生产生铁的方法

专利名称:生产生铁的方法
本发明涉及由铁矿石生产生铁的方法。首先将铁矿石在直接还原高炉内用热还原气还原，生成的海绵状铁在熔化气化炉内熔化，过程中，将碳载体加入气化炉内，并通入含氧气流，并需至少产生一定量的还原气。
有关的方法可参阅德国专利3034539。在现有技术中，熔化海绵状铁所需要的热量及还原气的产生，都是在熔化气化炉内，将煤焦直接加入并鼓入含氧气流而产生，而一部分产生的还原气流经冷却、除尘之后鼓入高炉的还原区内。然而，这种方法具有的缺陷是，由于加入湿冷的煤焦，而导致入口处即气化炉顶的冷却，这样在还原气内就会含有大量而不需要的二氧化碳和水气，从而降低了还原气在高炉内对生产海绵铁的还原作用。焦炭一般含有约10%的水分。由褐煤经高温炼焦生产的焦炭在进行运输之前应带有10%水分。此外，为了防止燃烧，焦炭加入气化炉之前则不能进行干燥。因此如果将碳载体直接加入熔化气化炉内，其炉温平衡将受到严重影响。
此外，在现有的方法中，因为在还原高炉中所使用的还原气不能进行再生，因此就需要大量的还原气以促使海绵铁完成金属化过程。
此外，在高炉内生产的海绵铁的金属化过程也与还原气的温度有关，升高还原气的温度，除可加速铁矿石的还原外，还可能向高炉提供更多的未燃烧造渣熔剂。然而现有的方法并不可能使还原气的温度太高，否则会使海绵铁颗粒烧结成块状，这样就对海绵铁输入气化炉而尤其是对海绵铁排出高炉时造成困难。
而应用本发明方法可对上述问题提供解决方法。其应用既可改善熔化气化炉内的热平衡，而且对高炉的操作来说，可使所需要的含二氧化碳和氢气的还原气流量减少，同时也可避免铁矿石和/或海绵铁生成结块。
根据本发明方法，上述问题的解决方法是将碳载体加入到直接还原高炉的铁矿石中。
本发明中有益的改进方法是，加入铁矿石中的碳载体由焦炭组成，且以经高温炼焦所得的焦炭为佳。细粒度的焦炭则加入熔化气化炉。加入铁矿石的碳载体量占总碳载体量的5-60%，最好是10-30%。一部分高炉废气可将其利用而供入由熔化气化炉所产生的气流，同时将其冷却。高炉废气还可利用而供入高炉的风圈和炉底，高炉废气与在风圈和炉底供入的熔化气化炉产生的气流按不同的比例进行混合，用以调节温度。此外，也可以将未燃烧或燃过的熔剂加入直接还原高炉铁矿石中，而将其进行预热或干燥。
本发明方法将在以下参照有关的附图作具体的说明。该由铁矿石生产生铁的装置。
该生产装置主要包括直接还原高炉1及安置于其下面的熔化气化炉2。最好将块装铁矿石经管道3送入高炉1。还原气经管道4由风圈鼓入高炉中，上升的还原气流与下移的铁矿石进行对流接触，而使铁矿石还原。还原气流通过高炉后，成高炉废气由管道5送出。
铁矿石还原成海绵铁后，通过下降管6进入熔化气化炉2。同时熔化气化炉所产生的还原气经过下降管6和高炉底的开口进入高炉体内。在其中还原气可用来冷却海绵铁和将其渗碳化。除将海绵铁经由管道7供入熔化气化炉2外，同时将经高温炼焦所得焦炭作为碳载体，以及将含氧气流经由未标明的管道送入炉内。由熔化气化炉产生的还原气内主要含有一氧化碳和氢气，温度约为1000℃。还原气混入冷却气后在管道8冷却到850℃。所用的冷却气由气源9经管道10送入管道8。同时气源9通过管道11与下降管6相通，这样也使经过下降管6而上升的还原气流能够冷却到所需要的温度。经由管道5排出高炉的高炉废气，则经过相应的冷却和净化后送入气源9。经管道8冷却后的还原气送入旋风分离器12，在分离器中将尘粒分离后，该尘粒经由管道13送入熔化气化炉2中。而经分离后的清净还原气，当温度达到所需的850℃后，经过管道4送入高炉1中。
经过高温炼焦生成的焦炭先由管道14进入筛分器15，将焦炭进行筛选。细筛分的焦炭经管道7送进熔化气化炉2，而粗筛分的焦炭经管道16进入高炉顶部。
经筛选的粗筛分粒度约为10-50mm，而粗筛分占总焦炭量的5-60%，最好是10-30%。
经过管道16送入高炉1的焦炭在高炉中进行预热和干燥，而只有由管道7送入熔化气化炉2的部分焦炭是湿冷的焦炭。这样能使气化炉内的热平衡得到相当的改善，而由气化炉产生的还原气质量也会提高。供入高炉1的焦炭的另外一个作用是，它可将还原铁矿石后的还原气中的二氧化碳和水部分转化成一氧化碳和氢气，其结果近于在高炉中发生直接还原，由氧化铁矿和碳生成铁和一氧化碳。因而还原气的需要量减少，节约了焦炭和氧气。
将焦炭和铁矿石在高炉1内混合，可以减少海绵铁的粘结倾向。此外，使高炉1内的操作温度得以提高，也有利于还原作用的进行。
如果经过风圈鼓入高炉1的还原气内含有相对多量的二氧化碳，也可得到高度还原作用。一部分二氧化碳与焦炭作用而转化成一氧化碳，然后可参与铁矿石的还原反应。
除了提高还原气的温度外，还可在高炉1内通过焦炭的作用将二氧化碳转化成一氧化碳。此外，还可将未燃的熔剂如石灰石、白云石等加入高炉中，在其中进行预热和脱酸。为此，在高炉1顶部相应入口处连有管道17。
权利要求
1.由铁矿石生产生铁的方法，首先将铁矿石在直接还原高炉中用热还原气将其还原成海绵铁，然后将生成的海绵铁在熔化气化炉内熔化，同时将碳载体及含氧气流供入熔化气化炉，并需至少产生一定量的还原气，其特征是，将碳载体也加到供入直接还原高炉(1)的铁矿石中。
2.根据权利要求
1的方法，其特征是，加到铁矿石的碳载体是由焦碳组成。
3.根据权利要求
1或2的方法，其特征是，碳载体和铁矿石一起供入直接还原高炉(1)。
4.根据权利要求
2或3的方法，其特征是，所用的焦碳是由褐煤经过高温炼焦过程产生，其粗筛分供入直接还原高炉(1)，而其细筛分供入熔化气化炉(2)。
5.根据权利要求
2-4中的方法，其特征是，加入铁矿石中的焦碳筛分粒度是10-50mm。
6.根据权利要求
1-5中的方法，其特征是，加入铁矿石的碳载体分量占所用的碳载体的总量比例是5-60%，最好是10-30%。
7.根据权利要求
1-6中的方法，其特征是，由直接还原高炉(1)产生的一部分废气供入由熔化气化炉(2)产生的气流中，与其混合并将其冷却。
8.根据权利要求
7的方法，其特征是，由熔化气化炉(2)产生的气流供入直接还原高炉(1)的风圈和炉底;而且从直接还原高炉(1)产生的废气与供入高炉风圈和炉底的熔化气化炉(2)产生的气流按不同的组分比例混合，用以调节温度。
9.根据权利要求
1-8中的方法，其特征是，将未燃熔剂加入直接还原高炉(1)铁矿石中。
10.根据权利要求
1-10中的方法，其特征是，烧过的熔剂加入到铁矿石中，而将其进行预热和干燥。
专利摘要
首先将铁矿石在直接还原高炉(1)内转化成海绵铁，然后将海绵铁在熔化气化炉内进一步生成生铁。熔化气化炉内还供入焦炭和含氧气流。在本生产工序应用的焦炭，其细筛分供入熔化气化炉；而粗筛分供入高炉。供入高炉的焦炭通过高炉后，干燥的热焦炭进入熔化气化炉。高炉内的焦炭还可以使二氧化碳和水进一步还原成一氧化碳和氢，此外，也可减少海绵铁的粘结作用。
文档编号C21B13/00GK86100138SQ86100138
公开日1986年7月30日 申请日期1986年1月10日
发明者罗尔夫·豪克 申请人:科夫工程有限公司, 沃斯特-阿尔派因股份公司