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生產(chǎn)液態(tài)生鐵或液態(tài)鋼預(yù)產(chǎn)品和海綿鐵的方法及其裝置的制作方法

文檔序號(hào):3394862閱讀:271來源:國知局
專利名稱:生產(chǎn)液態(tài)生鐵或液態(tài)鋼預(yù)產(chǎn)品和海綿鐵的方法及其裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域
本發(fā)明涉及由含最好是塊狀和/或球狀的鐵礦石或助熔劑的原料生產(chǎn)液態(tài)生鐵或液態(tài)鋼預(yù)產(chǎn)品和海綿鐵的方法及實(shí)現(xiàn)該方法的設(shè)備。其中原料在第一還原區(qū)直接還原成海綿鐵,在熔化氣化區(qū),在有碳載體和含氧氣體的情況下,海綿鐵熔化并生成含CO和H2的還原氣體,該氣體輸入第一還原區(qū),在那兒反應(yīng)并以輸出氣體輸出,該輸出氣體經(jīng)CO2消除及加熱后作為大量除去CO2后的還原氣體至少供入下一還原區(qū),直接還原另外的鐵礦石,與鐵礦石反應(yīng)后以輸出氣體輸出。
已知了這類方法,如DE-C4037,977,其中由下一還原區(qū)輸出的輸出氣體先經(jīng)清洗,然后與由第一還原帶產(chǎn)生的輸出氣體一起除去CO2和加熱。然后該混合氣體作為還原氣體供入下一還原過程,由此由下一還原區(qū)產(chǎn)生的輸出氣體作為再生還原氣體供入下一步還原過程,因而實(shí)現(xiàn)了輸出氣體中一部分還原劑的充分利用。
在已知方法中,供入下一還原過程的還原氣體先在熱交換器中預(yù)熱,然后在第二加熱步驟中加熱到直接還原所需的溫度,上述進(jìn)一步加熱由還原氣體部分燃燒實(shí)現(xiàn)。
但是,這種部分燃燒導(dǎo)致還原氣體質(zhì)量變壞,因?yàn)檫€原劑消耗并且CO2和/或H2O含量增加。CO2含量增加到太高時(shí)可以用加熱前含很少量CO2和H2O的還原氣體補(bǔ)償,但這仍有缺點(diǎn)。由于對(duì)剩余CO2含量的嚴(yán)格的技術(shù)要求還原劑隨CO2消除裝置產(chǎn)生的廢氣一起排放了。
本發(fā)明的目的在于避免這些缺點(diǎn)與困難,提供一種方法和實(shí)現(xiàn)這一方法的裝置,它能通過節(jié)約還原劑,盡可能充分利用下一還原過程產(chǎn)生的輸出氣體的能量。另外,可實(shí)現(xiàn)使外部供入下一還原過程的能量最小。而且,CO2消除裝置能以高效的方式操作,即盡可能少損失還原劑,但同時(shí)保證供入下一還原區(qū)的還原氣體中CO2和H2O含量足夠低。
在開始所述的那類方法中,用由下一還原區(qū)出來的輸出氣體的熱量來加熱由第一還原區(qū)產(chǎn)生的輸出氣體,來實(shí)現(xiàn)該目的。
本發(fā)明的特殊目的是盡可能少利用由下一還原過程產(chǎn)生的輸出氣體來加熱供入下一還原帶的還原氣體,這樣該輸出氣體可以盡可能多地作為再生還原氣體用于下一還原過程。
上述目的是這樣來實(shí)現(xiàn)的,由下一步還原區(qū)產(chǎn)生的輸出氣體在熱的未洗滌狀態(tài)顯熱被再生吸收以用于加熱,并通過熱載體傳遞到由第一還原區(qū)產(chǎn)生的輸出氣體中。上述熱載體最好包含由下一還原區(qū)產(chǎn)生的洗滌后的輸出氣體。
根據(jù)優(yōu)選的實(shí)施例,為加熱由第一還原過程產(chǎn)生的輸出氣體,下一還原區(qū)產(chǎn)生的輸出氣體洗滌后由下一還原區(qū)的未洗滌的輸出氣體再生加熱和燃燒,此時(shí)煙塵氣體再生加熱第一還原區(qū)產(chǎn)生的輸出氣體,由此,用于燃燒的輸出氣體的量盡量減少,從而大量輸出氣體循環(huán)使用,最終使裝置的生產(chǎn)能力得到很大提高。
根據(jù)又一優(yōu)選的實(shí)施例,通過燃燒由下一還原區(qū)產(chǎn)生的輸出氣體以及煙塵氣體中熱量的再生傳遞使第一還原區(qū)產(chǎn)生的輸出氣體被預(yù)熱。然后通過第一還原區(qū)產(chǎn)生的輸出氣體的部分燃燒再進(jìn)一步加熱,其中下一還原過程中未消耗的熱能供入部分燃燒過程。
在此,用于部分燃燒的氧氣或含氧氣體經(jīng)下一步還原過程產(chǎn)生的輸出氣體所含化學(xué)結(jié)合熱(chemisch gebunden)和/或顯熱再生加熱是有利的。
由此產(chǎn)生的優(yōu)點(diǎn)是部分燃燒消耗的氧氣和還原氣體最少,這也為在CO2消除裝置的凈化氣體獲得較高對(duì)的CO2要求創(chuàng)造了條件,這不僅使得余熱得到進(jìn)一步利用,而且,還原氣體質(zhì)量比較高,(還原劑含量比較高),并且提高了產(chǎn)量。
假如相應(yīng)地,至少一部分下一步還原帶產(chǎn)生的輸出氣體燃燒,并且,由此而產(chǎn)生的煙塵氣體把顯熱再生傳遞給氧氣或含氧氣體,上述優(yōu)點(diǎn)將會(huì)擴(kuò)大。
一部分第一還原區(qū)產(chǎn)生的預(yù)熱后的輸出氣體與氧氣和/或含氧氣體一起作為燃燒氣體燃燒時(shí),這些優(yōu)點(diǎn)更加擴(kuò)大。
更進(jìn)一步,假如為燃燒下一還原區(qū)產(chǎn)生的輸出氣體將空氣與上述輸出氣體混合,空氣由下一還原區(qū)產(chǎn)生的輸出氣體燃燒時(shí)產(chǎn)生的煙塵氣體再生加熱,也是合適的。
實(shí)現(xiàn)該方法的設(shè)備包括還原最好是塊狀和/或球狀的鐵礦石的第一還原反應(yīng)器,熔爐燃?xì)獍l(fā)生器,連接熔爐燃?xì)獍l(fā)生器和第一還原反應(yīng)器且輸送還原氣體的管道,連接第一還原反應(yīng)器與熔爐燃?xì)獍l(fā)生器且輸送第一還原反應(yīng)器產(chǎn)生的還原產(chǎn)物的管道,從第一還原反應(yīng)器中排放輸出氣體的排氣管道,輸送含氧氣體和碳載體進(jìn)入熔爐燃?xì)獍l(fā)生器的輸送管道,排放熔爐燃?xì)獍l(fā)生器中產(chǎn)生的生鐵與渣的排放口;至少一個(gè)接受另外的鐵礦石的另外的還原反應(yīng)器,通入該還原反應(yīng)器的還原氣體輸送管道,從上述下一還原反應(yīng)器排放輸出氣體的管道和排出其中產(chǎn)生的還原產(chǎn)物的裝置,其中第一步還原反應(yīng)產(chǎn)生的輸出氣體管道進(jìn)入CO2消除裝置,另外的還原反應(yīng)器的還原氣體輸送管道由CO2消除裝置引出,并經(jīng)加熱凈化除去CO2后的輸出氣體的加熱裝置進(jìn)入另外的還原反應(yīng)器。其特征在于下一還原反應(yīng)器的輸出氣體排放管經(jīng)熱交換器,再進(jìn)入洗滌塔。洗滌塔后輸出氣體排放管分支出分支管道,并該分支管進(jìn)入熱交換器,以由未洗滌的輸出氣體再生加熱分支輸出的洗滌過的輸出氣體,然后將氣體輸送至加熱裝置。
假如分支管道通入加熱裝置的燃燒器,并且,燃燒器產(chǎn)生的煙塵氣體由煙塵氣體管道經(jīng)熱交換器流動(dòng)以再生加熱由管道供入加熱裝置的含氧氣體或氧氣這也是合適的。
更好的是,分支管道通入加熱裝置的燃燒器,燃燒器的煙塵氣體由煙塵氣體排放管道經(jīng)熱交換器供入以再生加熱含氧氣體如空氣,其中加熱后的空氣經(jīng)管道供入加熱裝置的燃燒器。
優(yōu)選的實(shí)施例特征在于,在用于加熱供入下一還原反應(yīng)器的還原氣體的熱交換器后面,還原氣體輸送管由分支管分出,并與管道輸送的氧氣或含氧氣體一起,進(jìn)入復(fù)燃器。
另一優(yōu)選的裝置包括還原最好是塊狀和/或球狀的鐵礦石的第一還原反應(yīng)器,熔爐燃?xì)獍l(fā)生器;連接熔爐燃?xì)獍l(fā)生器與第一還原反應(yīng)器的還原氣體輸送管道;連接第一還原反應(yīng)器與熔爐燃?xì)獍l(fā)生器且輸送第一還原反應(yīng)器中產(chǎn)生的還原產(chǎn)物的輸送管道;輸送含氧氣體與碳載體進(jìn)入熔爐燃?xì)獍l(fā)生器的管道,放出由熔爐燃?xì)獍l(fā)生器產(chǎn)生的生鐵和渣的排放口,和至少一個(gè)接受另外的鐵礦石的另外的還原反應(yīng)器,給該還原反應(yīng)器輸送還原氣體的管道,排放該下一還原反應(yīng)器的輸出氣體的管道和輸出在該還原反應(yīng)器中產(chǎn)生的還原產(chǎn)物的裝置,其中第一還原反應(yīng)器的輸出氣體排放管道流入CO2消除裝置;另外的還原反應(yīng)器的還原氣體輸送管道由CO2消除裝置引出并經(jīng)除去CO2后的輸出氣體加熱裝置進(jìn)入另外的還原反應(yīng)器,其特征在于下一還原反應(yīng)器的輸出氣體排放管分出分支管道,并進(jìn)入加熱裝置的燃燒器,燃燒器的煙塵氣體由煙塵氣體排放管流經(jīng)熱交換器以再生加熱含氧氣體如空氣或氧氣。加熱后的含氧氣體或氧氣由管道輸入加熱裝置。
加熱后的含氧氣體或氧氣也可以與由還原氣體輸送管分支出的支管供入的還原氣體一起進(jìn)入加熱裝置的復(fù)燃器。
下面通過幾個(gè)實(shí)施例詳細(xì)解釋本發(fā)明,

圖1至圖4分別為用方塊圖表示的一個(gè)方法變型。
根據(jù)圖1至圖4,含鐵氧化物的顆粒物質(zhì),最好是塊狀鐵礦石可能還有助熔劑通過管道2供入設(shè)計(jì)成豎爐1的第一還原反應(yīng)器,還原氣體由供入管道3輸入還原豎爐1,以逆流方式相對(duì)下降的礦石上升,在還原區(qū)4使原料還原。流經(jīng)豎爐1后,氣體由排氣管道5排出。還原后以海綿鐵的形式存在的爐料經(jīng)過最好設(shè)計(jì)成下懸管6的傳輸管道進(jìn)入熔爐燃?xì)獍l(fā)生器(Einschmelzvergaser)7。塊狀碳載體,如褐煤高溫焦(Braunkohlen-Hochtemperaturkok)或煤通過管道8,另外,含氧氣體通過管道9以已知方式供入熔爐燃?xì)獍l(fā)生器7。
所謂“海綿鐵”指的是僅通過固相直接還原鐵氧化物而形成的固體最終或中間產(chǎn)物,即不經(jīng)過液態(tài)中間產(chǎn)物。
在熔爐燃?xì)獍l(fā)生器7中形成的熔化氣化區(qū)10中,爐料或海綿鐵由上落至由塊狀碳載體形成和鼓入的含氧氣體維持的流化床或流態(tài)床,通過在含氧氣體的作用下燃燒焦或煤,在流態(tài)床產(chǎn)生熱量,海綿鐵熔化。在熔化狀態(tài),海綿鐵被碳徹底還原,因此,在熔爐燃?xì)獍l(fā)生器7的底部生成液態(tài)生鐵熔體或鋼預(yù)產(chǎn)品。渣熔體在生鐵熔體上面。在預(yù)定的時(shí)間間隔,由特設(shè)的排出口11、12將這兩種熔體輸出。
焦或煤在熔爐燃?xì)獍l(fā)生器7中燃燒時(shí),生成主要有CO和H2的還原氣體,它由輸送管道3從熔爐發(fā)生器7中導(dǎo)出,供進(jìn)還原豎爐1。以已知方式通過除塵器或洗滌塔把在熔爐反應(yīng)器7中形成的還原氣體凈化和冷卻到直接還原所需的溫度,該部分在圖中未詳細(xì)說明。
由輸出氣體排放管5輸出的氣體先經(jīng)過凈化,如在旋分器13或洗滌塔中除去粉塵粒子;然后,通過壓縮機(jī)14,輸出氣體進(jìn)入CO2消除裝置15,在這里,CO2和H2S同時(shí)被大量除去,例如可將CO2消除裝置設(shè)計(jì)成壓力變動(dòng)吸附裝置或CO2洗滌塔。
凈化后的氣體作為還原氣體由還原氣體輸送管16輸入下一還原反應(yīng)器,該還原反應(yīng)器設(shè)計(jì)成還原豎爐17,并且,與第一個(gè)還原豎爐一樣,以逆流原則操作,在豎爐17中,由礦石輸入管18輸入的顆粒礦直接還原。豎爐17中由礦石形成的海綿鐵由提取裝置19提取。
因?yàn)橛糜谌コ鼵O2的輸出氣體需冷卻到要求的溫度,因此,在其輸入下一還原豎爐17之前要經(jīng)過加熱。加熱分兩步進(jìn)行首先,凈化后的氣體經(jīng)過直接加熱,設(shè)計(jì)成熱交換器的加熱器20可實(shí)現(xiàn)這個(gè)目的。熱交換器(再生換熱器(Rekuperator))20中有燃燒器21,助燃?xì)怏w即含氧氣體如空氣,通過管道22以及由下一還原豎爐17輸出的凈化后的氣體由管道23供入燃燒器21,在熱交換器20中加熱至管束材料所能承受的溫度,然后在第二步中,通過在復(fù)燃kkd 24中的部分燃燒,即一部分除去CO2后又從還原氣體輸入管16的分支管道16’排出的氣體在輸氧管5輸入氧氣情況下的燃燒,把經(jīng)第一步再生加熱后的還原氣體進(jìn)一步加熱到還原所需的還原氣體溫度。此處用高純氧,因此還原氣體通過少量輸出氣體的燃燒就能達(dá)到在下一還原豎爐17中還原所需的溫度,所需還原溫度為600至900℃。
從還原豎爐17中輸出且經(jīng)輸出氣體排放管道26的輸出氣體也在洗滌塔27中凈化和冷卻,以除去粉塵粒子和降低水蒸汽含量。然后,部分凈化后的輸出氣體經(jīng)支管23分支流出并輸送至熱交換器20中的燃燒器21。該支管23通過一個(gè)流經(jīng)有進(jìn)一步還原產(chǎn)生的熱的輸出氣體且位于還原豎爐17和洗滌塔27之間的熱交換器28,由此這部分凈化后的輸出氣體經(jīng)再生加熱,溫度提高很多。因此,只需一小部分由還原反應(yīng)器17中下一還原區(qū)29產(chǎn)生的輸出氣體輸入燃燒器21,因?yàn)檫@部分輸出氣體在由還原豎爐17中輸出的氣體放出的顯熱作用下能達(dá)到高能量水平。
由下一還原豎爐17產(chǎn)生的輸出氣體同樣經(jīng)流入輸出氣體排放管5的輸送管31流過壓縮機(jī)30進(jìn)入CO2消除裝置,因此CO2消除裝置也得到使用,然后形成下一還原過程中的循環(huán)還原氣體。由還原豎爐17產(chǎn)生的根據(jù)本發(fā)明方法不需要的輸出氣體經(jīng)輸出氣體排放管26輸出以作其他用途。
通過CO2消除裝置分離產(chǎn)生的含CO2廢氣宜通過導(dǎo)管32與通過輸入管23送入熱交換器20燃燒器21的排出氣體部分在輸入管23進(jìn)入熱交換器28之前混和。一個(gè)從排氣管32分支出來,必要時(shí)帶有一脫硫裝置34的支管33與輸出氣體管道26相通,通過該支管33一部分含CO2的氣體與輸出氣體混和。
根據(jù)圖1描述的變型,熱交換器20的燃燒器21產(chǎn)生的煙塵氣體經(jīng)煙塵氣體排放管35排出。煙塵氣體排放管35中設(shè)有一熱交換器36加熱氧氣,該氧氣經(jīng)氧氣輸送管25送入復(fù)燃器24中進(jìn)行的部分燃燒過程。通過加熱氧氣,上述部分燃燒能盡量減少氧氣消耗及部分燃燒所需之還原氣體的消耗。
根據(jù)圖2描述的方法變型,空氣借助在熱交換器20的燃燒器21產(chǎn)生的煙塵氣體,附加地由煙塵氣體排放管道中的另一個(gè)熱交換器37加熱,加熱后的空氣經(jīng)管道22送入熱交換器20的燃燒器21。這樣,送入熱交換器20的燃燒器21中的那部分輸出氣體能被進(jìn)一步減少。
根據(jù)圖3描述的方法變型,使用在熱交換器20中預(yù)熱的還原氣體(由支管16”分支流出)來進(jìn)行在復(fù)燃器24中的部分燃燒,這樣,熱交換器20中燃燒器21產(chǎn)生的煙塵氣體的顯熱不僅通過供入的氧氣,而且通過供給上述部分燃燒的還原氣體對(duì)該部分燃燒起作用。因此余熱得到了最佳利用,這不僅可提高還原氣體的質(zhì)量,而且也增加了其產(chǎn)量。
圖4說明了簡(jiǎn)化的方法變型,其中供入熱交換器20的燃燒器21中的輸出氣體和由下一還原過程產(chǎn)生的輸出氣體未經(jīng)預(yù)熱就供入熱交換器28。在本方法變型中,只有煙塵氣體所含顯熱被用于加熱供應(yīng)給部分燃燒的氧氣。
圖5中是圖1方法的變型,圖5所示方法與圖1所示方法的不同之處在于經(jīng)支管23分支輸出的輸出氣體不再經(jīng)過熱交換器28,而是直接輸入熱交換器20的燃燒器21。這樣,保存了分支輸出的輸出氣體的熱量,輸入燃燒器21的高質(zhì)量輸出氣體起助燃?xì)怏w作用,因?yàn)樵趶U氣管道32中輸出的CO2消除裝置的廢氣不再與由支管23分支排出的輸出氣體混合,而是在未混合狀態(tài)由熱交換器28加熱到很高溫度,并與分支排出的輸出氣體分開供入燃燒器21。本實(shí)施例與圖1所示的變型相比優(yōu)點(diǎn)在于在支管23中壓力損失小,因?yàn)樵摴?3不再經(jīng)過熱交換器28。盡管在圖5所述的實(shí)施例中,由CO2消除裝置15產(chǎn)生的廢氣不再通過分枝排出氣體增加″油脂″,因而未提高其易燃性,但也可通過在熱交換器28中加上由分支排出的輸出氣體操作的助燃器來提高廢氣溫度,從而提高廢氣著火極限,以得到最大補(bǔ)償。
圖6描述的是根據(jù)圖4所示的本發(fā)明方法的變型,根據(jù)該變型,由管道23分支排出的輸出氣體也不再與CO2消除裝置15產(chǎn)生的廢氣混合,而將這兩種氣體分別單獨(dú)輸入加熱器20的燃燒器21,分支排出的輸出氣體又起助燃作用。
本發(fā)明并非局限于這些圖中所描述的實(shí)施例。它可以在其它方面改動(dòng)。例如,對(duì)于礦粉(Feinerz)的還原,可以用流化作用法代替豎爐1的固定床方式,即用一個(gè)或幾個(gè)流化床反應(yīng)器代替豎爐1。這同樣適用于進(jìn)一步的還原過程,即還原豎爐17也用流化床反應(yīng)器代替,其中礦粉通過流化作用被還原。
另外,若加熱氧氣的熱交換器36布置在熱交換器20的前面會(huì)更有利,這樣,由燃燒器21產(chǎn)生的熱氣體先加熱氧氣,然后再加熱凈化的輸出氣體。因此,氧氣可以被加熱到很高溫度,其用量也就少了。這帶來的另外的好處是在復(fù)燃器24中,較少CO和H2起反應(yīng),這樣就進(jìn)一步提高了CO/CO3和H2/H2O的比率。
通過下面的例子來解釋在復(fù)燃器24中發(fā)生反應(yīng)時(shí)CO/CO2和H2/H2O的比率的改善。
根據(jù)圖1的裝置-其中如上所述加熱氧氣的熱交換器36設(shè)在加熱輸出氣體的熱交換器20之前,也即燃燒器21中產(chǎn)生的熱的燃燒氣體先經(jīng)過熱交換器36,再經(jīng)過熱交換器20,從第一還原區(qū)4中產(chǎn)生且直接進(jìn)入熱交換器20之前的輸出氣體的溫度是45℃。在該溫度,一部分輸出氣體分支排出并供入復(fù)燃器24。
在熱交換器36中預(yù)熱到500℃的氧氣也通過導(dǎo)管25輸送到復(fù)燃器24,在這里通過燃燒產(chǎn)生4755℃的熱氣體。這些熱氣體在復(fù)燃器24中與在熱交換器20中加熱到514℃的輸出氣體混合,這樣還原氣體溫度最終達(dá)到800℃,并由還原氣體輸送管16供入下一還原豎爐17。
和氧氣在室溫下輸入復(fù)燃區(qū)的現(xiàn)有技術(shù)相比,供入復(fù)燃器24所需的氧氣減少了,因此在燃燒過程中必須反應(yīng)掉的CO和H2少了,因而質(zhì)量得到了提高,因此CO/CO2和H2/H2O比率分別提高了約1.4%和3.3%。
根據(jù)圖3的裝置,溫度為45℃的輸出氣體在同樣輸入到熱交換器20中并被加熱到514℃,并在該溫度下輸送到復(fù)燃器24中,一部分這種加熱后的輸出氣體經(jīng)管道16”與在熱交換器36中加熱到250℃的氧氣一起輸入復(fù)燃器24,并燃燒。因此,生成4996℃的熱氣體,從而獲得801℃的還原氣體。
在這種情況下,也能減少供入的氧氣量,因此,與現(xiàn)有技術(shù)相比CO/CO2比率提高3.2%。H2/H2O比率提高7.8%。
若根據(jù)上面描述的按圖3的實(shí)施例,將熱交換器36設(shè)在加熱器20之前,這樣,在燃燒器21中引導(dǎo)的熱氣體先流經(jīng)熱交換器36,再流經(jīng)熱交換器20,氧氣可被加熱到500℃,因此,在復(fù)燃器24中用于燃燒的氧氣量被進(jìn)一步減少。通過該加熱后的氧氣和一部分加熱至514℃的輸出氣體的燃燒,生成溫度為5051℃的熱氣體。該氣體與剩余的加熱至514℃的輸出氣體混合,產(chǎn)生溫度為800℃的還原氣體,這樣CO/CO2比率提高3.9%,H2/H2O比率提高8.9%。
下面將解釋含CO2廢氣從CO2消除裝置15中分離后通過廢氣管32在熱交換器28中加熱的優(yōu)點(diǎn),其中在熱交換器28中只有含CO2的廢氣被加熱而通過管26從下一還原豎爐17產(chǎn)生的輸出氣體并不加熱,從CO2消除裝置15分離出的含CO2廢氣的溫度是45℃,并在熱交換器28中加熱到280℃,以提高其易燃性。加熱廢氣的優(yōu)點(diǎn)是在其燃燒時(shí),不必再輸入由下一還原過程產(chǎn)生的輸出氣體。
加熱至280℃的含CO2的廢氣由管道23輸送到燃燒器21,在其中與未預(yù)熱空氣(即在25℃左右的空氣)一起燃燒。由此形成溫度為851℃的熱氣體,在其輔助下在第一步還原過程產(chǎn)生的輸出氣體在熱交換器20中被加熱。通過加熱含CO2氣體到超過其點(diǎn)火溫度,由進(jìn)一步還原過程產(chǎn)生的輸出氣體可以完全經(jīng)管道31實(shí)現(xiàn)再循環(huán),且由此將其充分用于直接還原。
權(quán)利要求
1.由含最好是塊狀和/或球狀的鐵礦石和必要時(shí)形成助熔劑的原料生產(chǎn)液態(tài)生鐵或液態(tài)鋼預(yù)產(chǎn)品和海綿鐵的方法,其中原料在第一還原區(qū)(4)直接還原成海綿鐵;在熔化氣化帶(10)在輸有碳載體和含氧氣體的情況下,海綿鐵熔化并生成含CO和H2的還原氣體;該氣體輸入第一還原區(qū)(4),在那兒反應(yīng)并產(chǎn)生輸出氣體輸出;該輸出氣體經(jīng)CO2消除及加熱后作為至少大量除去CO2后的還原氣體至少供入下一還原區(qū)(29)直接還原另外的鐵礦石,與鐵礦石反應(yīng)后以輸出氣體輸出,其特征在于由下一還原區(qū)(29)導(dǎo)出的輸出氣體的熱量用于加熱第一還原區(qū)(4)產(chǎn)生的輸出氣體。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法,其特征在于由下一還原區(qū)(29)產(chǎn)生的輸出氣體顯熱在未洗滌狀態(tài)時(shí)用于再生加熱,由熱載體傳遞給第一還原區(qū)(4)產(chǎn)生的輸出氣體。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法,其特征在于熱載體包括下一還原區(qū)(29)產(chǎn)生的洗滌后的輸出氣體。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的方法,其特征在于為加熱第一還原過程產(chǎn)生的輸出氣體,下一還原區(qū)(29)輸出的洗滌后的輸出氣體,由下一還原區(qū)(29)的未洗滌的輸出氣體再生加熱和燃燒,其中煙塵氣體再生加熱第一還原區(qū)(4)產(chǎn)生的輸出氣體。
5.根據(jù)權(quán)利要求1至4之一或幾個(gè)所述的方法,其中由下一還原區(qū)(29)產(chǎn)生的輸出氣體燃燒和煙塵氣體所含熱量的再生熱傳遞預(yù)熱第一還原區(qū)(4)產(chǎn)生的輸出氣體,然后,由第一還原區(qū)(4)產(chǎn)生的輸出氣體的部分燃燒來進(jìn)一步加熱,下一還原過程中未消耗的熱能輸入到部分燃燒過程中。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的方法,其中用于部分燃燒的氧氣或含氧氣體通過在輸出氣體中的,且由下一步還原過程產(chǎn)生的所含的化學(xué)結(jié)合熱和/或顯熱再生加熱。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的方法,其中至少一部分下一還原區(qū)(29)產(chǎn)生的輸出氣體燃燒,并且由此產(chǎn)生的煙塵氣體放出的顯熱相應(yīng)地再生加熱氧氣或含氧氣體。
8.根據(jù)權(quán)利要求5至6之一或幾項(xiàng)所述的方法,其中一部分第一還原區(qū)(4)產(chǎn)生的預(yù)熱后的輸出氣體作為燃燒氣體與氧氣或含氧氣體一起燃燒。
9.根據(jù)權(quán)利要求4至5之一項(xiàng)或幾項(xiàng)所述的方法,其中為燃燒下一還原區(qū)(29)產(chǎn)生的輸出氣體,在該輸出氣體中混入空氣,該空氣和在下一還原區(qū)(29)產(chǎn)生的輸出氣體的燃燒產(chǎn)生的煙塵氣體一起被再生加熱。
10.根據(jù)權(quán)利要求1至9之一或幾項(xiàng)所述的方法,實(shí)現(xiàn)該方法的設(shè)備包括還原最好是塊狀和/或球狀的鐵礦石的第一還原反應(yīng)器(1);熔爐燃?xì)獍l(fā)生器(7);連接熔爐燃?xì)獍l(fā)生器(7)和第一還原反應(yīng)器(1)的輸送管道(3);連接第一還原反應(yīng)器(1)和熔爐燃?xì)獍l(fā)生器(7)且輸送第一還原反應(yīng)器(1)產(chǎn)生的還原產(chǎn)物的管道(6);從第一還原反應(yīng)器(1)中排放輸出氣體的管道(5);輸送含氧氣體和碳載體并進(jìn)入熔爐燃?xì)獍l(fā)生器(7)的管道(8、9);排放熔爐燃?xì)獍l(fā)生器(7)中產(chǎn)生的生鐵和渣的排放口(11、12);和至少一個(gè)的接受另外的鐵礦石另外的還原反應(yīng)器(17);通入該還原反應(yīng)器(17)的還原氣體輸送管道(16);從上述下一還原反應(yīng)器(17)排放輸出氣體的管道(26)和排放上述下一還原反應(yīng)器(17)產(chǎn)生的還原產(chǎn)物的裝置(19);其中第一還原反應(yīng)器(1)產(chǎn)生的輸出氣體管道(5)輸入CO2消除裝置(15),另外的還原反應(yīng)器(17)的還原氣體輸送管道(16)由CO2消除裝置(15)引出,經(jīng)加熱凈化除去CO2后的輸出氣體的加熱裝置(20,24)進(jìn)入另外的還原反應(yīng)器(17);其特征在于另外的還原反應(yīng)器(17)的輸出氣體排放管(26)流入熱交換器(28)并由此通入洗滌塔(27),上述洗滌塔(27)之后的輸出氣體排放管(26)分支出分支管(23);為了由未洗滌的輸出氣體再生加熱分支輸出的洗滌后的輸出氣體;使分支(23)進(jìn)入熱交換器(28),并由此輸入加熱裝置(20)。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的設(shè)備,其中支管(23)通入加熱裝置(20)的燃燒器(21),燃燒器(21)的煙塵氣體,借助一煙塵氣體排放管(35)并通過熱交換器(36),以再生加熱由管道(25)供入加熱裝置(24)的含氧氣體或氧氣。
12.根據(jù)權(quán)利要求10或11所述的裝置,其中支管(23)通入加熱裝置(20)的燃燒器(21),燃燒器(21)的煙塵氣體利用煙塵氣體排放管(35)經(jīng)熱交換器(37)供入以再生加熱含氧氣體如空氣,加熱的空氣經(jīng)管道(22)供入加熱裝置(20)的燃燒器(21),
13.根據(jù)權(quán)利要求10至12之一項(xiàng)或幾項(xiàng)所述的裝置,其中在用作加熱供入下一還原反應(yīng)器(17)的還原氣體的熱交換器(20)之后,由還原氣體輸送管(16)分支出支管(16”),它與輸送氧氣或含氧氣體的管道(25)一起通入復(fù)燃裝置(24)。
14.根據(jù)權(quán)利要求10至13之一或幾項(xiàng)所述的設(shè)備,包括還原最好是塊狀和/或球狀鐵礦石的第一還原反應(yīng)器(1),熔爐燃?xì)獍l(fā)生器(7);連接熔爐燃?xì)獍l(fā)生器(7)與第一還原反應(yīng)器(1)的還原氣體輸送管道(3);連接第一還原反應(yīng)器(1)與熔爐燃?xì)獍l(fā)生器(7),輸送第一還原反應(yīng)器(1)產(chǎn)生的還原產(chǎn)物的輸送管道(6),輸送第一還原反應(yīng)器產(chǎn)生的輸出氣體的管道(5);輸送含氧氣體和碳載體進(jìn)入熔爐燃?xì)獍l(fā)生器(7)的輸送管道(8、9);排放熔爐燃?xì)獍l(fā)生器(7)產(chǎn)生的生鐵和渣的排放口(11,12);和至少一個(gè)另外的還原反應(yīng)器(17)接受另外的鐵礦石;給上述還原反應(yīng)器(17)輸送還原氣體的管道(16);排放該下一還原反應(yīng)器(17)的輸出氣體的管道(26)和該下一步還原反應(yīng)器(1)產(chǎn)生的還原產(chǎn)物的排放裝置(19);其中第一還原反應(yīng)器(1)產(chǎn)生的輸出氣體的管道(5)進(jìn)入CO2消除裝置(15);另外的還原反應(yīng)器(17)的還原氣體輸送管道(16)由CO2消除裝置(15)引出,經(jīng)加熱凈化除去CO2后的輸出氣體的加熱裝置(20,24),進(jìn)入另外的還原反應(yīng)器(17);其特征在于另外的還原反應(yīng)器(17)的輸出氣體排放管(26)分出一分支管(23)通入加熱裝置(20)的燃燒器(21),燃燒器(21)的煙塵氣體由煙塵氣體排放管(35)經(jīng)熱交換器(36),再生加熱含氧氣體,如空氣或氧氣,加熱后的含氧氣體或氧氣由管道(25)輸入加熱裝置(24)。
15.根據(jù)權(quán)利要求14所述的裝置,其特征在于加熱后的含氧氣體或氧氣與由還原氣體輸送管(16)分出的支管(16,16”)供入的還原氣體一起進(jìn)入加熱裝置的復(fù)燃器(24)。
16.根據(jù)權(quán)利要求1至9之任一項(xiàng)的方法生產(chǎn)的由生鐵或鋼預(yù)產(chǎn)品制成的可作商品的產(chǎn)品如輥軋料。
全文摘要
在由鐵礦石生產(chǎn)液態(tài)鐵或液態(tài)鋼預(yù)產(chǎn)品和海綿鐵的方法中,鐵礦石在第一還原帶(4)直接還原成海綿鐵,再在熔化氣化帶(10)在碳載體和含氧氣體參與下熔化并生成含CO和H
文檔編號(hào)C21B11/00GK1161063SQ96190922
公開日1997年10月1日 申請(qǐng)日期1996年8月1日 優(yōu)先權(quán)日1995年8月16日
發(fā)明者約爾格·迪爾, 格拉爾德·羅森菲爾訥 申請(qǐng)人:奧地利鋼鐵聯(lián)合企業(yè)阿爾帕工業(yè)設(shè)備制造公司
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