[發明專利]用于增加氧氣射束的穿透深度的方法

有效

• 申請號: 201180041138.0
• 申請日: 2011-07-27
• 公開（公告）號: CN103221554B
• 公開（公告）日: 2019-02-22
• 發明（設計）人: L.W.科普林格;J.L.申克;R.米爾納;J-F.普勞爾;K.韋德;J.武爾姆
• 申請（專利權）人: 首要金屬科技奧地利有限責任公司
• 主分類號: C21B5/00
• 分類號: C21B5/00;C21B7/16;C21B13/00;F27D3/16;F27D3/18
• 代理公司: 中國專利代理(香港)有限公司 72001
• 代理人: 宣力偉;楊國治

本發明涉及一種用于增加技術純氧的氧氣射束的穿透深度的方法，所述氧氣射束以體積流量和質量流量進入到生鐵生產設備、優選熔化還原設備/熔化氣化器或者吹氧高爐的填充床中，用于氣化存在于填充床中的碳載體，其特征在于，增大所述氧氣射束的體積流量與質量流量的比值。

技術領域

本發明涉及一種用于增加技術純氧的氧氣射束的穿透深度的方法，所述氧氣射束以體積流量和質量流量進入到生鐵生產設備的填充床（Schüttung）中，用于氣化存在于填充床中的碳載體。

背景技術

在生鐵生產設備、例如高爐或者熔化還原設備（例如在方法COREX?或者FINEX?中使用的熔化氣化器）中制造生鐵時，在吹入熱風或者氧氣射束的情況下通過碳載體的氣化得到還原氣體。借助于這種還原氣體還原氧化的鐵載體并且隨后將所得到的還原了的材料熔成生鐵。

在COREX?和FINEX?方法中應用的熔化氣化器中，氧氣噴嘴熔化氣化器的周圍安裝在熔化氣化器的爐床和炭床之間，用以將用于氣化碳以制造還原氣體并且提供用于熔化鐵載體所需要的能量的氧氣盡可能均勻地在熔化氣化器的周圍吹入到熔化氣化器的填充床中。在鐵載體熔化時產生液態的生鐵和液態的爐渣。在此熔化氣化器在氧氣噴嘴下面的區域稱為爐床，在其中不會發生還原氣體穿流。在爐床中存在液態的生鐵、液態的爐渣和一部分炭。熱脫氣的碳載體稱為炭。在此在熔化氣化器中位于氧氣噴嘴上面的區域稱為炭床。所述炭床除了液態的生鐵和液態的爐渣以及炭還包括未熔化的并且部分還原的鐵載體和添加劑。所述炭床由在引入的氧氣進行轉化時形成的還原氣體穿流。穿過氧氣噴嘴進入到熔化氣化器中的氧氣射束在熔化氣化器的內部形成所謂的通道，在所述通道內已經發生了碳載體的氣化，其中已經產生了還原氣體。通道在此理解為在氧氣噴嘴之前的渦流區，在所述渦流區中由氧氣和碳載體產生還原氣體。概念渦流區在此描述了在所述通道的區域內高渦流的類似渦流層的流動特性。進入的氧氣射束在炭床的填充床中產生了空洞。所述空洞由于進入的氧氣射束的沖量并且由于氧氣與炭的氣化反應而產生。空洞的區域稱為通道。所述通道與表現為流動床的炭床相比具有顯著更高的空隙度。所述通道根據氧氣噴嘴的布置在熔化氣化器的周圍在熔化氣化器的內部在水平平面內延伸。從上面觀察通過通道的長度形成的橫截面也稱為有效環面，其中在有效環面這個概念中有效是指，液態的生鐵和液態的爐渣的排流由于通道的空隙度而特別好地穿過所述通道進行，并且是指由于碳載體的氣化產生的還原氣體從所述通道進入到炭床中。有效環面的寬度通過通道的長度尺寸確定，并且由此進而通過氧氣射束的穿透深度確定。

即使對于通過相應的環繞高爐的周圍分布的噴嘴（也稱為風口）中將熱風或者氧氣吹入的高爐而言，在噴嘴的區域中也形成具有有效環面的通道。

對于熔化氣化器的炭床而言，在通常應用具有在-15℃到+45℃之間的溫度的技術純氧構成的氧氣射束時，并且由于安裝的氧氣噴嘴的與以熱風運行的高爐相比較小的直徑，與在以熱風運行的高爐中存在的固態床相比，得到顯著更小的氧氣射束到填充床中的穿透深度。因此通過在炭床中更短的或者更窄的通道在熔化氣化器的周圍得到與以熱風運行的高爐相比較小的有效環面，由此還原氣體到炭床的氣體透過性或者液態的生鐵和液態的爐渣到爐床的排流都相對更差。此外與以焦炭運行的高爐相比通過使用塊煤和/或煤磚作為碳載體減小了在熔化氣化器中的炭基（Charmatrix）的水力直徑，由此使液態的生鐵和液態的、特別是高粘滯性的爐渣的流出變得困難，這會由于液態的生鐵和/或液態的爐渣在氧氣噴嘴前發生堵塞而導致故障。

增加氧氣射束到填充床中的穿透深度不僅在以氧氣運行的高爐中而且在熔化氣化器中顯著增大了有效面積并且由此改善了液態的生鐵和液態的爐渣的流出。