燃烧设备和使用该燃烧设备制造还原铁的方法技术

本发明专利技术涉及燃烧设备和使用所述燃烧设备制造还原铁的方法，更具体地，涉及加热煤块来制造还原铁的燃烧设备，所述燃烧设备包括：第一燃烧炉，在使容纳煤块的小车沿着线性移动路径移动的同时加热煤块；第二燃烧炉，连接到第一燃烧炉的另一侧，并在使从小车排出的煤块沿着环形路径移动的同时加热煤块；以及冷却装置，连接到第二燃烧炉，并在使在第二燃烧炉中还原的还原铁沿着环形路径移动的同时冷却还原铁。所述燃烧设备使在燃烧炉和冷却装置中产生的废气循环来控制温度和氧浓度，因此提高还原铁的金属化率。

【技术实现步骤摘要】
燃烧设备和使用该燃烧设备制造还原铁的方法
本专利技术涉及燃烧设备和使用该燃烧设备制造还原铁的方法，更具体地，涉及能够通过对燃烧炉内部的温度和氧浓度进行控制来提高还原铁的金属化率的燃烧设备和使用该燃烧设备制造还原铁的方法。
技术介绍
典型的还原铁制造设备包括分别容纳铁原料和碳质材料的多个料斗、接收并压碎相应的铁原料和碳质材料的压碎机、接收并混合铁原料和碳质材料的混合机、将在混合机中获得的所得混合物进行压缩和成型的成型机以及热处理并燃烧在成型机中成型的煤块(或煤砖)的燃烧炉。同时，煤块在燃烧炉中进行热处理和还原，从而制造还原铁。出于此目的，通常将燃烧炉密封，并将一氧化碳(CO)气体、二氧化碳(CO2)气体或氢(H)气体供给到燃烧炉，以引起燃烧炉内部的还原气氛。然而，在燃烧炉内部产生还原气氛耗费许多时间，因此存在的问题是，还原铁的大量生产是困难的。在全世界范围有大约60％的铁产量是通过自第14世纪开发的高炉法来制造的。高炉法是这样的方法，即，将经历烧结工艺的铁矿和通过使用火焰煤作为原料制造的焦炭两者引入到高炉中，并将高温空气吹入到高炉中，以将铁矿还原为铁，从而制造铁锭。因为占据大半铁锭制造设备的高炉由于其反应特性而需要原料具有预定水平或更大的强度并具有用于确保高炉中的透气性的粒径，所以高炉依赖于如上所述的作为碳源(用作原料和还原剂)的通过处理特定焦煤所制造的焦炭，并主要依赖于作为铁源的经历一系列结块工艺的烧结矿。为了使还原气流平稳，将通过使细铁矿成块状而形成的烧结矿和通过干燥并蒸馏细煤以使细煤成块状而形成的焦炭装入到高炉中。因为与细铁矿相比具有块状的烧结矿与原气体具有极小的每单位体积的接触面积，并且即使在高炉中完成还原之后烧结矿与碳也具有小的接触面积，所以碳难以渗透到还原铁中。因此，因为烧结矿具有高熔化温度，所以烧结矿具有的基本问题在于，为了熔化烧结矿而消耗了大量的能量，并且熔融铁的生产速率缓慢。因此，开发出了将超细铁矿聚集成块或球并在转底炉(RHF)中引起还原气氛以直接制造还原铁的工艺。然而，直接制造还原铁的工艺显示出大约150,000吨至500,000吨的年产量，因此在大量生产方面具有限制。另外，此工艺具有95％或更高的还原率，因此通过此工艺获得的还原铁被用作电炉的原料。另外，开发出了将超细铁矿聚集成块或球并且随后在最大1,350℃的温度下燃烧以部分地制造还原铁的另一工艺，通过此工艺，能够进行最大4,000,000吨的年产量的大量生产。然而，因为这样的工艺在未被密封的开放式燃烧炉中执行，所以难以控制燃烧炉内部的温度和氧浓度，因此存在的问题是，部分还原铁的金属化率相对低。[现有技术文献][专利文献]专利文献1：KR2013-53089A专利文献2：KR2013-116054A
技术实现思路
本公开提供了能够控制燃烧炉中的温度和氧浓度以提高部分还原铁的金属化率的燃烧设备和使用该燃烧设备制造还原铁的方法。本公开还提供了能够使在制造部分还原铁的工艺中产生的废气在燃烧炉内部循环以提高能量效率的燃烧设备和使用该燃烧设备制造还原铁的方法。根据示例性实施例，提供了通过加热煤块来制造还原铁的燃烧设备，所述燃烧设备包括燃烧炉，燃烧炉限定容纳煤块的小车移动所沿着的路径，其中，燃烧炉被划分为多个区域，所述多个区域中的一些区域彼此连通。所述燃烧设备可以包括：上通路，设置在燃烧炉的上部中以与燃烧炉连通，并沿着燃烧炉的纵向方向被划分为多个区域；上连接管，连接上通路的不同区域；下通路，设置在燃烧炉的下部中以与燃烧炉连通，并沿着燃烧炉的纵向方向被划分为多个区域；以及下连接管，连接下通路的不同区域，其中，下连接管和上连接管将下通路和上通路中的相应通路的至少一个区域与外部连通。燃烧炉可以相对于小车的移动方向被划分为干燥区域、预热区域、还原区域、第一冷却区域和第二冷却区域，下连接管将空气引入到第一冷却区域和第二冷却区域中。下连接管可以设置有热交换器，其中，热交换器设置在连接还原区域和第一冷却区域的下连接管上。上连接管可以连接第二冷却区域和干燥区域、连接第一冷却区域和干燥区域、连接第一冷却区域和还原区域并连接预热区域和还原区域，其中，在第二冷却区域中产生的气体的一部分被排出到连接第二冷却区域和干燥区域的上连接管中。下连接管可以连接第二冷却区域和第一冷却区域、连接还原区域和第一冷却区域、连接还原区域和预热区域，其中，空气被引入到连接第二冷却区域和第一冷却区域的下连接管中，在干燥区域中产生的气体被排出到连接至干燥区域的下连接管中。燃烧炉可以包括：第一燃烧炉，在使容纳煤块的小车沿着线性移动路径移动的同时加热煤块；第二燃烧炉，连接到第一燃烧炉的另一侧，并在使从小车排出的煤块沿着环形移动路径移动的同时加热煤块；以及冷却区域，连接到第二燃烧炉，并在使在第二燃烧炉中获得的还原铁沿着环形移动路径移动的同时冷却还原铁。第一燃烧炉被划分为干燥区域、煤气化区域和预热区域。第一燃烧炉可以被划分为干燥区域、煤气化区域和预热区域。冷却区域可以被划分为第一冷却区域和第二冷却区域。所述燃烧设备可以包括将干燥区域、煤气化区域、预热区域、第一冷却区域和第二冷却区域中的至少两个区域彼此连通的连接管。所述燃烧设备可以包括将外部空气供给到第一冷却区域和第二冷却区域的引入管。第一冷却区域的引入管可以连接到连接煤气化区域和第一冷却区域的连接管。连接管可以连接煤气化区域和第一冷却区域。连接管可以连接预热区域、第二冷却区域和煤气化区域。连接管可以连接预热区域和干燥区域。根据另一示例性实施例，提供了一种通过使容纳煤块的小车移动到燃烧炉中来制造还原铁的方法，所述方法包括：使在制造还原铁中产生的废气的至少一部分在燃烧炉内部循环来控制温度和氧浓度。燃烧炉可以沿着小车的移动方向被划分为干燥区域、预热区域、还原区域、第一冷却区域和第二冷却区域；可以将空气引入到第一冷却区域和第二冷却区域中；以及可以使在预热区域、还原区域、第一冷却区域和第二冷却区域中产生的气体在干燥区域、预热区域和还原区域中的至少一个区域内部循环，以控制燃烧炉内部的每个区域的温度和氧浓度。可以将由穿过第二冷却区域的空气产生的气体的一部分排出到外部，并将其余气体供给到干燥区域。可以将在还原区域中产生的气体的一部分供给到第一冷却区域。可以将空气以及在还原区域中产生的气体的一部分供给到第一冷却区域。可以使在还原区域中产生的气体的一部分在温度上降低并供给到第一冷却区域。可以将在第一冷却区域中产生的气体的一部分供给到干燥区域，并可以将其余气体供给到还原区域。可以将在还原区域中产生的气体的一部分供给到预热区域。还原区域和预热区域的氧浓度可以低于第一冷却区域的氧浓度。第一冷却区域的氧浓度可以低于第二冷却区域的氧浓度。可以使用在还原铁的制造过程中在去除包含在煤块中的碳质材料的挥发物质的煤气化工艺中产生的废气作为还原铁的冷却气体。所述方法可以包括在煤气化工艺之后预热煤块的工艺，其中，将在预热煤块的工艺中产生的废气和在冷却还原铁的工艺中产生的废气混合，以供给到煤气化工艺，从而加热煤块。可以在煤气化工艺之前执行去除水分的干燥工艺，其中，干燥工艺使用在预热煤的工艺中产生的废气作为热源。冷却还原铁的工艺可以包括：第一冷却工艺，将还原铁冷却到400℃或以上的温度本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种通过加热煤块来制造还原铁的燃烧设备，所述燃烧设备包括燃烧炉，燃烧炉限定容纳煤块的小车移动所沿着的路径，其中，燃烧炉被划分为多个区域，所述多个区域中的一些区域彼此连通。

【技术特征摘要】
2013.10.30 KR 10-2013-0130326;2013.11.27 KR 10-2011.一种通过加热煤块来制造还原铁的燃烧设备，所述燃烧设备包括：燃烧炉，燃烧炉限定容纳煤块的小车移动所沿着的路径；上通路，设置在燃烧炉的上部中以与燃烧炉连通，并沿着燃烧炉的纵向方向被划分为多个区域；上连接管，连接上通路的不同区域；下通路，设置在燃烧炉的下部中以与燃烧炉连通，并沿着燃烧炉的纵向方向被划分为多个区域；以及下连接管，连接下通路的不同区域，其中，下连接管和上连接管将下通路和上通路中的相应通路的至少一个区域与外部连通，其中，相对于小车的移动方向，燃烧炉被划分为干燥区域、预热区域、还原区域、第一冷却区域和第二冷却区域，其中，上连接管连接第二冷却区域和干燥区域、连接第一冷却区域和干燥区域、连接第一冷却区域和还原区域并连接预热区域和还原区域，其中，下连接管将空气引入到第一冷却区域和第二冷却区域中，其中，下连接管连接第二冷却区域和第一冷却区域、连接还原区域和第一冷却区域、连接还原区域和预热区域，其中，空气被引入到连接第二冷却区域和第一冷却区域的下连接管中，在干燥区域中产生的气体被排出到连接至干燥区域的下连接管中。2.根据权利要求1所述的燃烧设备，其中，下连接管设置有热交换器，其中，热交换器设置在连接还原区域和第一冷却区域的下连接管上。3.根据权利要求2所述的燃烧设备，其中，在第二冷却区域中产生的气体的一部分被排出到连接第二冷却区域和干燥区域的上连接管中。4.一种通过加热煤块来制造还原铁的燃烧设备，所述燃烧设备包括限定容纳煤块的小车移动所沿着的路径的燃烧炉，燃烧炉包括：第一燃烧炉，在使容纳煤块的小车沿着线性移动路径移动的同时加热煤块；第二燃烧炉，连接到第一燃烧炉的另一侧，并在使从小车排出的煤块沿着环形移动路径移动的同时...

【专利技术属性】
技术研发人员：孙相汉，朴钟寅，王敏奎，黄炳云，
申请(专利权)人：POSCO公司，
类型：发明
国别省市：韩国;KR