专利名称：用于制造液态生铁或液态钢半成品的方法和装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种由铁矿石和添加剂构成的炉料制造液态生铁或液态钢半成品的 方法和装置，其中炉料在还原区中经受尽可能的还原，然后输入到熔化区或熔化设备、尤其 是熔化气化器中，以在添加碳载体和含氧气体的情况下在形成固定床的情况下发生熔化， 其中形成含CO及含压的还原气体，此还原气体导入还原区并在该处转化并作为炉顶气体 导出，其中在至少部分地将固体物质从炉顶气体中分离出来的情况下，热的、载有固体物质 的炉顶气体经历至少一个干式除尘，尤其是粗分离，并且至少一部分分离出来的热的固体 物质回输到熔化区或熔化设备或还原区中。
背景技术：
从现有技术已知，一方面在不同的工艺阶段中或在组合的工艺中使用过程气体， 另一方面必须处理导出的过程气体，使它们能输入到另一应用过程中。已知的方法为此通 常使用清洁方法，用于导出的过程气体，其中必须冷却此气体，因此必须导出许多能量，并 且丧失热含量。JP 05-078722A描述了一种熔化还原法，其中炉顶气体被热除尘，并且粉尘与预还 原的材料一起加入到熔化设备中。此处的缺点尤其是，热气旋流器不能达到充分的除尘。由AT 406964B已知，利用于来自还原设备的炉顶气体的废热，其中提前过滤热气 体。但不能解决粉尘的再次使用问题。同样从WO 2005/054520已知，炉顶气体借助洗涤机进行清洁，并把此炉顶气体输 入到新的应用过程中。其缺点是，落下来的浆料太多。
发明内容
因此本发明的目的是，提供一种方法和一种装置，其中可更有效地利用导出的过 程气体，并因此提高总过程效率。按本发明的目的按权利要求1的特征部分所述的方法得以实现，并按权利要求12 的特征部分所述的方法得以实现。按本发明的方法规定，处理从还原区中导出的、载有固体物的炉顶气体，其中通过 干式的粗分离来分离出固体物质，并再次送回输到过程中。分离出来的固体物质回输到熔 化区(例如熔化设备)或还原区中。在附加的精细分离阶段中进一步清洁炉顶气体，其中 在此精细分离阶段中分离出来的固体物质可回输到熔化气化器和/或熔化区中，或从此方 法中排除。此熔化区和还原区也可构成为高炉的一部分。由于干式分离不会产生浆料，因此也根本不需要用于这种浆料的制备装置。此外， 载有固体物质的炉顶气体的热能也只会略微地降低，因此可进一步利用此炉顶气体或它的 热能。通过粗分离，可在很大程度上将固体物质从炉顶气体中分离开来，因此只有少量的 固体物质留在炉顶气体中。通过回输到熔化设备中，可利用包括在固体物质中的有用物质(例如铁和/或碳化合物)。在经过干式分离之后，在至少部分地将留在炉顶气体中的固体物质分离出来的情 况下，炉顶气体经历至少一个附加的精细分离阶段，其中在此分离阶段中分离出来的固体 物质回输到熔化气化器和/或熔化区中，或从此方法中排除。通过另一分离阶段，一方面可 进一步清洁炉顶气体并因此在很大程度上清除固体物质，另一方面独立于在第一步骤中分 离出来的固体物质，独立地处理或使用在此处分离出来的固体物质。这可实现固体物质的 分馏，并因此可单独地使用所述分离出来的固体物质。按本发明，在分离出来的固体物质进入熔化气化器或熔化区之前，尤其当它具有 高比例的炉渣形成物时，在分离出来的固体物质中添入铁载体和/或碳载体、尤其是含 有铁或碳的粉尘、干燥的浆料或细矿石，即使固体物质与添加物一起具有> 30%、尤其> 50%的铁和碳。炉顶气体中的固体物质可具有不同比例的有用物质(例如铁载体和/或碳 载体)以及炉渣形成物(例如氧化物)。当固体物质具有非常高的炉渣形成物含量时，它们 回输到熔化设备中可能会使熔化情况更坏，尤其可能会不期望地加浓炉渣形成物元素。为 了避免这种情况，只添加具有铁和碳的最小含量的固体物质。为了达到最小含量，对特定方 法来说必要的是，将铁载体和/或碳载体添加到分离出来的固体物质中，并一起加入到熔 化设备中。在此按本发明可使用附加的冶金余料，例如粉尘或浆料亦或细矿石。按本发明的方法的另一优选实施例，首先制备排除的固体物质，用于加浓铁和碳 含量，尤其借助粉尘筛分、旋液分离器、浮选和/或冲走水溶性或容易悬浮的成份，然后加 入到熔化设备或熔化区中。这种加浓方式可按当前的资源以及设备进行匹配，其中制备方 式可相应地从已知的技术方法中选择。按本发明的方法的可能的构造方案规定，优选借助烧结燃烧器在熔化设备的上部 部分、尤其直接在固定床的上方将分离出来的固体物质加入。这可使固体物质在熔化设备 中在固定床上方的区域内实现快速的转化，其中实现快速的气化和燃烧，并且热气体与固 定床表面达成接触，其中它把一部分热含量传递到固定床上。由于大量热，粉尘射束对热量 的传递做出了非常明显的贡献。此外，在燃烧器射束中烧结的粉尘(其沉积在固定床表面 上)的热含量进入到固定床中，连同它的实质物质。专业人员将烧结燃烧器理解为这样的 装置，即在此装置中通过燃烧例如碳载体来生成热。借助燃料气体(例如氮气)，粉尘在燃 料气体流中传输，并导入到热的区域内，其中软化不可燃烧的粉尘成份，从而烧结粉尘的颗 粒并把烧结块加入到熔化设备中。按本发明，在把还原气体导入还原区之前，将固体物质颗粒从还原气体中分离出 来，并把它与从炉顶气体中分离出来的固体物质一起加入到熔化设备中。过程气体中的固 体物质大多是有害的，因此首先要把固体物质从此气体中清除。在熔化设备中生成的还原 气体输入到还原区中，其中此还原气体在从熔化设备中排出时大多载有固体物质。为此大 多设置有分离装置，它可使固体物质在导入还原区之前分离出来，因此还原区不载有固体 物质，此固体物质主要由粉尘和小颗粒构成。在此分离装置中分离出来的固体物质被回输 到熔化设备中。从炉顶气体分离出来的固体物质现在与从还原气体分离出来的固体物质一 起回输到熔化设备中。在用于还原气体的分离装置之前和之后，可把固体物质聚集在一起。按本发明的方法的另一特别的构造方案规定，必要时在混入细矿石和/或铁载体 和/或碳载体的情况下，分离出来的固体物质输入到烧结装置中，并作为烧结块(必要时与碳载体和/或铁载体一起)加入到熔化设备中。通过烧结分离出来的固体物质，不仅简化 了操作，而且还可通过所述的混合来有针对性地影响其组成成份，并因此改善熔化过程的 能量平衡或过程效率，亦或通过混合来影响熔化过程。在此也可使用所述的铁载体和碳载 体。按本发明的方法的有利构造方案，附加的精细分离阶段具有一个或多个干式除尘 阶段、尤其是粉尘过滤器、旋流器或集尘袋。通过这个附加的精细分离阶段，在粗分离之后 仍留在炉顶气体中的固体物质可几乎完全分离出来，从而可达到一种固体物质含量非常少 的炉顶气体。通过多个分离过程，可相应地改善分离结果。为此，可应用已知的装置(例如 粉尘过滤器、旋流器或集尘袋)，来达到预期的分离。所述装置按炉顶气体的纯度要求来布 置，并相应地确定装置的数量。按本发明，附加的精细分离阶段具有一个或多个湿式除尘阶段、尤其是洗涤机。还 表明，在有些情况下还有利的是，通过湿式除尘来进行清洁，因为这会冷却处理的气体，并 且清洁的炉顶气体能以更低温度用于进一步应用。按照所需的纯度和必须清洁的炉顶气体 量来确定洗涤机的数量。依赖于清洁的炉顶气体的进一步应用，还由于必须去除穿透过滤 器的物质，可使用湿式除尘。按本发明的方法的有利构造方案规定，把清洁的炉顶气体输入到膨胀涡轮机中， 以便利用它的压力能量。因此可提高此方法的总能量平衡，因为还可以利用炉顶气体的热 量和压力能量。按本发明的方法的另一有利构造方案，炉顶气体在干式分离之前和/或之后借助 喷射水、蒸气或冷却气体来冷却，其中在水被至少部分蒸发的情况下提高气体体积。如果炉 顶气体非常热，则冷却炉顶气体一方面是必要的，因为分离装置可能不能长时间地经受非 常高的热负荷，或者这意味着所述装置必须构造得非常昂贵。通过蒸发，在炉顶气体中生成 附加的压力能量，此压力能量在下一步中可用在单独的过程步骤中。通过冷却炉顶气体，还 可扩展用于分离固体物质的装置，因为待处理的气体的温度经常限定了分离装置的应用。按本发明的方法的有利构造方案，热的、清洁的炉预气体的热含量通过热交换器 导出，并利用此热量来加热过程气体或惰性气体、用于干燥和/或加热过程使用物质或循 环物质，或用于产生蒸气。因此，可提高熔化或还原过程的效率，并降低生产成本。按本发明的、用于制造液态生铁或液态钢半成品的装置包括还原设备，用于还原 由铁矿石和添加剂构成的炉料；熔化设备、尤其是熔化气化器，用于在添加碳载体和含氧气 体的情况下熔化还原的炉料，其中构成了固定床并产生了含CO及含H2的还原气体。此熔 化设备通过还原气体管路与还原设备相连，用于把在熔化设备中形成的还原气体导入还原 设备中，并与排出管路相连，用于把在还原设备中转化的还原气体作为载有固体物质的热 炉顶气体排出。还原设备可构成为还原井筒或构成为多个还原反应器亦或构成为高炉的一 部分。此熔化设备也可以是高炉的一部分。此外，设置有至少一个装置，用于干式除尘、尤其是粗分离炉顶气体的固体物质， 此装置具有气体排出管路和输入管路，此气体排出管路用于输出已粗清洁的炉顶气体，此 输入管路用于把除尘装置与熔化设备连接起来，因此还是热的、分离出来的固体物质可直 接加入到熔化设备中。通过干式分离，可以取消在湿式分离时通常存在的大量浆料，此浆料 无论如何都会输入到制备装置中，并因此必须费力地处理。干式除尘可在很大程度上保持炉顶气体的温度，因而此热含量可输入到随后的应用中。干式粗分离装置通过第一气体排出管路或第二气体排出管路与至少一个用于精 细分离固体物质的装置相连，其中用于精细分离固体物质的装置具有另一输入管路，它将 精细分离装置与熔化设备连接。按本发明，用于粗分离固体物质的装置是旋流器、集尘袋或热气过滤器，尤其是陶 瓷过滤器，或是所述装置的并联或串联的单元组。所述装置的优点是，在最大程度上避免炉 顶气体的冷却，不需为清洁气体而管理水/浆料，或可在后置的湿式除尘阶段方面设定更 小的尺寸。所述装置可串联或并联地构成。在考虑所需的除尘度、给定的气体流通量和期 望的粉尘分馏时，实施这一点。按本发明的装置的有利构造方案，在熔化设备上设置烧结燃烧器，用于把分离出 来的固体物质加入到熔化设备中，其中输入管路与烧结燃烧器相连。通过烧结燃烧器，包括 在粉尘中的碳借助氧气进行燃烧。通过此反应，使碳气化。反应气体和留下来的粉尘的至 少一部分热量在此传递到固定床上。按本发明的装置的另一有利构造方案，还原气体管路在它通入还原设备的汇入口 之前具有分离装置，用于把固体物质从还原气体中分离出来，并具有将此固体物质回输到 熔化设备中的装置，其中输入管路在分离装置的上游通到还原气体管路或回输装置中。通 过分离装置，还原气体可在它导入还原设备之前先清洁，在此分离出来的固体物质可回输 到熔化设备中。所述回输与从炉顶气体中分离的固体物质一起进行，其中通过还原气体管 路中的分离装置的输入管路或回输装置，把来自炉顶气体中的固体物质加入到熔化设备 中。因此，分离出来的固体物质可通过共同的装置回输到熔化设备中。按本发明的装置的可能的构造方案，用于粗分离固体物质的装置通过输入管路与 用于烧结固体物质的烧结装置相连。这制备了分离出来的固体物质，其中此固体物质可更 简单地传输并送回输到熔化设备中。此外，此烧结块也可暂时存放，并输入到其它或同一过 过程中，用于以后的应用。按本发明，熔化设备具有加料装置，用于加入碳载体，此加料装置也适合用于加入 烧结块。通过此加料装置，可使用不同颗粒形状和大小的固体物质，因此在使用加料装置时 具有更高的灵活性。因此除了用于碳载体的加料装置以外，不需要其它的加料装置。此外 还可考虑的是，分离出来的固体物质作为颗粒或粉尘与碳载体一起被加入到。干式的粗分离装置的气体排出管路可借助第二个气体排出管路直接地或通过第 一气体排出管路间接地与至少一个用于精细分离固体物质的装置相连。通过此连接，可进 一步清洁已预清洁的炉顶气体，即通过精细分离减少还可能存在的粉尘负荷。按本发明的装置的特别的构造方案，精细分离装置具有另一气体排出管路和出料 装置，此气体排出管路用于输出精细清洁的炉顶气体，此出料装置用于排除分离出来的固 体物质。因此在固体物质被非常精细分离时，或当不存在可直接使用的固体物质时，也可进 行排料，从而制备固体物质，随后加入到熔化设备中或输入到其它的应用过程中。按本发明的装置的优选构造方案，精细分离装置具有旋流器或一组并联或串联的 旋流器，尤其是2至5个旋流器。旋流器的优点是，它们在气体温度很高时也能运转。通过 匹配旋流器中的气体速度，可有针对性地分离固体物体，因为可以利用待分离颗粒的密度 和大小的区别。因此，通过使用一个或多个旋流器，可使分离出来的固体物质实现分级。通过并联设置，还可匹配待处理的气体量。不同的固体物质具有不同的密度和颗粒大小或形 状，由于这一特性可有针对性通过分馏以较高的比例分离固体物质(例如不期望的炉渣形 成物)成份，并将其从过程中排除或得到特别的应用。按本发明的装置的另一特殊的构造方案，精细分离装置具有过滤器或一组串联的 过滤器，尤其是织物过滤器、陶瓷过滤器或静电过滤器。这种过滤器的优点是，它们无需水 或其它辅助物质就能工作，因此运行成本很低廉。此外，炉顶气体在处理时只会稍微地冷却。按本发明的装置的备选的构造方案规定，设置有另一精细分离装置，它设置得与 前述的精细分离装置是并联的。这种方案实现了，在需要时接通另一精细分离装置，或代替 前述的精细分离装置进行运行。因此，该组件可在需要时关闭，作为精细分离装置的补充， 或只是用于清洁从粗分离装置中排出的预清洁的炉顶气体。按本发明的装置的另一可能的构造方案规定，所述另一精细分离装置与第一气体 排出管路或第二气体排出管路相连，并通过回输装置(必要时通过附加的冷却气体压缩 机)根据功率与排出管路相连。通过此回输装置，在精细分离装置中清洁的炉顶气体在必 要时可在压缩后回输到排出管路中，因此精细清洁的炉顶气体作为冷却气体来调节还原气 体温度。按本发明的装置的备选的构造方案规定，精细分离装置具有洗涤机或一组串联的 洗涤机。在特别的应用情况下，有利的是，借助此洗涤机来实现精细分离。其优点是，很高 比例地将固体物质分离出来。此外还冷却炉顶气体，这对其它的某种应用是有利的。按本发明的装置的特别的构造方案规定，第二气体排出管路(其用于输出清洁的 炉顶气体)与精细分离装置和/或所述另外的精细分离装置相连，并与膨胀涡轮机(其用 于利用炉顶气体的压力能量)相连。因此可直接利用炉顶气体的压力能量。按本发明的装置的特别的构造方案规定，在排出管路或气体排出管路中设有用于 喷入水、蒸气或冷却气体的机构，从而冷却炉顶气体，其中在水至少被部分地蒸发的情况下 提高气体体积。炉顶气体的冷却使得，既使炉顶气体温度受运行影响而波动时，也可为分离 装置设定尽可能恒定的运行温度。因此，所述装置可避免高热的负荷。通过蒸发，在炉顶气 体中生成附加的气体体积流，它随后可用在单独的过程步骤中。通过冷却炉顶气体还可扩 展了其它可能的可以考虑用于分离固体物质的装置，因为待处理的气体的温度经常限定了 某个分离装置的应用。按本发明，在第一气体排出管路(其用于输出粗清洁的炉顶气体)中设置热交换 器，和/或在其它气体排出管路(其用于输出精细清洁的炉顶气体)中设置热交换器，用于 利用炉顶气体的热含量，用于加热过程气体或惰性气体、用于干燥和/或加热过程使用物 质或循环物质，或用于产生蒸气。在实施了粗清洁之后，或按照后置于粗除尘的精细除尘的 方式甚至也在精细除尘之后，以这种方式来利用炉顶气体的热含量，以便相应地加热过程 气体。在对温度敏感的精细除尘装置中，由于炉顶气体事先经过了热交换器，所以它的构件 只经受更小的热负荷。因此，可使用许多可能的精细分离装置，而不会有热超载的危险。按本发明的装置的有利构造方案规定，热交换器与精细分离装置和/或所述另外 的精细分离装置根据功率相连，并与膨胀涡轮机根据功率相连，用于利用炉顶气体的压力 能量。从现在起在热交换器中冷却的炉顶气体可一方面输入到另一精细分离装置中，或直接输入到膨胀涡轮机中。从在粗分离之后仍留在炉顶气体中的固体物质得出精细分离的必 要性。在经过粗分离之后固体物质含量较少的情况下，还可考虑的是，清洁的炉顶气体直接 添加到膨胀涡轮机中。但还可考虑的是，在精细分离之后才实施这一步。按本发明的装置的备选的构造方案规定，所述另一精细分离装置具有另外的输入 管路，它把精细分离装置必要时通过制备装置与熔化设备相连。因此，分离出来的固体物质 在熔化设备中使用。为了避免熔化设备中的不良效果，固体物质可进行制备，例如分级阶 段、归类阶段、破碎阶段、混合阶段、脱水阶段和干燥阶段。
从未限制的实施例的以下描述中得出了本发明的其它优点和特征，其中参照了下 面示出的附图。其中图1示出了按本发明的装置的可能的构造方案
具体实施例方式在还原设备1中预还原或还原的材料输入到熔化设备2 (例如熔化气化器)中，并 在固定床中熔化成生铁。在此形成的过程气体作为还原气体通过还原气体管路3排出。在 分离装置9中清洁载有固体物质的还原气体，其中固体物质借助分离装置9分开。已清洁 的还原气体通过还原气体管路3A输入到还原井筒1中。在还原井筒中，炉料借助含CO及 含H2的还原气体进行还原，并且转化的还原气体作为炉顶气体通过排出管路4排出，并输 入到粗分离装置5中。通过分离固体物质，在粗分离装置5中尽可能地清洁所述热的、载有 固体物质的炉顶气体。除了还原气体管路3A以后，还可设置管路:3B，它根据功率(LeistungsmaBig )将 还原气体管路3A与湿式除尘器20连接起来。此湿式除尘器可通过管路21与冷却气体压 缩机观相连，其中冷却气体压缩机的排出管路23与还原气体管路3相连。分离的固体物 质要么通过输入管路7和烧结燃烧器8在固定床上输入到熔化设备2中，要么直接在固定 床中输入到熔化设备2中。烧结燃烧器8可连接到氧气供应站四上，用于导入含氧气体或 气体混合物，此氧气供应站四也可给熔化设备提供此气体或混合气体。备选的是，分离的固体物质也可借助输入管路7A在分离装置9上游加入到还原气 体管路3中，或借助输入管路7B在分离装置9下游加入到回输装置10中。此回输装置10 可借助烧结燃烧器8连接起来，此烧结燃烧器8在固定床上通入熔化设备2。输入管路7可通过管路7C与烧结装置11相连，因此固体物质可从粗分离装置5 中输入到烧结装置11。此外，在烧结装置11中形成的烧结块可加入到熔化设备2中。此烧 结装置11可构成为碳制团设备、氧化物制团设备或构成为海绵铁压缩设备或制团设备。形 成的烧结块可作为碳块通过管路33和装料设备12直接在熔化设备2中进行预处理，或作 为氧化物块通过管路30直接加入到还原井筒1中，或作为海绵铁块首先在预加热和还原阶 段27中进行预处理，然后通过管路34加入到熔化设备2中。在未特别示出的方案中，在多个还原反应器中预还原或还原的材料通过管路35 输入到烧结装置11中，用于实现热制团或热压缩。此还原反应器以相似的方式承担了还原 设备的功能。然后，把烧结块加入到熔化设备2中。
粗分离装置5的第一气体排出管路6A和第二气体排出管路6B可直接或间接地与 精细分离装置13A相连，和/或与另一精细分离装置1 相连。备选的是，热交换器17可 安装此装置5和13之间的连接管路中。此热交换器17可实现炉顶气体的温度匹配。此 外，在排出管路4或气体排出管路6A、6B中，可安装一个用于喷入水、蒸气或冷却气体的机 构22，其中水至少被部分地蒸发并且可冷却炉顶气体。通过第一气体排出管路6B，粗分离装置5与精细分离装置13A相连。在此第一排 出管路6A中可装有热交换器7，它可在利用热能的情况下用于冷却炉顶气体，例如用于加 热过程气体。与干式精细分离装置13A并联的是，可设置一个或多个并联设置的湿式除尘 器13B。它们可与精细分离装置13A—起被驱动，或被单独地驱动。还可考虑的是，此湿式 除尘器13B设置成备用装置，它只有在需要时才接通。精细分离装置13具有另外的输入管路15A、15B、15C，用于回输在此精细分离装置 中分离的固体物质。此外还可设置出料装置16，用于将分离出来的固体物质排出，此固体物 质没有直接回输到熔化设备中。在输入管路15A、15B之间还可设置制备装置对，用于制备 在湿式除尘器13B中分离出来的固体物质，此制备装置对可包括分级阶段、归类阶段、破碎 阶段、混合阶段、脱水阶段和干燥阶段。此制备装置M还可通过输入管路25与干式除尘器 5相连，因此在干式除尘器5中分离出来的固体物质可输入到制备装置M中。为了实现进 一步的烧结，制备装置M通过管路31与烧结装置11相连。通过进料装置32，可加入到更 多的粉尘或添加料。预清洁或清洁的炉顶气体可输入到膨胀涡轮机19中，以便利用炉顶气体的压力 能量。备选的是，在炉顶气体进入膨胀涡轮机19之前，此炉顶气体可在热交换器18中冷却。 如果对于热交换器的持久运转来说，气体的粉尘负荷在干式精细分离装置13A的上游太高 的话，此热交换器18代替热交换器17在干式精细分离装置13A的下游设置在另外的气体 排出管路14中。备选的是，可设置回输装置26，因此在湿式除尘器13B中清洁的炉顶气体在需要 时可通过附加的冷却气体压缩机^A回输到排出管路23中。1权利要求
1.一种由铁矿石和添加剂构成的炉料制造液态生铁或液态钢半成品的方法，其中炉料 在还原区中经受尽可能的还原，然后输入到熔化区或熔化设备、尤其是熔化气化器中，以在 添加碳载体和含氧气体的情况下在形成固定床的情况下发生熔化，其中形成含CO及含H2 的还原气体，此还原气体导入还原区并在该处转化并作为炉顶气体导出，其中在至少部分 地将固体物质从炉顶气体中分离出来的情况下，热的、载有固体物质的炉顶气体经历至少 一个干式除尘，尤其是粗分离，并且至少一部分分离出来的热的固体物质回输到熔化区或 熔化设备或还原区中，其特征在于，在至少部分地将留在炉顶气体中的固体物质分离出来 的情况下，炉顶气体在经过干式粗分离之后经历至少一个附加的精细分离阶段，其中在此 分离阶段中分离出来的固体物质回输到熔化气化器和/或熔化区中，或从此方法中排除。
2.按权利要求1所述的方法，其特征在于，尤其当分离出来的固体物质具有高比例的 炉渣形成物时，在进入熔化气化器或熔化区之前，在分离出来的固体物质中添加铁载体和/ 或碳载体、尤其是含有铁或碳的粉尘、干燥的浆料或细矿石，使得固体物质与添加物一起具 有> 30%、尤其> 50%的铁和碳含量。
3.按权利要求1或2所述的方法，其特征在于，首先制备排除的固体物质以加浓铁和碳 含量，尤其借助粉尘筛分、旋液分离器、浮选和/或冲走水溶性或容易悬浮的成份，然后加 入到熔化设备或熔化区中。
4.按权利要求1至3中任一项所述的方法，其特征在于，优选借助烧结燃烧器在熔化设 备的上部部分、尤其直接在固定床的上方，将分离出来的固体物质加入到熔化设备中。
5.按权利要求1至4中任一项所述的方法，其特征在于，在把还原气体导入还原区之 前，将固体物质颗粒从还原气体中分离出来，并把它与从炉顶气体中分离出来的固体物质 一起加入到熔化设备中。
6.按权利要求1至5中任一项所述的方法，其特征在于，将分离出来的固体物质，必要 时在混入细矿石和/或铁载体和/或碳载体的情况下，输入到烧结装置中，并作为烧结块， 必要时与碳载体和/或铁载体一起，加入到熔化设备或熔化区中。
7.按权利要求1至6中任一项所述的方法，其特征在于，所述附加的精细分离阶段具有 一个或多个干式除尘阶段，尤其是粉尘过滤器、旋流器或集尘袋。
8.按权利要求1至7中任一项所述的方法，其特征在于，所述附加的精细分离阶段具有 一个或多个湿式除尘阶段，尤其是洗涤机。
9.按权利要求1至8中任一项所述的方法，其特征在于，把清洁的炉顶气体输入到膨胀 涡轮机中，以便利用它的压力能量。
10.按权利要求1至9中任一项所述的方法，其特征在于，炉顶气体在干式分离之前和 /或之后，借助喷射水、蒸气或冷却气体来冷却，其中在水被至少部分蒸发的情况下提高气 体体积。
11.按权利要求1至7中任一项所述的方法，其特征在于，清洁的炉顶气体的热含量通 过热交换器导出，并利用此热量来加热过程气体或惰性气体，用于干燥和/或加热过程使 用物质或循环物质，或用于产生蒸气。
12.用于制造液态生铁或液态钢半成品的装置，其包括还原设备(1)，用于还原由铁 矿石和添加剂构成的炉料；熔化设备O)、尤其是熔化气化器，用于在添加碳载体和含氧气 体的情况下熔化还原的炉料，其中构成了固定床并产生了含CO及含H2的还原气体，其中此熔化设备通过还原气体管路(3)与还原设备相连，用于把在熔化设备中形成的还原气体导 入还原设备中；排出管路G)，用于把在还原设备中转化的还原气体作为载有固体物质的 热的炉顶气体排出；至少一个用于炉顶气体中的固体物质的干式除尘、尤其是粗分离的装 置(5)，它具有气体排出管路(6)和输入管路(7)，此气体排出管路(6)用于输出粗清洁的 炉顶气体，而所述输入管路(7)把除尘装置( 与熔化设备( 相连，从而仍然热的分离出 来的固体物质可直接加入到熔化设备( 中，其特征在于，所述干式粗分离装置( 通过第 一气体排出管路(6A)或第二气体排出管路(6B)与至少一个用于精细分离固体物质的装置 (13A)相连，其中所述用于精细分离固体物质的装置具有另一输入管路(15C)，它将精细分 离装置(13A)与熔化设备(2)连接。
13.按权利要求12所述的装置，其特征在于，用于粗分离固体物质的装置(5)是旋流 器、集尘袋或热气过滤器，尤其是陶瓷过滤器，或是所述装置的并联或串联的单元组。
14.按权利要求12或13所述的装置，其特征在于，在熔化设备上设置烧结燃烧器(8)， 用于把分离出来的固体物质加入到熔化设备中，其中输入管路(7B)与烧结燃烧器(8)相 连。
15.按权利要求12至13中任一项所述的装置，其特征在于，还原气体管路(3)在它通 入还原设备的汇入口之前具有分离装置(9)，用于把固体物质从还原气体中分离出来，并具 有用于将此固体物质回输到熔化设备O)中装置(10)，其中输入管路(7A)在分离装置(9) 的上游通到还原气体管路(3)中。
16.按权利要求12至15中任一项所述的装置，其特征在于，用于粗分离固体物质的装 置(5)通过输入管路(7C)与用于烧结固体物质的烧结装置(11)相连。
17.按权利要求12至16中任一项所述的装置，其特征在于，熔化设备( 具有加料装 置(12)，用于加入碳载体，此加料装置也适合用于加入烧结块。
18.按权利要求12至17中任一项所述的装置，其特征在于，精细分离装置(13A)具有 另一气体排出管路(14)和出料装置(16)，此气体排出管路用于输出精细清洁的炉顶气体， 此出料装置用于排除分离出来的固体物质。
19.按权利要求12至18中任一项所述的装置，其特征在于，精细分离装置(13A)具有 一个旋流器或一组并联或串联的旋流器，尤其是2至5个旋流器。
20.按权利要求12至18中任一项所述的装置，其特征在于，精细分离装置(13A)具有 一个过滤器或一组串联的过滤器，尤其是织物过滤器、陶瓷过滤器或静电过滤器。
21.按权利要求12至20中任一项所述的装置，其特征在于，设置有另一精细分离装置 (13B)，它设置得与前述的精细分离装置(13A)是并联的。
22.按权利要求21所述的装置，其特征在于，所述另一精细分离装置(13B)与第一气体 排出管路(6A)或第二气体排出管路(6B)相连，并通过回输装置(沈)、必要时通过附加的冷 却气体压缩机28A根据功率与排出管路相连。
23.按权利要求21或22所述的装置，其特征在于，精细分离装置(13B)具有洗涤机或 一组串联的洗涤机。
24.按权利要求12或23中任一项所述的装置，其特征在于，用于输出清洁的炉顶气体 的第二气体排出管路(6B)与精细分离装置(13A)和/或所述另一精细分离装置(13B)相 连，并与膨胀涡轮机(19)相连，用于利用炉顶气体的压力能量。
25.按权利要求12至23中任一项所述的装置，其特征在于，在排出管路(4)或气体排 出管路(6)中设有用于喷入水、蒸气或冷却气体的机构(22)，从而使气体冷却，其中在水至 少被部分地蒸发的情况下提高气体体积。
26.按权利要求18至23中任一项所述的装置，其特征在于，在用于输出粗清洁的炉顶 气体的第一气体排出管路(6A)中设置热交换器(17)，和/或在所述另外的用于输出精细清 洁的炉顶气体的气体排出管路(14)中设置热交换器(18)，用于利用炉顶气体的热含量，用 于加热过程气体或惰性气体、干燥和/或加热过程使用物质或循环物质或用于产生蒸气。
27.按权利要求21至沈中任一项所述的装置，其特征在于，热交换器(17)与精细分 离装置(13A)和/或所述另外的精细分离装置(13B)根据功率相连，并与膨胀涡轮机(19) 根据功率相连，用于利用炉顶气体的压力能量。
28.按权利要求12至沈中任一项所述的装置，其特征在于，所述另一精细分离装置 (13B)具有另外的输入管路(15A)和(15B)，其把精细分离装置(1 )，必要时通过制备装置 (M)，与熔化设备(2)相连。
全文摘要
本发明涉及一种由铁矿石和添加剂构成的炉料制造液态生铁或液态钢半成品的方法和装置，其中炉料在还原区(1)中经受尽可能的还原，然后输入到熔化区或熔化设备(2)、尤其是熔化气化器中，以在添加碳载体和含氧气体的情况下在形成固定床的情况下发生熔化，其中形成含CO及含H2的还原气体，此还原气体导入还原区(1)中并在该处转化并作为炉顶气体导出。本方法和装置提出，热的、载有固体物质的炉顶气体在分离出固体物质之后经历至少一个干式粗除尘(5)，并且至少一部分分离出来的热的固体物质回输到熔化区或熔化设备(2)或还原区(1)中。此外，在另一精细分离阶段(13A)中处理炉顶气体。
文档编号F27D17/00GK102057059SQ200980117946
公开日2011年5月11日 申请日期2009年1月30日 优先权日2008年3月17日
发明者G·艾兴格尔, H·赫克曼, J·L·申克, J·武尔姆, K·韦德, M·施密特, R·米尔纳, T·埃德 申请人:西门子Vai金属科技有限责任公司