还原铁的制造方法包括步骤：使微粉铁矿石粉末化；以及利用还原剂气体并通过至少一个旋转式流化还原装置对粉末化的所述极细粉铁矿石进行还原。

通过所述旋转式流化还原装置进行还原的步骤包括步骤：通过角速度在所述还原装置内形成离心力，并且调节粉末化的微粉铁矿石的流化；以及利用离心力并通过还原剂气体使所述微粉铁矿石流化及还原。

而且，所述的还原步骤包括通过产生的所述离心力使微粉铁矿石流动并进行预还原的步骤。

而且，所述的还原步骤包括为了增加全铁含量，分离及收集微粉还原铁的步骤。

而且，通过所述旋转式流化还原装置进行还原的步骤包括对氢气进行加热并喷射的步骤。

所述还原铁的制造方法包括使排出的还原气体循环的步骤。

而且，通过所述旋转式流化还原装置进行还原的步骤包括通过投入纯氧而调节反应温度的步骤。

本发明的另一优选实施例的还原铁制造装置包括：铁矿石粉末化装置，用于调节微粉铁矿石的粒子；以及至少一个旋转式流化还原装置，用于通过离心力对粉末化的铁矿石进行还原。

当所述旋转式流化还原装置为多个时，在所述多个还原装置之间包括还原铁的分离及收集装置。

本发明的特征是，所述旋转式流化还原装置以串联或并联形式形成。

所述还原铁制造装置进一步包括还原气体循环装置，用于使从所述旋转式流化还原装置中排出的还原气体在所述粉末化装置或者所述旋转式流化还原装置中循环。

而且，所述还原铁制造装置进一步包括纯氧投入装置，用于调节所述旋转式流化还原装置内的反应温度。

有益效果