[发明专利]生产液体生铁的装置

说明书

本发明涉及还原氧化铁生产液相生铁的新方法，该法可以从氧化铁如铁矿石或循环产物、和煤和/或气体开始来生产熔融状态的金属。本发明旨在与已知方法相比，得到几点如后面所述的经济利益。

本发明还涉及实施该方法的装置。

借助于电设备生产钢的增长已经提高了对可以避免使用废钢的可行的替换方法的需求，因为适当质量的废钢越来越缺乏。

类似地，在制造者之间的竞争和销售价格的不景气，以及增长的生态压力，迫使钢制造者开发低成本和低污染的新的生产方法。

为了这个目的，最近开发了还原氧化铁的各种方法以生产公知的直接还原铁(DRI)。DRI主要例如，通过气体还原(HYL法，Midrex)或通过如在SL-RN，Fastmet，Inmetco或Circofer和Comet法中的从碳源还原，或按照申请人在28/01/1998提交的序号为98200242.0的欧洲专利申请的方法，来获得。这些方法大部分存在的主要缺点是，所获得的是还原态的产物，通常被描述为海绵铁，该产物密度非常低并具有促进铁再氧化的高比表面积。这引起储存和运输困难，和在许多情况下必须进行昂贵的压实以便允许后续处理。作为一个例子，海绵铁通常体积密度(bulkdensity)为1.5-2kg/dm³，被压实到5到5.5kg/dm³。

此外，失去了冷却前在还原物质中存在的大量潜热。

一些提出的还原方法基于使用固体碳源，如煤，它被过量加入以保证充分的还原。碳源的余量被加入到其他必须被处理的含有灰分的残留产物中。

按照本发明可以通过分段的还原/熔化方法避免所有这些缺点。所生产的熔融粗生铁可以用于所有一般的应用，例如在炼钢生产中如在电炉炼钢厂中或氧气转炉中的小锭浇铸或精炼操作。

更特别地，本发明的目的是在生产已还原的氧化铁后直接地并连续地将其转换，以便在经济上更有优势的条件下，采用较现有设备更紧凑且有所改进的技术设备获得液态生铁。

尤其是，该目的是连续生产生铁，优选脱硫和从渣分离的生铁，通过选择燃料和利用装置上游的燃烧气体的直接再循环来回收能量而具有低的和更经济的能耗。

根据发明，该方法至少包括两个连续的阶段，第一阶段是还原的标准阶段，直到金属化率达到80到94％的数量级，优选85到90％，加入助熔剂来提高在第二阶段所产生的渣的品位。第二阶段是生产生铁的阶段，紧随第一阶段之后。

生产生铁的第二阶段在两步连续的子阶段中完成。首先，实际上100％氧化铁进一步被还原。这可以由使用带有容许气体通过的中心带或带有喷枪的紧凑反应器、和供给上述预热的煤来完成，几乎完全金属化的铁、脉石、造渣剂和过剩的煤的混合物立刻被直接输送到含有生铁熔融相的炉子中，然后排放金属和渣，优选连续地，如通过溢流。

来自于第一还原阶段的已还原的氧化铁可产生自任何可以在旋转炉膛的炉子、竖炉、旋转炉或流化床炉以及其他类型的装置中进行的还原方法。当还原产物温度升高时，即含有更多的潜热，实施本发明变得在经济上更有价值。

根据实施中的第一种变化类型，可以利用电磁感应或可能利用电弧如埋弧来提供熔化所需的能量。

根据实施中的第二种变化类型，在基本上由要处理的物料的供给设备组成的单个装置中，也可以进行进一步还原和连续熔化，该要处理的物料优选直接来源于第一阶段的物料，其温度尽可能高。该供料设备在旋转管式炉的一端露出，该管式炉的相对端敞开，并首先与排放生铁和渣的优选为漏斗型的设备连接，其次与气体排放设备连接。位于供料设备侧面的烧嘴提供熔化要处理的物料所需的热，同时位于炉子的另一端的喷枪对熔体脱硫。烧嘴可以与排放设备位于同一侧，或若采用的熔化方法需要则烧嘴甚至可以加倍。

在这种情况下，优选上述装置组成元件固定在同一底盘上，这样整套设备可以倾斜。传统上，优选炉子安装在支撑于托辊上的环上，该托辊由马达和适合的输送系统驱动。

支撑旋转炉及其他设备的底盘其倾角可以控制，以便使炉子产生连续的倾转运动。其效果是间歇地将来自于炉子排放端的热的生铁送到炉子的供料端，随后引起生铁到出口的脉冲流，一种不是连续的而是不连续的，或甚至更好的是脉冲的运动。从排放出口取热的熔融物料保证了炉料更好的熔化，所述的物料与位于加料端的较冷的液体熔体混合。同时，这也产生了碳浓度的均匀化，该浓度在从加料端到排放端的运动过程中增加。

该均匀化提高了熔化能力和还原能力，由此提高了熔体性能。碳浓度的提高降低了生铁凝固温度，这对工艺进步也具有非常有益的影响。