[发明专利]利用流化床制备熔融生铁和还原铁的装置,及其方法

说明书

发明领域

本发明涉及利用细铁矿石制备熔融生铁和直接还原铁的装置，及其利用该装置制备熔融生铁的方法。

发明背景

美国专利4,978,387公开了一种典型的利用原铁矿和煤在不进行预处理的情况下制备熔融生铁的方法。

根据该美国专利，直接使用原铁矿和煤，以便可跳过诸如烧结和焦化之类的预处理步骤，从而简化生产步骤和制造设施。

如图1所示，美国专利4,978,387的装置400包括：熔化气化炉410，用于气化煤和熔化还原铁；填充床式预还原炉432，用于利用熔化气化炉410产生的还原性气体间接还原铁矿石；以及其它辅助设备。

所述辅助设备包括：旋流分离器411；再循环装置412；熔化煅烧炉413；以及文丘里洗涤器433和434。

在熔化气化炉410中，煤被气化以产生间接还原铁矿石的还原性气体。并且，利用产生的热量熔化已在预还原炉432中被间接还原的还原铁。同时，预还原炉432利用熔化气化炉410的还原性气体间接还原原铁矿石和添加物。这样制得的还原铁被连续排放到熔化气化炉410内。

然而，在该方法中，原材料可以团块(8-35mm)的形式被使用，因此对原材料有限制。亦即，世界上铁矿石产品的80％是细铁矿石，而上述设备仅能使用团块铁矿石和昂贵的颗粒，因此导致严重缺陷。

同时，美国专利5,192,486公开了使用细铁矿石的直接还原铁矿石装置。

如图2所示，该装置500包括：流化床式预加热炉544，用于借助于已经在燃烧室547中加热的热空气预热铁矿石；3级还原炉541、542、543；气体转化炉545，用于产生还原性气体；热交换器546，用于加热气体转化炉545；气体净化洗涤器549、550；以及制团机516。

气体转化炉转化天然气，以产生用于还原铁矿石的还原性气体。随后热交换器546加热转化气，供给最终还原炉541。还原性气体连续通过第二预还原炉542和第一预还原炉543，由气体净化洗涤器549净化，以便通过热交换器546进行循环。细铁矿石被喂入预热炉以便被预热，随后通过第一预还原炉543，第二预还原炉542和最终还原炉541以便被最终还原。还原铁由制团机516团聚成团块。

上述设备使用天然气，要求4级流化床式炉。因此，设备非常复杂，相应地，原始设备成本高，运行起来也很复杂。

发明概述

本发明旨在克服上述现有技术的缺点。

因此，本发明的目的是提供一种使用细铁矿石制备铁水的装置和方法，其中，使用煤产生还原性气体，并以简单而有效的方式使用细铁矿石制得铁水和还原铁。

为了部分和全部实现上述目的，根据本发明的直接使用煤作为燃料的制备铁水的设备特点在于：将高温还原性气体从熔化气化炉送到流化床石灰石煅烧炉以煅烧石灰石；还原性气体被供入第二流化床还原炉以便直接制备还原铁；从第二流化床还原炉排出的气体被供入第一流化床还原炉(位于第二流化床还原炉上方)，以便预热和预还原细铁矿石；以及煅烧后的石灰石和最后还原铁被供入熔化气化炉以制备铁水。

依本发明的另一方面，根据本发明的直接使用煤作为燃料的制备铁水的装置的特点在于：将高温还原性气体从熔化气化炉送到流化床石灰石煅烧炉以煅烧石灰石；还原性气体被供入第二流化床还原炉以便直接制备还原铁；从第二流化床还原炉排出的气体被供入第一流化床还原炉(位于第二流化床还原炉上方)，以便预热和预还原细铁矿石，从而制备还原铁。

依本发明的又一方面，根据本发明的直接使用煤作为燃料的制备铁水的装置的特点在于：将熔化气化炉中的高温还原性气体送到第三流化床还原炉以最终还原和煅烧细铁矿石以及细添加物；该还原性气体被供入第二流化床还原炉以便第二次预还原和煅烧细铁矿石以及细添加物；从第二流化床还原炉排出的气体被供入第一流化床还原炉(位于第二流化床还原炉上方)，以便第一次预还原和煅烧细铁矿石和细添加物，从而制备铁水。

依据本发明的又一方面，提供利用上述装置制备铁水的方法。

附图说明

本发明的上述目的和其他优点通过参照附图详细描述本发明的优选实施例，将会变得更加清楚。

图1是现有的铁水制备装置的示意图；

图2是现有的另一铁水制备装置的示意图；

图3是本发明的铁水制备装置的示意图；

图4是本发明的还原铁制备装置的示意图；

图5是本发明的铁水制备装置的另一实施例。

优选实施例