[发明专利]生产生铁的方法和设备

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于还原含氧化铁的材料的方法，其中该含氧化铁的材料在还原高炉中形成固定床，并在该还原高炉中用至少一种以压力为p1引入该固定床中的预还原气体将该含氧化铁的材料转变成预还原的材料，并将该至少一部分预还原的材料，优选全部预还原的材料由还原高炉供入熔融气化器中，在该熔融气化器中用一种压力为p2的还原气体对其进行最终还原。本发明还涉及一种用于实施该方法的设备。

背景技术

现有一些用于还原含氧化铁的材料的方法，在这些方法中，含氧化铁的材料的固定床在还原高炉中经受流过该固定床的预还原气体的作用，并转化成预还原的材料。该预还原的材料再供入熔融气化器中，在该熔融气化器中经还原气体继续还原。该用过的预还原气体在流过固定床后作为炉顶气体由该固定床上面的腔中排出该还原高炉。这种方法例如是COREX?-法。

在这种方法中的问题在于，将粉尘状材料(粉尘状材料也简称粉尘，其意指粒径至多为约500 μm的颗粒)夹带进还原高炉中或在还原高炉中形成粉尘状材料。夹带例如可由预还原气体、由含氧化铁的材料或由该预还原反应和还原反应同样所需的炉料添加物引入还原高炉中。在还原高炉中，粉尘状材料例如可通过由相转变引起的磨损和破碎过程形成。

部分粉尘通过预还原气体流从固定床带出，并与炉顶气体一起从还原高炉排出。另一部分粉尘通过预还原气体流沉积在由含氧化铁的材料和预还原的材料所组成的固定床的某些区域中。这种粉尘沉积阻碍气流，以致在固定床中出现好的透气区、较不好的透气区和实际上不透气的区。预还原气体透气越差的区，则在该区中的还原过程进行得越不好。该粉尘也相应影响该还原高炉的生产率或该预还原的材料的还原程度，该还原程度定义为待还原材料中通过还原去除的氧与通过还原可去除的氧的比。

特别是在COREX?-还原高炉的下面部分（即将预还原气体供入还原高炉的环风管的下部）形成特别明显的粉尘沉积，因为一方面经竖管(用于将预还原的材料供入熔融气化器)通过朝还原高炉方向流动的气流将粉尘由熔融气化器夹带进该还原高炉，并且另一方面该经竖管朝还原高炉方向流动的气流还阻碍粉尘经竖管朝熔融气化器方向离开该还原高炉。该在下部沉积的粉尘易于结块。特别是该通过竖管引入的粉尘由于其碱金属或低熔点的含碱金属的渣相的含量而具有很大的结块倾向。该通过炉料添加引入到还原高炉中的粉尘以及通过在还原高炉中经磨损和/或破碎产生的粉尘特别是在较少移动的沉积区也易于结块，这是根据在主要的还原条件下有利地形成金属铁和/或郁氏体和其粘结体的极细晶粒。在由存在于固定床的间隙中的粉尘结块情况下，该固定床硬化并形成材料跨接。这可形成硬化区域，该区域阻碍材料向从还原高炉卸出预还原的材料的设备滑动。这阻碍该还原高炉的正常运行，为建立正常的运行状态就必须使还原高炉停机和撤离矿工。这种清理工作意味着降低生产率。

发明内容

本发明的目的在于减少或避免在还原高炉中的粉尘沉积，并由此降低或避免结块问题。

该目的是通过一种用于还原含氧化铁的材料的方法实现的，其中该含氧化铁的材料在还原高炉中形成固定床，并在该还原高炉中用至少一种以压力为p1引入该固定床中的预还原气体将该含氧化铁的材料转变成预还原的材料，并将该至少一部分预还原的材料，优选全部预还原的材料由还原高炉供入熔融气化器中，在该熔融气化器中用一种压力为p2的还原气体对其进行最终还原，并且其中压力为p3的炉顶气体由固定床上面的腔中从还原高炉排出，其特征在于，由固定床中将压力为p4的至少一种粉尘吹扫气体从还原高炉排出，并且有效的关系式是p1＞p4和p1＞p3，还优选p4＞p3。

本文中术语“预还原”意指还原程度为大于70 %，优选大于80 %，特别优选至多90 %或更大，更特别优选至多95 %，其中这种表达法包括90 %和95 %。本文中术语“最终还原”意指还原程度为大于95 %，优选98 %或更高，特别优选99 %或更高。原则上，按“预还原”的还原程度总是小于按“最终还原”的还原程度，并因此存在两个还原步骤。

炉顶气体意指流过固定床后的经耗用过的预还原气体，其由该固定床上面的腔中排出该还原高炉。

在本发明的方法中，该粉尘不仅由来自该还原高炉的炉顶气体所带出，而且还由来自固定床所排出的粉尘吹扫气体而带出。由此降低了在固定床中所沉积的和引起结块的粉尘量。通过调整压力p3和p4的比例关系可调节作为炉顶气体和作为粉尘吹扫气体所排出的气体量的比。

该粉尘吹扫气体的排出可通过特为此所配置的设备来实现，其与该预还原的材料向熔融气化器方向的流动无关。