[发明专利]熔融还原生产生铁水的设备

说明书

本发明涉及用于熔融还原铁矿石生产生铁水的设备，它包括一个带有向其提供煤和氧的装置的冶金容器，并在其中铁矿石被终还原，而且发生部份过程气体的后燃烧；一个熔融旋流器，在其中铁矿石预被还原，并在送到冶金容器之前熔化。

从NL-C-257692中可知上述类型的设备。要在这种设备中进行的CCF(旋流转炉)工艺的描述公开于Steel TimesInternational cpart 17,no.3,March 1993,Aedhill,Surrey,GB,Page 24“Single Vessel metling reduction using cyclone pre-reducer”)中。在荷兰专利257692中以稍微简单的形式描述了该设备。由此本申请人对此项技术得到了深刻的了解。

对于矿石熔融还原的其它建议可在US-A-3462263、GB-A-2100755、US-A-4076954和EP-A-209149中找到，但它们一般都未给出炉子和冷却需要的细节。

在设备用于CCF工艺的场合下，需要解决一些问题。首先，经预还原的铁矿石，FeO，尤其在冶金容器中的渣层区是极具侵蚀性的。其次，此渣层有产生大量泡沫的倾向，从而引起渣层水平面及随之而来的处理状况的很大差别。第三，氧和煤应以对该工艺最优的方式供应。

本发明的目的在于提供一种工业应用CCF工艺的设备，而且此设备能以低程度的维修进行该法。

按照本发明，本发明设备的冶金容器包括：

(a)一个顶部，在其中处理气发生部份后燃烧，其形状为具有内壁的(如水冷管的壁)耐压罩，它包括用于冷却内壁的冷却水管，及

(b)用于容纳有渣层的铁熔池的底部，在其中发生铁矿石的最终还原，该底部有耐火内衬及水冷耐火内衬的装置。

冶金容器(转炉)底部的水冷耐火内衬提供了可接受的工作寿命，而在冶金容器顶部后燃烧的热损失为冷却管所吸收。

最好是，在邻近相互连接区冶金容器的顶部和底部有大于上述相关区域的，并在此相互连接区之下的用于容纳渣层的水平内横截面积，如曾提到地那样，它是体积很大的。这样，该冶金容器在渣层区可能是最宽的。

顶部和底部是易于拆卸的。因此顶部可有将其固定在其工作位置的安装装置，而底部是可拆卸的并可从固定在其安装装置中的顶部移走的。那么只有该冶金容器的底部必须被移走，和如果需要时被更换。但是，如底部的耐火衬有足够的寿命，则不要求很容易地从顶部拆下底部。

最好将熔融旋流器直接装在冶金容器的上方，并直接与其开通，自熔融旋流器至冶金容器的向下方向的流道是基本上不使流通的横截面积变窄。

对于该冶金容器顶部的水冷内壁(管-壁)而言，最好是内部带有耐火喷涂层。这防止管-壁受到任何化学、热和机械性的损害是较好的。

如果冶金容器的底部的耐火衬由永久衬和损耗衬构成并至少在渣层区中设有水冷却也同样是可取的。这种鼓风炉的结构，虽然其本身是是广为人知的，对转炉而言是不太常见的结构，但它延长耐火衬的最易损坏处，即渣层区，的工作寿命。

按照较佳的实施方案，向该容器供氧的装置由一中心喷枪，即在容器的中心区作垂直延伸的喷枪构成。这使得氧总是在渣层上的相同位置被供入冶金容器，即使渣面高度改变也是如此。

在另一个较佳实施方案中，供氧装置由多支横向穿过冶金容器的壁，并在运行时间到达渣层顶端的喷枪构成。这避免了中心喷枪对熔融旋流器操作的任何干扰作用。最好是，这些供氧喷枪尽可能地垂直取向，即斜着向下延伸。这就达到了这样的效果：在渣层平面变化时仍尽可能在渣层上方相同位置向冶金容器供氧。

最好用于供煤的装置至少部份地包括至少一个穿过冶金容器顶部壁的用于煤块的溜槽。按照这种理解，对于欲供入的部分煤而言，最好是块状的，部份是精细分散的或精细分开状态的。从而最好供煤装置至少部分包括至少一支借助载气供细分态煤的喷枪，该喷枪最好穿过冶金容器的壁，从而在该喷枪运行期间最好达到渣层中。这就达到了这样的效果：此煤被直接吸收于渣层中，从而使最终还原进行得更好。

细分的煤可借助使用载气的喷枪供应。

现通过非限制性的实施例，参照附图叙述本发明的实施方案，其中：

图1表示用于实施现有技术已知的CCF工艺的设备(上述文章＂Steel Times International＂)。

图2表示以工业规模实施CCF工艺的本发明的设备的第一实施方案。

图3表示本发明设备的第二实施方案。