專利名稱：用于裝料到熔化設備中的方法和裝置的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及用于將用于生鐵的半成品裝料到熔化設備中的一種方法和一種裝置。
背景技術：
在用于微粒狀的鐵礦石的還原方法比如FINEX 方法中，在流化層反應器中借助于還原氣體來制造直接還原鐵(direct reduced iron, DRI)0這種直接還原鐵根據(jù)運行方式具有大約50-95%的還原程度并且就象所使用的鐵礦石一樣為微粒狀。為了進行完全的還原并且為了制造生鐵，在壓實步驟之后將所述直接還原鐵DRI輸送給儲存裝置或者裝料裝置并且從那里將其輸送給熔化設備比如熔化氣化器，其中在所述壓實步驟中獲得所謂的壓實熱鐵(hot compacted iron, HCI),并且其中所述儲存裝置或者裝料裝置必要時被還原氣體穿流。又稱為HCI容器的儲存裝置或者裝料裝置此外履行緩沖功能，用于保證將壓實熱鐵連續(xù)地裝料到所述熔化設備中。此外，所述儲存裝置或者裝料裝置提供這樣的可能性，即通過還原氣體額外地對有待裝料到所述熔化設備中的材料比如球團礦或者塊礦或者焦炭進行預熱。所述儲存裝置在此布置在所述熔化設備的上方，以便能夠沿重力方向從所述儲存裝置朝所述熔化設備中進行裝料。在壓實步驟中獲得的壓實熱鐵的絕大部分在FINEX 設備的正常運行中在壓實之后直接以熱的狀態(tài)輸送給所述儲存裝置或者裝料裝置。在壓實步驟中獲得的壓實熱鐵的其它部分在FINEX 設備的正常運行中在壓實之后用于在所述儲存裝置或者裝料裝置之外提供壓實鐵的儲備。比如在FINEX 設備起動或者關閉的過程中需要這種壓實鐵的儲備。根據(jù)現(xiàn)有技術，沒有直接轉(zhuǎn)移到儲存裝置中的壓實熱鐵典型地在淬火罐中用水驟然地得到冷卻并且隨后在大氣條件下在露天存放。一旦需要將這種經(jīng)過冷卻的所存放的壓實鐵添加到熔化設備中，那就將其輸送給所述儲存裝置或者裝料裝置。在所述儲存裝置或者裝料裝置中在其裝料到熔化設備中之前得到預熱。在此不利的是，在淬火罐中得到冷卻的壓實鐵在存放時容易發(fā)生再氧化并且為了在裝料到熔化設備中之前對其進行預熱而需要較高的能量開銷。此外，為材料的預熱所需要的時間延長了起動過程的持續(xù)時間。另外，所述淬火裝置的運行成本很高并且使得冷壓塊鐵和礦泥的耗時且費錢的處理和清除工作成為必要。所參與的設備部件必須以很高的成本來保養(yǎng)和運行。當然在此也適用相同的條件，如果不是使用將HCI用作半成品的FINEX 方法而是使用其它方法，對于所述其它方法來說從氧化的鐵載體中制造熱壓塊鐵(hot briquetted iron, HBI)來作為-壓塊的也就是壓實的-半成品。對于未壓實的半成品比如低還原的鐵(低還原鐵，LRI)來說，相應不利的是，不是以熱的狀態(tài)來存放所述半成品。

發(fā)明內(nèi)容
因此，本發(fā)明的任務是，提供用于從半成品中制造生鐵的一種方法和一種裝置，對于所述方法和裝置來說避免了所提到的缺點。該任務通過一種用于在熔化設備中從借助于第一還原氣體還原氧化的鐵載體獲得的半成品中制造生鐵的方法得到解決，其中將所述半成品輸送給直接與所述熔化設備相連接的儲存裝置或者裝料裝置，從所述儲存裝置或者裝料裝置實施添加到所述熔化設備中，其特征在于，在將所述半成品輸送到直接與所述熔化設備相連接的儲存裝置或者裝料裝置中之前，將所述半成品的一部分以熱的狀態(tài)保存在儲備容器中。借助于第一還原氣體通過還原將所述氧化的鐵載體轉(zhuǎn)化為用于制造生鐵的半成品比如直接還原鐵DRI。如果還原的產(chǎn)物不是成塊的而是微粒狀，那么為改進可處理性可以借助于包括壓實機和破碎機系統(tǒng)的壓實裝置使其經(jīng)受壓實處理。在將所述半成品輸送到直接與用于制造生鐵的熔化設備相連接的儲存裝置或者裝料裝置中之前，將所述半成品的一部分保存在儲備容器中。在此所述半成品鐵不是通過淬火來冷卻，而是以熱的狀態(tài)保存在所述儲備容器中。如果進行壓實，那就在壓實之后將半成品保存在所述儲備容器中。 通過這種方式，在將這種材料裝料到所述熔化設備中的情況下不需要對其進行耗時的預熱。可以在起動過程中將保存在儲備容器中的半成品添加到儲存裝置或者裝料裝置中。添加過程也可以在正常運行的過程中進行，用于通過將半成品添加到儲存裝置或者裝料裝置中對在制造半成品時產(chǎn)生的量的波動進行補償。儲存裝置或者裝料裝置應該視為等同的，因為這兩種裝置都適合于在將所送交的半成品添加到熔化設備之前將其接納，或者說所送交的材料在添加到熔化設備中之前，在其進入到所述熔化設備中之前在裝料裝置中停留一段時間段，因為穿過所述裝料裝置這個過程需要一些時間。在這個時間里，所述材料因而處于所述裝料裝置中并且由此儲存在其中。根據(jù)所述按本發(fā)明的方法的不同的實施方式，所述氧化的鐵載體是微粒狀的鐵礦石，或者是塊礦或者球團礦。根據(jù)所述按本發(fā)明的方法的一種實施方式，所述半成品是壓實熱鐵。在此典型地比如談及壓實熱鐵HCI，如果所述半成品的密度小于等于4. 5kg/dm3并且金屬化率〈88%。 HCI可能包含添加物。根據(jù)所述按本發(fā)明的方法的一種實施方式，所述半成品是熱壓塊鐵HBI。在此典型地比如談及熱壓塊鐵HBI，如果所述半成品的密度大于等于5kg/dm3并且其金屬化率大于等于88%。HBI典型地不包含添加物。根據(jù)所述按本發(fā)明的方法的一種實施方式，所述半成品是熱的低還原鐵。優(yōu)選用阻止半成品的再氧化的再氧化保護氣體對以熱的狀態(tài)保存在儲備容器中的半成品進行繞流。通過這種方式可以在保存在儲備容器中的過程中防止再氧化現(xiàn)象，所述再氧化現(xiàn)象在最嚴重的情況下表現(xiàn)為燃燒。作為再氧化保護氣體，比如考慮惰性氣體比如氮氣或者還原氣體-所述還原氣體比如可以是所述第一還原氣體或者是接下來還要采用的第二還原氣體。相應地，在實施所述按本發(fā)明的方法時相對于現(xiàn)有技術降低了安全風險。通過所述儲備容器內(nèi)部的非氧化的也就是比如惰性的或者還原性的氣氛來防止半成品的再氧化并且通過具有較低的或者說劇烈波動的還原程度的半成品的使用降低了對熔化設備的不利影響。根據(jù)所述按本發(fā)明的方法的一種實施方式，所述直接與熔化設備相連接的儲存裝置或者裝料裝置被第二還原氣體穿流。根據(jù)一種優(yōu)選的實施方式，所述第一還原氣體和第二還原氣體來自同一個氣源， 比如來自熔化設備比如熔化氣化器。通過這種方式來降低為提供還原氣體所必需的設備的數(shù)目。優(yōu)選基本上跟隨著重力實施從所述儲存裝置或者裝料裝置添加到所述熔化設備中。通過這種方式來將用于將半成品從儲存裝置或者裝料裝置輸送到熔化氣化器中的裝置及能量方面的開銷保持在較小的程度上。不過，原則上也可以反向于重力方向來添加半成品，也就是比如如此進行添加，使得所述儲存裝置或者裝料裝置處于用于將半成品添加到熔化設備中的添加口的下方并且必須從那里向上也就是反向于重力方向輸送到所述添加口。同樣，所述添加口和儲存裝置或者裝料裝置可以彼此側(cè)面地處于一個高度上，其中必須將來自所述儲存裝置或者裝料裝置的半成品從側(cè)面輸送到所述添加口，也就是說不是沿重力的方向進行輸送。為了側(cè)向或者向上進行輸送，需要比基本上跟隨重力也就是向下進行的輸送多的能量和裝置方面的開銷。在此“基本上”這種表述意味著，作為添加時的向下運動的補充也可以進行所添加的材料的側(cè)向運動，比如如果相應的開口不是垂直地處于用來將半成品添加到熔化設備中的添加口的上面，其中所述半成品通過所述相應的開口離開所述儲存裝置或者裝料裝置。本發(fā)明的另一個主題是用于實施按權利要求I到10中任一項所述的方法的裝置， 該裝置至少具有用于借助于第一還原氣體來使氧化的鐵載體還原的還原設備、通入到所述還原設備中的第一還原氣體管路、用于從在借助于所述第一還原氣體使氧化的鐵載體還原時獲得的半成品中制造生鐵的熔化設備和用于將半成品輸送到通過至少一個添加管路與所述熔化設備相連接的儲存裝置或者裝料裝置中的輸送裝置，其中所述添加管路以添加口通入到所述熔化設備中，并且其中設有用于將半成品加到所述輸送裝置上的加料裝置，其特征在于，設有以熱的狀態(tài)來保存半成品的儲備容器以及用于將半成品加入到所述儲備容器中的加入裝置，其中所述儲備容器也與所述輸送裝置相連接。所述氧化的鐵載體在至少一個比如可以構造為流化層反應器或者構造為固定床還原豎井的還原設備中借助于第一還原氣體來還原。用于進行還原的第一還原氣體借助于通入到所述還原設備中的第一還原氣體管路來輸送。所述以添加口通入到熔化設備中的添加管路也可以是所述裝料裝置的一部分。所述還原設備比如可以是固定床反應器或者流化層反應器。在氧化的鐵載體還原時獲得的必要時壓實的或者說壓塊的半成品借助于加料裝置加到用于輸送半成品的輸送裝置上。所述加料裝置比如可以是排料溜槽、螺旋機、輸送槽或者管子。借助于用于輸送半成品的輸送裝置比如熱輸送機，將所述半成品輸送到儲存裝置或者裝料裝置中。所述儲存裝置或者裝料裝置通過添加管路與所述熔化設備相連接，通過所述添加管路來將來自所述儲存裝置或者裝料裝置的半成品直接添加到所述熔化設備中。當然，在所述添加管路中可以設有附加的裝置，比如閥或者閘門裝置。所述添加管路以添加口通入到所述熔化設備中，來自所述儲存裝置的材料通過所述添加口進入到所述熔化設備中。
此外，所述按本發(fā)明的裝置具有用于以熱的狀態(tài)保存半成品的儲備容器。該儲備容器不僅與所述用于將半成品加入到所述儲備容器中的加入裝置相連接而且與所述輸送裝置相連接。所述加入裝置比如是直落管、排料溜槽、熱輸送機、螺旋輸送機、星形加料器。 因此可以將半成品加入到所述儲備容器中，并且從所述儲備容器中-通過螺旋輸送機、星形加料器、中間熱輸送機、閥、管子、排料溜槽-加到所述輸送裝置上。所述儲備容器鑲有耐火材料。其儲存容量應該有利地滿足為用于實施按本發(fā)明的方法的裝置的大約12-24小時直到大約兩天的運行而產(chǎn)生的對半成品比如壓實熱鐵HCI的需求。比如4600t的HCI的需求相當于儲備容器的大約2*900m3的容積。根據(jù)一種實施方式，設有用于進行壓實和/或壓塊的壓實裝置，其中所述壓實裝置處于還原設備與輸送裝置之間并且處于還原設備與加入裝置之間。所述壓實裝置在此相應地與所述兩個裝置部件相連接，該壓實裝置處于所述兩個裝置部件之間?！爸g”在此應該相對從還原設備到熔化設備的材料流來理解。從所述還原設備中取出的材料比如DRI在包括壓實機和破碎機系統(tǒng)的壓實裝置中被壓實。在此作為半成品比如產(chǎn)生壓實熱鐵HCI或者熱壓塊鐵HBI。在這種情況下優(yōu)選的是，設有將來自壓實裝置的壓實的和/或壓塊的半成品加到所述輸送裝置上的加料裝置，并且所述儲備容器通過用于將來自壓實裝置的壓實的和/或壓塊的半成品加入到儲備容器中的加入裝置與所述壓實裝置相連接。根據(jù)一種實施方式，第二還原氣體管路通入到所述儲存裝置或者裝料裝置中。通過與所述通過該第二還原氣體管路導入的第二還原氣體之間的接觸，處于該儲存裝置或者裝料裝置中的材料可能部分地得到還原或者加熱。在此所述第一還原氣體管路及第二還原氣體管路與用于產(chǎn)生還原氣體的設備相連接，其中根據(jù)一種實施方式所述第一還原氣體管路及第二還原氣體管路與同一個用于產(chǎn)生還原氣體的設備相連接。用于產(chǎn)生還原氣體的設備可以視為還原氣體的氣源。優(yōu)選用于輸送再氧化保護氣體的再氧化保護氣體管路通入到所述儲備容器中。通過這種方式來防止處于所述儲備容器中的熱的半成品比如壓實熱鐵HCI再氧化。根據(jù)一種實施方式，所述儲備容器布置在比所述通到熔化設備中的添加口低的高度上，比如布置在地面的水平上。由此在制造所述儲備容器時或者說在制造用于儲備容器的支撐結(jié)構時節(jié)省了加工材料及鋼結(jié)構。根據(jù)一種實施方式，所述熔化設備是熔化氣化器。所述熔化設備也可以是高爐。相對于根據(jù)現(xiàn)有技術在存放之前針對半成品例如HCI實施的淬火冷卻，按本發(fā)明獲得這樣的優(yōu)點，即沒有將濕的經(jīng)過淬火冷卻的半成品比如HCI與熱的半成品比如HCI相混合，由此降低了通過氫的產(chǎn)生引起的爆炸危險。此外，通過按本發(fā)明的實施方式，不再需要用于對半成品進行冷卻的淬火罐的采購或者說運行。由此可以降低必需的過程水需求。本發(fā)明的另一個優(yōu)點是，儲存裝置或者裝料裝置比如HCI容器可以設計得較小， 因為用于對半成品的生產(chǎn)波動進行緩沖的材料不必存在于HCI容器中，而是可以從所述儲備容器中取出。由此在制造HCI容器時降低了材料及工作開銷及其結(jié)構高度。優(yōu)選設有至少兩個儲備容器，以便在保養(yǎng)作業(yè)中可以利用冗余容器。來自儲備容器的半成品也可以輸送給多個不同的熔化設備，比如熔化氣化器和高爐。


接下來借助于實施方式的兩張示意性的示范性的附圖對本發(fā)明進行詳細解釋。附圖示出如下
圖I是按本發(fā)明的具有流化層反應器的裝置的示意性的結(jié)構；并且圖2是按本發(fā)明的具有固定床反應器的裝置的示意性的結(jié)構。
具體實施例方式將微粒狀的鐵礦石I加入到由流化層反應器2a、2b、2c構成的級聯(lián)中。第一還原氣體通過所述第一還原氣體管路3導入到所述流化層反應器2c中，在離開該流化層反應器 2c之后通過連接管路4導入到所述流化層反應器2b中，在離開該流化層反應器2b之后通過連接管路5導入到所述流化層反應器2a中并且通過頂氣管路6從該流化層反應器2a中抽出。所述第一還原氣體管路3源自熔化氣化器7，在該熔化氣化器7中從壓實熱鐵中制造生鐵。從所述流化層反應器2c中取出的產(chǎn)物借助于包括中間容器8、壓實機9a和破碎機系統(tǒng)％的壓實裝置壓實為壓實熱鐵。所述壓實熱鐵通過輸送裝置10輸送給儲存裝置11 即HCI容器。該HCI容器布置在所述熔化氣化器7的上方。所述儲存容器11通過添加管路12與所述熔化氣化器7相連接，壓實熱鐵HCI通過所述添加管路12跟隨著重力從所述儲存裝置11添加到所述熔化氣化器7中。所述添加管路12以添加口 13通入到所述熔化氣化器7中。第二還原氣體管路14通入到所述儲存容器11中，第二還原氣體管路14源自所述熔化氣化器7。借助于加料裝置從所述破碎機系統(tǒng)9b中直接加入壓實熱鐵，所述加料裝置在附圖中借助于從排料溜槽15中引出的管路16來示出。在所述壓實裝置中制造的壓實熱鐵可以在相應地調(diào)節(jié)所述排料溜槽15的情況下借助通過管路17及熱輸送機18示出的加入裝置直接加入到所述儲備容器19中。通過通入到所述儲備容器19中的再氧化保護氣體管路20，將惰性氣體氮氣導入到所述儲備容器 19中。通過所述儲備輸出管路21和熱輸送機22，所述儲備容器19與所述輸送裝置10相連接。由此在需要時可以將壓實熱鐵從所述儲備容器19中取出并且將其輸送給所述儲存裝置11。在圖2中，相應于圖I的裝置部件用和在圖I中相同的附圖標記來表示。圖2與圖I的區(qū)別在于，取代流化層反應器而使用固定床反應器24來作為還原設備。作為氧化的鐵載體23，將塊礦和球團礦加入到所述固定床反應器24中。該固定床反應器與所述第一還原氣體管路3相連接，第一還原氣體通過該第一還原氣體管路3來流入。所消耗的還原氣體通過頂氣管路6來抽出。半成品從所述固定床反應器24中要么通過管路16來輸送給所述輸送裝置10，要么通過管路17輸送給所述熱輸送機18，通過該熱輸送機18來將熱的半成品輸送到所述儲備容器19中。半成品可以從所述儲備容器19中通過輸出管路25輸送給高爐26。附圖標記列表:
I微粒狀的鐵礦石
2a、2b、2c 流化層反應器3第一還原氣體管路
4連接管路
5連接管路
6頂氣管路
7熔化氣化器
8中間容器 9a壓實機
9b破碎機系統(tǒng)
10輸送裝置
11儲存裝置
12添加管路
13添加口
14第二還原氣體管路
15排料溜槽
16管路
17管路
18熱輸送機
19儲備容器
20再氧化保護氣體管路
21儲備輸出管路
22熱輸送機
23氧化的鐵載體
24固定床反應器
25輸出管路
26高爐。
權利要求
1.用于在熔化設備中從借助于第一還原氣體還原氧化的鐵載體獲得的半成品中制造生鐵的方法，其中將所述半成品輸送給直接與所述熔化設備相連接的儲存裝置或者裝料裝置，從所述儲存裝置或者裝料裝置實施添加到所述熔化設備中，其特征在于，在將所述半成品輸送到直接與所述熔化設備相連接的儲存裝置或者裝料裝置中之前，將所述半成品的一部分以熱的狀態(tài)保存在儲備容器中。
2.按權利要求I所述的方法，其特征在于，所述氧化的鐵載體是微粒狀的鐵礦石。
3.按權利要求I所述的方法，其特征在于，所述氧化的鐵載體是塊礦或者球團礦。
4.按權利要求I到3中任一項所述的方法，其特征在于，所述半成品是壓實熱鐵HCI。
5.按權利要求I到3中任一項所述的方法，其特征在于，所述半成品是熱壓塊鐵HBI。
6.按權利要求I到3中任一項所述的方法，其特征在于，所述半成品是熱低還原鐵LRI。
7.按權利要求I到6中任一項所述的方法，其特征在于，用阻止半成品的再氧化的再氧化保護氣體對以熱的狀態(tài)保存在儲備容器中的半成品進行繞流。
8.按權利要求I到7中任一項所述的方法，其特征在于，所述直接與熔化設備相連接的儲存裝置或者裝料裝置被第二還原氣體穿流。
9.按權利要求8所述的方法，其特征在于，所述第一還原氣體和第二還原氣體來自同一個氣源。
10.按權利要求I到9中任一項所述的方法，其特征在于，基本上跟隨著重力實施從所述儲存裝置或者裝料裝置添加到所述熔化設備中。
11.用于實施按權利要求I到10中任一項所述的方法的裝置，該裝置至少具有用于借助于第一還原氣體來使氧化的鐵載體還原的還原設備、通入到所述還原設備中的第一還原氣體管路(3)、用于從在借助于所述第一還原氣體使氧化的鐵載體還原時獲得的半成品中制造生鐵的熔化設備和用于將半成品輸送到通過至少一個添加管路(12)與所述熔化設備相連接的儲存裝置(11)或者裝料裝置中的輸送裝置(10)，其中所述添加管路(12)以添加口(13)通入到所述熔化設備中，并且設有用于將半成品加到所述輸送裝置(10)上的加料裝置，其特征在于，設有以熱的狀態(tài)來保存半成品的儲備容器(19)以及用于將半成品加入到所述儲備容器(19)中的加入裝置，其中所述儲備容器(19)也與所述輸送裝置(10)相連接。
12.按權利要求11所述的裝置，其特征在于，設有用于進行壓實和/或壓塊的壓實裝置，其中所述壓實裝置處于還原設備與輸送裝置(10)之間并且處于還原設備與加入裝置之間。
13.按權利要求12所述的裝置，其特征在于，設有將壓實的和/或壓塊的半成品從壓實裝置加到所述輸送裝置(10 )上的加料裝置，并且所述儲備容器(19 )通過用于將壓實的和/ 或壓塊的半成品從所述壓實裝置加入到所述儲備容器(19)中的加入裝置與所述壓實裝置相連接。
14.按權利要求11到12中任一項所述的裝置，其特征在于，在所述儲存裝置(11)或者裝料裝置中通入第二還原氣體管路(14)。
15.按權利要求13所述的裝置，其中所述第一還原氣體管路(3)及第二還原氣體管路(14)與用于產(chǎn)生還原氣體的設備相連接，其特征在于，所述第一還原氣體管路(3)及第二還原氣體管路(14)與同一個用于產(chǎn)生還原氣體的設備相連接。
16.按權利要求11到14中任一項所述的裝置，其特征在于，用于輸送再氧化保護氣體的再氧化保護氣體管路(20)通入到所述儲備容器(19)中。
17.按權利要求11到15中任一項所述的裝置，其特征在于，所述儲備容器(19)布置在比通到熔化設備中的添加口( 13 )低的高度上。
18.按權利要求11到16中任一項所述的裝置，其特征在于，所述熔化設備是熔化氣化器(7)。
19.按權利要求11到17中任一項所述的裝置，其特征在于，所述還原設備是固定床反應器或者流化層反應器(2a、2b、2c)。
全文摘要
本發(fā)明涉及用于將用于生鐵的半成品裝料到熔化設備中的一種方法和一種裝置。所述方法和裝置的特征在于，在將所述半成品輸送到直接與所述熔化設備相連接的儲存裝置(11)或者裝料裝置中之前，將所述半成品的一部分以熱的狀態(tài)保存在儲備容器中。
文檔編號C21C5/56GK102612632SQ201080046646
公開日2012年7月25日 申請日期2010年10月6日 優(yōu)先權日2009年10月16日
發(fā)明者A.舍爾尼, J-F.普勞爾, K.澤赫特鮑爾, N.賴茵, R.米爾納, T.埃德 申請人:西門子Vai金屬科技有限責任公司