[发明专利]生产金属铁的方法及原料供给装置

说明书

本发明是涉及用碳质还原剂如焦炭加热来生产金属铁过程中氧化铁如铁矿石的还原技术的改进。更具体地说，本发明是一种改进了的方法，它能够有效地将氧化铁还原成金属铁，是通过简化的处理而有效地将包含在铁矿中的脉石等炉渣形成组份与以炉渣形式的金属铁分离开来，以此得到高产率的高纯度颗粒金属铁。

本发明还涉及为了保证稳定化连续生产而改进了的生产金属铁的方法，是通过使用一种移动炉床型还原熔化炉来减少对炉床耐火材料的损害，而对炉床耐火材料的损害是从包含碳质还原剂和含氧化铁的物质的成形原料生产金属铁过程中的一个问题。

本发明还进一步涉及一种改进了的供给装置，用于有效地供给辅助原料如大气调节剂进入移动炉床型还原熔铁炉的炉膛。

竖式窑生产方法，为米德雷克斯生产方法(Midrex process)的代表，它是通常已知的技术，是作为使用碳材料或还原气体直接还原氧化铁源如铁矿或氧化铁而得到还原铁的直接制铁方法。按照这种类型的直接制铁方法，一种制自天然气的还原气通过在竖窑下部所限定的进风口吹入熔铁炉中并通过还原气的还原能力将氧化铁还原成金属铁。人们的注意力最近集中于另一种还原铁的生产工艺方法，它是使用碳材料如煤来代替天然气作为还原剂，和一种称为“SL/RN”的生产方法已投入实践。

美国专利No.3,443,931披露了另一种制铁法，其中是将碳材料和粉状氧化铁一起混合并形成块状或粒状，通过在旋转炉床上加热使其还原来生产还原铁。

美国专利No.5,885,521披露了一种技术，其中将在烘干炉中烘开了的还原铁的颗粒原料，通过一个供料管供入炉床中，该供料管是通过移动炉床型熔炉的顶部向下延伸至炉床的邻近部位，而还原铁的颗粒原料的层厚度主要是用装在供料管前端侧面上的一个颗粒匀平器来调节，并进一步用装在炉床移动方向的颗粒匀平器下游的平滑器来调节。

而且，已知例如DIOS方法的熔融还原方法是作为直接还原氧化铁成还原铁的方法。根据此方法，氧化铁被预先还原至约30％的还原率，此后用在铁浴中的碳将这样的氧化铁直接进行还原反应，直到氧化铁转变成金属铁。

日本专利公报杂志No.HEI-8-27507披露了另外一种直接还原的制铁方法，其中是将含有脱硫剂的碳质还原粉层和氧化铁粉层彼此堆叠于移动炉床上，并将此堆叠物加热而得到海绵铁。

日本专利公报杂志No.HEI-11-106812披露了一种技术，其中将含有铁矿石的原料和一种固体还原剂通过一个管形加料孔供入旋转炉床型熔炉(还原炉)内，所说的加料孔是由熔炉的顶部通过分配壁到炉床上，装载着原料的炉床移动使原料在熔炉内于一次操作工序中被还原，然后卸出。这种技术的特征是已经还原了的高温矿石下到分配壁，利用还原矿石的辐射热来预热分配壁上的原料，同时温度降低了的还原矿石便通过卸料口而排出。

本发明的发明者们作了长期研究，旨在开发一种技术，该技术能够从含有相对低铁含量的铁矿石中以及通过简单的处理从具有较高铁含量的氧化铁中有效地制得具有高铁纯度的金属铁。以下方法是以前在日本专利公报杂志No.HEI-9-256017中已经提出的研究结果的发展。

该方法的特征在于通过加热来还原一种含有碳质还原剂和氧化铁的成形体而生产金属铁的，通过加热使氧化铁以固体状态被还原而形成和生长一种金属铁皮层，通过加热的还原可继续进行直至内部不再存在氧化铁为止，并且还继续加热以引起内部产生的炉渣流出金属铁皮层，以此使金属铁与炉渣彼此分离开来。

按照本发明的一方面，已经提供了一种生产颗粒金属铁的方法，该方法包括：在一还原熔融炉中加热包含碳质还原剂和含有氧化铁的物质的成形原料，使在成形原料中所含有的氧化铁经受固态还原；用在碳质还原剂中所含有的碳对从固态还原产生的还原铁渗碳，以引起还原铁熔化，同时分离出在成形原料中所含有的脉石组分并引起所产生的熔融金属铁凝聚成颗粒金属铁，其中，在渗碳和熔化步骤中在成形原料附近存在的大气具有不小于0.5的还原度。

按照本发明的另一方面，已提供了一种生产金属铁的方法，该方法包括：在炉床耐火材料上形成含有炉渣的沉积层，所述炉渣是在还原熔融过程中产生的，从而在生产金属铁的同时保护炉床耐火材料。

按照本发明的另一方面，已提供了一种向适合于生产金属铁的移动炉床型还原熔融炉的炉床供给原料和辅助原料的装置，该装置包括一个与熔炉顶部垂直连结的供料管道。

通过阅读以下参照附图的详细说明，将清楚了解本发明的这些和其它特征及附带优点。

图1是说明用于本发明中的还原熔化设备的简视图；