[其他]熔化生铁和钢预制品自生产过程和设备

说明书

一种在熔化燃气发生器中，从颗粒状含铁原料生产出熔化的生铁或钢预制品以及生产出还原性气体的生产过程和设备。用送入煤和吹入含氧气体的方法形成焦炭粒的流化床。为了在既便使用含有很多水分和挥发性物质的劣质煤的情况下，仍能保证熔化燃气发生器的工作情况是令人满意的，可以通过从还原气中分离出来的煤粉的燃烧和（或）气化的方法，向熔化燃气发生器的送氧管以上部位供给补充热量。送氧管用于向发生器送入形成流化床用的含氧气体。

本发明涉及以颗粒铁材料，特别以预还原的海绵铁作为原料熔化成生铁或钢预制品的方法，以及在一熔化燃气发生器中生产还原性气体的方法。在此燃气发生器中，可以添加煤和吹入含氧气体形成焦炭粒子流化床，本发明还涉及实现上述方法的设备。

欧洲专利No.0010627对上述类别的方法做了说明。将含氧气体或纯氧吹入到熔化燃气发生器中，即可形成焦炭流化床。颗粒铁原料，特别是预还原海绵铁以及块煤，通过熔化燃气发生器顶盖上的加料孔被送进到发生器中。这些降落的颗粒将在流化床处缓慢下降，在通过焦炭流化床的过程中，铁颗粒被还原并熔化。熔化金属被熔渣复盖并位于熔化燃气发生器的底部。金属和熔渣将分别自各自的出液孔流出。

流化床中产生的气体温度越向上越低。这是由于：需要加热和熔化海绵铁颗粒，以及在煤料的加热、去湿、脱气和气化过程中发生了各种吸热反应。如果使用的煤中的碳含量C_flx越低，即其中所含的挥发性物质和水分越多，则由于吸热性反应造成的热损失越大。如果熔化燃气发生器顶部的温度降至1000℃以下，则气体温度将不能完全地使气体中含有的挥发性物质分解，这样就会在气体的低温区有含焦油的成分凝聚出来。从工厂的技术和用于净化气体的水的处理角度来看，将焦油分离出来是相当困难的。

本发明的目的是解决这些困难，以及，既便使用的是劣质煤，也能使熔化燃气发生器的操作情况是令人满意的。所谓劣质煤，也即其中的水分和挥发性物质的含量较高的煤，如褐煤。这种煤价格便宜，含量丰富。

根据本发明提出的方案，即能以开始时说明的方法实现上述目的。当使用含量C_flx低于80%的煤时，则在熔化燃气发生器的供气管道（形成流化床的含氧气体）上方，借助于自还原气中流出来的颗粒煤的燃烧和（或）气化，而使熔化燃气发生器得到补充的热量。

最好，补充的热量是由燃烧器来产生的，这些燃烧器呈日冕状安装在至少两个水平面上，并嵌入熔化燃气发生器的侧壁之中。就是说，有的燃烧器安装于流化床的较低部位的一个平面上，有的燃烧器则安装于仅较流化床高一些的一个平面上。在此两个平面之间，也有可能供给补充的热量。

最好根据测得的还原性原料气的温度控制补充热量的供给。可通过上部供热平面上的燃烧器的加热以适当提高还原性原料气的温度，而下部供热平面上的燃烧器的加热则用于适当降低还原性原料气的温度。

另外，本发明还涉及实现上述方法的设备。该设备为一由耐火材料衬里构成的熔化燃气发生器。该发生器有一煤和铁原料的进料口、一个为输送生产出来的还原性气体用的放气管和一熔渣及溶液的出液口。熔化燃气发生器的底部用于收集熔化金属和液渣，其中部装有用于输送含氧气的送气管道，并可在其中形成焦炭流化床，其上部为一脱氧部位。该设备的特点是：燃烧器安装于送气管道上面。燃烧器嵌入熔化燃气发生器的侧壁中，还安装有粉末燃料和氧气的输送管。

这种燃烧器可以作为气化燃烧器使用，即燃料可以在氧气过量的情况下进行气化，并仅仅产生燃烧产物CO。

最好是将燃烧器呈日冕状，安装在至少两个重迭的水平面上。

根据本发明提出的一较佳实施方案，是将燃烧器的燃料输送管与一煤粉储罐连接起来，还与一送料气管道连接。适于做送料气的气体有：不含细煤粉的还原性气体、炉顶煤气、任意种可燃气体甚至惰性气体。

也可将燃烧器设计成等离子体或其他种电气燃烧器，以使其可产生极高的能量。

根据本发明提出的另一较优实施方案，是将煤粉储罐与一热旋风除尘器如一根管子那样呈一直接连接，后者用于将其中的细粉尘（主要为煤粉）从还原性的原料气中分离出来。