[發(fā)明專利]直接熔煉工藝中的壓力控制

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201210526135.2
• 申請日: 2007-04-24
• 公開（公告）號: CN103060503A
• 公開（公告）日: 2013-04-24
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 尼爾·約翰·古德曼
• 申請（專利權(quán)）人: 技術(shù)資源有限公司
• 主分類號: C21B13/00
• 分類號: C21B13/00;C21C5/56;F27D17/00;F27D19/00
• 代理公司: 中原信達知識產(chǎn)權(quán)代理有限責任公司 11219
• 代理人: 張建濤;車文

分案申請說明

本申請是申請日是2007年4月24日、申請?zhí)柺?00780022647.2且發(fā)明名稱是“直接熔煉工藝中的壓力控制”的中國發(fā)明專利申請的分案申請。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種基于熔融熔池的直接熔煉工藝及設(shè)備，用于在直接熔煉容器中生產(chǎn)熔融金屬。

具體而言，本發(fā)明涉及控制直接熔煉容器內(nèi)的壓力。

本發(fā)明尤其但并不排他地涉及基于熔融熔池的直接熔煉工藝，用于從含鐵的金屬供給材料，例如鐵礦石、部分還原了的鐵礦石和（如來自煉鋼廠的）含鐵廢物流生產(chǎn)熔融鐵。

背景技術(shù)

公知的基于熔融熔池的直接熔煉工藝通常稱為HIsmelt工藝。在生產(chǎn)熔融鐵的情形下，該HIsmelt工藝包括以下步驟：

（a）在直接熔煉容器中形成熔融鐵和熔渣的熔池；

（b）向熔池中注入：（i）含金屬供給材料，通常為呈細粉形式的鐵礦石；和（ii）固體含碳材料，通常為煤，用作含金屬供給材料的還原劑和能量源；以及

（c）將含金屬供給材料熔煉為熔池中的鐵。

在此，術(shù)語“熔煉”應(yīng)理解為是指熱處理，其中，進行還原金屬氧化物的化學(xué)反應(yīng)，以產(chǎn)生熔融金屬。

在HIsmelt工藝中，將含金屬供給材料和固體含碳材料通過多個噴槍/鼓風口注入到熔融熔池，所述噴槍/鼓風口相對于垂直方向傾斜，以向下向內(nèi)穿過直接熔煉容器的側(cè)壁并進入該容器下部區(qū)域，從而將至少部分固體物質(zhì)輸送到容器底部中的金屬層。通過向下延伸的噴槍將熱的含氧氣體（通常為空氣或富氧空氣）鼓風注入到容器的上部區(qū)域，從而使熔融熔池釋放的反應(yīng)氣體在容器的上部區(qū)域內(nèi)進行后燃燒。通常，在生產(chǎn)熔融鐵的情況下，熱空氣或熱富氧空氣的溫度大約為1200°C，并且在熱鼓風爐中產(chǎn)生。通過尾氣管道從容器的上部區(qū)域帶走容器內(nèi)反應(yīng)氣體的后燃燒產(chǎn)生的尾氣。容器包括在容器的側(cè)壁和爐頂襯墊中的水冷式耐火板，而且水以連續(xù)回路的方式通過所述板連續(xù)循環(huán)。

該HIsmelt工藝使得能通過在一個單獨緊湊容器內(nèi)直接熔煉來生產(chǎn)大量的熔融鐵，通常至少為0.5Mt/a。

然而，為了在HIsmelt工藝中獲得高的熔融鐵生產(chǎn)率，需要（a）產(chǎn)生大量的熱空氣或熱富氧空氣以及運載氣體（用于固體注入），并將這些氣體輸送到直接熔煉容器，（b）將大量含金屬供給材料，諸如含鐵供給材料輸送到容器，包括產(chǎn)生大量的運載氣體，并將該運載氣體輸送到容器，（c）從容器輸送大量的熱尾氣，（d）從容器輸送走在該工藝中產(chǎn)生的大量熔融鐵和爐渣，以及（e）使大量的水通過水冷板循環(huán)，所有這些都在相對封閉的區(qū)域內(nèi)進行。

有鑒于此，高的熔融鐵生產(chǎn)率需要有這樣一種HIsmelt設(shè)備，其包括（a）加壓的直接熔煉容器和輔助裝置，諸如用于向容器供應(yīng)固體供給材料的閘斗倉，以及位于容器的尾氣管道上的壓力控制裝置，（b）為容器產(chǎn)生高流量熱空氣或熱富氧空氣的爐子，以及（c）尾氣處理裝置，其能對從容器排出的大量尾氣進行處理。

當前提出的一種HIsmelt工藝流程被設(shè)計成在多種“狀態(tài)”下運行，這些“狀態(tài)”在熔煉運行期期間具有不同的運行情況，所述“狀態(tài)”例如包括以下工藝狀態(tài)：

（a）啟動；

（b）熱金屬生產(chǎn)，即，供應(yīng)經(jīng)過預(yù)處理的諸如熱礦石的含金屬供給材料、諸如煤的固體含碳材料以及熱鼓風空氣；

（c）保持，即，不供應(yīng)經(jīng)過預(yù)處理的含金屬供給材料，供應(yīng)固體含碳材料和熱鼓風空氣；

（d）空轉(zhuǎn)，即，不供應(yīng)經(jīng)過預(yù)處理的含金屬供給材料并且不供應(yīng)固體含碳材料，供應(yīng)熱鼓風空氣；以及

（e）無風，即，不供應(yīng)經(jīng)過預(yù)處理的含金屬供給材料，不供應(yīng)固體含碳材料，也不供應(yīng)熱鼓風空氣。

通常，在上述工藝狀態(tài)中，在直接熔煉容器內(nèi)產(chǎn)生的尾氣的體積流量是不同的。例如，通常，在熱金屬生產(chǎn)狀態(tài)期間的尾氣的流量較高，而在空轉(zhuǎn)狀態(tài)期間的尾氣的流量較低。進一步舉例來說，通常，在無風狀態(tài)期間沒有尾氣，在空轉(zhuǎn)狀態(tài)期間的尾氣中沒有熱量值。

對上述HIsmelt工藝來說，在上述“保持”和“空轉(zhuǎn)”工藝狀態(tài)期間，直接熔煉容器中的壓力控制是重要的問題。

發(fā)明內(nèi)容

在寬泛的意義上，本發(fā)明提供了一種工藝，該工藝用于在直接熔煉容器內(nèi)直接熔煉含金屬供給材料，并從容器產(chǎn)生熔融金屬、熔渣和尾氣的工藝產(chǎn)物，該工藝包括，當該工藝運行在如上所述的“保持”和“空轉(zhuǎn)”的工藝狀態(tài)時，通過控制在供給到流化床預(yù)處理裝置的尾氣流中的尾氣壓力，來控制直接熔煉容器中的壓力。