[发明专利]由碳化铁制造钢的方法和装置

权利要求书

1. 一种生产钢的自热方法，包括提供封闭的长型熔化脱碳第一反应器和长型的最终吹氧精炼第二反应器，第二反应器的长度远长于宽度；在第一反应器中提供液态铁碳合金熔池；通过引入包括石灰石的造渣材料而提供覆盖液态铁碳合金熔池的泡沫渣层；将预热后的粒状碳化铁装入铁碳合金熔池中；将氧注入到铁碳合金熔池，从而对熔池进行脱碳并形成一氧化碳；向第一反应器引入来自最终精炼反应器的更多的一氧化碳；用注入到泡沫渣层的氧气燃烧在泡沫渣层中的基本上所有一氧化碳；以充分混合和基本上自热进行的方式继续在第一反应器中反应，直到第一反应器中液态铁碳合金中的碳含量达到所期望的水平，以将液态铁碳合金引入最终精炼反应器；在第一反应器中对液态铁碳合金脱渣，并将脱渣后的液体引入最终精炼反应器的入口端，所述脱渣后的液体是基本上无渣的、部分脱碳的液态铁碳合金，具有0.5％到2％(重量)的碳含量；通过以间隔开的位置将氧气注入最终精炼反应器中的液态金属中而沿着最终精炼反应器的长度方向将其划分为一系列互相间隔开的分区，由此产生一氧化碳并对每个分区的液态金属施加竖直方向运动和围绕注入氧气的循环运动以尽可能减少回混，并且当液态金属从一个分区向下游流向另一个分区时，在不同分区之间形成碳梯度，使得最后一个分区的碳含量为0.01％到0.5％。

2. 根据权利要求1的方法，其中在第一反应器中的铁碳熔池是充分混合的，并且第二反应器中的金属熔池基本上以活塞式流动。

3. 根据权利要求1的方法，其中第二反应器的金属熔池中的反应通过在第二反应器中金属熔池表面下吹入氧气而得以促进，并自热进行。

4. 根据权利要求1的方法，其中氧气从各自金属熔池的表面之上、之下或二者的组合分别吹入第一反应器和第二反应器的金属熔池中。

5. 根据权利要求1的方法，其中装入的原料基本上是预热到至少550℃的碳化铁，在第一反应器产生的一氧化碳在泡沫渣层中燃烧，且第一反应器中的反应基本上是自热的。

6. 根据权利要求5的方法，其中本方法是连续进行的。

7. 根据权利要求2的方法，其中氧气沿着各相应反应器的长度方向在间隔开的位置被注入长型的第一反应器和长型的第二反应器的金属熔池中，并且第一反应器产生的中间产物铁碳合金在被引入到第二反应器之前先进行脱渣处理。

8. 根据权利要求7的方法，还包括通过在第一反应器金属熔池的表面下吹入氧气而在该反应器的泡沫渣表面下进行所产生一氧化碳的后燃烧。

9. 根据权利要求8的方法，还包括利用第一反应器产生的废气的显热对装料碳化铁进行预热。

10. 根据权利要求5的方法，还包括收集第一反应器中反应产生的灰尘并将灰尘送回第一反应器中。

11. 根据权利要求1的方法，其中在反应器的方法是以半连续方式进行的。

12. 由碳化铁生产钢的装置，包括

—有耐火衬的熔化脱碳第一反应器；

—在第一反应器中提供液态金属熔池和泡沫熔渣层的装置；

—将粒状的碳化铁作为原料装入第一反应器的装置；

—在第一反应器的数个位置将氧吹入液态铁碳熔池中的装置；

—将后燃烧氧气吹到第一反应器的液态铁碳熔池表面之上的装置；

—吹入一氧化碳并使之与氧气于第一反应器铁碳熔池之上燃烧的装置；

—单独的长型的有耐火衬的精炼用第二反应器，适用于接受第一反应器产生的液态铁碳合金；和

—沿第二反应器的长度方向以间隔开的位置将氧吹入到液态铁碳合金中的装置。

13. 根据权利要求12的装置，还包括：

—收集第一反应器中燃烧一氧化碳所生成的富含二氧化碳的废气并利用这种废气中的显热预热碳化铁原料的装置；

—收集从第一反应器的铁碳熔池中排出的灰尘并将灰尘送回第一反应器的装置；

—收集并冷却在第二反应器中生成的一氧化碳气体并将其送到第一反应器中以与氧气在其中一起燃烧的装置，以及

—收集第二反应器中生产的最终液态钢产品的装置。

14. 根据权利要求13的装置，还包括在第一反应器出口端附近的一个用于出渣的出渣口。