[发明专利]用于制造液态生铁的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于制造液态生铁的方法，其中，所述方法包括：

-在第一还原设备中借助于还原气体将含氧化铁的添加材料（Einsatzstoffen）还原成部分还原的第一铁制品并且作为顶部气体或废气取走在所述还原时所消耗的还原气体；

-将部分还原的第一铁制品、第一含氧气体和第一碳载体置入到熔融气化炉（Einschmelzvergaser）中；

-利用含氧气体将所述碳载体气化并且在在熔融气化炉中产生所述还原气体的情况下将部分还原的第一铁制品熔融（Aufschmelzen）成所述液态生铁；

-借助于还原气体线路将所述还原气体的至少一部分量置入到所述第一还原设备中。

背景技术

在这种熔融还原方法中，此外一般设置气体清洁设备（一方面用于来自还原设备的顶部气体（Topgas）或废气，另一方面用于来自熔融气化炉的还原气体），以及根据设备配置的不同设置用于根据现有技术大多借助于变压吸附去除来自顶部气体或废气的CO₂的装置，如果该顶部气体或废气应当被供给给第二还原设备或应当被使用在熔融还原方法以内的话。

已知的熔融还原方法是Corex®过程和Finex®过程。Corex®过程是两级式熔融还原方法。所述熔融还原使直接还原（由氧化铁向海绵铁的预还原、经常也称作直接还原）的过程与所谓的熔融气化炉中的熔融过程（包括剩余还原）相组合。同样已知的Finex®方法与Corex®方法的不同之处在于作为细屑的铁屑的直接使用，该铁屑在多个前后相继布置的流化床反应器中被预还原。

为了制造液态生铁，由此还应当包括类似生铁的制品的制造，基本上存在两种已知的常用方法：高炉方法和熔融还原，后者例如作为Corex®方法或Finex®方法。本发明的主题涉及熔融还原。

在熔融还原中使用熔融气化炉，在所述熔融气化炉中制造热的液态金属、优选生铁，以及使用至少一个还原设备、例如至少一个还原反应器，在其中利用还原气体至少部分还原所述铁屑（块式屑、细屑、小球、烧结物）的载体，其中，所述还原气体在熔融气化炉中通过利用技术上的纯氧气（90%或更多的氧含量）对主要是煤和焦炭进行的气化来产生。在所述气化时产生所要求的过程热和还原气体，所述还原气体是用于前置的过程阶段、例如预加热、干燥、铁还原、煅烧等所需的。

部分还原意味着，铁载体材料在还原反应器中的还原度被提高，但是该还原度保持在100%以下。在还原设备之后的典型的还原度处于50%和90%之间。还原度RD是针对铁载体材料的氧化物中的氧的减少的量度并通过下列方程来描述：

RD=(1-(O/(1.5*Fe_tot)))*100，

其中，O表示铁载体材料中氧的材料量份额，并且Fe_tot表示铁载体材料中铁的材料量份额（分别以Mol%（摩尔百分比）来计）。

在熔融还原方法中，要么添加如下这么多的固态碳载体，使得所产生的还原气体量是足够的，以便实现在预还原时的所期望的部分还原，伴随如下的缺点，即，被消耗的碳载体的量高得不经济。要么添加较少的固态碳载体并通过回引和制备没被消耗的过程气体来提供所需的还原气体量。但是，这后一种变型方案附加地要求至少一个压缩机和CO₂去除设备，这造成运行期间的提高的投资成本和提高的能量消耗。

发明内容

因此，本发明的任务是提供一种用于制造液态生铁的方法，利用该方法，伴随着附加的装置或投资的尽可能小的耗费可以减少熔融气化炉中的固态碳载体的消耗。

该任务通过根据权利要求1的方法来解决，其方式是，在开头描述的方法中执行下列另外的步骤：

-将气态和/或液态的第二碳载体以及第二含氧气体置入到在所述熔融气化炉内部在其固定床（焦床（Charbett））以上的混合区域中；

-在所述混合区域中使所述气态和/或液态的第二碳载体与所述第二含氧气体混合，其中，为了在所述混合区域中实现所述气态或液态的第二碳载体的局部氧化而将燃烧空气比设定在0.2至0.45的范围内，优选在0.3和0.35之间，以及

-使来自所述混合区域的、由局部氧化所产生的气体与所述熔融气化炉内部的剩余容积中的气体充分混合。