專利名稱：用于控制預(yù)還原礦石氣體流率的方法及其裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種將熔煉還原爐中產(chǎn)生的生產(chǎn)氣體引入預(yù)還原爐期間對(duì)氣體流率進(jìn)行控制的方法及其裝置。
應(yīng)該注意到，作為一項(xiàng)冶煉技術(shù)，熔煉和還原礦石的熔鐵池型方法可用來(lái)取代高爐法，在這種熔煉和還原礦石的方法中，通常利用在熔煉還原爐中產(chǎn)生的還原氣體對(duì)礦石進(jìn)行預(yù)還原，以提高能量的效率。作為預(yù)還原爐常常使用流化床型還原爐。在這種流化床型熔煉還原爐中，可以象通常那樣，使用粉狀材料礦石，粉狀材料礦石能快速地與還原氣體反應(yīng)。
在使用流化床型預(yù)還原爐的傳統(tǒng)方法中，是將熔煉還原爐中產(chǎn)生的氣體按原樣引入預(yù)還原爐。這種方法已在，例如NO.210110/83 NO.23915/87和NO.60805等日本專利公開(kāi)出版物中公開(kāi)。
將熔煉還原爐中產(chǎn)生的氣體按原狀引入預(yù)還原爐的原因如下首先，將熔煉還原爐中產(chǎn)生的氣體全部用于預(yù)還原爐，對(duì)于提高能量的效率是有利的。其次，當(dāng)預(yù)還原爐的形狀和大小是依據(jù)所產(chǎn)生的氣體的流率而預(yù)先確定時(shí)，礦石可以被有效而適當(dāng)?shù)仡A(yù)還原。
在上述流化床型預(yù)還原爐中，引入預(yù)還原爐的氣體流率應(yīng)在一個(gè)合適的范圍內(nèi)，該范圍與預(yù)還原爐的形狀和大小有關(guān)。如果氣體流率過(guò)小，礦石不能適當(dāng)?shù)亓骰?。如果流率過(guò)大，隨排出氣體一起被帶走的礦石量將會(huì)增加。因此，在氣體流率過(guò)小或過(guò)大的任何一種情況下，都不能得到預(yù)期的均勻而有效的預(yù)還原反應(yīng)。特別是，當(dāng)氣體流率過(guò)大時(shí)，排氣管道和預(yù)還原爐后續(xù)裝置上的設(shè)備容易發(fā)生阻塞和類似的問(wèn)題。
然而，近年來(lái)人們已經(jīng)在研究，在熔煉還原爐的運(yùn)行中，使在熔煉還原爐中產(chǎn)生的，其壓力和流率發(fā)生較大變化的氣體得以的實(shí)際應(yīng)用。也就是說(shuō)，引入預(yù)還原爐中的還原氣體的壓力和流率具有較大的變化。產(chǎn)生這種變化的原因如下(a)、這種熔煉和還原礦石的方法極有利于適度控制鐵的生產(chǎn)。因此，諸如材料填充，吹氧量，熔煉還原爐內(nèi)部溫度等運(yùn)行條件變化很大。
(b)、熔煉還原爐內(nèi)氣體的較高壓力可增大氣體密度和促進(jìn)礦石的還原反應(yīng)。另外，使用較高的氣體壓力，具有促進(jìn)設(shè)備小型化的優(yōu)點(diǎn)。而且有助于在爐內(nèi)壓力超過(guò)大氣壓力的情況下操作熔煉還原爐。在高于大氣壓力的壓力下進(jìn)行操作期間，氣體壓力的變化大于在大氣壓力下進(jìn)行操作時(shí)的壓力變化。
(c)、為了提高經(jīng)濟(jì)效率，需要使用多種材料。當(dāng)使用，例如揮發(fā)成份彼此不同的煤時(shí)，產(chǎn)生的氣體量隨之發(fā)生變化。
在產(chǎn)生的氣體量有較大變化的操作中，采用將熔煉還原爐中產(chǎn)生的氣體按原狀引入預(yù)還原爐這種傳統(tǒng)的方法，不能使礦石得到適當(dāng)?shù)牧骰?，也不能得到預(yù)期的有效預(yù)還原。
為了解決上述問(wèn)題，應(yīng)根據(jù)情況設(shè)計(jì)一個(gè)裝置，該裝置的設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)是它能夠產(chǎn)生數(shù)量較大的氣體。在運(yùn)行期間，當(dāng)?shù)V石流化所需氣體不足時(shí)，從預(yù)還原爐排出的氣體中的一部分可以重復(fù)使用，即將它們添加到在熔煉還原爐內(nèi)產(chǎn)生的氣體中，并引入到預(yù)還原爐。然而，在這種方法中，需要提高壓力來(lái)促使從預(yù)還原爐排出的和壓力相當(dāng)?shù)偷哪且徊糠謿怏w的循環(huán)。因而需要一臺(tái)用于提高壓力的壓縮機(jī)，一個(gè)位于壓縮機(jī)入口處用于除去氣體中的粉塵并能冷卻氣體的裝置，和一個(gè)將已通過(guò)上述裝置的氣體加溫的裝置。由此，這不僅使設(shè)備的價(jià)格昂貴而且運(yùn)行費(fèi)用也高。
本發(fā)明的一個(gè)目的是提供一種用于控制預(yù)還原礦石氣體流率的方法和裝置，使得在具有流化床的預(yù)還原爐中的礦石處于適當(dāng)?shù)亓骰癄顟B(tài)和經(jīng)濟(jì)地實(shí)現(xiàn)這一狀態(tài)。
為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供了一種用于控制預(yù)還原礦石氣體流率的方法，該方法包括下述步驟利用熔煉還原爐中產(chǎn)生的氣體，對(duì)具有流化床的預(yù)還原爐中的礦石進(jìn)行預(yù)還原;
控制熔煉還原爐中產(chǎn)生的，引入預(yù)還原爐的氣體壓力，使引入預(yù)還原爐的氣體實(shí)際流率得到控制。
另外，本發(fā)明還提供了一種用于控制預(yù)還原礦石氣體流率的方法，該方法包括以下步驟利用熔煉還原爐中產(chǎn)生的氣體，對(duì)具有流化床的預(yù)還原爐中的礦石進(jìn)行預(yù)還原。
控制熔煉還原爐中產(chǎn)生的，引入預(yù)還原爐的氣體壓力，根據(jù)位于預(yù)還原爐入口處的壓力檢測(cè)器測(cè)得的值，通過(guò)位于氣流通路中的閥，對(duì)引入預(yù)還原爐中的氣體壓力進(jìn)行控制，從熔煉還原爐引入預(yù)還原爐的氣體流經(jīng)上述閥。
控制從預(yù)還原爐排出的氣體流率，通過(guò)位于從預(yù)還原爐排出的氣體流通通路上的閥，對(duì)從預(yù)還原爐排出的氣體流率進(jìn)行控制。
本發(fā)明還提供了一種用于控制預(yù)還原礦石氣體流率的裝置，包括用于將熔煉還原爐中產(chǎn)生的氣體引入預(yù)還原爐的氣流通路;
位于所述氣流通路中的氣體壓力控制閥。
本發(fā)明的上述目的以及其它目的和優(yōu)點(diǎn)將在下文結(jié)合附圖進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明使其更加明顯。


圖1表示本發(fā)明方法的示意圖。
圖2是示意圖，表示在本發(fā)明的流化床型爐中使礦石適當(dāng)流化的氣體流率和氣體壓力范圍之間的關(guān)系。
圖3是示意圖，表示在本發(fā)明的流化床型爐中的氣體處于控制狀態(tài)下的一個(gè)實(shí)例。
圖4是本發(fā)明流化床型爐的垂直剖面圖。
本發(fā)明利用了下述原理，通過(guò)改變流體上的壓力，使壓縮流體的體積發(fā)生變化。也就是說(shuō)，當(dāng)熔煉還原爐中產(chǎn)生的氣體壓力發(fā)生變化時(shí)，氣體的體積也將隨之增大或減小。引入預(yù)還原爐的氣體的實(shí)際流速得以控制。“流率”是指氣體在標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下Nm3/hr的流率，此處，“流率”是氣體流過(guò)速率的簡(jiǎn)寫形式。氣體在實(shí)際壓力和溫度下的流率稱為“實(shí)際流率”。氣體的壓力隨著從熔煉還原爐中產(chǎn)生的氣體量和氣體壓力變化。當(dāng)熔煉還原爐中產(chǎn)生的氣體量不足以使預(yù)還原爐中的礦石流化時(shí)，通過(guò)降低流入預(yù)還原爐的氣體壓力可以增大氣體的實(shí)際流率。通過(guò)氣體實(shí)際流率的增大，可使礦石適當(dāng)?shù)亓骰?。?dāng)氣體量過(guò)大時(shí)，通過(guò)提高流入預(yù)還原爐的氣體壓力，可以降低氣體的實(shí)際流率。由此可防止將礦石從預(yù)還原爐中帶走。
按照本發(fā)明的裝置，通過(guò)調(diào)節(jié)控制閥的開(kāi)度，可以改變?nèi)蹮掃€原爐中產(chǎn)生的氣體壓力、控制氣體的實(shí)際流率和將氣體引入預(yù)還原爐。所述的控制閥設(shè)置在將熔煉還原爐產(chǎn)生的氣體引入預(yù)還原爐的氣流通路中。
可以使用兩個(gè)控制閥，其中的一個(gè)用于將熔煉還原爐產(chǎn)生的還原氣體引入預(yù)還原爐，另一個(gè)設(shè)置在從預(yù)還原爐排出的氣流通路中。當(dāng)設(shè)在還原氣流通路中的控制閥的開(kāi)度較小而設(shè)在從預(yù)還原爐排出的氣流通路中的另一個(gè)控制閥開(kāi)度較大時(shí)，引入預(yù)還原爐中的氣體壓力降低。當(dāng)設(shè)置在還原氣流通路中的控制閥開(kāi)度較大而設(shè)置在從預(yù)還原爐排出的氣流通路中的另一個(gè)控制閥的開(kāi)度較小時(shí)，引入預(yù)還原爐中的氣體壓力得到提高。利用本發(fā)明提供的裝置，僅需要按上述方式控制其控制閥，就可以控制氣體的流率。
圖1是表示本發(fā)明方法的示意圖。在圖1中，標(biāo)號(hào)1是熔煉還原爐，2是流化床型預(yù)還原爐，3是用于引導(dǎo)熔煉還原爐產(chǎn)生的還原氣體的氣流通路，4是從預(yù)還原爐排出的氣體的氣流通路，6是設(shè)在還原氣體氣流通路中的除塵器，7是從預(yù)還原爐排出的氣體氣流通路中的除塵器。還原氣體的氣流通路3包括除塵器6的進(jìn)氣管8和排氣管9。還原氣體的氣流通路4包括除塵器7的進(jìn)氣管10和排氣管11。
開(kāi)始時(shí)，將礦石填充到預(yù)還原爐2中，呈固體狀態(tài)的這些礦石在預(yù)還原爐2中被預(yù)加熱和預(yù)還原。在預(yù)還原爐中預(yù)加熱和預(yù)還原的礦石被填充到熔煉還原爐1中進(jìn)行熔煉和還原。在熔煉爐中產(chǎn)生的、以CO為主要成分的氣體，通過(guò)構(gòu)成還原氣流通路3的管道8引入除塵器6，并在除塵器中將氣體中的粉塵除去。除去粉塵的氣體再通過(guò)管道9引入預(yù)還原爐2的下側(cè)。粉狀或粒狀的礦石裝在預(yù)還原爐2中的多孔布料器上。由于上述已除塵的氣體從低側(cè)流至布料器上，從而使礦石流化并形成流化床。礦石與還原氣體反應(yīng)被預(yù)還原和預(yù)加熱，并在流化床中攪動(dòng)，已經(jīng)預(yù)加熱和預(yù)還原的礦石從出料部13排出。由預(yù)還原爐2排出的氣體。通過(guò)構(gòu)成排出氣體通路的管道10引入除塵器7。由除塵器7收集從預(yù)還原爐中帶出的粉狀礦石，而將氣體通過(guò)管道11送至氣體處理裝置。
從出料部13排出的預(yù)還原礦石，以自流方式通過(guò)傳輸管道14裝入熔煉還原爐1。由除塵器7收集的、經(jīng)預(yù)還原的粉狀礦石，通過(guò)傳輸管道15送至熔煉還原爐1，并噴入熔煉還原爐內(nèi)。通過(guò)管道14送入爐1中的粉狀礦石，其顆粒尺寸呈中?；虼至?，而通過(guò)管道15送入爐1中的粉狀礦石則呈細(xì)粒。
在上述熔煉還原裝置中，在構(gòu)成還原氣流通路3的管道9的中間設(shè)有一個(gè)氣流調(diào)節(jié)器16，該氣流調(diào)節(jié)器16可以是一個(gè)用于控制還原氣流通路3開(kāi)度的閥，在構(gòu)成排氣氣流通路4的管道11中間設(shè)置一個(gè)氣流調(diào)節(jié)器17，該氣流調(diào)節(jié)器17也可以是一個(gè)用于控制排出氣流通路4開(kāi)度的閥。用于檢測(cè)氣體流率的檢測(cè)器18設(shè)置在管道11上，以控制氣流調(diào)節(jié)器16的開(kāi)度。用于檢測(cè)壓力的檢測(cè)器19設(shè)在預(yù)還原爐2的入口處以控制氣流調(diào)節(jié)器16的開(kāi)度。另外還設(shè)置了根據(jù)檢測(cè)器18、19的檢測(cè)值控制氣流調(diào)節(jié)器16、17的運(yùn)算和控制單元20以及比較控制器21。通過(guò)氣流調(diào)節(jié)器16、17和檢測(cè)裝置，可以控制引入的氣體流率，從而可使礦石在預(yù)還原爐2中適當(dāng)?shù)亓骰?br> 如上所述，為了實(shí)現(xiàn)粉狀或粒狀礦石在預(yù)還原爐2中流化，需要選定引入氣體的最佳實(shí)際流率。圖2是使礦石在流化床型爐中適當(dāng)流化的氣體流率和氣體壓力間關(guān)系的示意圖。橫坐標(biāo)表示引入流化床型爐中的氣體流率相對(duì)于基準(zhǔn)值的相對(duì)值。氣體流率指的是將氣體的體積轉(zhuǎn)換為氣體在標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下的體積時(shí)得到的氣體流率。氣體流率用Nm3/hr表示?？v坐標(biāo)表示的是在流化床型爐入口處的氣體壓力。氣體壓力用kg/cm2表示。使礦石流化所需的最小氣體流率與流化床型爐入口處氣體壓力間的關(guān)系，在圖2中用實(shí)線A表示。在實(shí)線A左側(cè)區(qū)域代表的條件下，將不能獲得礦石的適當(dāng)流化狀態(tài)。因?yàn)殡S著氣體壓力的增大，氣體體積將減小，因而氣體的實(shí)際流率也將減小。因此，正如圖2所明確表示的那樣，隨著氣體壓力的增大，使礦石流化所需的氣體流率也將增大。
甚至在氣體流率減小，礦石不能適當(dāng)流化的情況下，當(dāng)改變爐入口處的氣體壓力，使氣體壓力滿足實(shí)線A右側(cè)區(qū)域的條件時(shí)，既使較小的氣體流率也可以再一次使礦石適當(dāng)?shù)亓骰?br> 如圖3所示，例如當(dāng)氣體流率由點(diǎn)a1減小到點(diǎn)a2時(shí)，如果流化床型爐入口處的氣體壓力仍保持在2kg/cm2G，礦石將不能適當(dāng)流化。點(diǎn)a1代表的條件是爐入口處的氣體壓力為2kg/cm2G，氣體流率為100%。點(diǎn)a2表示氣體壓力為2kg/cm2G，氣體流率為60%的情況。當(dāng)爐入口處的氣體壓力由2kg/cm2G變?yōu)?.8Kg/cm2G時(shí)，其條件滿足實(shí)線A的右側(cè)區(qū)域，礦石被再次適當(dāng)?shù)亓骰Ｒ簿褪钦f(shuō)，當(dāng)運(yùn)行條件從點(diǎn)a2變換到點(diǎn)a3時(shí)，可以使礦石再次適當(dāng)流化。礦石能適當(dāng)流化的原因在于，當(dāng)呈標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)的氣體流率為60%時(shí)，由于氣體壓力降低，使得氣體實(shí)際流率增大。當(dāng)氣體的壓力由2kg/cm2G變?yōu)?.8kg/cm2G時(shí)， 以絕對(duì)壓力的比值為基準(zhǔn)的氣體實(shí)際流率大約為3.0/1.8倍。
另一方面，當(dāng)引入流化床型爐中的氣體流率過(guò)大時(shí)，將有大量礦石隨氣體一起從爐中被帶走。本發(fā)明人研究了可解決上述問(wèn)題的條件。
本發(fā)明的最佳實(shí)施例中，利用除塵器7收集從預(yù)還原爐2帶走的預(yù)還原粉狀或粒狀礦石。除塵器7收集的經(jīng)預(yù)還原的粉狀或粒狀礦石，通過(guò)傳輸管道15送入熔煉還原爐。由出料部13排出的、已預(yù)還原的中等顆?；虼诸w粒礦石，也被送入熔煉還原爐中。預(yù)還原的礦石可分為粒狀-粒狀礦石和中顆粒-粗顆粒狀礦石中的顆粒較粗的礦石。由氣體從爐中帶出的粉狀和粒狀礦石中顆粒較粗的礦石會(huì)使除塵器7和傳輸管道15內(nèi)側(cè)阻塞和磨損的可能性增大。此外，被帶出的礦石應(yīng)具備小的顆粒。本發(fā)明是在考慮到被帶出的礦石的顆粒尺寸的條件下，研究了在流化床型爐中的氣體流率間的關(guān)系。例如，為了使被帶出的礦石的顆粒尺寸限定為0.5mm或更小，而確定了圖2中的實(shí)線B。在實(shí)線B左側(cè)的區(qū)域內(nèi)，被帶出的礦石的顆粒尺寸為0.5mm或更小。在實(shí)線B的右側(cè)區(qū)域，會(huì)有顆粒尺寸大于0.5mm的礦石被帶走。在實(shí)線B偏右側(cè)處，有一條邊界線(未示出)，在邊界線內(nèi)被帶出的礦石的顆粒尺寸限定為1.0mm或更小。在遠(yuǎn)離實(shí)線B的右側(cè)區(qū)域，幾乎各種顆粒尺寸的所有礦石都被從流化床型爐中帶走。
相應(yīng)地，為了使顆粒尺寸大于0.5mm的礦石適當(dāng)流化和利用將顆粒尺寸等于和小于0.5mm的礦石帶出的方法對(duì)礦石進(jìn)行分選，應(yīng)使流化床型爐入口處的氣體狀態(tài)保持在由實(shí)線A和B確定的區(qū)域內(nèi)。理想的范圍是斜線代表的范圍。只要使?fàn)t入口處的氣體狀態(tài)保持在上述區(qū)域內(nèi)，就能使礦石在預(yù)還原爐內(nèi)適當(dāng)流化和分選。熔煉還原爐內(nèi)產(chǎn)生的氣體壓力和流率的變化可通過(guò)計(jì)數(shù)測(cè)量。由于在預(yù)還原爐入口處的氣體壓力和預(yù)還原爐內(nèi)部的氣體壓力之間存在確定的關(guān)系，所以通過(guò)測(cè)量預(yù)還原爐內(nèi)的氣體壓力，可以改變和調(diào)節(jié)預(yù)還原爐內(nèi)部的氣體壓力。在改變和調(diào)節(jié)預(yù)還原爐內(nèi)部的氣體壓力的情況下，通過(guò)改變和調(diào)節(jié)預(yù)還原爐入口處的氣體壓力可以獲得同樣的效果。
現(xiàn)在參照說(shuō)明書的附圖1，說(shuō)明改變和調(diào)節(jié)預(yù)還原爐入口處氣體壓力的方法。
氣流調(diào)節(jié)器16位于構(gòu)成預(yù)還原氣流通路3的管道9的中間，氣流調(diào)節(jié)器17位于構(gòu)成排出氣流通路4的管道11的中間，通過(guò)調(diào)節(jié)這兩個(gè)氣流調(diào)節(jié)器的開(kāi)度，可以控制預(yù)還原氣體的氣流。流率檢測(cè)器18具有借助于氣體的溫度和壓力進(jìn)行校正的功能和向運(yùn)算控制單元20輸出流經(jīng)管道11且換算為標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)的氣體流率。爐入口處的氣體壓力和氣體流率間的關(guān)系已預(yù)先設(shè)置在運(yùn)算控制單元20中。氣體壓力和氣體流率之間的合適關(guān)系，用例如圖2中斜線所示的區(qū)域表示。根據(jù)爐入口處氣體壓力和氣體流率間的關(guān)系，計(jì)算出與從流率檢測(cè)器18輸入的氣體流率相應(yīng)的氣體壓力。將計(jì)算得到的合適的氣體壓力輸入比較控制器21，根據(jù)計(jì)算得到的合適壓力與實(shí)際壓力相比較的結(jié)果，經(jīng)計(jì)算確定的開(kāi)度控制信號(hào)被送至氣體調(diào)節(jié)器17。根據(jù)控制信號(hào)，通過(guò)驅(qū)動(dòng)裝置(未示出)來(lái)控制氣體調(diào)節(jié)器17的開(kāi)度。另一方面，預(yù)還原爐2入口處的氣體壓力由壓力檢測(cè)器19檢測(cè)，并經(jīng)比較控制器21輸出。比較控制器21對(duì)輸出的實(shí)際壓力信號(hào)和從運(yùn)算控制單元20輸入的合適壓力信號(hào)進(jìn)行比較。得到的開(kāi)度控制信號(hào)送至氣流調(diào)節(jié)器16，以便使實(shí)際壓力接近于合適的壓力。驅(qū)動(dòng)裝置(未表示)根據(jù)開(kāi)度控制信號(hào)控制氣流調(diào)節(jié)器16的開(kāi)度。通過(guò)控制氣流調(diào)節(jié)器16、17開(kāi)度的方式，實(shí)現(xiàn)根據(jù)氣體的流率確定預(yù)還原爐入口處氣體壓力的級(jí)聯(lián)控制。
現(xiàn)在參照附圖3說(shuō)明一個(gè)實(shí)例，其中操作是在熔煉還原爐1產(chǎn)生的氣體壓力為2kg/cm2G，預(yù)還原爐入口處的氣體壓力為2kg/cm2G，所產(chǎn)生的氣體流率從100%降低到60%的條件下進(jìn)行的。當(dāng)流率檢測(cè)器18測(cè)出的氣體流率是基準(zhǔn)流率值的60%時(shí)，由運(yùn)算控制單元20根據(jù)測(cè)得的流率值算出合適的氣體壓力。例如算出的合適壓力值為0.8kg/cm2G。在圖3中，入口處氣體壓力為2kg/cm2G，氣體流率為100%的狀態(tài)用點(diǎn)a1表示，入口處氣體壓力為2kg/cm2G、氣體流率為60%的狀態(tài)用點(diǎn)a2表示，入口處氣體壓力為0.8kg/cm2G、氣體流率為60%的狀態(tài)用點(diǎn)a3表示。將合適的壓力信號(hào)輸?shù)奖容^控制器21。同時(shí)將增加開(kāi)度的信號(hào)輸出到氣流調(diào)節(jié)器17。比較控制器21將壓力檢測(cè)器檢測(cè)到的2kg/cm2G的氣體壓力和合適的壓力信號(hào)進(jìn)行比較。氣體調(diào)節(jié)器16的開(kāi)度將根據(jù)比較信號(hào)而減小。按照上述方式對(duì)氣流調(diào)節(jié)器16、17的開(kāi)度進(jìn)行控制，可使預(yù)還原爐2入口處的氣體壓力和氣體流率進(jìn)入圖3中實(shí)線A和B限定的區(qū)域內(nèi)，并能使礦石適當(dāng)?shù)亓骰Ｓ捎谶@種控制是依據(jù)氣流的變化連續(xù)進(jìn)行的，所以礦石能持續(xù)保持流化狀態(tài)。
現(xiàn)在參照說(shuō)明書的附圖3說(shuō)明另一個(gè)實(shí)例，其中的操作是在預(yù)還原爐2入口處的氣體壓力為0.8kg/cm2G、氣體流率從100%增加到160%的條件下進(jìn)行的。在圖3中，入口處氣體壓力為0.8kg/cm2G、氣體流率為100%的狀態(tài)用點(diǎn)b1表示，入口處氣體壓力為0.8kg/cm2G、氣體流率為160%的狀態(tài)用點(diǎn)b2表示。氣流調(diào)節(jié)器16的開(kāi)度增大，而氣流調(diào)節(jié)器17的開(kāi)度減小。將氣流調(diào)節(jié)器調(diào)節(jié)到使入口處的氣體壓力為2kg/cm2G、氣體流率為160%的狀態(tài)，此狀態(tài)用點(diǎn)b3表示。由于點(diǎn)b3被包含在實(shí)線A和B之間用斜線表示的區(qū)域中。因此礦石能在預(yù)還原爐2中適當(dāng)流化。顆粒尺寸大于0.5mm的預(yù)還原礦石將不會(huì)被氣體帶走。
僅僅在確定的流率下根據(jù)熔煉還原爐中產(chǎn)生的氣體變化來(lái)改變預(yù)還原爐2入口處氣體壓力的情況下，當(dāng)按上述方式控制預(yù)還原爐入口處氣體壓力時(shí)，才能將預(yù)還原爐中的氣體狀態(tài)控制在實(shí)現(xiàn)礦石適當(dāng)流化的范圍內(nèi)。
如上所述，根據(jù)本發(fā)明的方法，既使在熔煉還原爐中產(chǎn)生的氣體壓力和流率有較大的變化時(shí)，預(yù)還原爐中的礦石仍然可以適當(dāng)?shù)亓骰?br> 在該最佳實(shí)施例中，也可以不使用流率檢測(cè)器18，而根據(jù)裝填入熔煉還原爐1中的各種原料爐料和吹入爐中的氣體量來(lái)設(shè)定所產(chǎn)生的氣體量。在熔煉還原爐中產(chǎn)生的氣體量，可通過(guò)計(jì)算填入爐內(nèi)的原料量和吹入爐中的氣體量來(lái)設(shè)定。
用于冷卻排出氣體的冷卻器和用于從排出氣體中除去粉塵的粉塵收集器，可以裝在管道11中流量檢測(cè)器18的進(jìn)氣側(cè)。這樣可以提高流量檢測(cè)器18的精度和使用壽命。如圖4所示，可以在氣體調(diào)節(jié)器17的排氣側(cè)設(shè)置具有預(yù)定開(kāi)口的節(jié)流孔23。氣體的壓力和流率可用氣體調(diào)節(jié)器17的開(kāi)度來(lái)控制，氣流調(diào)節(jié)器17具有一個(gè)節(jié)流閥23，該節(jié)流孔大于沒(méi)有節(jié)流孔23的氣流調(diào)節(jié)器的開(kāi)口。當(dāng)氣流調(diào)節(jié)器17的開(kāi)度為50%左右時(shí)進(jìn)行操作，通過(guò)氣體調(diào)節(jié)器可以提高操作和測(cè)量的精度。另外，當(dāng)氣流調(diào)節(jié)器17的開(kāi)度比較大時(shí)，排出氣體中的粉塵不容易附著在氣流調(diào)節(jié)器17上。使粉塵附著在氣流調(diào)節(jié)器17上，氣流調(diào)節(jié)器17的開(kāi)度也還是能得到完全控制。節(jié)流孔23可以設(shè)置在氣流調(diào)節(jié)器17的排氣側(cè)，也可設(shè)置在進(jìn)氣和排氣兩側(cè)。
當(dāng)將熔煉還原爐中產(chǎn)生的氣體的一部分從位于熔煉還原爐1和氣流閥調(diào)節(jié)器16之間的管道8和9中分離出來(lái)，通過(guò)控制閥從系統(tǒng)中排出時(shí)，可以隨意降低所產(chǎn)生的和將要輸送到預(yù)還原爐中的氣體量，由此可以進(jìn)一步增加操作的靈活性。
設(shè)置在還原氣流通路3和排出氣流通路4中用于控制通路開(kāi)度的閥不僅包括本發(fā)明實(shí)施例使用的那種蝶閥型氣流調(diào)節(jié)器，也可以使用通過(guò)門型閥控制初始開(kāi)度的其它各種類型的閥，用于控制開(kāi)度的閥可用多個(gè)閥構(gòu)成。
在上述對(duì)氣體流率的控制中，如果采用所謂的定值控制方法?？墒诡A(yù)還原爐2的運(yùn)行保持在最佳狀態(tài)，這種方法可以使預(yù)還原爐2入口處的氣體壓力不依靠于熔煉還原爐1所產(chǎn)生的氣體壓力而保持在預(yù)定值。這樣，當(dāng)預(yù)還原爐2入口處的氣體壓力被保持在盡可能高的水平上時(shí)，可以增大氣體密度以提高預(yù)還原效率。
當(dāng)然，本發(fā)明的方法和裝置不僅可以用于鋼鐵生產(chǎn)中鐵礦石的熔煉和還原過(guò)程，而且還可以用于其它金屬礦石的熔煉和還原過(guò)程。
根據(jù)本發(fā)明的方法和裝置，既使熔煉還原爐中產(chǎn)生的氣體壓力和流率隨著熔煉還原爐的運(yùn)行有較大變化時(shí)，礦石仍可以在流化床型預(yù)還原爐中保持適當(dāng)?shù)亓骰癄顟B(tài)，并能適當(dāng)?shù)仡A(yù)還原。由于礦石可以按這種不依賴于熔煉還原爐產(chǎn)生的氣體量和壓力的方式適當(dāng)預(yù)還原，所以可以選擇性地在以鐵礦石熔煉還原為重要特征的生產(chǎn)過(guò)程中進(jìn)行靈活地控制和改變操作條件。另外，由于僅通過(guò)在氣流通路中設(shè)置能控制開(kāi)度的閥和控制閥的開(kāi)度就可以獲得上述效果，所以不需要增加設(shè)置上的負(fù)擔(dān)，也不會(huì)增加操作成本。
本發(fā)明提供了一種僅通過(guò)氣流調(diào)節(jié)器17即可以控制氣體實(shí)際流率的方法，所述的氣流調(diào)節(jié)器17可以是一個(gè)可控制氣流通路4的開(kāi)度的閥。
權(quán)利要求
1.一種用于控制預(yù)還原礦石氣體流率的方法，其步驟包括利用熔煉還原爐(1)產(chǎn)生的氣體，對(duì)處在具有流化床(5)的預(yù)還爐爐(2)中的礦石進(jìn)行預(yù)還原，其特征在于還包括以下步驟控制熔煉還原爐中產(chǎn)生并引入預(yù)還原爐的氣體壓力，使引入預(yù)還原爐的氣體實(shí)際流率得以控制。
2.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于引入預(yù)還原爐中的氣體壓力由閥16控制，閥16位于將氣體從熔煉還原爐引入預(yù)還原爐的氣流通路3中。
3.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于控制引入預(yù)還原爐的氣體壓力包括控制預(yù)還原爐中的氣體壓力。
4.如權(quán)利要求3所述的方法，其特征在于根據(jù)設(shè)置在預(yù)還原爐氣體入口處的壓力檢測(cè)器(19)的檢測(cè)值對(duì)預(yù)還原爐中的氣體壓力進(jìn)行控制。
5.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于當(dāng)熔煉還原爐產(chǎn)生的氣體量大于預(yù)定的氣體量時(shí)，上述引入預(yù)還原爐中的氣體壓力減小。
6.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于當(dāng)熔煉還原爐中產(chǎn)生的氣體量小于預(yù)定的氣體量時(shí)，上述引入預(yù)還原爐中的氣體壓力增大。
7.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于其步驟還包括，控制從預(yù)還原爐排出的氣體流率。
8.如權(quán)利要求7所述的方法，其特征在于上述從預(yù)還原爐排出的氣體流率是通過(guò)設(shè)置在從預(yù)還原爐排出的氣流通路中的閥(17)進(jìn)行控制的。
9.一種用于控制預(yù)還原礦石氣體流率的方法，其步驟包括利用熔煉還原爐(1)產(chǎn)生的氣體，對(duì)處于具有流化床(5)的預(yù)還原爐(2)中的礦石進(jìn)行預(yù)還原，其特征在于其步驟包括控制熔煉還原爐產(chǎn)生的、并引入預(yù)還原爐的氣體壓力，根據(jù)設(shè)置在預(yù)還原爐入口處的壓力檢測(cè)器(19)的檢測(cè)值，通過(guò)設(shè)置在將氣體從熔煉還原爐引入預(yù)還原爐的氣流通路(3)中的閥(16)對(duì)引入預(yù)還原爐的氣體壓力進(jìn)行控制;和控制從預(yù)還原爐排出的氣體的流率，通過(guò)設(shè)置在從預(yù)還原爐排出的氣流通路(4)中的閥(17)對(duì)從預(yù)還原爐排出的氣體流率進(jìn)行控制。
10.如權(quán)利要求9所述的方法，其特征在于通過(guò)第一個(gè)閥(16)和第二個(gè)閥(17)對(duì)引入預(yù)還原爐的氣體和由預(yù)還原爐排出的氣體流率進(jìn)行控制，以便使所述的流率位于由預(yù)定的氣體壓力和流率所限定的區(qū)域內(nèi)，所述的第一個(gè)閥位于將氣體從熔煉還原爐引入預(yù)還原爐的氣流通路中，所述的第二個(gè)閥位于從預(yù)還原爐排出的氣流通路中。
11.一種用于控制預(yù)還原礦石氣體流率的裝置，包括用于將熔煉還原爐(1)產(chǎn)生的氣體引入預(yù)還原爐(2)的氣流通路(3);其特征在于在氣流通路中設(shè)置氣體壓力控制閥(16)。
12.如權(quán)利要求11所述的裝置，其特征在于進(jìn)一步包括閥(17)，該閥用于控制氣體流率且位于從預(yù)還原爐排出氣體的氣流通路(4)中。
13.如權(quán)利要求12所述的裝置，其特征在于還包括有節(jié)流孔(23)，該孔位于所述的閥和預(yù)還原爐之間的氣流通路(11)中。
14.如權(quán)利要求12所述的裝置，其特征在于還包括一個(gè)節(jié)流孔，該孔位于閥的出氣口一側(cè)的氣流通路中。
全文摘要
一種用于控制預(yù)還原礦石氣體流率的方法，其步驟包括，利用熔煉還原爐(1)產(chǎn)生的氣體對(duì)處于具有流化床(5)的預(yù)還原爐(2)中的礦石進(jìn)行預(yù)還原，控制熔煉還原爐產(chǎn)生的并引入預(yù)還原爐的氣體壓力，從而控制引入預(yù)還原爐的氣體的實(shí)際流率。一種用于控制預(yù)還原礦石的氣體流率的裝置，包括用于將熔煉還原爐(1)產(chǎn)生的氣體引入預(yù)還原爐(2)的氣流通路(3)和位于該氣流通路中的氣體壓力控制閥(16)。
文檔編號(hào)C21B13/14GK1052899SQ90110308
公開(kāi)日1991年7月10日 申請(qǐng)日期1990年12月4日 優(yōu)先權(quán)日1989年12月4日
發(fā)明者有山達(dá)郎, 磯崎進(jìn)市, 山田建三, 松尾正治, 金谷弦治 申請(qǐng)人:日本鋼管株式會(huì)社