[發明專利]用于制造液態生鐵的方法

在審

• 申請號: 201710288397.2
• 申請日: 2017-04-27
• 公開（公告）號: CN107312901A
• 公開（公告）日: 2017-11-03
• 發明（設計）人: F.霍茲雷斯納;R.米納;W.帕胡伯;N.雷恩;G.羅森費納;J.沃姆
• 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: C21B13/14
• 分類號: C21B13/14
• 代理公司: 中國專利代理(香港)有限公司72001
• 代理人: 周志明,宣力偉

技術領域

本發明涉及一種用于制造液態生鐵的方法，其中，所述方法包括：

-在第一還原設備中借助于還原氣體將含氧化鐵的添加材料（Einsatzstoffen）還原成部分還原的第一鐵制品并且作為頂部氣體或廢氣取走在所述還原時所消耗的還原氣體；

-將部分還原的第一鐵制品、第一含氧氣體和第一碳載體置入到熔融氣化爐（Einschmelzvergaser）中；

-利用含氧氣體將所述碳載體氣化并且在在熔融氣化爐中產生所述還原氣體的情況下將部分還原的第一鐵制品熔融（Aufschmelzen）成所述液態生鐵；

-借助于還原氣體線路將所述還原氣體的至少一部分量置入到所述第一還原設備中。

背景技術

在這種熔融還原方法中，此外一般設置氣體清潔設備（一方面用于來自還原設備的頂部氣體（Topgas）或廢氣，另一方面用于來自熔融氣化爐的還原氣體），以及根據設備配置的不同設置用于根據現有技術大多借助于變壓吸附去除來自頂部氣體或廢氣的CO₂的裝置，如果該頂部氣體或廢氣應當被供給給第二還原設備或應當被使用在熔融還原方法以內的話。

已知的熔融還原方法是Corex?過程和Finex?過程。Corex?過程是兩級式熔融還原方法。所述熔融還原使直接還原（由氧化鐵向海綿鐵的預還原、經常也稱作直接還原）的過程與所謂的熔融氣化爐中的熔融過程（包括剩余還原）相組合。同樣已知的Finex?方法與Corex?方法的不同之處在于作為細屑的鐵屑的直接使用，該鐵屑在多個前后相繼布置的流化床反應器中被預還原。

為了制造液態生鐵，由此還應當包括類似生鐵的制品的制造，基本上存在兩種已知的常用方法：高爐方法和熔融還原，后者例如作為Corex?方法或Finex?方法。本發明的主題涉及熔融還原。

在熔融還原中使用熔融氣化爐，在所述熔融氣化爐中制造熱的液態金屬、優選生鐵，以及使用至少一個還原設備、例如至少一個還原反應器，在其中利用還原氣體至少部分還原所述鐵屑（塊式屑、細屑、小球、燒結物）的載體，其中，所述還原氣體在熔融氣化爐中通過利用技術上的純氧氣（90%或更多的氧含量）對主要是煤和焦炭進行的氣化來產生。在所述氣化時產生所要求的過程熱和還原氣體，所述還原氣體是用于前置的過程階段、例如預加熱、干燥、鐵還原、煅燒等所需的。

部分還原意味著，鐵載體材料在還原反應器中的還原度被提高，但是該還原度保持在100%以下。在還原設備之后的典型的還原度處于50%和90%之間。還原度RD是針對鐵載體材料的氧化物中的氧的減少的量度并通過下列方程來描述：

RD=(1-(O/(1.5*Fe_tot)))*100，

其中，O表示鐵載體材料中氧的材料量份額，并且Fe_tot表示鐵載體材料中鐵的材料量份額（分別以Mol%（摩爾百分比）來計）。

在熔融還原方法中，要么添加如下這么多的固態碳載體，使得所產生的還原氣體量是足夠的，以便實現在預還原時的所期望的部分還原，伴隨如下的缺點，即，被消耗的碳載體的量高得不經濟。要么添加較少的固態碳載體并通過回引和制備沒被消耗的過程氣體來提供所需的還原氣體量。但是，這后一種變型方案附加地要求至少一個壓縮機和CO₂去除設備，這造成運行期間的提高的投資成本和提高的能量消耗。

發明內容

因此，本發明的任務是提供一種用于制造液態生鐵的方法，利用該方法，伴隨著附加的裝置或投資的盡可能小的耗費可以減少熔融氣化爐中的固態碳載體的消耗。

該任務通過根據權利要求1的方法來解決，其方式是，在開頭描述的方法中執行下列另外的步驟：

-將氣態和/或液態的第二碳載體以及第二含氧氣體置入到在所述熔融氣化爐內部在其固定床（焦床（Charbett））以上的混合區域中；

-在所述混合區域中使所述氣態和/或液態的第二碳載體與所述第二含氧氣體混合，其中，為了在所述混合區域中實現所述氣態或液態的第二碳載體的局部氧化而將燃燒空氣比設定在0.2至0.45的范圍內，優選在0.3和0.35之間，以及

-使來自所述混合區域的、由局部氧化所產生的氣體與所述熔融氣化爐內部的剩余容積中的氣體充分混合。