用于制造铁水的设备及其使用方法技术

一种用于制造铁水的方法，包括步骤：　　　　通过干燥并且混合铁矿石和添加剂以提供含铁混合物；　　　　将含铁混合物通过一个或多个依次连接的流化床，以将混合物转变为经还原并且煅烧的还原材料。　　　　形成煤填充床，该煤填充床为热源，还原材料在其中熔融；　　　　将还原材料装载到煤填充床，并且向流化床提供氧气以制造铁水；并且　　　　将从煤填充床排出的还原气体提供给流化床，　　　　其中在提供含铁混合物的步骤中，从流化床排出的废气被分流以干燥铁矿石和添加剂的至少一种。（*该技术在2023年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
技术介绍
专利
本专利技术涉及制造铁水的设备及方法，更具体而言，涉及在输送铁矿石和添加剂的同时对其进行干燥，接着通过流化床反应器的废气的显热，将铁矿石和添加剂装载进流化床反应器，从而制造铁水的设备和方法。相关技术描述钢铁工业是为建筑和汽车、船舶、家用器具以及我们使用的许多其他产品制造提供所需原材料的核心工业。它也是与人类共同进步的历史悠久的工业之一。铸铁厂在钢铁工业中起着关键的作用，在使用铁矿石和煤作为原料生产铁水(也就是，熔融状态的生铁)之后，由铁水生产出钢，随后供应给消费者。世界上大约60％的铁的生产是通过采用在14世纪发展起来的鼓风炉熔炼法实现的。在鼓风炉熔炼法中，将以铁矿石和烟煤作为原料经历烧结过程而生产出的焦炭置于鼓风熔炉中，并向熔炉提供氧气以将铁矿石还原为铁，由此制造铁水。鼓风炉熔炼法是铁水生产的主要方面，要求原料具有至少一个预定的硬度水平和粒度，以保证熔炉中气体流通。需要其中具体的原煤经过处理的焦炭作为碳源，以用作燃料和还原剂。此外，需要经历过连续压制过程的烧结矿作为铁源。因而，在现代的鼓风熔炉炼法中，包括例如焦炭制造设备和烧结设备的原料制备和处理设备是必要的。不仅获得除了鼓风炉之外的辅助设备是必要的，还需要在辅助设备中防止污染生成和使污染最小化的设备。因此，投资总额相当大，最终增加了制造成本。为了解决鼓风炉熔炼法中的这些问题，全世界的铸铁厂都做出了很大努力，以开发一种熔融还原方法，使它能够通过直接使用煤粉作为燃料和还原剂并且直接使用占世界矿石产量超过80％的粉矿作为铁源来制造铁水。熔融还原方法一般使用初还原和终还原的两级方法。传统的铁水制造设备包括形成流化床的流化床反应器、和形成煤填充床并且与流化床反应器连接的熔炉-气化器。在室温下将铁矿石和添加剂装载进流化床反应器以进行初还原。由于高温还原气体从熔炉-气化器供应到流化床反应器，铁矿石和添加剂由于与高温还原气体接触结果而使得它们的温度增加。同时，90％或者更多的铁矿石和添加剂在室温下被还原，30％或者更多的铁矿石和添加剂被煅烧且被装载到熔炉-气化器。将煤供应给熔炉-气化器以形成煤填充床，在室温下，铁矿石和添加剂在煤填充床内进行熔解和结渣，直至以铁水和炉渣排出。通过多个安装在熔炉-气化器外壁的风口供应氧气，这样煤填充床燃烧，然后氧气转化为高温还原气体，在此之后，高温还原气体被供应到流化床反应器。铁矿和添加剂在室温下还原之后，被排出至外界。排出的废气温度大约为680℃，并且其压力为1.7～2.5巴。在铁矿石被装载进流化床反应器以还原为还原铁的情况下，为了防止还原铁粘附于流化床反应器，并且为了防止在熔炉-气化器中的热损耗，将诸如石灰石和白云石这样的添加剂与铁矿石一起装载到流化床反应器。添加剂一般约占装载材料总量的15～20％。在将铁矿石和添加剂装载进流化床反应器之前，将铁矿石和添加剂在干燥设备中进行干燥，从而保证这些材料在流化床反应器中自由流动。为了实施此操作，将热空气供应到干燥设备以干燥铁矿石和添加剂。由于铁矿石占其与添加剂混合物的80％或者更多，所以总体运行条件基于铁矿石所需条件而确定。然而，因为添加剂的粒度和密度小于铁矿石的粒度和密度，所以如果干燥条件与铁矿石相同，小粒度的添加剂就会出现大量损耗。此外，为了实现满意的干燥效果，施加给干燥设备大量载荷，所以干燥设备经常出现故障。最后，50％或者更多的铁矿石变为1mm或者更小的粉矿，从而阻塞干燥设备，因此需要频繁停止生产。
技术实现思路
本专利技术旨在解决以上问题。本专利技术提供用于制造铁水的设备和方法，其中流化床反应器的废气用作输送气体以输送铁矿石和添加剂，同时，废气的显热被用来干燥铁矿石和添加剂，这样减小了干燥的成本。一种用于制造铁水的方法，包括步骤通过干燥并且混合铁矿石和添加剂提供含铁混合物；使含铁混合物通过一个或多个依次连接的流化床，由此将混合物转变为被还原并且被煅烧的还原材料；形成煤填充床，该煤填充床作为热源，还原材料在其中熔融；将还原材料装载到煤填充床，并且将氧气供应至煤填充床以制造铁水；以及将从煤填充床排出的还原气体提供给流化床。在提供含铁混合物的步骤中，从流化床排出的废气被分流以干燥铁矿石和添加剂中的至少之一。在提供含铁混合物的步骤中，铁矿石和添加剂中的至少之一可在干燥之后立即供应到流化床。提供含铁混合物的步骤可包括卸载存储的铁矿石和添加剂；在振动铁矿石和添加剂的同时使用独立的加热空气对其进行干燥；将干燥过的铁矿石和添加剂存储；并且将存储的铁矿石和添加剂供应到流化床。优选地，在提供含铁混合物的步骤中，被分流的废气量占从流化床排出的废气量的20～40％。优选地，在提供含铁混合物的步骤中，铁矿石和添加剂的至少一种被输送并且同时被干燥。此外，在提供含铁混合物的步骤中，在输送铁矿石的情况下，废气的流速优选地是20～30m/s(米/秒)，并且在输送添加剂的情况下，废气的流速优选地是10～20m/s。优选地，在提供含铁混合物的步骤中，铁矿石是具有8mm或者更小粒度的粉矿。用于制造铁的设备包括用于干燥和输送铁矿石和添加剂的输送管路；一个或多个流化床反应器，所述流化床反应器还原和煅烧由输送管路供应的铁矿石和添加剂以实施向还原材料的转化；用于装载还原材料并接收氧气供应以制造铁的熔炉-气化器；用于将熔炉-气化器排出的还原气体供应到流化床反应器的还原气体供应管路；以及用于将从流化床反应器排出的废气分流并将该废气供应给输送管路的废气支路。所述设备还可包括分别用于铁矿石和添加剂的料斗；以及连接至料斗并且将铁矿石和添加剂提供给输送管路的支路管路。所述设备还可包括用于干燥供应到料斗的铁矿石和添加剂的干燥组件；连接至干燥组件并存储干燥过的铁矿石和添加剂的料仓；以及连接至料仓并且将铁矿石和添加剂提供到流化床反应器的输送带。优选地，输送管路竖向延伸，将废气提供到输送管路的下端口，并在高于输送管路供应位置1～2m的位置将铁矿石和添加剂供应到输送管路。优选地，输送管路中废气的流速为10～30m/s。优选地，分流的废气量占从流化床反应器排出的废气量的20～40％。此外，铁矿石优选地是具有8mm或者更小粒度的粉矿。附图简述附图说明图1是根据本专利技术的第一实施方案的用于制造铁水的设备的示意图。图2是根据本专利技术的第二实施方案的用于制造铁水的设备的示意图。具体实施例方式现在结合附图对本专利技术的优选实施方案进行详细描述。必须清楚理解的是，对本领域内的普通技术人员来说，可对基础的专利技术构思进行多种变动和/或改动。实施方案实质上应看作是示例性的，而非限制性的。图1是根据本专利技术实施方案的用于制造铁水的设备的示意图。该设备对铁矿石和添加剂进行干燥和输送，并且将铁矿石和添加剂供应到流化床反应器。根据本专利技术的第一实施方案的用于制造铁水的设备100包括流化床反应器单元20、熔炉-气化器10、原料供应单元60、以及其他附属设备的主要元件。流化床反应器单元20包括一个或多个内部具有流化床的流化床反应器，并且将铁矿石和添加剂还原并锻烧为还原材料。将还原材料装载进熔炉-气化器10，该熔炉-气化器10中包括煤填充床，将氧气提供给熔炉-气化器10以由此生产铁水。从熔炉-气化器10排出的还原气体经过流化床反应器还原和锻烧铁矿以及添加剂，在此之后将还原气体排出至外本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】

【专利技术属性】
技术研发人员：南宫源，赵敏永，郑永採，张永宰，F·豪泽伯格，
申请(专利权)人：POSCO公司，浦项产业科学研究院，沃斯特阿尔派因工业设备制造股份有限公司，
类型：发明
国别省市：