直接熔炼工艺中的压力控制制造技术

本发明专利技术涉及直接熔炼工艺中的压力控制。本发明专利技术公开了一种工艺，该工艺用于在直接熔炼容器中直接熔炼含金属供给材料，并从所述容器中产生熔融金属、熔渣和尾气的工艺产物。该工艺包括，当该工艺在“保持”和“空转”的工艺状态下运行时，通过控制在供给到流化床预处理装置的尾气流中的尾气压力，来控制直接熔炼容器内的压力。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种基于熔融熔池的直接熔炼工艺及设备，用于在直接熔炼容器中生产熔融金属。具体而言，本专利技术涉及控制直接熔炼容器内的压力。本专利技术尤其但并不排他地涉及基于熔融熔池的直接熔炼工艺，用于从含铁的金属供给材料，例如铁矿石、部分还原了的铁矿石和(如来自炼钢厂的)含铁废物流生产熔融铁。
技术介绍
公知的基于熔融熔池的直接熔炼工艺通常称为HIsmelt工艺。在生产熔融铁的情形下，该HIsmelt工艺包括以下步骤(a)在直接熔炼容器中形成熔融铁和熔渣的熔池；(b)向熔池中注入(i)含金属供给材料，通常为呈细粉形式的铁矿石jP(ii)固体含碳材料，通常为煤，用作含金属供给材料的还原剂和能量源；以及(C)将含金属供给材料熔炼为熔池`的铁。在此，术语“熔炼”应理解为是指热处理，其中，进行还原金属氧化物的化学反应，以产生熔融金属。在HIsmelt工艺中，将含金属供给材料和固体含碳材料通过多个喷枪/鼓风口注入到熔融熔池，所述喷枪/鼓风口相对于垂直方向倾斜，以向下向内穿过直接熔炼容器的侧壁并进入该容器下部区域，从而将至少部分固体物质输送到容器底部中的金属层。通过向下延伸的喷枪将热的含氧气体(通常为空气或富氧空气)鼓风注入到容器的上部区域，从而使熔融熔池释放的反应气体在容器的上部区域内进行后燃烧。通常，在生产熔融铁的情况下，热空气或热富氧空气的温度大约为1200° C，并且在热鼓风炉中产生。通过尾气管道从容器的上部区域带走容器内反应气体的后燃烧产生的尾气。容器包括在容器的侧壁和炉顶衬垫中的水冷式耐火板，而且水以连续回路的方式通过所述板连续循环。该HIsmelt工艺使得能通过在一个单独紧凑容器内直接熔炼来生产大量的熔融铁，通常至少为0. 5Mt/a。然而，为了在HIsmelt工艺中获得高的熔融铁生产率，需要(a)产生大量的热空气或热富氧空气以及运载气体(用于固体注入)，并将这些气体输送到直接熔炼容器，(b)将大量含金属供给材料，诸如含铁供给材料输送到容器，包括产生大量的运载气体，并将该运载气体输送到容器，(C)从容器输送大量的热尾气，Cd)从容器输送走在该工艺中产生的大量熔融铁和炉渣，以及(e)使大量的水通过水冷板循环，所有这些都在相对封闭的区域内进行。有鉴于此，高的熔融铁生产率需要有这样一种HIsmelt设备，其包括(a)加压的直接熔炼容器和辅助装置，诸如用于向容器供应固体供给材料的闸斗仓，以及位于容器的尾气管道上的压力控制装置，(b)为容器产生高流量热空气或热富氧空气的炉子，以及(C)尾气处理装置，其能对从容器排出的大量尾气进行处理。当前提出的一种HIsmelt工艺流程被设计成在多种“状态”下运行，这些“状态”在熔炼运行期期间具有不同的运行情况，所述“状态”例如包括以下工艺状态(a)启动；(b)热金属生产，即，供应经过预处理的诸如热矿石的含金属供给材料、诸如煤的固体含碳材料以及热鼓风空气；(c)保持，即，不供应经过预处理的含金属供给材料，供应固体含碳材料和热鼓风·空气；(d)空转，即，不供应经过预处理的含金属供给材料并且不供应固体含碳材料，供应热鼓风空气；以及(e)无风，即，不供应经过预处理的含金属供给材料，不供应固体含碳材料，也不供应热鼓风空气。通常，在上述工艺状态中，在直接熔炼容器内产生的尾气的体积流量是不同的。例如，通常，在热金属生产状态期间的尾气的流量较高，而在空转状态期间的尾气的流量较低。进一步举例来说，通常，在无风状态期间没有尾气，在空转状态期间的尾气中没有热量值。对上述HIsmelt工艺来说，在上述“保持”和“空转”工艺状态期间，直接熔炼容器中的压力控制是重要的问题。
技术实现思路
在宽泛的意义上，本专利技术提供了一种工艺，该工艺用于在直接熔炼容器内直接熔炼含金属供给材料，并从容器产生熔融金属、熔渣和尾气的工艺产物，该工艺包括，当该工艺运行在如上所述的“保持”和“空转”的工艺状态时，通过控制在供给到流化床预处理装置的尾气流中的尾气压力，来控制直接熔炼容器中的压力。更具体而言，本专利技术提供了一种工艺，该工艺用于在工艺的“热金属生产”状态中在直接熔炼容器中直接熔炼含金属供给材料，并产生熔融金属、熔渣和尾气的工艺产物，所述直接熔炼容器形成直接熔炼设备的一部分，该工艺包括(a)根据所需给定工艺条件，在多个工艺状态中选择性地运行所述工艺，该工艺状态包括“热金属生产”状态以及“保持”和“空转”状态，在“热金属生产”状态中，在容器中熔炼含金属供给材料，以生产熔融金属，在“保持”和“空转”状态中，在直接熔炼容器中以熔融状态来维持熔融材料的熔池，而不产生额外的熔融金属；(b)当工艺运行在“热金属生产”状态中时，将从直接熔炼容器释放的尾气分成至少两股尾气流，并将一股尾气流供给到流化床预处理装置，以预处理随后被供给到直接熔炼容器的含金属供给材料，并且将另一股尾气流供给到所述设备，以用作燃料气体；(C)当工艺运行在“保持”和“空转”工艺状态中时，将从直接熔炼容器释放的尾气流供给到流化床预处理装置，以至少流化随后被供给到直接熔炼容器的含金属供给材料；以及(d)当工艺运行在“保持”和“空转”工艺状态中时，通过控制在供给到流化床预处理装置的尾气流中的尾气压力，来控制直接熔炼容器中的压力。优选地，该工艺包括，当运行在“热金属生产”状态中时，通过控制在供给到所述设备以用作燃料气体的另一股尾气流中的尾气流量，来控制直接熔炼容器中的压力。本专利技术基于此认识通过控制在供给到流化床预处理装置的尾气流中的尾气压力，来最好地实现在“保持”和“空转”工艺状态中的压力控制。本专利技术也基于此认识通过相对于供给到流化床预处理装置的尾气流的另一替代尾气流，来最好地实现“热金属生产”状态期间的压力控制。优选地，所述工艺包括将至少一股尾气流作为燃料气体供给到(i)废热回收单元和(ii)炉子中至少一个，所述废热回收单元用于产生在该工艺中使用的蒸汽，所述炉子用于产生在该工艺中使用的热空气鼓风。优选地，“保持”状态包括将热空气鼓风或热富氧空气鼓风、固体含碳材料和熔剂供给到直接熔炼容器，而不供给含金属材料。优选地，“空转”状态包括将热空气鼓风或热富氧空气鼓风供给到直接熔炼容器，而不供给含金属材料和固体含碳材料。优选地，所述工艺包括在预处理装置的下游的水洗涤器中，冷却和去除来自供给到流化床预处理装置的尾气流的微粒材料和可溶气体种类和金属蒸汽。优选地，步骤(d)包括当工艺运行在“保持”和“空转”工艺状态中时，通过打开或关闭洗涤器中的尾气控制阀，来控制流经前述段中描述的洗涤器的尾气流量，从而控制直接熔炼容器中的压力，该洗涤器在下文中称作“压力控制洗涤器”。优选地，步骤(C)包括当工艺运行在“保持”和“空转”工艺状态时，至少将从直接熔炼容器释放的基本上全部尾气流作为尾气流供给到流化床预处理装置，并因此最小化任何尾气分流。在该情形中，在用于产生所述工艺用的热空气鼓风或热富氧空气鼓风的炉子中，通常只有不充足的尾气用作燃料气体。因此，在该情形中，所述工艺包括当所述工艺运行在“保持”和“空转”工艺状态中时，将另一燃料气体，诸如天然气供给到用于产生所述工艺用的热空气鼓风或热富氧空气鼓风的炉子。优选地，所述工艺包括当所述工艺运行在“热金属生产”状态中时，在炉子和废热回收单元的上游的水洗涤器中，本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种直接熔炼工艺，所述直接熔炼工艺用于在直接熔炼容器中直接熔炼含金属供给材料，并从所述直接熔炼容器中产生熔融金属、熔渣和尾气的工艺产物，所述直接熔炼工艺包括：当所述工艺在“保持”状态和“空转”状态下运行时，通过控制在供给到流化床预处理装置的尾气流中的尾气压力来控制所述直接熔炼容器内的压力。

【技术特征摘要】
2006.04.24 AU 20069021301.一种直接熔炼工艺，所述直接熔炼工艺用于在直接熔炼容器中直接熔炼含金属供给材料，并从所述直接熔炼容器中产生熔融金属、熔渣和尾气的工艺产物，所述直接熔炼工艺包括当所述工艺在“保持”状态和“空转”状态下运行时，通过控制在供给到流化床预处理装置的尾气流中的尾气压力来控制所述直接熔炼容器内的压力。2.一种直接熔炼设备，用于直接熔炼含金属供给材料并生产熔融金属，所述直接熔炼设备包括 Ca)流化床预处理装置，用于预处理含金属供给材料； (b)直接熔炼容器，用于通过在所述容器中直接熔炼经预热的含金属供给材料的工艺来生产熔融金属，所述工艺包括多个工艺状态，该多个工艺状态包括“启动”、“热金属生产”、“保持”、“空转”和“无风”； (c)尾气管道，用于将在所述直接熔炼容器中产生的尾气带走，并将尾气流中的尾气供给到所述预处理装置；以及 (d)工艺控制器，用于当所述工艺运行在“保持”和“空转”工艺状态中时，通过控制供给到所述预处理装置的尾气流中的尾气压力来控制所述直接熔炼容器内的压力。3.一种直...

【专利技术属性】
技术研发人员：尼尔·约翰·古德曼，
申请(专利权)人：技术资源有限公司，
类型：发明
国别省市：