[发明专利]通过向熔炉-气化器内注入煤粉制造铁水的设备及其铁水制造方法

权利要求书

1.一种制造铁水的方法，包括步骤：

在还原反应器中还原含有铁矿石的混合物并将含有铁矿石的混合物转变成被还原材料；

制备含有挥发性物质的块状含碳材料，作为熔化被还原材料的热源；

将块状含碳材料装入熔炉-气化器的穹形的上部，并形成煤填充床；

制备含有挥发性物质的细碎含碳材料，作为熔化被还原材料的热源；

通过安装在熔炉-气化器上的鼓风口将氧气和细碎含碳材料注入煤填充床；

将被还原材料装入与还原反应器相连的熔炉-气化器并制造铁水；和

将熔炉-气化器中的、由块状含碳材料和细碎含碳材料中含有的挥发性物质制得的还原气体供应到还原反应器，

其中，在制备含有挥发性物质的细碎含碳材料，作为熔化被还原材料的热源的步骤中，细碎含碳材料中含有8.0重量％-35.0重量％范围的挥发性物质，并且挥发性物质含有碳和氢，

其中细碎含碳材料的自由膨胀指数(FSI)不大于6.0。

2.权利要求1的制造铁水的方法，其中，在制备含有挥发性物质的块状含碳材料，作为熔化被还原材料的热源的步骤中，块状含碳材料含有20.0重量％-35.0重量％范围的挥发性物质，并且挥发性物质含有碳和氢。

3.权利要求2的制造铁水的方法，其中块状含碳材料的粒度在8毫米-35毫米范围。

4.权利要求1的制造铁水的方法，其中制备块状含碳材料的步骤包括步骤：

将原煤分成煤粉和块煤；并

制备块状含碳材料，其中块煤与热气体接触然后被干燥。

5.权利要求4的制造铁水的方法，其中制造铁水的方法进一步包括步骤：将分开后的煤粉作为细碎含碳材料注入煤填充床。

6.权利要求4的制造铁水的方法，其中制造铁水的方法进一步包括步骤：传送在块煤与热气体接触时收集的煤粉，并将煤粉作为细碎含碳材料注入。

7.权利要求1的制造铁水的方法，其中块状含碳材料包括煤压块，并且

其中制备块状含碳材料的步骤包括步骤：

将原煤分成煤粉和块煤，并

对煤粉成型然后制作煤压块。

8.权利要求7的制造铁水的方法，其中制作煤压块的步骤包括步骤：

干燥煤粉；

在煤粉中加粘合剂并混合；并

对加有粘合剂并混合后的煤粉成型，并制作煤压块。

9.权利要求8的制造铁水的方法，其中制造铁水的方法进一步包括步骤：传送在干燥煤粉的步骤中收集的煤粉，并将煤粉作为细碎含碳材料注入。

10.权利要求1的制造铁水的方法，其中在将细碎含碳材料注入煤填充床的步骤中，细碎含碳材料通过压碎原煤制成，并且，压碎的细碎含碳材料的粒度不大于3毫米。

11.权利要求1的制造铁水的方法，其中在将细碎含碳材料注入煤填充床的步骤中，将细碎含碳材料注入煤填充床的流速控制在40米/秒-70米/秒范围。

12.权利要求1的制造铁水的方法，其中在将还原气体供应到还原反应器的步骤中，随着细碎含碳材料注入量的增加，还原气体的氧化率降低到0％以上至11.432％的范围。

13.权利要求12的制造铁水的方法，其中随着细碎含碳材料注入量的增加，熔炉-气化器中的CH₄气体量减少，并且随着CH₄气体量减少，还原气体的氧化率降低。

14.权利要求13的制造铁水的方法，其中当x表示细碎含碳材料的注入量，y表示熔炉-气化器中的CH₄气体减少量时，基本满足y＝0.0001x，

其中，x的单位是千克/吨铁水，y的单位是％，0.0001的单位是％/(千克/吨铁水)。

15.权利要求13的制造铁水的方法，其中当x表示熔炉-气化器中的CH₄气体量，y表示还原气体的氧化率时，基本满足-3.47181.6653x-y≤1.3824，

其中，x的单位是体积％，y的单位是％，1.3824的单位是％/体积％。