[发明专利]在熔融气化炉内生产液态金属的方法和设备

说明书

本发明涉及由金属载体尤其部分还原或还原的海绵铁在熔融气化炉(Einschmelzvergaser)内生产液态金属尤其液态生铁或液态钢半成品的方法，在熔融气化炉内通过供入至少部分由煤屑和煤粉构成的含碳的材料和氧或含氧的气体，金属载体在由含碳材料构成的床内，在生成还原气体的同时，必要时在事先最终还原后熔炼。本发明还涉及实施此方法的设备。

在向熔融气化炉内供入微粒状含碳材料如煤屑和煤粉时存在的问题是，由于在熔融气化炉内存在的速度使微粒状含碳材料重新从熔融气化炉排出。这种情况在同样程度上也适用于微粒状的矿石。为了解决上述问题，例如在AT-B-401777中建议，碳的载体与矿屑和/或矿粉一起借助于粉状燃料燃烧器加入熔融气化炉中，而且加入熔融气化炉的下部区内。在这里导致加入的碳载体低于按化学计算法的燃烧。带来的缺点是，碳的载体对于在熔融气化炉内建立由固体的碳载体构成的床不能作出贡献。

在内部已知向熔融气化炉上部区供入微粒状煤，微粒状煤在其中转化成焦，焦与还原气体一起排出并分离，接着与微粒状材料一起通过燃烧器输入熔融气化炉。然而在这里对于建立由含碳材料构成的床同样没有贡献。

这种床通常由必须具有高的热稳定性的块状煤构成。基于受燃煤电厂的需要左右的煤炭市场的发展，可能发生最好是提供煤粉的情况，用于如今流行的煤粉燃烧器。原先常用的必须使用块煤的炉篦燃烧，现在在煤炭的消耗市场上只起次要的作用。其结果是，在市场上供应的煤的细粒部分可能占很大的比例，其数量级在50至70％的范围内变动。

在熔融气化炉中使用这种煤时，通常首先将煤的细粒部分筛出，只有粗粒部分，亦即块状煤，才提供用于熔融气化炉。细粒部分供别的地方使用。

本发明的目的是，将细粒部分同样有益地加以利用，使它有助于建立熔融气化炉内由含碳材料构成的床，由此可以降低使用块状含碳材料的成本。

按本发明为达到此目的采取的措施是，要加入的煤屑和煤粉在干燥后热态下与地沥青混合，接着冷制团；以及，由此制成的团块在冷态加入熔融气化炉，以及在熔融气化炉内受到急剧地加热。

出人意料地发现，如此制成的团块有极好的热稳定性，它甚至超过块状的含碳材料的热稳定性。在熔融气化炉约1000℃的温度的冲击式作用下，团块只出现微小的崩塌现象。这要归因于用作粘结剂的地沥青的性质，地沥青在上述高温下快速熔化并因而为在煤粒之间有利地连接提供了条件。在这里重要的是，地沥青在上述温度下不会析出气体以及除此以外保持其粘稠的稠度和粘合力。

由DE-A-2407780已知使用由一种混合物构成的煤砖，这种混合物包括作为现用煤的精选优质的尤其是无烟煤和/或贫煤或煤粉以及作为粘结剂的高真空地沥青，如此制成的团块用于例如在家用燃炉内燃烧，或也许可用于高炉，只要它们能经受住一种热力过程，如氧化、半焦化或焦化。然而这种团块满足的是与按本发明制造的团块所要满足的不同的要求，尤其是在按本发明的团块中重要的是热稳定性，也就是说，当作为炉料加入熔融气化炉中在受到突然的热冲击时团块不应炸裂，而按DE-A-2407780重要的是团块有高的稳定性，也就是要有高的承压能力，以便能在高炉中使用。按已知的方法，高真空地沥青加热到200℃，以及在与煤粉混合后在约85℃的温度下制团。由于在已知的团块内大部分成焦，所以产生高的稳定性。

按照一种最佳实施形式，煤屑和煤粉在干燥时和/或干燥后从作为炉料加入的含碳材料中分离出来并在热态下进一步处理。

在分离煤屑和煤粉时同时产生的块状含碳材料，按本发明的一种优选实施形式，直接装入熔融气化炉内。

粒度小于等于8mm的煤屑最好从含碳的材料中分离出来。

由EP-B-0315825已知一种前言所述类型的方法，其中，煤屑磨碎后与粘结剂，例如石灰、糖蜜、沥青或焦油混合并成粒，接着加入熔融气化炉内。按本发明当然不是粒化而是制团，与粒状体相比团块有更高的热机械稳定性。按EP-B-0315825的另一个缺点是用于磨碎煤屑所需要的能耗大。按本发明则避免了这一缺点，因为作为炉料装入的含碳材料无需磨碎，而是分离出煤屑和煤粉。

由AT-B-376241已知一种方法，按此方法，从熔融气化炉与还原气体一起排出的由粉状碳组成的固体从还原气体中分离出来并烧结，以及所形成的烧结块尤其是型焦被送回熔融气化炉中，然而在这里，如按本发明那样，作为炉料加入的含碳材料未进行烧结以及不能得到尺寸较大的煤屑作为炉料加入。在按AT-B-376241的方法中还有一个缺点是，烧结设备直接设在用于分离粉状碳的热旋风分离器的后面，从而造成昂贵的结构费用。