用于鐵礦石的流化床型還原設備及用此設備還原鐵礦石的方法技術

三階段流化床型還原設備及用其還原程度范圍寬的細鐵礦石的方法。該設備包括系列布置的帶有與其相連的第一旋風除塵器的干燥／預熱爐，帶有與其相連的第二旋風除塵器的初級預還原爐、在沸騰流化態下僅終還原預還原過的鐵礦石中的粗礦石部分，同時轉移該鐵礦石中的中等／細礦石部分的二級高氣體速度還原爐、終還原該中等／細礦石，形成其沸騰流化床的二級低氣體速度還原爐，裝在此二級低氣體速度還原爐中的內部旋風除塵器及捕獲未被內部旋風除塵器捕到的粉礦的第三旋風除塵器。（*該技術在2015年保護過期，可自由使用*）

【技術實現步驟摘要】

本專利技術涉及在生產生鐵或工業純鐵的工藝過程中還原細鐵礦石的流化床型還原設備，及用這種設備還原細鐵礦石的方法，而尤其是涉及能以穩定的流化態有效地還原尺寸范圍很寬的細鐵礦石的設備，及用此設備還原細鐵礦石的方法。一般說來，常規的自還原的礦石生產生鐵的方法包括用高爐的方法和用豎爐的方法。按后一方法，在豎爐還原的鐵礦石中于電爐中熔煉。在以高爐生產生鐵的方法的情況下，將大量焦炭用作熱源和還原劑。按此法，為改善透氣性和還原，將鐵礦石以燒結礦的形式加入。因此，用高爐的常規方法需要生產焦化的煤的焦爐及生產燒結礦的設備。為此，將用高爐的方法是一種要求大量投資和高能耗的方法。由于高質量的煉焦煤在世界上分布不均，而且其儲量正在減少，因而在對鋼的需求增加時此缺點就變得嚴重了。另一方面，用豎爐還原鐵的方法需要使鐵礦石球團化的預處理步驟。由于此法還用天然氣作熱源和還原劑，所以其缺點是，它僅能在保證容易地供應天然氣的地區作商業性實施。最近，用非焦煤代替焦炭自鐵礦石生產生鐵的熔融還原法，作為一種新的生產鐵的方法，一直引人矚目。這種熔融還原法一般將用這樣的體系其中在另一爐中預還原的鐵礦石在熔化爐中被完全還原，從而產生熱金屬。在此還原爐中，鐵礦石在其熔化前以固相被還原。換言之，加于此還原爐中鐵礦石被還原，而同時與產于該熔化爐中的還原氣體接觸。用于此法的還原過程被分為兩類移動床類型和流化床類型，這取決于鐵礦石與還原氣體如何接觸的條件。已知的是，還原尺寸分布很寬的細鐵礦石的最有前途的方法之一是流化床類型的工藝，其中礦石被經分配器供應的還原氣體于流化態下還原，該分配器是裝在此還原爐的下部的。此流化床類型的還原爐的一個例子公開于公開號為平-1-114653的日本實用新案中，而且其結構被圖解于附圖說明圖1中。如圖1中所示，該爐包括一園柱狀爐體1，細鐵礦石于其中還原。該園柱狀爐體1設有礦石入口2，還原氣體入口3，還原礦石出口4及廢氣出口5。在此流化床類型的爐中，首先經礦石入口2將細鐵礦石加于園柱形爐體1中。當還原氣體經氣體分配器6以適當的流量供于該爐中時，鐵礦石就在該分配器上形成流化床，從而其可與還原氣體混合及被其攪動，在此狀態下，鐵礦石可被還原氣體還原。供于該還原爐中的還原氣體，就象流體沸騰一樣而在鐵礦石層中形成氣泡，而后穿過此顆粒層上升，借此形成沸騰流化床。被還原的鐵礦石經礦石出口4自此爐中排出，然后送入熔融汽化器。對于這種流化床型還原設備而言，它需要將還原氣體的流量減至最小，同時形成有效的流化床，從而不僅減少了鐵礦石的場所，而且還提高還原氣體的效率。因此，應將鐵礦石的粒度嚴格限于某種范圍內。換言之，對形成有效流化床所需的還原氣體流量強烈地取決于欲被還原的鐵礦石粒度。結果，處理粒度范圍很寬的鐵礦石是不可能的。因此，欲加入上述流化床型爐中的礦石的粒度一般被限于1mm或更小。但作為煉鐵工業原料被提供的鐵礦石，至少50％的粒度大于1mm。因此，在這種流化床型還原爐中，鐵礦石在使用前按其粒度篩分，而較大粒度的礦石或在被粉碎到所需尺寸后加入此還原爐，或者按加入有上述缺點的豎爐中。結果，由于工藝步驟數目的增加而提高了設備投資。本專利技術人基于其研究和實驗的結果推薦本專利技術，該專利技術可解決在常規方法中所遇到的問題。因此，本專利技術的目的在于提供一種三階段的流化床型還原設備，它包括一個用于干燥和預熱鐵礦石的單型的干燥/預熱爐、一個用于細鐵礦石預還原的單型初級還原爐、及用于鐵礦石終還原的雙型終還原爐，借此所以穩定的流化態有效地還原粒度范圍很寬的鐵礦石，將氣體在其流化床型還原爐中的使用流量減至最小，減少還原鐵的滯留時間，提高還原鐵的產率，以提供用此設備還原細鐵礦石的最優方法。本專利技術的另一目的在于提供一種流化床型還原設備，它包括用于干燥和預熱鐵礦石的干燥/預熱爐和初步和最終還原此鐵礦石的雙型還原爐，借此能以穩定的流化態有效地還原粒度范圍寬的細鐵礦石，不管鐵礦石的粒度如何都達到均勻還原，及改善還原率，氣體使用流量和氣體消耗率，以及提供用此設備的最佳還原細鐵礦石的方法。一方面，本專利技術提供了一種還原粒度分布寬的細鐵礦石的流化床型還原設備，它包括干燥和預熱供自料倉的鐵礦石的干燥/預熱爐；捕獲含于來自該干燥/預熱爐的廢氣中的粉狀鐵礦石的第一旋風除塵器；在沸騰流化態下預還原經干燥/預熱的鐵礦石和被第一旋風除塵器捕獲的鐵礦石粉塵的初級還原爐；捕獲含于來自此初級還原爐的廢氣中的鐵礦石粉塵的第二旋風除塵器；在沸騰流化態下僅終還原此預還原鐵礦石中的粗礦部分而同時淘析該鐵礦石的中等/細礦部分的第二級高氣體速度還原爐；終還原自該二級高氣體速度還原爐被分出的中等/細礦石，而同時形成其沸騰流化床的二級低氣體流速還原爐；及捕獲含于來自二級低氣體速度礦石還原爐的廢氣中礦粉的第三旋風除塵器。另一方面，本專利技術提供一種還原粒度分布寬的細鐵礦石的流化床型還原設備，它包括干燥/預熱供自料倉的鐵礦石的干燥/預熱爐；捕獲含于來自該干燥/預還原爐的廢氣中鐵礦石粉塵的第一旋風除塵器；以沸騰流化態僅初步還原(預還原)自該干燥/預熱爐的經預熱礦石中的粗大礦石部分，而同時分出該經預熱的鐵礦石中的中等/細礦部分的初級高氣體速度還原爐；預還原自該初級高氣體速度還原爐被分出的中等/細鐵礦石，同時形成其沸騰流化床的初級低氣體速度還原爐；捕捉含于來自初級低氣體速度還原爐的廢氣中的鐵礦石粉塵的第二旋風除塵器；將在初級高氣體速度還原爐中預還原粗大鐵礦石終還原，而同時形成其沸騰流化床的第二高氣體速度還原爐；終還原在初級高氣體速度還原爐中預還原的中等/細鐵礦石，而同時形成其沸騰流化床的二級低氣體速度還原爐；捕捉含于來自該二級低氣體速度還原爐的廢氣中的鐵礦石粉塵的第三旋風除塵器，該第三旋風除塵器將被捕捉的鐵礦石粉塵再循環至該二級低氣體速度還原爐的下部或熔融氣化器的下部；以及捕捉含于來自該二級高氣體速度還原爐的廢氣中的礦石粉塵的第四旋風除塵器。再一方面，本專利技術提供一種還原粒度分布寬的細鐵礦石的方法，它包括步驟在干燥/預熱爐中將供自料倉的鐵礦石干燥和預熱；于初級還原爐中將干燥/預熱過的鐵礦石預還原；在二級高氣體速度還原爐中將此經預還原的鐵礦石中的粗礦石部分終還原，而同時形成其沸騰流化床；及于二級低氣體速度還原爐中將經此預還原的鐵礦石中的中等/細礦石部分終還原，而同時形成其沸騰流化床。又一方面，本專利技術提供了還原粒度分布很寬的細鐵礦石的方法，它包括的步驟為在于燥/預熱爐中將供自料倉的鐵礦石干燥和預熱；在初級高氣體速度還原爐中將經干燥/預熱的鐵礦石中的粗大礦石部分預還原，同時形成其沸騰流化床；在一初級低氣體速度還原爐中將該經干燥/預熱的鐵礦石中的中等/細礦石部分預還原；在第二高氣體速度還原爐中將該經預還原的粗礦石終還原，同時形成其沸騰流化床；在第二低氣體速度還原爐中將該經預還原的中等/細鐵礦石終還原，同時形成其沸騰流化床。本專利技術其它的目的和方面從下列結合附圖描述實施方案將變為明嘹，其中圖1是說明常規的還原鐵礦石的流化床型還原爐的示意圖；圖2是說明符合本專利技術的實施方案的用于還原粒度分布寬的細鐵礦石的流化床型還原設備的示意圖；圖3是說明符合本專利技術的另實施方案的還原粒度分布寬的細鐵礦石的流化床型還原設備的示意圖；圖4是說明符合本專利技術的又一實施方案的本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種用于還原粒度分布廣的細礦石的流化床型還原設備，它包括：干燥和預熱供自料倉的細鐵礦石的干燥／預熱爐，該干燥／預熱爐包括設于其底部的第一氣體入口，裝在其下部的第一氣體分配器，設在該下部的側壁的第一礦石入口，設在該下部的該側壁的第一粗石出口，設在該下部的該側壁的第一中等／細礦石出口，設在其上部側壁的第一廢氣出口；預還原供自該干燥／預熱爐的，經干燥和預熱的礦石的初級還原爐，該初級還原爐包括設在其底部的第二氣體入口，裝在其下部的第二氣體分配器，設在該下部的側壁的第二礦石入口，設在該下部的側壁的第二粗礦石出口，設在該下部的側壁的第二中等／細礦石出口，和設在其上部的側壁和第二廢氣出口；終還原該供自初還原爐的經預還原的鐵礦石的二級高氣體速度還原爐，該二級高氣體速度還原爐包括設在其底部的第三氣體入口，裝在其下部中的第三氣體分配器，設在該下部側壁的第三礦石入口，設在該下部的側壁的第三粗礦石出口，和設在其上部的側壁的第三中等／細礦石出口，它又是來自二級高氣體速度還原爐的廢氣的出口；終還原自該二級高氣體速度還原爐帶來的鐵礦石的二級低氣體速度還原爐，該二級低氣體速度還原爐包括設于其底部的第四氣體入口，設于其下部中的第四氣體分配器，設于該下部的側壁的第四礦石入口，它還是氣體的入口，該下部的該側壁的第四中等／細礦石出口和設在其上部的側壁的第三廢氣出口；第一旋風除塵器，它用于捕獲含于來自該干燥／預熱爐的廢氣中的粉狀鐵礦石并將此捕獲到的粉狀鐵礦石再循至該初級還原爐，同時向外排出此廢氣，該第一旋風除塵器經第一廢氣管與該干燥／預熱爐的第一廢氣出口相連，于其頂部與第一清結過的廢氣管線相連，且于其底部與第一粉狀礦石排放管線相連；第二旋風除塵器，它用捕獲來自該初級還原爐的廢氣中的粉狀鐵礦石，并將此被捕到的粉狀鐵礦石再循環至第二級高氣體速度還原爐，而同時將清潔過的廢氣供往該干燥／預熱爐，該第二旋風除塵器經第二廢氣管線與該初級還原爐的此第二廢氣出口相連，于其頂部經第二清潔過的廢氣管線與干燥／預熱爐的第一氣體入口相連，而且在其底部與第二粉狀礦石排出管相連。第三旋風除塵器，它用于捕獲含于來自該二級低氣體速度還原爐的廢氣中的粉狀鐵礦石并該清潔過的氣體再循環至該初級還原爐，該第三旋風除塵器經第三廢氣管與該二級低氣體速度還原爐相連，在其頂部經第三經清潔的廢氣管線與該初級還原爐的第二氣體入口相連，在其底部與第三粉狀礦石排出管相連；第一管線，它用于將該干燥／預熱爐的第...

【技術特征摘要】
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【專利技術屬性】
技術研發人員：李日玉，金容河，金倖久，丁鳳鎮，鄭又滄，沃納L凱普林格，費利克斯沃爾納，約翰尼斯L申克，
申請(專利權)人：浦項綜合制鐵株式會社，產業科學技術研究所，
類型：發明
國別省市：KR[韓國]