[發(fā)明專利]生產(chǎn)金屬鐵的方法及原料供給裝置

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 01800751.1
• 申請日: 2001-03-28
• 公開（公告）號: CN1383453A
• 公開（公告）日: 2002-12-04
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 伊東修三;谷垣恭廣;菊池晶一;津下修;小林勛;本多啟介;德田耕司;岡本秀和
• 申請（專利權(quán)）人: 米德雷克斯國際公司蘇黎世分公司
• 主分類號: C21B13/10
• 分類號: C21B13/10
• 代理公司: 中科專利商標(biāo)代理有限責(zé)任公司
• 代理人: 胡交宇

本發(fā)明是涉及用碳質(zhì)還原劑如焦炭加熱來生產(chǎn)金屬鐵過程中氧化鐵如鐵礦石的還原技術(shù)的改進(jìn)。更具體地說，本發(fā)明是一種改進(jìn)了的方法，它能夠有效地將氧化鐵還原成金屬鐵，是通過簡化的處理而有效地將包含在鐵礦中的脈石等爐渣形成組份與以爐渣形式的金屬鐵分離開來，以此得到高產(chǎn)率的高純度顆粒金屬鐵。

本發(fā)明還涉及為了保證穩(wěn)定化連續(xù)生產(chǎn)而改進(jìn)了的生產(chǎn)金屬鐵的方法，是通過使用一種移動爐床型還原熔化爐來減少對爐床耐火材料的損害，而對爐床耐火材料的損害是從包含碳質(zhì)還原劑和含氧化鐵的物質(zhì)的成形原料生產(chǎn)金屬鐵過程中的一個問題。

本發(fā)明還進(jìn)一步涉及一種改進(jìn)了的供給裝置，用于有效地供給輔助原料如大氣調(diào)節(jié)劑進(jìn)入移動爐床型還原熔鐵爐的爐膛。

豎式窯生產(chǎn)方法，為米德雷克斯生產(chǎn)方法(Midrex?process)的代表，它是通常已知的技術(shù)，是作為使用碳材料或還原氣體直接還原氧化鐵源如鐵礦或氧化鐵而得到還原鐵的直接制鐵方法。按照這種類型的直接制鐵方法，一種制自天然氣的還原氣通過在豎窯下部所限定的進(jìn)風(fēng)口吹入熔鐵爐中并通過還原氣的還原能力將氧化鐵還原成金屬鐵。人們的注意力最近集中于另一種還原鐵的生產(chǎn)工藝方法，它是使用碳材料如煤來代替天然氣作為還原劑，和一種稱為“SL/RN”的生產(chǎn)方法已投入實踐。

美國專利No.3,443,931披露了另一種制鐵法，其中是將碳材料和粉狀氧化鐵一起混合并形成塊狀或粒狀，通過在旋轉(zhuǎn)爐床上加熱使其還原來生產(chǎn)還原鐵。

美國專利No.5,885,521披露了一種技術(shù)，其中將在烘干爐中烘開了的還原鐵的顆粒原料，通過一個供料管供入爐床中，該供料管是通過移動爐床型熔爐的頂部向下延伸至爐床的鄰近部位，而還原鐵的顆粒原料的層厚度主要是用裝在供料管前端側(cè)面上的一個顆粒勻平器來調(diào)節(jié)，并進(jìn)一步用裝在爐床移動方向的顆粒勻平器下游的平滑器來調(diào)節(jié)。

而且，已知例如DIOS方法的熔融還原方法是作為直接還原氧化鐵成還原鐵的方法。根據(jù)此方法，氧化鐵被預(yù)先還原至約30％的還原率，此后用在鐵浴中的碳將這樣的氧化鐵直接進(jìn)行還原反應(yīng)，直到氧化鐵轉(zhuǎn)變成金屬鐵。

日本專利公報雜志No.HEI-8-27507披露了另外一種直接還原的制鐵方法，其中是將含有脫硫劑的碳質(zhì)還原粉層和氧化鐵粉層彼此堆疊于移動爐床上，并將此堆疊物加熱而得到海綿鐵。

日本專利公報雜志No.HEI-11-106812披露了一種技術(shù)，其中將含有鐵礦石的原料和一種固體還原劑通過一個管形加料孔供入旋轉(zhuǎn)爐床型熔爐(還原爐)內(nèi)，所說的加料孔是由熔爐的頂部通過分配壁到爐床上，裝載著原料的爐床移動使原料在熔爐內(nèi)于一次操作工序中被還原，然后卸出。這種技術(shù)的特征是已經(jīng)還原了的高溫礦石下到分配壁，利用還原礦石的輻射熱來預(yù)熱分配壁上的原料，同時溫度降低了的還原礦石便通過卸料口而排出。

本發(fā)明的發(fā)明者們作了長期研究，旨在開發(fā)一種技術(shù)，該技術(shù)能夠從含有相對低鐵含量的鐵礦石中以及通過簡單的處理從具有較高鐵含量的氧化鐵中有效地制得具有高鐵純度的金屬鐵。以下方法是以前在日本專利公報雜志No.HEI-9-256017中已經(jīng)提出的研究結(jié)果的發(fā)展。

該方法的特征在于通過加熱來還原一種含有碳質(zhì)還原劑和氧化鐵的成形體而生產(chǎn)金屬鐵的，通過加熱使氧化鐵以固體狀態(tài)被還原而形成和生長一種金屬鐵皮層，通過加熱的還原可繼續(xù)進(jìn)行直至內(nèi)部不再存在氧化鐵為止，并且還繼續(xù)加熱以引起內(nèi)部產(chǎn)生的爐渣流出金屬鐵皮層，以此使金屬鐵與爐渣彼此分離開來。

按照本發(fā)明的一方面，已經(jīng)提供了一種生產(chǎn)顆粒金屬鐵的方法，該方法包括：在一還原熔融爐中加熱包含碳質(zhì)還原劑和含有氧化鐵的物質(zhì)的成形原料，使在成形原料中所含有的氧化鐵經(jīng)受固態(tài)還原；用在碳質(zhì)還原劑中所含有的碳對從固態(tài)還原產(chǎn)生的還原鐵滲碳，以引起還原鐵熔化，同時分離出在成形原料中所含有的脈石組分并引起所產(chǎn)生的熔融金屬鐵凝聚成顆粒金屬鐵，其中，在滲碳和熔化步驟中在成形原料附近存在的大氣具有不小于0.5的還原度。

按照本發(fā)明的另一方面，已提供了一種生產(chǎn)金屬鐵的方法，該方法包括：在爐床耐火材料上形成含有爐渣的沉積層，所述爐渣是在還原熔融過程中產(chǎn)生的，從而在生產(chǎn)金屬鐵的同時保護(hù)爐床耐火材料。

按照本發(fā)明的另一方面，已提供了一種向適合于生產(chǎn)金屬鐵的移動爐床型還原熔融爐的爐床供給原料和輔助原料的裝置，該裝置包括一個與熔爐頂部垂直連結(jié)的供料管道。

通過閱讀以下參照附圖的詳細(xì)說明，將清楚了解本發(fā)明的這些和其它特征及附帶優(yōu)點。

圖1是說明用于本發(fā)明中的還原熔化設(shè)備的簡視圖；