专利名称：回转炉中含有铁氧化物物质的中间还原法的制作方法
本专利涉及一个利用固态含碳还原剂在回转炉中直接还原含有氧化铁的物质制备海绵铁的方法，其中粗粒的含有氧化铁的物质从进料端加到回转炉中，而细粒的含有氧化铁的物质直接吹到还原区域。
在回转炉中利用固态含碳还原剂在低于物料软化点的温度下直接还原块状或丸状矿石来制备海绵铁时，通常在往回转炉中加料前将大约5mm以下的细粒筛除。必须筛除这些细粒的原因是它们在回转炉中比粗粒块矿被加热和还原得较快，因此细粒组分容易出现过热现象和/或被再氧化。尤其在煤灰的存在下，这会导致物料的软化和结壳。通常购置的是事先粉碎的具有特定大小的矿粒，例如大小在60～100mm之间，而后将其研磨成不超过某一个特定在15～25mm间上限的矿粒，这样便会得到一部分，甚至可高至原料25%的低于5mm的细粒，这些只能折价出售或被废弃，这便提高了生产海绵铁的成本。
英国专利说明书第1，098，157号披露了一个直接还原细粒铁矿石的方法，其中所有大于5mm或2mm的矿粒均被筛除并从进料端加进回转炉中，而细粒矿石则从出料端吹进回转炉中，使其分布于至少4米长范围内的物料上。小于0.06mm的极细矿粒最好从细粒矿石中筛出来，压制成丸状或块状而后从进料端加至回转炉中。如果只有少量的大于5mm或2mm的矿粒，则矿粒可全部吹至回转炉中，压制成块的极细组分也可吹进回转炉中。但这一方法用于处理块状矿石时则不太理想。
本发明的一个目的便是尽可能经济地利用含有氧化铁的块状矿石的处理过程中的细粒组分，同时不给操作过程带来什么不利。
本发明中实现这一目的方法是将加进回转炉的含有氧化铁的块状物质在筛分3～6mm间和筛分0.8～1.5mm间分为粗粒组分、细粒组分和极细粒组分，粗粒组分从进料端加至回转炉中，而细粒组分从出料端吹至回转炉中并分布于还原区域的物料上。术语“含有氧化铁的块状物质”包括块状铁矿石以及由铁矿石或其它含有氧化铁的物质组成的丸状颗粒，如炼钢过程中收集的尘渣。在丸状颗粒物料中，细粒组分包括丸状碎粒和磨碎了的细粒。术语“筛分”定义了用上述范围内的一定大小筛孔的筛子筛出的一个组分。细粒组分利用一个气流，最好是空气流从出料端吹至回转炉中，这样在回转炉中相对较粗的颗粒比相对较细的颗粒被吹得距离较远。调整矿物细粒组分的速率和分布，使矿物将被加热，并保证其到达出料端时被完全还原。可选用一个或多个吹风装置。细粒组分吹进回转炉的距离可通过吹风装置风向的变化和/或吹风速率的变化来调整和控制。细粒组分可单独或同固态还原剂一起吹进回转炉。回转炉中物料和空气的流动方向可以逆向，也可以顺向，在逆向操作中细粒组分以其中空气流动的方向吹进回转炉，而在顺向操作中则以相反于空气流动的方向吹进回转炉。回转炉中的还原区域是指还原生成金属铁的区域。
较好的一种情况是将含氧化铁物质的细粒组分吹至整个回转炉长度的40%(从回转炉的出料端量起)，最好的情况是回转炉长度的15%～20%。吹入上述长度的细粒组分便得到高效、快速的还原，而不影响回转炉的操作。
较好的一种情况是不加固态含碳还原剂，而单独将含有氧化铁物质的细粒组分吹至回转炉中，细粒组分的单独吹入可使其特别有效和均匀地分布到物料上。
较好的一种情况是含有氧化铁物质的细粒组分分布于回转炉截面的上部四分之一，从而分布到从炉壁上滴流下来的物料上。如果回转炉是向左旋转的，细粒组分将分布到回转炉截面右手上部四分之一处的物料上，这样吹入的细粒组分在被拉进物料床之前，在滴流物料床的表面可停留较长的时间，从而延长了细粒组分在物料表面的滞留时间，使细料组分得到充分加热。
较好的一种情况是将含氧化铁物质的极细粒组分同从回转炉出料端卸出的还原了的物质一起加至间接冷却器中。从回转炉中卸出的还原了的物质加进间接冷却器中，并隔绝空气，由于冷却器通过回转炉的出料端与还原性的气体氛相连，所以冷却是在还原的条件下进行的。往冷却器的外表面上喷洒水。甚至极细粒组分不需额外开支，不引进操作上的不便也可得到进一步处理，因为在冷却器中有耐火材料的第一部分中的极细粒组分可以被高度还原。
较好的一种情况是将含有氧化铁物质的极细粒组分加至回转炉出料端和间接冷却器进料端间的传递斜槽内，这样便可使其特别充分地混合，在传递斜槽内极细粒组分便被加热，从而将会在冷却器中被有效地还原。
在用于顺向操作的回转炉中，极细粒组分也可以从出料端吹至回转炉中。这种情况必须保证极细粒组分被炉中的气氛完全从回炉转中带出，并加至冷却器或贮存热物料的容器中。
尤为突出的一种情况是在将极细粒组分加至冷却器中之前使其与油混合，这样会提高海绵铁的含碳量。
下面将举例对本发明进行详细的说明。
回转炉长80米，内径4.8米，从进料端看，沿回转炉长度的方向有3个空气喷气系统，它们后面有8个空气注入管子。每个空气喷气系统都是由一些呈环形分布的空气喷嘴组成的，这些空气喷嘴穿过回转炉的炉壁和其耐火衬，但并不突出于回转炉的内部。空气注入管子径向延伸，穿过回转炉的炉壁和其耐火衬，其开口大约安置在回转炉的中心线上，开口对着气氛流动的方向。吹煤装置包括一个往炉内吹细粒矿石的装置和一个中央燃烧器，安装于回转炉的出料端。中央燃烧器的作用只是加热回转炉。回转炉在操作时，其中的物料和气氛呈逆向流动。
铁矿石含有67.0%的铁和1.0%的水份。首先将矿石粉碎成20mm以下的矿粒，然后用筛孔为1.0mm和5.0mm的筛子将其筛为不同的筛分。大于5.0mm的粗粒组分以30，500公斤/小时的速度从进料端加进回转炉中。1.0～5.0mm的细粒组分以3，000公斤/小时的速度同带动它们的空气一起通过一个吹风装置从出料端进入回转炉，并分布于回转炉长度20%的物料上(从其出料端量起)。将1.0mm以下的极细粒组分以400公斤/小时的速度与速度为100公斤/小时的油混合后，加至回转炉出料端和间接冷却器进料端间的传递斜槽内。
用作还原剂的煤的成分为碳51.0%挥发物25.0%灰24.0%硫磺0.6%水分10%颗粒大小0～15mm煤以12，500公斤/小时的速度从进料端加至回转炉中，同时以7，800公斤/小时的速度同空气流一起通过吹煤装置进入回转炉内。
3mm以上的海绵铁颗粒以17，340公斤/小时的速度从冷却器中出料，而小于3mm的海绵铁颗粒则以5，800公斤/小时的速度从冷却器中出料。金属化率达92～93%，含碳量为0.5%。
当极细粒组分同细粒组分一起吹进回转炉时，操作中将出现严重的结壳问题。
本发明提供的优点在于降低了海绵铁的成本，所降低的价值与细粒组分的价值相当，由于在其它情况下未解决操作中的结壳问题不能将其加到回转炉中而被废弃。甚至增加了回转炉的物料通过速率，因为其它的操作条件并未改变。所需的资本也有所降低。吹进回转炉的细粒组分吸收的硫磺较少，因为随着细粒组分落在物料上，大部分由煤带进去的硫磺被排出或化合。
权利要求
1.在回转炉中利用固态含碳还原剂直接还原含有氧化铁的物质制备海绵铁的方法，其中粗粒的含有氧化铁的物质从进料端加到回转炉中，而细粒的含有氧化铁的物质则吹到还原区域，加到回转炉中的块状含有氧化铁的物质在筛分3～6mm间和0.8～1.5mm间被分为粗粒组分、细粒组分和极细粒组分，粗粒组分从进料端加到回转炉中，而将细粒组分从出料端吹到回转炉中并分布到还原区域的物料上。
2.权利要求1中的方法，其中含有氧化铁物质的细粒组分吹至回转炉长度的40%(从回转炉的出料端量起)，在15～20%之间较好。
3.权利要求1或权利要求2中的方法，其中在不加固态含碳还原剂的情况下，将含有氧化铁物质的细粒组分吹至回转炉中。
4.权利要求1到3中任何一项中的方法，其中含有氧化铁物质的细粒组分分布于回转炉截面的上部四分之一处，并进入从炉壁滴流下来的物料中。
5.权利要求1到4中任何一项中的方法，其中将含有氧化铁物质的极细组分同从回转炉中卸出的还原了的物质一起加到间接冷却器中。
6.权利要求5中的方法，其中将含有氧化铁物质的极细组分加至回转炉的出料端和间接冷却器的进料端间的一个传递斜槽内。
7.权利要求5或权利要求6中的方法，其中在加到冷却器之前将极细组分与油混合。
全文摘要
利用固态含碳还原剂将含有氧化铁的物质还原为海绵铁。粗粒的含氧化铁的物质从回转炉的进料端进料，而细粒的含氧化铁的物质则被吹到还原区域。为避免细粒物质对操作的干扰，含氧化铁的块状物质在筛分3～6mm间和0.8～1.5mm间被分为粗粒组分，细粒组分和极细粒组分。粗粒组分从进料端加进回转炉中，细料组分从出料端吹进回转炉，并分布于还原区域的物料上。
文档编号C21B13/08GK1033649SQ8810672
公开日1989年7月5日 申请日期1988年9月16日 优先权日1987年12月18日
发明者格尔德·埃尔森海姆, 赫尔曼·络漠 申请人:金属股份公司