[发明专利]生产海绵铁颗粒和熔态生铁的工艺及设备

说明书

本发明涉及一项用块状铁矿石生产海绵铁颗粒和熔态生铁的工艺，其特点是铁矿石在直接还原装置中通过还原气体还原成海绵铁，从直接还原装置中卸出的海绵铁颗粒分离成细颗粒和粗颗粒两部分，细颗粒被加到熔化气化器中，通过送入的煤和喷入的含氧气体以及一部分还原气体一起燃烧，产生熔炼海绵铁细颗粒所需要的热量。至少，另外一部分还原气体被送入直接还原装置。

本发明还涉及一种用于完成此工艺的设备。

前面提到的那种类型的工艺可从DE-OS3328373得知。该工艺是根据以下的事实提出的：在全部以海绵铁送入气化器中的情况下，在冶炼海绵铁期间，所产生的还原气体比为生产同样数量的海绵铁而还原铁矿石所需要的还原气体还多。特别是在采用高挥发分煤的情况下更是如此。因此，为了利用过剩的还原气体，必须将炼铁设备与需要还原气体作为能源的其它装置配合使用。但是，这会带来技术上的困难，并且通常在经济上是不合算的。采用该工艺的另一个理由是在许多钢厂都有熔化海绵铁的生产能力。

分离出的海绵铁粗颗粒部分系采用已知的方法进一步加工，即它既可以在热态下加到一个进一步熔化的炉子中（如电弧炉），也可以进行热压团块，钝化或冷却，这样它就可以用作熔化炉的炉料。

在这已知的工艺中，将一个粗颗粒分离器安装在直接还原装置和熔化气化器之间的连通管中。粗颗粒分离器的细颗粒出口与熔化气化器连通;其粗颗粒出口与一个单独的熔化装置连通，或与热压团、热压块、钝化、冷却装置连通。这个粗颗粒分离器呈倾斜溜槽形，至少带有一个向下的分支连通管接头，在运送块状物料期间，细颗粒贮存到其底部，并且能通过连通管接头运去作配料原料，与此同时，粗颗粒在其上通过。在另外一套装置中，粗颗粒分离器上装有一个热负荷筛或装有篦条。

在已知的工艺中，所采用的粗颗粒分离器有一些缺点。它不能适应各种不同的操作条件，例如，当细颗粒部分和粗颗粒部分之间的数量比发生变化时，或者海绵铁的平均粒度发生变化时。此外，在粗颗粒分离器呈倾斜溜槽形的情况下，粗、细颗粒不可能完全分离开来。海绵铁颗粒还有粘结的危险，而且，当用筛子来分离所说的颗粒时，筛子的筛眼宽度可能改变，因此，有粘结倾向的热海绵铁会粘在筛网上。

因此，本发明要发展上述类型的工艺的问题是要能够对粗、细颗粒进行非常准确的分离，并且要能够用一种简单而又非常准确的方法调节细、粗颗粒的数量比。

按照本发明，这一问题已在下述几方面得到解决：从直接还原装置中卸出的海绵铁颗粒被送入空气分类器分离成粗颗粒和细颗粒两部分，冷却气体以预定的速度与海绵铁颗粒对流地流过该空气分类器;一部分冷却气流用旋风除尘器进行粗除尘，经洗涤、冷却和压缩后重新用作冷却气体;另一部分冷却气体与熔化气化器中产生的还原气体混合;还原气体和冷却气体以及其中所含细粉尘的混合物送入一旋风除尘器除尘，与细颗粒分离的气体混合物送到直接还原装置中使用;在旋风除尘器中分离出来的细颗粒被喷入熔化气化器中使用;从空气分类器中出来的粗颗粒经缓冲器装卸出。

空气分类器中的气流速度最好是选择得使细颗粒部分中海绵铁颗粒粒度不超过5mm。分离出的颗粒的粒度也应随时卸出的海绵铁要求的含硫量而变。

由于相同重量的细海绵铁颗粒的表面积比粗颗粒的大，所以在还原气体中，细颗粒粘附的硫量要比粗颗粒的多。

空气分类器中的气流速度或卸出颗粒的粒度，借助于安装在空气分类器旁通管中的调节装置调节冷却气体数量进行调节。还原气体的温度单独调节，也就是说，通过分流出一部分在缓冲装置和空气分类器中预热的冷却气体以及将冷却气体与从熔化气化器中出来的还原气体混合进行调节。这种从还原气体系统中分流出的气体的数量在有CO₂洗涤器的装置上，可用制备的炉气代替，在没有CO₂洗涤器的装置上可用还原气体代替。冷却气体在进入空气分类器以前，先被用来冷却分离出的海绵铁粗颗粒。如果粗颗粒要以热态卸出，例如要热压团块，则将冷却气体从收集在缓冲装置中的粗颗粒上面喷入是有利的，并且最好是把这种冷却气体预热一下。冷却气体中的细颗粒和还原粉尘用旋风除尘器分离出来，然后用粉尘烧嘴将其随含CO₂的炉气一起喷入熔化气化器中。

在本发明的工艺的情况下，熔化气化器不能全部采用直接还原装置生产的这种海绵铁颗粒作炉料，而只能用其一部分作炉料，所以在熔化这部分海绵铁时，在气化器中还会有热量过剩。因而，有可能用含CO₂的炉气来代替直接还原装置上用的部分氧气，并且部分煤也能和该煤气发生吸热的气化反应。