专利名称：海绵铁渗碳方法
技术领域：
本发明涉及使粒状海绵铁渗碳的方法，所述粒状海绵铁是在固体或气体还原剂存在下，在温度范围为800-1100℃的还原区中生产的。
在通常海绵铁生产中，如在回转管式炉或还有竖炉中生产中，海绵铁的缺点是其含碳量很低。在回转管式炉中不易直接消除这一缺点。美国专利4,734,128叙述了如何在竖炉的还原区之下设渗碳区，以便引入碳氢化合物，尤其是天然气。这导致了更复杂的设备和还原炉更复杂的操作。
本发明的目的在于以与还原炉无关的，易于控制的方法进行海绵铁渗碳。按照本发明，该目的是这样完成的将海绵铁从反应区传送到滞留罐，在其中使该海绵铁与气态的，蒸气态的或液态的碳氢化合物接触，其中海绵铁的温度至少为750℃。
为将海绵铁装入其中热海绵铁被渗碳的滞留罐中，则将该罐连续地或定期地与此还原炉连接。此滞留罐，比如，还可被用于传送和/或冷却海绵铁。这种冷却可象通常那样，比如借助空气或水间接地进行。本发明方法的一种变型是这样构成的，将碳氢化合物引入回转管中，其中，比如，将其喷入。该回转管也可用于冷却热的海绵铁。
由于进行渗碳的区域可完全地或很大程度保持对周围环境的密封，所以可用相当少的碳氢化物，以足够高的程度完成海绵铁渗碳。在这方面重要的是，在至少750℃，而更好是至少800℃的温度下易于使海绵铁与碳氢化合物直接接触，同时碳氢化合物的扩散速度也高，从而以短的停留时间完成碳氢化合物在海绵铁中更均匀的分布。海绵铁所需的碳含量通常在1-2％(重量)的范围内。
按照本发明的一个实施方案，海绵铁的渗碳在一个，比如，于DE-A-4406382中所述的，为冷却海绵铁而设的回转管中进行。该已知的回转管冷却器包括数个延伸到出口处的旁通管，而全部入口和出口都与此回转管的内部连通。在间接冷却的情况下，旁通管增加回转管的外侧。热海绵铁定期通过这些旁通管，当旁通管或多或少的含有许多热海绵铁时，将用于渗碳的碳氢化合物引入一个或多个旁通管是有益的。
现参照
本方法的实施方案。
图1以纵剖面显示滞留罐的简单的实施方案。
图2示意地显示回转管冷却器。
图1是用作使热海绵铁2渗碳的滞留罐的罐1的简化图。该罐同时可用作运送容器，然而这在图中未作考虑。该罐包括装填口3用于排放的底部挡板4。用于渗碳的碳氢化合物经管线6传运到海绵铁2的批料中。该海绵铁粒度范围通常为0-20mm。
图2示出了用于连续冷却热海绵铁的回转管8，热海绵铁的温度范围通常为800-1100℃，它来自这里未示出的还原区，如回转管式炉，并经通道9传送至回转管的入口部位10。以一种这里未示出的方式，将回转管支撑在2个转轮11和12上，而且该管包括数个旁通管13、14和15。在实施时，如于DE-A-4406382中所述那样，这些管的数目在8-30或更多的范围内。为间接冷却此海绵铁，从使冷却水经喷嘴18或溢流堰排出的蓄水器17将冷却水喷洒在旁通管的外侧。
用于渗碳的碳氢化合物，如轻油或天然气从未示出的容器经固定的管线19，然后通过一个装有浮动密封的盒20，经管线21传送至环形管22，然后从那里经排放管线23进入管13、14和15。管21、22和23与回转管8相通，而且管线21经回转管8的外壳延伸到盒20的附近。
碳氢化合物经排放管线23被喷入管13、14和15内部。当回转管8绕其纵轴旋转时，海绵铁不总是存在于所有的旁通管中。相反，管13处于上部位置时是空的。由于将碳氢化合物喷入空管是不合适的，所以排放管线23设置阀门24以便按需要开、闭排放管线23。阀24的控制由控制器25及从其伸出的信号线26完成。这样就保证了仅在旁通管14和15处于较低位置并全部地或大部分地装有海绵铁时才将碳氢化合物喷入这些管中。在回转管内移动和滚动的海绵铁定期到达与回转管内部相通的管13、14和15，然后当在回转管转动期间这些管向上转时，海绵铁又流回回转管的内部。
经冷却和渗碳的海绵铁在29，如经未示出的斜槽从回转管8放出。通常，现在海绵铁温度低于100℃，而碳含量为0.8-2.5％(重量)。现在可将此海绵铁进一步加工成钢。
实施例在直径4.8米、长80m的回转管状炉中，通过加碳还原，加白云石脱脘硫以20.8t/时的量生产海绵铁。还原温度约为1040℃。在温度为1010℃时，将海绵铁加到基本上如图2所示的回转管冷却器中。该冷却器的直径为3.6m，长为50m。该冷却器设置长约为3m的16条旁通管。经设置于此回转管入口区域中的管线23，在回转管至少一半装有海绵铁时，按每吨海绵铁17.5升将加热油引入此回转管中。按此工艺，将海绵铁从起始含碳量0.15％(重量)渗碳至1.4％(重量)。在温度为90℃时，将渗碳的海绵铁从回旋管冷却器中放出。
权利要求
1.一种使粒状海绵铁渗碳的方法，该海绵铁是在固体或气体还原剂存在下，在800-1100℃的温度范围下的还原区中产生的，其特征在于将海绵铁自还原区传送到滞留罐，并使海绵铁在滞留罐中与气态的，蒸气态的或液态的碳氢化合物直接接触，其中海绵铁的温度至少为750℃。
2.权利要求1的方法，其特征在于，在滞留罐中海绵铁用空气间接冷却。
3.权利要求1的方法，其特征在于，在滞留罐中海绵铁用水间接冷却。
4.权利要求1-3任一项的方法，其特征在于，使海绵铁与碳氢化合物接触时移动滞留罐。
5.权利要求4的方法，其特征在于，在回转管中使海绵铁与碳氢化合物接触。
6.权利要求5的方法，其特征在于，滞留罐被设计成包含为待冷却海绵铁通过的许多旁通管的回转管冷却器，其中将碳氢化合物引入该管的至少一根中。
7.权利要求6的方法，其特征在于，将碳氢化合物定期交替地引入至少2根旁通管中。
全文摘要
在还原区中，粒状海绵铁在固态或气态还剂存在下，在范围为800-1100℃的温度下生产。将海绵铁从还原区传送到滞留罐，在其中使海绵铁与气态、蒸汽态或液态碳氢化合物直接接触，海绵铁温度至少为750℃。比如，可使海绵铁在回转管中与碳氢化合物直接接触。
文档编号C23C8/24GK1158901SQ9612170
公开日1997年9月10日 申请日期1996年10月17日 优先权日1995年10月17日
发明者G·艾尔森赫梅尔, K-H·菲茨舍尔 申请人:金属股份有限公司