[發明專利]熔融還原設備和用于運行熔融還原設備的方法

有效

• 申請號: 201280036107.0
• 申請日: 2012-06-13
• 公開（公告）號: CN103687965A
• 公開（公告）日: 2014-03-26
• 發明（設計）人: F.貝爾納;J-F.普勞爾;K.韋德;J.武爾姆
• 申請（專利權）人: 西門子VAI金屬科技有限責任公司
• 主分類號: C21B7/16
• 分類號: C21B7/16;C21B13/00;F27B1/16;C21B13/14
• 代理公司: 中國專利代理(香港)有限公司 72001
• 代理人: 梁冰;楊國治

技術領域

本發明涉及一種熔融還原設備，該熔融還原設備具有：裝料裝置，用于固態的碳載體、如塊狀煤、和含鐵的原料、如部分還原的和/或完全還原的鐵海綿；熔融氣化區，該熔融氣化區包含由固態的碳載體和含鐵的原料形成的固定床；用于接納液態的生鐵或鋼預加工材料和液態的爐渣的下部部段；用于液態的爐渣和液態的生鐵的出料處；布置在熔融還原設備的外殼中的多個氧氣噴嘴；用于將氧氣輸送至多個氧氣噴嘴的供給管道、特別是環形管道，該環形管道環形地圍繞熔融還原設備的外殼，并且從其中能通過氣體管道為氧氣噴嘴輸送含氧的氣體。

本發明還涉及一種用于運行熔融還原設備的方法。

背景技術

由現有技術、例如WO?01/14599?A1已知了，將多個氧氣噴嘴布置在熔融還原設備的外周上。因此成功地在由固態的碳載體和含鐵的原料形成的固定床中，在熔融還原設備中形成含有CO和H₂的還原氣體。然而在這種氧氣噴嘴布置中限制了氧氣噴嘴的數量和進而限制了最大可達到的熔融功率或者說生鐵產量。

在熔融還原方法、例如COREX和FINEX中——其中使用了熔融還原設備、特別是熔融氣化器，氧氣噴嘴被安裝在熔爐和炭床（Kohlebett）之間，以將用于使碳氣化的氧氣盡可能均勻地吹到外周上來產生還原氣體和提供所需能量。此外也已知通過氧氣噴嘴吹入煤顆粒（Feinkohle），以降低煤消耗——特別是塊狀煤消耗或煤餅消耗。

運行結果已經顯示出，每個氧氣噴嘴的熔融功率有極限，這是因為不論是過多的氣體還是過多產生的液態生鐵和液態爐渣都可能引起在氧氣噴嘴面前方和/或下方和/或上方的不充分的滲透性。由此出現對于所使用原料的更高要求，以便仍能達到或者說確保相應的固定床穩定性。另一個結果是對于煤顆粒噴射的限制，這是因為該措施同樣可能引起滲透性下降，因此可能導致過程故障、例如對效率的限制或質量波動。此外在缺少液態階段的排水（例如生鐵、爐渣）時也會導致噴嘴損壞。

這種設備的迄今為止的運行結果表明，每個噴嘴的噴嘴損壞的頻率很有可能與熔融功率有關聯。此外還表明，每個噴嘴的可吹入的煤顆粒量是受到限制的。

不同的解決方案涉及噴嘴幾何結構的變化。然而結果迄今為止不是令人滿意的，特別是在具有更高的生鐵產量的設備中。

此外存在這樣的研發計劃，其目標是更高的生鐵產量。迄今為止已知的、氧氣噴嘴在噴嘴面中和熔融還原設備的外周上的布置基于噴嘴支架的大小和噴嘴支架之間氣化器板外殼的必要的板厚度而導致了較少數量的氧氣噴嘴和進而導致了具有效率受限的設備，或者導致了過程故障和由于噴嘴故障引起的較少的可用性。

此外在熔融還原設備中通過提高熔爐面積、即熔融還原設備的內橫截面能實現效率提高，其中外周不均勻地增大，因此在這種情況下產生限制。

發明內容

因此本發明的目的是：提出一種熔融還原設備和一種用于運行熔融還原設備的方法，其在安全運行的同時能實現更高的生鐵產量。

所述目的根據本發明通過權利要求1的特征部分來實現：其特征在于多個氧氣噴嘴，所述多個氧氣噴嘴在至少兩個彼此、特別是沿垂直方向間隔開且彼此平行布置的噴嘴面中且在熔融還原設備的外殼的外周上水平分布地布置。此外，不同的噴嘴面的噴嘴分別彼此錯開地布置。氧氣噴嘴可以用于輸入技術上的純氧或者輸入富含氧的氣體、例如富含氧的空氣。

熔融還原設備用于制造液態的生鐵或者液態的鋼預加工材料。由含鐵的原料和煤、焦炭，將含鐵的原料還原和熔融為生鐵。這在由煤或焦炭和含鐵的原料形成的固定床中實現。為此，作為熔融還原設備已知了熔融氣化器。同樣也可以使用高爐，特別是用高含氧量的氣體運行的高爐，其中同樣從固定床中形成液態的生鐵和爐渣。

通過將氧氣噴嘴布置在兩個或多個噴嘴面中能夠使得可能的布置在熔融還原設備中的噴嘴的數量增多或最大化。

為了能夠提高每個熔融還原設備的生鐵產量，必須首先解決過程故障和經常性的噴嘴損壞的問題，這是因為更高的生鐵產量也要求每個噴嘴的更高的熔融功率。噴嘴損壞頻率的提高因此與下述情況相關：通過每個噴嘴的更高的熔融功率增加了生鐵流和爐渣流，其又可能導致噴嘴的損壞或故障。

氧氣噴嘴可以均勻地分布在熔融還原設備的外殼的外周上，其中分布在外周上的氧氣噴嘴的布置分別可以成組地實現。一組氧氣噴嘴可以隨后例如被共同操控。