[发明专利]用于制造熔融铁的设备

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于制造熔融铁的设备，该设备防止在利用粉矿的熔融还原法中在流化床反应器的旋风器内细铁矿彼此粘附。 

背景技术

钢铁工业是提供建筑所需的和制造汽车、船只、家用电器以及我们使用的许多其它产品所需要的基本材料的核心工业。钢铁工业也是与人类一起进步的历史最长的工业之一。在在钢铁工业中起枢纽作用的铸铁厂中，在利用铁矿和煤作为原料生产出熔融铁(熔融状态的生铁)之后，从熔融铁炼钢，然后被供应给消费者。 

目前，世界上约60％的铁产品通过使用14世纪发展来的高炉法制造而成。在高炉法中，利用烟煤生产出的焦炭和经过烧结法而成的铁矿被装入高炉，并将热气提供给高炉，以将铁矿还原成铁，从而制造熔融铁。 

用于制造熔融铁的高炉法需要强度超过特定水平并在高炉中可确保透气性的材料。因此，用作燃料的碳材料和增塑剂依赖于生成特殊燃料焦炭的焦炭。经过一系列工艺的烧结矿主要用作铁源。 

因此，在现代高炉法中，需要包括原料预加工设备(例如，焦炭制造设备和烧结设备)来加工铁矿，除需要高炉外，不仅需要获得辅助设备，而且还需要用于防止在辅助设备中产生污染和最小化在辅助设备中产生污染的设备。因此，投资量相当大，最终增加了制造成本。 

为了解决高炉法的这些问题，在许多国家，通过直接利用原煤作为燃料和还原剂以及通过直接利用出矿率(output ore)在世界上达80％或者更高的细铁矿作为铁源，对用于制造熔融铁的熔融还原法进行了大量研究。 

在熔融还原法中，通常使用包括矿石的预还原和最终还原的两步还原法。传统的熔融还原设备由流化床还原反应器和熔融气化器构成，流化床还原反应器形成泡沫流化床，熔融气化器连接到泡沫流化床，形成煤填充床(coalpacked-bed)。室温下的细铁矿和添加剂被装入熔融气化器中，并被预还原。 

由于热还原气体从熔融气化器被供应给流化床还原反应器，所以室温下的细铁矿和添加剂接触热还原气体，然后它们的温度升高。同时，室温下的细铁矿和添加剂按照等于或者高于90％的比率被还原，并按照等于或者高于30％的比率被增塑，然后被装入熔融气化器中。 

同时，多个旋风器将在流化床还原反应器中的矿石作为细铁矿颗粒进行收集、通过重力使它们落下，并使其在流化床中再循环。 

在旋风器中形成高密度流的细铁矿。此时，流化床还原的操作温度等于或者高于700度，细铁矿连续接触还原气体。在这种情况下，细铁矿的表面的粘附性，即，细铁矿颗粒之间的物理粘附状态变高。 

因此，在旋风器中，细铁矿颗粒彼此粘附，由于在流化床还原反应器的操作中，还原气流使旋风器持续地振动，所以越来越促进这种粘附。 

如果细铁矿颗粒的尺寸等于或者大于预定尺寸，则旋风器被粘附的材料堵塞，从而细铁矿的流动被中断。如上所述，如果在旋风器中所述流动被中断，则由于细铁矿不能被回收而会损失大量的细铁矿。 

此外，由于去除形成在旋风器中的粘附材料需要大量的工时，所以由粘附材料而引起的旋风器的堵塞现象显著降低了流化床还原反应器的运行率。 

发明内容

技术问题 

为了解决上述问题，提出本发明以提供一种用于制造熔融铁的设备，所述设备防止在使细铁矿流化的还原过程中细铁矿颗粒在旋风器中形成粘结。 

技术方案 

根据本发明示例性实施例的用于制造熔融铁的设备包括：i)至少一个流化床还原反应器，还原和增塑铁矿，并将铁矿转换成还原材料；ii)熔融气化器，还原材料矿被装入所述熔融气化器中，并且氧气被注入到所述熔融气化器中，所述熔融气化器制造熔融铁；iii)还原气体供应线路，将从熔融气化器排放的还原气体供应给流化床还原反应器，其中，流化床还原反应器包括安装在流化床还原反应器中以收集细铁矿的旋风器，并且所述气体注入器通过注入含碳气体防止细铁矿粘附，并且气体注入器连接到旋风器。 

气体注入器可在流化床还原反应器的上下方向上连接到流化床还原反应器。 

气体注入器可连接到流化床还原反应器的上部。 

所述用于制造熔融铁的设备还可包括：i)排气管，布置在旋风器的上方，用于排放气体；法兰，将旋风器连接到旋风器排气管，其中，气体注入器包括气体注入线路，所述气体注入线路穿透法兰，并连接到旋风器的内部。 

气体注入线路可按照螺旋形盖住旋风器。气体注入线路的一部分可按照弹簧形盖住旋风器。