[发明专利]复合铁水制备装置

说明书

本发明提供一种复合铁水制备装置。本发明在基于流化还原炉及煤填充式熔融气化炉的铁水制备装置和基于熔浴式熔融还原炉的铁水制备装置中，通过进一步设置的其他流化还原炉结合上述两个铁水制备装置，从而在基于流化还原炉及煤填充式熔融气化炉的铁水制备装置中，可使用以往的冶金用燃料及原料来稳定地生产铁水，并且在与该铁水制备装置连接的所述基于熔浴式熔融还原炉的铁水制备装置中，可使用以往不适合做冶金用的低级燃料及原料来稳定地生产铁水。

技术领域

本发明涉及一种复合铁水制备装置，更为详细地涉及一种由具有多种形式和功能的多个反应器相结合而构造的复合铁水制备装置，其中所述反应器用于执行含铁物质的还原及熔化等，该复合铁水制备装置在直接使用粉状或块状的普通煤及粉状的含铁矿石来制备铁水时，能够直接使用多种品位及粒度的燃料和原料。

背景技术

目前，全球钢铁产量的60％左右采用从14世纪开发的高炉法来生产。高炉法为将经过烧结过程的铁矿石和由烟煤作为原料来制备的焦炭等一起放入高炉内，并吹入氧气而将铁矿石还原为铁，从而制备铁水的方法。

如此，作为铁水生产装置的主流形式的高炉法要求原料在其反应特性具有一定水平以上的强度的同时具有能够保证炉内通气性的粒度。因此，如上所述，作为燃料及还原剂来使用的碳源依赖于将特定原料煤加工处理而成的焦炭，并且铁源主要依赖于经过一系列压块工艺的烧结矿。

因此，在目前的高炉法中必须伴有焦炭制备设备及烧结设备等的原料预处理设备，因此除高炉以外还需构建附属设备，而且还需要针对附属设备中产生的各种环境污染物质设置环境污染防治设备，需要消耗大量的投资费用，制备成本急剧上升。

为了解决高炉法中存在的这些问题，世界各国的炼铁厂致力于开发如下的熔融还原炼铁法：该方法直接将普通煤作为燃料和还原剂来使用，并且直接将全球矿石产量中占80％以上的粉矿作为铁源来使用而制备铁水。

作为熔融还原炼铁法的一例，欧洲专利公报第1689892号公开了一种直接使用粉状或块状的普通煤和粉状的含铁矿石的铁水制备装置及其铁水制备方法。

在上述欧洲专利中，直接使用粉状或块状的普通煤和粉状的含铁矿石的铁水制备装置由以下结构等构成：多级的流化还原炉，使粉状的含铁矿石及副原料与还原气体接触而还原及烧成；高温压块装置，将从所述流化还原炉中排出的粉状还原铁压缩而制备高温还原压缩铁；及熔融气化炉，对粉状的普通煤进行压缩而制备的型煤及块状的普通煤被连续供给到所述熔融气化炉中并在所述熔融气化炉的内部形成一定高度的煤填充床，通过形成在所述煤填充床外壁下端的多个鼓风机吹入氧气及粉煤材料，通过所述氧气，粉煤材料及煤填充床内的块状煤被燃烧，通过所述燃烧而形成的高温气体在填充床中上升的同时，通过其显热对高温还原压缩铁及与所述高温还原压缩铁一起被装入煤填充床上部的副原料进行加热、熔化及造渣，从而制备铁水和熔渣后将其堆积在所述煤填充床的下方，然后周期性地向外排出所述铁水和熔渣，所述熔融气化炉排出贯通所述熔化的煤填充床的高温气体并将其作为在粉状的含铁矿石的还原中所需的还原气体来供给到所述多级的流化还原炉。其中，所述高温还原压缩铁在所述高温压块装置中制备并被装入所述煤填充床的上部后，在所述煤填充床的内部下降。

此外，上述铁水制备装置设置有废气改性循环装置，该废气改性循环装置能够将从所述多级流化还原炉中排出的气体经过水集尘装置冷却后，将部分分支压缩并去除CO₂，之后与从所述熔融气化炉中排出的高温还原气体混合，并向所述多级流化还原炉进一步供给还原气体。并且上述铁水制备装置被构造为将所述废气改质循环装置中去除CO₂后的气体向所述多级流化还原炉中相当于最下级且直接接收还原气体的最终流化还原炉的前端供给。