[发明专利]用于生产铁水的设备

说明书

一种用于生产铁水的设备，包括冶金容器，所述冶金容器具有围壁、设置在熔炼还原部分顶部上的旋风器部分，旋风器部分与熔炼还原部分开放地连接，并且具有围绕围壁的周边的至少一个供应装置，所述至少一个供应装置被调节以将氧气引入所述旋风器部分中，其中所述至少一个供应装置被进一步调节以引入氧气与可燃气体的混合物。

技术领域

本发明涉及一种用于生产铁水的设备，该设备包括冶金容器，该冶金容器具有围壁、设置在熔炼还原部分的顶部上的旋风器部分，该旋风器部分与熔炼还原部分开放地连接并且具有围绕围壁的周边的至少一个供应装置，该供应装置被调节以将氧气引入旋风器部分中。本发明还涉及一种在冶金容器中生产铁水的方法。

背景技术

用于生产铁水的设备在本领域中是已知的。EP0726326A1描述了这样的设备，其也被称为Tata Steel的Hlsarna工艺。被调节以引入氧气、围绕围壁的周边的供应装置也是已知的。例如，EP 2794 931 B1描述了被调节以将氧气引入冶金容器的旋风器部分的供应装置。

不利的是，具有旋风器部分和熔炼还原部分的这种类型的冶金容器具有两个部分不能以独立的方式控制的缺点。特别是冶金容器内的温度控制是困难的，因为两个部分彼此开放地连接。这意味着熔炼还原部分中的调节影响旋风器部分，反之亦然。

熔炼还原部分中的温度控制通常通过在熔渣层中加入含碳材料来控制。然而，这种加入不能产生足够的热量用于从碳经由一氧化碳转化为二氧化碳。氧气在这部分中的注入确实产生足够的能量，并且因此产生足够的热量，因为它将一氧化碳转化为二氧化碳。为了保持在旋风器部分中的处理窗口内的温度，可以在熔炼还原部分中以期望的含量添加含碳材料。然而，这仍然可能导致旋风器部分中低于期望的温度，并且解决此问题的当前方式是通过在熔炼还原容器中添加更多的氧气。这又将导致在熔炼还原部分中可能过高的温度。因此，旋风器部分和熔炼还原部分之间的温度平衡是一个精细的平衡，并且这两个部分都不能足够好地控制。

发明内容

发明人在寻找用于生产铁水的更环境友好的解决方案的过程中发现可以以更好的方式控制该过程。

本发明的目的是提供对工艺具有更好控制的设备和方法。另一个目的是更好地利用废料并在炼铁过程中产生更少的废料，重点在于降低每吨铁水的CO₂的排放。

因此，提供了一种用于生产铁水的设备和方法，其中至少一个供应装置被进一步调节以引入氧气与可燃气体的混合物。这具有的优点是，旋风器部分中的工艺的温度控制更独立于熔炼还原部分的温度控制，因为将可燃气体与氧气一起引入在燃烧过程期间释放大量能量。供应装置没有特别限制，并且可以是喷枪或喷射器。通过控制引入的可燃气体的量，也可以控制在该过程中释放的能量，并且因此控制在该过程中释放的热量。

测试和模拟已经证明，在冶金容器的旋风分离器部分中以预定的混合物引入可燃气体和氧气可以在没有任何进一步调节的情况下进行。当引入可燃气体时，将在旋风器部分正下方引入更多的热量，导致更高的温度，特别是在旋风器部分中，但是至少部分地也在熔炼还原部分中。以这种方式，将导致对冶金容器的旋风器部分的更好控制，因为两种气体的流动都可以被控制，因此可以引入预定的混合物。此外，流量的控制以及因此温度将更独立于熔炼还原部分。

可燃气体可被引入旋风器部分中，或在熔炼还原部分的顶部处被引入，或二者组合。如果可燃气体在熔炼还原部分的顶部处被引入，这将导致气体的部分燃烧，并因此导致较低减低煤的需求量。

优选地，可燃气体选自焦炉煤气、转炉炉气、天然气、氢气和液化石油气的组。焦炉煤气含有+/-3％的二氧化碳、+/-6％的一氧化碳、60-65％的氢、+/-3％的氮和25-30％的甲烷。转炉炉气大致包括17-20％二氧化碳、60-65％一氧化碳、+/-1.5％氢和15-20％氮。主要要求是可燃气体的氮含量应该相对低，小于20％(v/v)。这样，可引入具有低氮含量的任何可燃气体。当可燃气体在该过程期间完全燃烧时，温度控制最佳。