一种铁水制备装置及利用该装置的铁水制备方法.pdf

本发明公开一种铁水制备装置及铁水制备方法。根据本发明的铁水制备装置包括：多级流化炉，还原粉铁矿而将其转换为还原铁粉；至少一个高温块状化装置，压制所述还原铁粉而制备高温块状体；至少一个破碎装置，以特定的粒度破碎所述高温块状体；第一移送装置，移送所述破碎的高温块状体；以及熔融炉，燃烧粉状或者块状的一般碳而熔融所述所移送的高温块状体，并将炉内产生的还原气体供给至流化还原炉。而且，所述铁水制备装置还包括至少一个块状体储存槽，用于储存所述破碎的高温块状体的一部分。通过适用本发明，能够稳定且有效地制备铁水。

权利要求书
1.  一种铁水制备装置，包括：
多级流化炉，用于还原粉铁矿而将其转换为还原铁粉；
至少一个块状化装置，用于压制所述还原铁粉而制备高温块状体；
至少一个破碎装置，用于以特定的粒度破碎所述高温块状体；
第一移送装置，用于移送所述破碎的高温块状体；
熔融炉，用于燃烧粉状或者块状的一般碳而熔融所述移送的高温 块状体，并将炉内产生的还原气体供给到所述流化还原炉；以及
至少一个块状体储存槽，用于储存所述破碎的高温块状体的一部 分，
其中所述块状体储存槽下部包括氮供给管。

2.  根据权利要求1所述的铁水制备装置，还包括第二移送装置， 用于将所述高温块状体移送至所述块状体储存槽。

3.  根据权利要求2所述的铁水制备装置，所述至少一个破碎装置 下端具有二路溜槽，
所述二路溜槽的第一排料口将所述破碎的高温块状体供给至所述 第一移送装置，
所述二路溜槽的第二排料口将所述破碎的高温块状体供给至所述 第二移送装置。

4.  根据权利要求1-3中任一项所述的铁水制备装置，所述块状体 储存槽上部包括排气管。

5.  根据权利要求4所述的铁水制备装置，所述排气管具有压力调 节阀，从而保持所述块状体储存槽的压力大于大气压。

6.  根据权利要求5所述的铁水制备装置，所述块状体储存槽包括 水平仪，以检测储存槽内部的块状体的量。

7.  根据权利要求5所述的铁水制备装置，所述铁水制备装置还包 括第三移送装置，
所述块状体储存槽下端具有排出装置，从而将块状体供给至所述 第三移送装置，所述第三移送装置将所述块状体移送至所述第一移送 装置。

8.  根据权利要求1所述的铁水制备装置，还包括二氧化碳去除装 置，分离所述流化炉排出的废气的一部分而去除二氧化碳，之后将其 添加到所述熔融炉所供给的还原气体中，从而将还原气体供给至所述 流化炉。

9.  根据权利要求1或者8所述的铁水制备装置，还包括气体循环 冷却装置，用于分离所述熔融炉产生的还原气体的一部分并冷却后， 使其与所述熔融炉供给的还原气体再循环，从而控制供给至所述流化 炉的还原气体的温度。

说明书一种铁水制备装置及利用该装置的铁水制备方法
本申请是题为“一种铁水制备装置及利用该装置的铁水制备方法”的 第201180055721.7号发明专利申请的分案申请。原申请对应国际申请 PCT/KR2011/008842，申请日为2011年11月18日，优先权日为2010年 11月19日。
技术领域
本发明涉及一种铁水制备装置，一种涉及引入高温块状体储存槽，从 而能够稳定且有效地进行铁水制备的铁水制备装置。
背景技术
就包括多级流化炉及熔融炉，并直接使用粉状或者块状的一般碳及粉 状含铁矿的铁水制备装置而言，当不能从熔融炉供给充分的还原气体至流 化炉时，无法形成流化床，从而导致作业本身变得无法进行。
由此，通过在所述流化炉中还原及块状化还原铁粉而制备的高温块状 体无法供给到熔融炉。
如上情形，会在所述熔融炉没有制备所述流化炉所需的足够量的还原 气体时发生，即会在作业开始及中断时发生，另外，会在由于熔融炉的作 业及设备障碍产生的熔融炉减产导致还原气体产量降低的情况下发生。
并且，熔融炉的所述高温还原铁的供给中断，也会在流化炉或者高温 块状体装置的设备发生障碍时发生。
若熔融炉的高温块状化铁的供给中断，在熔融炉中会剩下还原铁熔融 所需的热量，因此熔融炉会变得过热，最终需要中断熔融炉的作业，为避 免这类情况的发生，需要向熔融炉直接供给额外的铁源。
所述额外的铁源需直接供给至熔融炉，并必须是块状的还原铁，因此， 现有的直接使用粉状或者块状的一般碳及含粉状铁矿的矿石的铁水制备 装置使用的是，从外部所供给的块状还原铁。
如此，与通过流化炉制备的高温还原铁相比，从外部供给的块状 还原铁的价格更高，增加了铁水制备装置的作业费用，并且应以常温 状态使用，与高温还原铁相比升温所需的热量会增加，从而导致熔融 炉内的煤使用量增加，最终铁水生产量比设计产量低，从而使现有的 直接使用粉状或者块状的一般碳及粉状的含铁矿的铁水制备装置的生 产效率降低。
发明内容
发明要解决的课题
本发明是为解决上述问题而提出的，其目的在于，提供一种利用 多级流化炉和熔融炉的铁水制备装置，其在正常作业时，制备多余高 温块状体，并将其储存于块状体储存槽，之后在非正常作业时，将所 储存的块状体装入到熔融炉，从而能够达到铁水制备工艺的稳定性及 效率性。
解决课题的方法
为达到上述目的，根据本发明优选实施例的铁水制备装置包括： 多级流化炉，用于还原粉铁矿而将其转换为还原铁粉；至少一个高温 块状化装置，用于压制所述还原铁粉而制备高温块状体；至少一个破 碎装置，用于以特定的粒度破碎所述高温块状体；第一移送装置，用 于移送所述破碎的高温块状体；以及熔融炉，用于燃烧粉状或者块状 的一般碳而熔融所述所移送的高温块状体，并将炉内产生的还原气体 供给至流化还原炉。
根据本发明的铁水制备装置还包括至少一个块状体储存槽，用于 储存所述破碎的高温块状体的一部分。
而且，还包括第二移送装置，用于将所述高温块状体移送至所述 块状体储存槽。
而且，所述至少一个破碎装置下端具有二路溜槽，所述二路溜槽 的第一排料口将所述破碎的高温块状体供给至所述第一移送装置，所 述二路溜槽的第二排料口将所述破碎的高温块状体供给至所述第二移 送装置。
所述块状体储存槽下部包括氮供给管。
而且，所述块状体储存槽上部包括排气管。
所述排气管具有压力调节阀，从而保持所述块状体储存槽的压力 大于大气压。
所述块状体储存槽包括水平仪，以检测储存槽内部的块状体的量。
所述铁水制备装置还包括第三移送装置，所述块状体储存槽下端 具有排出装置，从而将块状体供给至所述第三移送装置，所述第三移 送装置将所述块状体移送至所述第一移送装置。
所述铁水制备装置还包括二氧化碳去除装置，用于分离所述流化 炉排出的废气的一部分而去除二氧化碳，之后将其添加到所述熔融炉 所供给的还原气体中，从而将还原气体供给至所述流化炉。
而且，所述铁水制备装置还包括气体循环冷却装置，用于分离所 述熔融炉产生的还原气体的一部分并冷却后，使其与所述熔融炉供给 的还原气体再循环，从而控制供给至所述流化炉的还原气体的温度。
根据本发明的另一优选实施例的铁水制备方法包括：利用多级流 化炉将粉铁矿还原为还原铁粉的步骤；利用块状化装置压制所述还原 铁粉而制备高温块状体的步骤；利用破碎装置破碎所述高温块状体的 步骤；将所述破碎的块状体移送到装料装置的步骤；以及燃烧粉状或 者块状的一般碳，从而熔融从所述装料装置装入到熔融炉的块状体的 步骤。
根据本发明的铁水制备方法还包括将所述破碎的块状体的一部分 移送至块状体储存槽的步骤。
而且，所述铁水制备方法还包括利用二路溜槽将所述破碎的块状 体分到所述装料装置或者所述块状体储存槽的步骤。
而且，当通过所述流化炉、块状化装置及破碎装置能够制备所述 熔融炉所需的高温块状体时，制备超过所述熔融炉所需的高温块状体 量的多余高温块状体，所述多余高温块状体通过所述二路溜槽断断续 续地移送并储存至所述块状体储存槽。
而且，当通过所述流化炉、块状化装置及破碎装置不能制备所述 熔融炉所需的高温块状体时，将储存于所述块状体储存槽的块状体通 过移送装置连续地供给至熔融炉。
如果将通过所述流化炉、块状化装置及破碎装置生产的高温块状 体生产量、与所述熔融炉所需的高温块状体需求量之比，定义为，
超率＝(高温块状体的生产量)/(高温块状体的需求量)×100， 则所述超率为110％～120％。
所述高温块状体在所述块状体储存槽中的滞留时间为6小时至12 小时。
发明效果
根据本发明的铁水制备装置，通过提供在流化炉中的粉铁矿还原、 块状化及装入手段，及能够将高温还原铁独立并有效地供给至熔融炉 的手段，即使在启动初期作业及进行作业或者设备障碍导致的流化炉 的启动中断时，也能够有效进行所述熔融炉中的铁水制备，从而能够 提高直接使用所述粉状或者块状的一般碳及粉状的含铁矿的铁水制备 装置的生产效率。
附图说明
图1为根据本发明的引入能够储存多余高温块状体的块状体储存 槽的铁水制备装置的构成示意图。
具体实施方式
参照附图和下面详细描述的实施例，可清楚及解释本发明的优点及特 征和其实施方法。但是本发明并不限于下面所公开的实施例，可以以多种 形态实现，本实施例只是为了使本发明的公开更加完整，并将发明的保护 范围完整地介绍给本发明所属技术领域的技术人员而提供的，本发明的保 护范围在权利要求中定义。在说明书中，相同的附图标记指代相同的构成 要素。
下面参照附图，对本发明优选实施例涉及的铁水制备装置进行描述。 在描述本发明时，认为对相关公知功能或者构成的具体描述可能会使本发 明的技术要点变得不清楚时，省略其详细说明。
图1为根据本发明的具有多余高温块状体储存槽600的铁水制备装置 的构成示意图。
参照图1，在多级流化炉100中，将粉铁矿还原为还原铁粉后，压 制所还原的还原铁粉而制备高温块状体，然后以特定的粒度破碎高温块状 体。
利用二路溜槽700将所述破碎的高温块状体供给至第一移送装置400， 从而移送至装料装置，并将块状体供给至另外的第二移送装置430，从而 将多余块状体储存于块状体装料槽，在作业的开始、中断、作业障碍及设 备障碍发生时，将所储存的块状体供给至熔融炉500，从而能够制备稳定 的铁水。
参照图1，根据本发明的铁水制备装置包括：多级流化炉，用于还 原粉铁矿而将其转换为还原铁粉；至少一个高温块状化装置，用于压制所 述还原铁粉而制备高温块状体；至少一个破碎装置300，用于以特定的粒 度破碎所述高温块状体；第一移送装置400，用于移送所述破碎的高温块 状体；以及熔融炉500，用于燃烧粉状或者块状的一般碳而熔融所述所移 送的高温块状体，并将炉内产生的还原气体供给至流化还原炉。
图1示出了三级流化炉100，然而这仅是例示而已，流化炉100的构 成数量可以是三个以上。
流化炉100为三级的情形下，一级流化炉100预热粉铁矿，二级流化 炉100预还原所预热的粉铁矿，三级流化炉100最终还原粉铁矿。
在所述流化炉100中，可同时装入石灰石(limestone)、白云石等副 原料或者添加剂，以防止粉铁矿粘附于流化炉100内部的现象、还原铁粉 在熔融炉内部破碎的现象。
为了使所述用于还原的粉铁矿在装入到熔融炉500之前块状化，利用 块状化装置200而制备块状的还原铁粉。所述块状化装置200通过一对辊 来压制装入的还原了的粉铁矿，从而制备块状体。
通过所述块状化装置200制备的高温块状体，通过块状化装置200 下部的破碎装置300破碎成适合装入熔融炉500的粒度。
所述破碎的块状体，通过破碎装置300下部具有的二路溜槽700的一 个排料口移送至第一移送装置400。
供给至所述第一移送装置400的高温块状体移送至装料装置，从装料 装置连续地装入到熔融炉500，在熔融炉500内燃烧粉碳或者块状的一般 碳，从而熔融块状体，以制备铁水。
所述熔融炉500通过氧气燃烧粉状或者块状的一般碳，从而熔融块状 体，此时产生还原气体，并将其供给至与熔融炉500连接的流化炉100， 从而供给用于还原还原铁粉的还原气体。
通过所述二路溜槽700的另一排料口，将高温块状体供给至所述二路 溜槽700下端的第二移送装置430，并通过所述第二移送装置430将高温 块状体移送并储存至块状体储存槽600。
更具体地，所述至少一个破碎装置300下端具有二路溜槽700，所述 二路溜槽700的第一排料口将所述破碎的高温块状体供给至第一移送装 置400，所述二路溜槽700的第二排料口将所述破碎的高温块状体供给至 所述第二移送装置430。
所述二路溜槽700的排料口上分别具有阀门，以使高温块状体的移送 方向能够选择第一移送装置400或者第二移送装置430。
而且，所述块状体储存槽600下部包括氮供给管610，上部包括排气 管630。
所述排气管630具有压力调节阀635，由此能够保持所述块状体储存 槽600的压力大于大气压。
即，就所述块状体储存槽600，其下部具有氮供给管610，从而供给 氮气，上部具有的排气管630，从而排出气体，所述排气管630具有压力 调节阀635，从而能够保持所述块状体储存槽600的压力大于大气压，能 够使外部空气流入最小化。
而且，所述块状体储存槽600包括水平仪，以检测装入到内部的块状 体的量。通过水平仪连续测定形成于内部的高温块状体层的高度，从而能 够防止供给超过所述高温块状体储存槽600的容量的块状体。
而且，能够检测储存于所述高温块状体储存槽600的高温块状体的量。
所述铁水制备装置还包括第三移送装置450，所述块状体储存槽600 下端具有排出装置660，从而将块状体供给至所述第三移送装置450，所 述第三移送装置450将所述块状体移送至所述第一移送装置400。
根据本发明的铁水制备装置还可包括废气改质装置800，以将所述多 级流化炉100排出的气体，经集水装置冷却后，分离一部分并压缩，且去 除二氧化碳后，与所述熔融炉500排出的高温还原气体混合，从而能够将 还原气体进一步供给至所述多级流化炉100。
而且，为了热分解熔融炉500中使用的粉碳或者块状的一般碳所产生 的焦油，维持所述熔融炉500排出的高温的还原气体为1000℃以上，有 必要将这种高温还原气体的温度降低为所述多级流化炉100所需的700 ℃～800℃。
通过混合所述废气改质装置800供给的常温的二氧化碳去除气体和 所述熔融炉500排出的高温还原气体，能够首次进行冷却。
而且，还可包括气体循环冷却装置900，用于将与所述二氧化碳去除 气体混合的高温还原气体的一部分分离，并在集水装置中冷却后，进行压 缩并重新与所述高温还原气体混合，从而进一步冷却到供给至所述多级流 化炉100的还原气体的温度为止。
本发明另一优选实施例涉及的铁水制备方法，包括：利用多级流化炉 100将粉铁矿还原为还原铁粉的步骤；利用块状化装置压制所述还原铁粉， 而制备高温块状体的步骤；利用破碎装置300破碎所述高温块状体的步骤； 将所述破碎的块状体移送到装料装置的步骤；以及燃烧粉状或者块状的一 般碳，从而熔融从所述装料装置装入到熔融炉500的块状体的步骤。
所述铁水制备方法还包括将所述破碎的块状体的一部分移送至块状 体储存槽600的步骤。
而且，还包括利用二路溜槽700将所述破碎的块状体分到所述装料装 置或者所述块状体储存槽600的步骤。
正常进行连续生产铁水的状况下，即，当通过所述流化炉100、块状 化装置及破碎装置300，能够制备所述熔融炉500所需的高温块状体时， 制备超过所述熔融炉500所需的高温块状体量的多余高温块状体，所述多 余高温块状体通过所述二路溜槽700的作用，将高温块状体从破碎装置 300断断续续地排出到移送装置，从而能够将其移送并储存于所述块状体 储存槽600。
而且，所述铁水制备方法在非正常的作业状况下，即，当通过所述流 化炉100、块状化装置及破碎装置300，不能制备所述熔融炉所需的高温 块状体时，将储存于所述块状体储存槽600的块状体通过排出装置660 排出到第三移送装置450，第三移送装置450将所排出的块状体移送到第 一移送装置400，从而能够将所需的高温块状体连续地供给至熔融炉500。
为了实现如上所述的作业过程，通过所述流化炉100、块状化装置200 及破碎装置300的高温块状体生产量应超过所述熔融炉500的高温块状体 的需求量。
如果将通过所述流化炉100、块状化装置200及破碎装置300生产的 高温块状体生产量、与所述熔融炉500所需的高温块状体需求量之比，定 义为，
超率＝(高温块状体的生产量)/(高温块状体的需求量)×100，则 所述超率为110％～120％。
在直接使用粉状或者块状的一般碳及粉状含铁矿的铁水制备装置中， 所述的设备用量超率的范围以全部启动时间中发生非正常情况的时间的 比率达到80％至90％左右作为基础。
一方面，为了制备所述高温块状体，可通过二氧化碳去除装置进一步 供给流化炉100所需的还原气体。
所述高温块状体在所述块状体储存槽600中的滞留时间可为6小时至 12小时。
一方面，正常作业中，块状体储存槽600中高温块状体的储存时间可 能会过长，在这种情形下，会产生高温块状体的冷却及分化等，其结果， 在非正常状况时供给至所述熔融炉500的高温块状体的性状可能会劣化。
为了防止发生如上状况，优选地，将在于所述高温块状体储存槽600 下部的高温块状体，通过所述排出装置660排出一部分，并用通过流化炉 100、块状化装置200及破碎装置300制备而排出的新的高温块状体周期 性地替换所述排出的高温块状体的量。
如上一系列替换过程，能够保持一定的高温块状体在所述块状体储存 槽600中的滞留时间，所述滞留时间优选为6小时至12小时。
这是因为，当滞留时间在6小时以下时，为了进行所述替换过程，相 当量的高温还原铁会供给至所述块状体储存槽600，同时与此相应的量的 块状体应从块状体储存槽600排出，这导致作业及设备运行的低效率。
另外，当滞留时间在12小时以上时，所述高温块状体的冷却及分化 变得更加严重。
以上参照附图描述了本发明的实施例，然而，本发明所属技术领域的 技术人员能够理解，本发明在不修改其技术思想或者必要技术特征的情况 下，可以以其他具体方式实施。
因此，应理解成以上描述的实施例仅仅是举例而并不用于限定本发明。 本发明的保护范围并不以上述描述内容为准，而是以附带的权利要求书为 准，由权利要求书的含义及范围和其均等概念导出的所有变更或者变更的 形态，均属于本发明的保护范围。