生产海绵铁颗粒和熔态生铁的工艺及设备
专利汇可以提供生产海绵铁颗粒和熔态生铁的工艺及设备专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且一种用 块 状 铁 矿石 直接生产海绵铁颗粒和熔态 生铁 的工艺，其中，铁矿石在 直接还原 装置(2)中被还原成海绵铁颗粒，经空气分类器(7)，冷却气体将海绵铁颗粒分离成细颗粒和粗颗粒，细颗粒加入 熔化 气化 器(1)。，下面是生产海绵铁颗粒和熔态生铁的工艺及设备专利的具体信息内容。
1、用块状铁矿石生产海绵铁颗粒和熔态生铁工艺，它是在直接还原装置中使用还原气体将铁矿石还原成海绵铁，并把从还原装置中卸出的海绵铁颗粒分离成细颗粒和粗颗粒，然后将细颗粒加到一个熔化气化器中，通过送入的煤和喷入的含氧气体以及回收的一部分还原气体燃烧，产生熔炼海绵铁细颗粒所需要的热量，还原气体的另外一部分用于直接还原装置中，其特点是把从直接还原装置(2)中卸出的海绵铁颗粒送进一个空气分类器中，在空气分类器中通过海绵铁颗粒与通入的速度可调冷却气体对流而分离成粗、细颗粒两部分。
2、根据权利要求1的工艺，其特点是冷却气体的一部分用旋风除尘器（6）进行粗除尘，然后进行洗涤、冷却和压缩后，再用作冷却气体;冷却气体的另一部分和熔化气化器（1）中产生的还原气体混合;用同样的方法将还原气体和冷却气体的混合物以及气体中夹带的细颗粒送到旋风除尘器（5）除尘，与细颗粒分离后的混合气体再送到直接还原装置（2）中使用;在旋风除尘器（5和6）中分离出的细颗粒再喷入熔化气化器（1）中。
3、根据权利要求1或2的工艺，其特点是使用了一个缓冲器装置（4）将粗颗粒从空气分类器（7）中卸出。
4、根据权利要求3的工艺，其特点是海绵铁粗颗粒在从空气分类器（7）中卸出后，在缓冲器装置（4）中进行冷却。
5、根据权利要求3的工艺，其特点是海绵铁粗颗粒从空气分类器（7）中卸出后，进入缓冲器装置（4），并在热态下由此卸下，随后进行热压团块或热压块。
6、根据权利要求1至5之一的工艺，其特点是空气分类器（7）中气流速度是按照细颗粒部分所含海绵铁颗粒的粒度不超过约5mm的原则进行选择的。
7、根据权利要求1至6之一的工艺，其特点是海绵铁粗颗粒在进入空气分类器（7）以前，用冷却气体进行冷却。
8、根据权利要求1至7之一的工艺，其特点是一部分冷却气体在离开空气分类器（7）后，用旋风除尘器（6）进行除尘，用洗涤器（11）进行洗涤和冷却，用鼓风机（9）压缩，再用作冷却海绵铁粗颗粒的冷却气体。
9、根据权利要求1至8之一的工艺，其特点是从空气分类器（7）中出来的冷却气体或者至少是所说气体中的一部分与从熔化气化器（1）中出来的还原气体混合以达到调整温度的目的。
10、根据权利要求1至9之一的工艺，其特点是从冷却气体系统中分出来的冷却气体可用在CO2洗涤器（10）中配制的炉气代替。
11、根据权利要求1至10之一的工艺，其特点是一部分还原气体用洗涤器（11）进行洗涤和冷却，用鼓风机（9）压缩后用作冷却气体。
12、根据权利要求1至9之一的工艺，其特点是空气分类器（7）为了能把海绵铁颗粒分离成细颗粒和粗颗粒两部分而需要的气流速度通过送到缓冲器装置（4）的冷却气体量加以调节。
13、根据权利要求1至12之一的工艺，其特点是空气分类器（7）为了能把海绵铁颗粒分离成细颗粒和粗颗粒两部分而需要的气流速度借助于调整装置（14）进行调节。
14、根据权利要求1至13之一的工艺，其特点是从旋风除尘器（5和6）中分离出的还原气体灰尘和海绵铁细颗粒借助于炉气或冷却气体经过一个或更多个的灰尘烧嘴（13）喷入熔化气化器（1）中。
15、根据权利要求1至6之一的工艺，其特点是从直接还原装置（2）中出来的废气，在洗涤器（3）中洗涤和冷却后，至少有一部分进行加压，并喷入熔化气化器（1）中。
16、根据权利要求1至6之一的工艺，其特点是最好在堆积的海绵铁粗颗粒上方把预热的冷却气体喷入缓冲器装置（4）。
17、实现根据权利要求1至6之一的工艺的装置，其特点是直接还原装置安装在熔化气化器上面，其下端有一个与空气分类器（7）联结、用于卸热海绵铁的卸料装置，还有一个与旋风除尘器（5和6）联通的、用于排出细颗粒的上出口，和一个与冷却或缓冲器装置（4）联通、用于排出粗颗粒的下出口。
本发明涉及一项用块状铁矿石生产海绵铁颗粒和熔态生铁的工艺，其特点是铁矿石在直接还原装置中通过还原气体还原成海绵铁，从直接还原装置中卸出的海绵铁颗粒分离成细颗粒和粗颗粒两部分，细颗粒被加到熔化气化器中，通过送入的煤和喷入的含氧气体以及一部分还原气体一起燃烧，产生熔炼海绵铁细颗粒所需要的热量。至少，另外一部分还原气体被送入直接还原装置。
本发明还涉及一种用于完成此工艺的设备。
前面提到的那种类型的工艺可从DE-OS3242232得知。该工艺是根据以下的事实提出的：在全部以海绵铁送入气化器中的情况下，在冶炼海绵铁期间，所产生的还原气体比为生产同样数量的海绵铁而还原铁矿石所需要的还原气体还多。特别是在采用高挥发分煤的情况下更是如此。因此，为了利用过剩的还原气体，必须将炼铁设备与需要还原气体作为能源的其它装置配合使用。但是，这会带来技术上的困难，并且通常在经济上是不合算的。采用该工艺的另一个理由是在许多钢厂都有熔化海绵铁的生产能力。
分离出的海绵铁粗颗粒部分系采用已知的方法进一步加工，即它既可以在热态下加到一个进一步熔化的炉子中（如电弧炉），也可以进行热压团块，钝化或冷却，这样它就可以用作熔化炉的炉料。
在这已知的工艺中，将一个粗颗粒分离器安装在直接还原装置和熔化气化器之间的连通管中。粗颗粒分离器的细颗粒出口与熔化气化器连通;其粗颗粒出口与一个单独的熔化装置连通，或与热压团、热 压块、钝化、冷却装置连通。这个粗颗粒分离器呈倾斜溜槽形，至少带有一个向下的分支连通管接头，在运送块状物料期间，细颗粒贮存到其底部，并且能通过连通管接头运去作配料原料，与此同时，粗颗粒在其上通过。在另外一套装置中，粗颗粒分离器上装有一个热负荷筛或装有篦条。
在已知的工艺中，所采用的粗颗粒分离器有一些缺点。它不能适应各种不同的操作条件，例如，当细颗粒部分和粗颗粒部分之间的数量比发生变化时，或者海绵铁的平均粒度发生变化时。此外，在粗颗粒分离器呈倾斜溜槽形的情况下，粗、细颗粒不可能完全分离开来。海绵铁颗粒还有粘结的危险，而且，当用筛子来分离所说的颗粒时，筛子的筛眼宽度可能改变，因此，有粘结倾向的热海绵铁会粘在筛网上。
因此，本发明要发展上述类型的工艺的问题是要能够对粗、细颗粒进行非常准确的分离，并且要能够用一种简单而又非常准确的方法调节细、粗颗粒的数量比。
按照本发明，这一问题已在下述几方面得到解决：从直接还原装置中卸出的海绵铁颗粒被送入空气分类器分离成粗颗粒和细颗粒两部分，冷却气体以预定的速度与海绵铁颗粒对流地流过该空气分类器;一部分冷却气流用旋风除尘器进行粗除尘，经洗涤、冷却和压缩后重新用作冷却气体;另一部分冷却气体与熔化气化器中产生的还原气体混合;还原气体和冷却气体以及其中所含细粉尘的混合物送入一旋风除尘器除尘，与细颗粒分离的气体混合物送到直接还原装置中使用;在旋风除尘器中分离出来的细颗粒被喷入熔化气化器中使用;从空气分类器中出来的粗颗粒经缓冲器装卸出。
空气分类器中的气流速度最好是选择得使细颗粒部分中海绵铁颗粒粒度不超过5mm。分离出的颗粒的粒度也应随时卸出的海绵铁要求的含硫量而变。
由于相同重量的细海绵铁颗粒的表面积比粗颗粒的大，所以在还原气体中，细颗粒粘附的硫量要比粗颗粒的多。
空气分类器中的气流速度或卸出颗粒的粒度，借助于安装在空气分类器旁通管中的调节装置调节冷却气体数量进行调节。还原气体的温度单独调节，也就是说，通过分流出一部分在缓冲装置和空气分类器中预热的冷却气体以及将冷却气体与从熔化气化器中出来的还原气体混合进行调节。这种从还原气体系统中分流出的气体的数量在有CO2洗涤器的装置上，可用制备的炉气代替，在没有CO2洗涤器的装置上可用还原气体代替。冷却气体在进入空气分类器以前，先被用来冷却分离出的海绵铁粗颗粒。如果粗颗粒要以热态卸出，例如要热压团块，则将冷却气体从收集在缓冲装置中的粗颗粒上面喷入是有利的，并且最好是把这种冷却气体预热一下。冷却气体中的细颗粒和还原粉尘用旋风除尘器分离出来，然后用粉尘烧嘴将其随含CO2的炉气一起喷入熔化气化器中。
在本发明的工艺的情况下，熔化气化器不能全部采用直接还原装置生产的这种海绵铁颗粒作炉料，而只能用其一部分作炉料，所以在熔化这部分海绵铁时，在气化器中还会有热量过剩。因而，有可能用含CO2的炉气来代替直接还原装置上用的部分氧气，并且部分煤也能和该煤气发生吸热的气化反应。
在用于完成此工艺的设备中，直接还原装置安装在熔化气化器上面，并且在其下端装有一个热海绵铁卸料装置。该卸料装置与一个空 气分类器连通，有一个与旋风除尘器连通、用于排出细颗粒的上排出口和一个与冷却或缓冲器装置连通、用于排出粗颗粒的下排出口。
图示出一个用块状铁矿石生产海绵铁颗粒和熔态生铁的装置。在此，结合图中所示的具体装置，对本发明加以叙述。
该装置有一个熔化气化器，安装在一个直接还原竖炉（2）上面。块状铁矿石沿箭头（19）所指示的方向从上方加入竖炉（2），并且以松散的冷床堆垛段形式下落到该竖炉中，矿石通过由气体进口（20）喷入的、温度约为750-900℃的热还原气体作用还原成海绵铁。消耗的还原气体经过顶部的气体出口（21）以煤气形式从竖炉（2）内排出。
通过还原块状铁矿石生产的热海绵铁，在约为750～850℃的温度下，从竖炉（2）的底部卸出，经管道（22）送进空气分类器（7）中分离成细颗粒和粗颗粒两部分。管道（22）的下端呈弯曲状或有其它减速设施，因此，海绵铁以一最小速度通过并且以很好的方式分布在空气分类器中（7）。空气分类器与海绵铁粗颗粒用的冷却装置或缓冲器装置连通。冷却气体既可以借助于该冷却装置或缓冲器装置下部气体进口（23），也可借助于其上部气体进口（24）喷入。阀门（25）和（26）可用于选择气体进口（23）或气体进口（24）。喷入冷却装置或缓冲器装置的冷却气体向上流入空气分类器（7）中。该气流与用管道（22）送入的海绵铁颗粒反向相遇。空气分类器（7）中的冷却气体流速用节流调节装置（14）进行调节。其速度可毫不困难地在很大范围内变化。测定分离出的海绵铁颗粒中细颗粒部分与粗颗粒部分的数量比是很重要的。
从气体出口（14）排出的气体将由管道（22）送入的部分焦粉和海绵铁颗粒带入空气分类器（7），特别是细颗粒部分。细颗粒部分的最大粒 度取决于冷却气体流速。如上所述，将这种冷却气体的流速调节到所要求的值并不困难。
从空气分类器（7）中出来的一部分冷却气体经管道（18）分流出来后，经旋风除尘器（6）粗除尘、洗涤器（12）洗涤和冷却、鼓风机压缩后，再用作冷却气体;而留下的那部分冷却气体则用来与从熔化气化器（1）中排出的还原气体混合，以将还原装置（2）的温度调节到所需要的数值。从通过旋风除尘器（5）的气流中也能获得与这部分同样数量的气体。为了此，在气体出口（27）后面安装了一个支管（28），经此管可送走从旋风除尘器（5）出来的一部分还原气体。这部分气体经洗涤、压缩后喷入装置（4）中作冷却气体。各自的数量调节是通过调节装置（16）和（17）进行的。
在使用旋风除尘器（3）、鼓风机（8）和CO2洗涤器（10）制备炉气的情况下，从冷却气体系统经管道（18）分流出来的冷却气体的数量可借助于调节装置（30），通过制备的炉气进行调节。
还原气体和冷却气体的混合物送往旋风除尘器（5）中，粗颗粒在其中与气体分离。
这些固体颗粒是构成由熔化气化器产生的气体带走的海绵铁细颗粒和焦炭颗粒的主要组分。从旋风除尘器（5）和（6）中卸出的物料，经一个或更多个粉尘烧嘴喷入熔化气化器（1）中，最好是在流态化床上方使用压缩的炉气喷入，因为它同时可用作固体料的输送气体。同时也用粉尘烧嘴把氧气和粉尘喷入熔化气化器中。
与固体分离后的还原气体从旋风除尘器（5）的气体出口（27）出来后，被加入到竖炉（2）中使用。
为了在熔化气化器（1）中形成和保持一个煤流态化床所需要的煤量 直接经管道（29）加入。人们都知道的熔化气化器按操作状态可分成三个部分，即有熔态生铁和渣的下部、有煤流态化床的中间部分以及起脱氧区作用的上部。由于海绵铁细颗粒不从气化器（1）的上部加入，而是经与煤流态化床在同一水平面的测面入口（17）加入，因此，有可能大大地减少被熔化气化器中产生的气体再次带走的细颗粒的数量。熔化气化器（1）的下部没有开设熔态生铁和渣的出口。在熔化气化器中由气化煤和含氧气体产生的气体的主要成分是CO，并且还可能有H2，所以它非常适合于作还原气体。
与海绵铁细颗粒中分离出来的粗颗粒从空气分类器（7）中卸出后，沿与冷却气体逆流的方向加入冷却装置或缓冲器装置（4）中。在缓冲器装置（4）中，海绵铁的粗颗粒被收集起来，粗颗粒海绵铁最好大于5毫米，并且可以任意地进行冷却。这些粗颗粒海绵铁可以热态或冷态经排料口卸出。如果粗颗粒在卸料以前要进行冷却，则将冷却气体经下部入口（23）喷入缓冲器装置（4）中，它流过粗颗粒而得到同样的冷却效果。但是，如果粗颗粒要以热态卸出，则冷却气体经顶部气体入口（24）喷入。由于入口（24）处于装置（4）所收集的海绵铁颗粒上方，所以其温度几乎不受冷却气体的影响。在这种情况下，对其进行预热也是有可能的。
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