[发明专利]块状海绵铁的加热和熔化方法及设备

说明书

本发明涉及一种块状海绵的加热和熔化方法及设备。

在一种所述类型的已知方法中，金属铁载体在一个设置在熔化炉上方的加料预热器中被加热，然后送向熔化炉。一种经济的运转方式只有在这种情况下才有可能，即当材料作为铁载体使用时，它相对于氧具有不太大的反应性，因为只有以后通过来自熔化炉的废气再燃烧，该废气的能量才能用于预热。应当预热块状直接还原材料，即块状海绵铁时，它具有的高反应性要求一种还原气氛，尤其是在高于500℃时，以防止海绵铁在加热时的较大氧化损失。为此目的，将海绵铁与焦炭混合并在预热器中预热。可是这样一种方法以剩余大量富有能量的废气为前提，并且要预先在靠近设备外设置气体消耗装置。

本发明任务是基于在权利要求1的前序部分所述类型的方法中，使高反应性的海绵铁在约850℃的温度预热而基本上无氧化损失的方法成为可能，并同时避免剩余富含能量的废气。还提供为实施方法的设备。

本发明的方法是通过权利要求的特征表明的。由权利要求2-9可得知该方法的有利安排。通过权利要求10的特征表明了本发明的设备。在其他权利要求中描述这种设备的有利布置。

在按照本发明的方法中，因为在不同的高度下利用不同的反应性，所以海绵铁的预热以多级进行，每个预热级规定一定的温度和一定的气氛，而在800℃至900℃的高温只能用还原气体加热，在较低温度，如250℃或500℃，海绵铁可以在中性气氛中预热。在各个预热级通过合适的特殊控制温度和气氛，能够达到显著提高经济性。用按照本发明的设备可以从特别简单的结构方式达到划分成不同的预热级，并且在这些预热级中实现温度和气氛控制。

借助一个附图来详细解释本发明，该附图表示概要地描述本发明的一种实施例的各个预热级。在该图中示意地描述一种海绵铁10的熔化方法，该方法是用四个上下相互设置的内衬耐火材料的预热室11-14，一个在第四预热室14下方设置的构成可运输的化铁炉15，一个带有通向向化铁炉15的输入管的焦炭贮存器16，一台换热器18，一台气体净化装置19和一台煤贮存器20。

第一预热室11构成矩形，并且具有一个经过管道22与气体净化装置19相连的气体排出口21和一个装料口23，经过该装料口可以将海绵铁10和石灰石24送入第一预热室11中。第一预热室11的底部设置成可移动的，并且为了该预热室11打开和关闭作为闸板构成，以使预定量的海绵铁10和石灰石24直接进入位于下方的预热室12。

此外，预热室12在上部区域分段并也同样构成矩形。

通过分段结构在预热室12中形成一个气体室26，即一个无固体材料区。

第三和第四预热室13和14的结构相当于第二预热室12，即也分段构成，并且也用一个闸板28或29作为室12/13或13/14之间的中间底部。闸板25、28或29最大可移动的（距离）是位于各自下方的预热级上方宽度，以便通过闸板25、28或29的移动借助所形成的开口，海绵铁10和石灰石24可以落入或送入位于各自下方的预热室12、13或14。因此通过闸板25、28或29可以控制从第一预热室11进入第四预热14的料流。

第四预热室14没有闸板。相反地在下部区形成锥形，并且经过一个配料挡板33与化铁炉相连。预热室12、13或14各自有一个烧嘴30、31或32，这些烧嘴通向所述预热室的所属气体室26、27或50。此外，第四预热室14在下半部还具有一个附加烧嘴34。

预热室11至14是直接上下彼此交错排列。在这种情况下，第三预热室13安置在第四预室14的下段，第二预热室12安置在第二预热室12的下段。预热室11至13各自具有气体进口35、36和37，这些气体进口各个直接布置在各自的闸板25、28和29的上方并位于各自相邻的分级预热室12、13或14的相邻倒壁上方。

在化铁炉15中涉及一种带有焦床48的已知结构，该焦床经过输送管道17用来自焦炭贮存器16的焦炭38补充。

此外，化铁炉15具有一个出铁口39、燃烧器40和一个废气出口41。该废气出口经过一根管道42然后与换热器18和烧嘴30至32和34连接，化铁炉15的废气可以一可控比例部分地送向换热器18和部分地送向燃烧器30至32和34。约40%至80%的废气为了将燃烧空气预热到815℃被送入换热器18，剩余部分送入烧嘴。

此外，煤贮存器20和氧源经过管道44各自与燃烧器30至32、34和40连接。空气45可以经过一根管道46送向烧嘴30至32、34。