[其他]用粒狀含鐵材料生產(chǎn)生鐵水或鋼半成品的方法

無(wú)效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 86101817
• 申請(qǐng)日: 1986-03-20
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN86101817B
• 公開(kāi)（公告）日: 1988-07-06
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 羅爾夫·哈克;沃納·凱普林格
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 奧地利鋼鐵聯(lián)合企業(yè)阿爾帕股份公司;科爾夫工程有限公司
• 主分類號(hào): C21B13/14
• 分類號(hào): C21B13/14;C21B13/00
• 代理公司: 中國(guó)國(guó)際貿(mào)易促進(jìn)委員會(huì)專利代理部
• 代理人: 吳大建,全菁

本發(fā)明涉及用粒狀含鐵材料，特別是用預(yù)還原的海綿鐵生產(chǎn)生鐵水或鋼半成品的方法，以及在熔化氣化器內(nèi)通過(guò)添加煤和通過(guò)穿過(guò)熔化氣化器器壁的噴管噴吹含氧氣體生產(chǎn)還原氣體的方法，在氣化器內(nèi)形成含氧氣體流過(guò)的焦炭顆粒固定床和重疊的焦炭顆粒流化床，將含鐵材料加入流化床內(nèi)。

在EP-A10114040中公開(kāi)了上述的這種方法，其中從兩個(gè)不同的水平位置吹入含氧氣體，即將含氧氣體吹入固定床和吹入重疊的流化床。

上述的固定床區(qū)和疊加的流化床區(qū)聯(lián)合在一起，能增加生鐵水產(chǎn)量并提高生鐵水的溫度，因此促進(jìn)了某些冶金反應(yīng)。向熔化氣化器加入的在流化床中未被熔煉的較大顆粒物料，被固定床滯留在后面，并且沒(méi)有立刻到達(dá)聚集在熔化氣化器下部，其溫度為1400～1500℃的鐵水槽;在氣化器下部，金屬和礦渣由于其比重不同而分離。

盡管用EP-A10114040描述的固定床區(qū)和流化床區(qū)聯(lián)合在一起的方法，有各種優(yōu)點(diǎn)，但其顯著缺點(diǎn)在于，預(yù)還原的含鐵顆粒物料在輸入含氧氣體的流化床區(qū)（流化層）必然發(fā)生的部分再氧化反應(yīng)，在其下面輸入含氧氣體的固定床區(qū)僅僅能部分可逆;其缺點(diǎn)還在于顆粒的靜止時(shí)間和固定床的溫度不足以產(chǎn)生大量碳化反應(yīng)，得到的生鐵水具有足夠的鐵水溫度，但化學(xué)熱載體，例如碳、硅和錳的含量低。

本發(fā)明的目的在于克服上述缺點(diǎn)，防止鐵水產(chǎn)品在熔化氣化器中再氧化，以降低所需要的一次能量。

按照本發(fā)明，用一開(kāi)始所述的方法能達(dá)到此目的，因?yàn)樵诤鯕鈿怏w流過(guò)的固定床下面，設(shè)置了一個(gè)不流通氣體的焦炭顆粒固定床，而在含氧氣體流過(guò)的固定床上面，無(wú)氧或氧含量低的氣體通過(guò)流化床。

用上述大顆粒煤或其它大顆粒含碳燃料作為熔化氣化器進(jìn)料，再經(jīng)流化床沉積在固定床內(nèi)。

用粒度為20～60mm（基本上在30～40mm）的焦炭顆粒形成兩個(gè)固定床區(qū)，而較小顆粒的焦炭在流化床區(qū)。

通過(guò)輸入熔化氣化器的煤的粒度分布，適當(dāng)?shù)卣{(diào)節(jié)和保持含氧氣體流過(guò)固定床的高度。

如果輸入的粗顆粒煤的粒級(jí)分布在狹窄區(qū)域內(nèi)，則可以特別明顯地形成固定床。

通過(guò)熔化氣化器的附圖可圖示說(shuō)明如何實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的方法。

鑲有耐火材料襯里的熔化氣化器1分為下段1′、中段1″和擴(kuò)大段1″′。下段1′是容納鐵水的。經(jīng)進(jìn)料管（噴管）2向中段1″輸入含氧氣體并經(jīng)裝置3向上部擴(kuò)大段供入團(tuán)塊狀煤或焦炭，并經(jīng)裝置4供入海綿鐵之類的預(yù)還原鐵粒。此外，在上段內(nèi)為已生成的還原氣體至少提供一個(gè)出氣裝置5。在中段1″，由較粗的焦炭顆粒形成由Ⅰ和Ⅱ表示的固定床（固定床區(qū)）。在其下，鐵水收集槽包括鐵水6和爐渣7，其中每一部分都設(shè)置一個(gè)出料孔。固定床Ⅰ沒(méi)有氣體供入，因此不通過(guò)氣體。在固定床Ⅰ上面形成固定床Ⅱ，在生成一氧化碳期間，讓經(jīng)過(guò)進(jìn)料管2流入的含氧氣體通過(guò)固定床Ⅱ的焦炭顆粒。在固定床Ⅱ上面形成流化床Ⅲ，它也未設(shè)置氣體進(jìn)料管。僅僅由固定床Ⅱ內(nèi)生成的含一氧化碳的反應(yīng)氣體使流化床處于運(yùn)動(dòng)狀態(tài)。小顆粒的煤或焦炭滯留在流化床區(qū)Ⅲ內(nèi)。就較大顆粒的煤和焦炭而言，由于氣流通過(guò)空管的速度是在相應(yīng)顆粒床的松弛點(diǎn)以下，因此僅有這些較大顆粒的煤或焦炭能被截住并經(jīng)過(guò)流化床Ⅲ而沉積下來(lái)，分別形成固定床Ⅱ或固定床Ⅰ。

由于沒(méi)有氧或含氧氣體進(jìn)入Ⅲ區(qū)，該區(qū)僅有還原氣體氣氛，由此從上部輸入的海綿鐵之類的預(yù)還原含鐵材料的碳含量被保持下來(lái)。

在固定床Ⅱ內(nèi)，過(guò)程所需的熱量以眾所周知的方法通過(guò)煤氣化產(chǎn)生，并以逆流方式傳給海綿鐵以使其熔化，這樣形成的由爐渣和金屬組成的熔體再加熱到過(guò)熱狀態(tài)。必須使已熔化的生成物大大過(guò)熱（近似于1600℃）以滿足在固定床區(qū)Ⅰ和Ⅱ內(nèi)進(jìn)行的吸熱反應(yīng)所需要的熱量，并且收集在熔化氣化器下部的鐵水能保持足以進(jìn)行進(jìn)一步處理的溫度。

在固定床區(qū)Ⅰ和Ⅱ內(nèi)，其中除了緊接噴管2前面的部位之外，由于氧化條件不充分，固體碳及硅和錳會(huì)直接進(jìn)行反應(yīng)。同時(shí)還可提高鐵水中碳含量，因此必須使用含碳量較低的海綿鐵;也就是，在前述直接還原豎爐的操作中要求的碳含量較低。海綿鐵內(nèi)較低碳含量的控制與豎爐內(nèi)較低的氣體消耗量密切有關(guān)。較小量的還原氣體促使在熔化氣化器內(nèi)生產(chǎn)氣體只需要較小量的煤，同時(shí)還促使由直接還原豎爐引出較小量的頂部氣體，這相應(yīng)于降低了一次能源的需求量。

按照本發(fā)明方法的另一個(gè)優(yōu)點(diǎn)在于，設(shè)備和儀器的費(fèi)用較少，因?yàn)橥_(kāi)始描述的操作方法相比較，省去了一個(gè)噴嘴。

下文內(nèi)容是實(shí)施本發(fā)明方法的一個(gè)實(shí)例：

為了得到1000kg生鐵，將金屬品位為80%、碳含量為1%和溫度為800℃的1060kg海綿鐵從直接還原豎爐由頂部加入熔化氣化器內(nèi)。同時(shí)，加入700kg無(wú)煙煤/噸生鐵。經(jīng)進(jìn)料管2輸入500m³（在標(biāo)準(zhǔn)條件下）氧/噸生鐵，其中接近固定床中部的噴嘴位置之后的氣體溫度調(diào)節(jié)到高于2000℃，使固定床Ⅱ和流化床Ⅲ之間交界處的氣體溫度調(diào)節(jié)在1800℃，使含鐵顆粒的溫度調(diào)節(jié)在1200～1300℃，使從Ⅱ區(qū)進(jìn)入Ⅰ區(qū)之過(guò)渡處鐵載體的溫度調(diào)節(jié)在1600℃。爐渣或鐵水熔槽的溫度為1400～1500℃;在熔化氣化器擴(kuò)大段Ⅰ″′內(nèi)，流化床Ⅲ上部邊界處測(cè)得的氣體溫度為1500℃，疊加在上面的所謂脫氧區(qū)測(cè)得氣體溫度為1100℃。通過(guò)卸料裝置5，以1330m³（標(biāo)準(zhǔn)條件下）/噸生鐵的數(shù)量排出還原氣體，所生成的生鐵含有3.5%的C、0.3%的Si和0.1%的S。