專利名稱：具有x形流通管的三段流化床式細鐵礦石還原裝置的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及本發(fā)明涉及三段流化床式細鐵礦石還原裝置，顆粒尺寸范圍較寬的細鐵礦石在被投入熔煉爐以前在該裝置中在三段流化床式爐中逐步被還原成固體還原鐵。尤其是，本發(fā)明涉及一種具有X形流通管的三段流化床式還原裝置，氣體利用率和還原率在該裝置中都得以提高。
2．現(xiàn)有技術描述在現(xiàn)有高爐中，由于固體顆粒尺寸較大，鐵礦石按照固定床式方法被還原。但是，在還原細鐵礦石時，如果表面氣體速度與在固定床方法的情況下一樣低，將出現(xiàn)粘結現(xiàn)象并且最終使作業(yè)中斷。因此，在這種情況下，必須采用流化床式方法，在這種方法中氣體速度相當高以使固體顆粒的活動活躍。
流化床式技術廣泛應用到多種工業(yè)領域，包括煤的氣化、鍋爐、煉油廠、焙燒、廢物焚燒以及諸如此類。最近這種技術被擴展應用到熔煉-還原方法中，該方法在不遠的將來是一種極有潛力的鐵制備技術，并且在該方法中固體鐵礦石通過采用還原性氣體被還原。
在現(xiàn)有的熔煉-還原方法中，鐵礦石在一個圓筒形流化床式還原爐中被還原，然后將它運到熔煉爐中冶煉成生鐵。在這種還原爐中，固體鐵礦石在熔煉前被還原。投入還原爐中的鐵礦石在熔爐-燃氣發(fā)生器中借助從精煤燃燒獲得的高溫還原性氣體或天然氣并通過使鐵礦石與高溫高壓還原性氣體反應一段時間而被還原。這種還原工藝根據(jù)鐵礦石顆粒大小和在還原性氣體與鐵礦石之間的相互接觸情況分成固定床、運動床和流化床。在細鐵礦石被還原的情況下，固體鐵礦石投入還原爐中，并且通過一個氣體分配器供入還原性氣體。這樣，鐵礦石被流態(tài)化，結果在氣體和固體顆粒之間的接觸面積增大，因此提高了反應率。這種流化床式工藝是公知的還原細鐵礦石效率最高。目前，以流化方法為基礎并且實現(xiàn)商業(yè)化的鐵礦石還原工藝包括日本的DIOS，以及澳大利亞的HISMELT和FIOR。
在NO.Sho-58-217615日本實用新型申請公告書中公開了一種流化床式還原爐。
這種流化床式還原爐如

圖1所示。參照該圖，這種爐包括一個圓筒形還原爐體111和一個旋流器115。圓筒形還原爐111包括一個未加工的鐵礦石入口112，一個高溫還原性氣體入口113和一個已被還原的鐵礦石出口114。另外，一個氣體分配器116安裝在還原爐的下部。
在流化床式細鐵礦石還原爐中的還原過程按如下方式進行。
通過氣體分配器116以所需流速供應還原性氣體，細鐵礦石通過入口112加入。隨后，當被攪動時，鐵礦石與高溫還原性氣體反應。經(jīng)過一段時間后，從出口114排出已被還原的細礦石。
在這種條件下，流化床的方式如下，即，還原性氣體在還原爐中形成氣泡，當氣泡通過還原爐上部的顆粒層時，氣泡變得越來越大。
從經(jīng)濟角度考慮，例如從流化床式還原爐的生產(chǎn)率考慮，飛到爐外部的細鐵礦石的淘析必須減少，還原氣體的消耗必須最少，并且氣體的利用率必須最高。如果要實現(xiàn)這些目的，未加工的鐵礦石顆粒大小必須嚴格限制。因此，就有一個顆粒大小分布較寬不能適應的問題。
在上述的現(xiàn)有流化床式還原爐中，較寬范圍的顆粒大小分布是不允許的，因此，它被限定到1-0.5mm,-1mm或1-2mm。但是，實際中供應的細鐵礦石的顆粒大小是8mm以及小于8mm。因此，在使用前，它們需要篩分，并且大顆粒在使用前需要破碎。對應地，生產(chǎn)率降低，并且需要用于篩分和破碎的另外工藝和設備，因此導致盈利較低。
同時，為了克服上述缺點，在74056號韓國專利中公開了一種雙式流化床式還原爐。
這種雙式流化床還原爐如圖2所示。參看圖2，這種還原爐包括一個用于還原粗鐵礦石的第一預還原爐210，一個用于還原中等和細鐵礦石的第二預還原爐220，第一和第二旋流器240和230，以及一個用于供應鐵礦石的給料器250。
第一預還原爐210包括一個形成在它的底部的還原性氣體入口211，一個安裝在它的下部的氣體分配器212，一個形成在它的下部的一側的第一出口213，以及一個形成在它的上部的一側并與第二預還原爐220連接的第二流通管214。另外，第一預還原爐210的下部通過第一流通管231與第二旋流器230的下部連接。
第二預還原爐220包括一根形成在它的底部的還原性氣體供應孔221，一個安裝在它的下部的氣體分配器222，一個形成在它的下部一側的第二出口223，并且爐220的上部與第一旋流器240的上部連接。
第一旋流器240的上部通過一個管與第二旋流器230的上部連接。第一旋流器240的底部通過第三流通管241與第二預還原爐220的中部連接。
第二旋流器230的頂部裝有一個氣體出口，以便與細鐵礦石反應后廢氣能排到外面。同時，供應鐵礦石的給料器250與第一流通管231的側部連接，第一流通管231將第一預還原爐210與第二旋流器230連接起來。第一流通管231和第三流通管241分別有一組清洗氣體供應孔P，以防堵塞。第三出口242形成在第三流通管241的中部。
在這種雙式流化床鐵礦石還原裝置中的運行過程按如下方式進行。
細鐵礦石從給料器250給到第一流通管231。這些細鐵礦石被運到第一預還原爐210中。在還原時，在可控氣體速度下，粗鐵礦石顆粒與還原性氣體一起形成沸騰的或湍流的流化床。還原的鐵礦石從出口213排出。
同時，由于通過第一預還原爐210供應到第二預還原爐220的高速氣體的流動，中等和細鐵礦石由氣體通過第二流通管214運到第二預還原爐220的下部。在這種條件下，相對大的鐵礦石顆粒處在反應容器220的下部，而500μm或小于500μm的十分細的顆粒被淘析到第一旋流器240，在第一旋流器240中被捕獲的細礦石通過第二流通管241返回到第二預還原爐。這樣鐵礦石被還原一段時間。此外，在還原的鐵礦石中，中等鐵礦石顆粒通過第二出口223排出，而細顆粒通過第三出口242排出。
一組清洗氣體供應孔P分別形成在第二流通管214和第三流通管241的中部，并且氣體供應管S分別與各組清洗氣體供應孔P連接。這樣中等/細鐵礦石在其中流通的流通管214和241能不被堵塞。因此，顆粒流動變得流暢。
在上述的韓國專利的流化床式還原爐中，還原是通過合適的氣體速度將粗和中等/細鐵礦石分離開而進行的，因此，具有較寬顆粒大小分布范圍的鐵礦石的流化是可穩(wěn)定地進行。所以，鐵礦石的含量可以均勻地保持，并且可提高還原程度。
但是，在兩層流化床中，中等/細鐵礦石是由大量的高速氣體通過第二流通管214運到第二還原爐220，這些高速氣體已在第一預還原爐210中由于還原粗鐵礦石而被高度氧化。
大量的氧化的氣體與從氣體入口221供應的新的還原性氣體混合，因此，它們的還原能力降低。此外，第二還原爐220的氣體流速適當增加并且大量的細鐵礦石被循環(huán)，因此，第三流通管241的負荷太大。對應地，反應容器的內(nèi)部壓力嚴重波動，并且大量的細鐵礦石被從這個系統(tǒng)中淘析出來。因此，每噸鐵礦石的氣體消耗量增加，而且生產(chǎn)率降低。另外，一部分粗鐵礦石停留在第二還原爐220的上部，結果，由于反應容器內(nèi)部壓力的波動，鐵礦石的流化受到不利的影響。還有，由于已與第一預還原爐210中的粗鐵礦石發(fā)生反應的還原性氣體通過第二預還原爐210和第一旋流器240排到外部，這些還原性氣體不能再利用，因此，氣體的利用率較低。
發(fā)明綜述為了解決現(xiàn)有流化床式還原裝置的上述缺點，本發(fā)明進行了一系列研究并以研究的結果為基礎，本發(fā)明人提出了本發(fā)明。
本發(fā)明以如下事實為基礎粗和中等/細鐵礦石的分離可以改進氣體利用率和氣體的消耗率。多階段運行的廢氣再利用能夠改進氣體利用率和氣體消耗率。細顆粒重新循環(huán)進入到粗顆粒被流化的流化床的下部可以提高粗顆粒的流化，并且鐵礦石的流化狀態(tài)是穩(wěn)定和活躍的，因此改進了氣體消耗率和解決了容器中的粘結問題。此外，細鐵礦石顆粒循環(huán)量的減少解決了流通管的堵塞問題，并且因此在還原爐中的停留時間能夠增加，因而還原作用變得更加有效。
因此，本發(fā)明的目的是提供一種具有X形流通管的三段流化床式還原裝置，在該裝置中采納了兩層流化床式還原裝置的優(yōu)點并解決了現(xiàn)有流化床式還原裝置的問題，結果，氣體利用率和還原率得以提高，并且降低了氣體消耗率。
為實現(xiàn)上述目的，根據(jù)本發(fā)明的具有X形流通管的三段流化床式鐵礦石還原裝置包括一個高爐式單式第一流化床爐，未加工的細鐵礦石在其中以沸騰流化狀態(tài)被干燥和預熱；一個用于從第一流化床式爐的廢氣中收集細鐵礦石的第一旋流器；一個高爐式單式第二流化床爐，已干燥和預熱的細鐵礦石在其中以沸騰流化狀態(tài)被預先還原；一個用于從第二流化床式爐的廢氣中分離出細鐵礦石顆粒以使它們重新循環(huán)的第二旋流器；一個包括第一反應爐和第二反應爐的雙式第三流化床爐，用于將來自第二流化床式爐的已預先還原的鐵礦石分離成粗顆粒和中等/細顆粒以便粗顆粒和中等/細顆粒以沸騰流化狀態(tài)在不同的反應爐中被最終還原；一個用于從第三流化床式爐的第二反應爐的廢氣中分離出細鐵礦石顆粒以使它們重新循環(huán)的第三旋流器。
附圖簡述通過參照附圖對本發(fā)明的優(yōu)選實施例加以詳細描述，本發(fā)明的上述目的和其它優(yōu)點變得更加明顯，其中圖1表示了現(xiàn)有流化床式細鐵礦石還原裝置的結構；圖2表示了現(xiàn)有兩層流化床式細鐵礦石還原裝置的結構圖3表示了根據(jù)本發(fā)明的三段流化床式細鐵礦石還原裝置的結構；以及圖4圖示了細顆粒的混合比率對最小流化速度的影響。
優(yōu)選實施例的詳細描述如圖3所示，根據(jù)本發(fā)明的具有X形流通管的三段流化床式鐵礦石還原裝置1包括一個高爐式單式第一流化床式爐10，來自給料器50的未加工的細鐵礦石在其中以沸騰流化狀態(tài)被來自第二旋流器70的廢氣干燥和預熱；一個用于從來自第一流化床式爐10的廢氣中收集細鐵礦石的第一旋流器60；一個高爐式單式第二流化床爐20，已干燥和預熱的細鐵礦石在其中以沸騰流化狀態(tài)被來自第三旋流器的廢氣預先還原；一個用于從來自第二流化床式爐20的廢氣中分離出細鐵礦石顆粒以使它們重新循環(huán)的第二旋流器70；一個由第一反應爐30和第二反應爐40組成的雙式第三流化床爐340，用于將來自第二流化床式爐20的已預先還原的鐵礦石分離成粗顆粒和中等/細顆粒以便粗顆粒和中等/細顆粒以沸騰流化狀態(tài)在不同的反應爐中被最終還原；以及一個第三旋流器80，用于從第三流化床式爐340的第二反應爐40的廢氣中分離出細鐵礦石顆粒以使它們重新循環(huán)進入第一反應爐30。
第一流化床式爐10包括一個第一擴展部分10a，一個第一錐形部分10b和一個第一收縮部分10c。第一收縮部分10c的底部有一個用于供應來自第二旋流器70的廢氣的第一氣體入口11。第一氣體分配器12安裝在第一收縮部分10c的下部。
第一擴展部分10a和第一收縮部分10c分別通過第十九管62和第二管61與第一旋流器60連接。
第一收縮部分10c的一側有一個第一排出孔13，在另一側有一個鐵礦石供應孔15。
鐵礦石供應孔15與第一管51連接，第一管51又與給料器50連接。
一個廢氣出口63形成在第一旋流器60的頂部，用于最終排出廢氣。
第二流化床式爐20包括一個第二擴展部分20a，一個第二錐形部分20b和一個第二收縮部分20c。第二氣體入口21形成在第二收縮部分20c的底部，用于供應來自第三旋流器80的廢氣。第二氣體分配器22安裝在第二流化床式爐20的下部。
第二擴展部分20a和第二收縮部分20c分別通過第十八管72和第五管71與第二旋流器70連接。
第二收縮部分20c的一側有一個第二排出孔23，而第二收縮部分20c的另一側通過一根第四管14與第一排出孔13連接。
第二旋流器70的頂部通過第三管16與第一廢氣供應孔11連接。
第三流化床式爐340的第一反應爐30是一種噴射式，并且包括一個第三擴展部分30a，一個第三錐形部分30b和一個第三收縮部分30c。第三廢氣供應孔31形成在第一反應爐30的底部，用于供應熔煉爐100的廢氣。第三氣體分配器32安裝在第一反應爐30的下部。第三廢氣供應孔31通過第十七管35與熔煉爐100連接。
第一反應爐30的第三擴展部分30a的一側有一個第三排出孔33a，并且第三排出孔33a通過第十五管34a與熔煉爐100的頂部連接。第一反應爐30的第三收縮部分30c的一側有一個第四排出孔33b。第四排出孔33b通過第十四管34b與熔煉爐100的頂部連接。
第一反應爐30的第三擴展部分30a的一側上部有一個中等/細鐵礦石排出孔37，用于將中等/細鐵礦石排入第二反應爐40。
第一反應爐30的第三收縮部分30c的一側下部有一個細鐵礦石入口38，用于喂入來自第二反應爐40的細鐵礦石。
一個與第二流化床式爐20的第二排出孔23連接的第七管24與第三流化床式爐340的第一反應爐30的第三收縮部分30c的側部連接。
第三流化床式爐340的第二反應爐40包括一個第四擴展部分40a，一個第四錐形部分40b和一個第四收縮部分40c。第四收縮部分40c的一側下部有一個第五排出孔43，用于排出中等/細鐵礦石顆粒。一個氣體分配器42安裝在第四收縮部分40c的下部，以及一個第四廢氣供應孔41形成在第四收縮部分的底部，而第四廢氣供應孔41通過第十三管45與熔煉爐100連接。
第五排出孔43通過第十六管44與熔煉爐100的頂部連接。
第二反應爐40的第四收縮部分40c的一個下側壁上有一個中等/細鐵礦石入口47，用于喂入中等/細鐵礦石。第四擴展部分40a的一個上側壁上有一個細礦石排出孔48。
中等/細鐵礦石入口47通過一個中等/細鐵礦石流通管39與第一反應爐30的中等/細鐵礦石排出孔37連接。細鐵礦石排出孔48通過一個細鐵礦石流通管49與第一反應爐30的細鐵礦石入口38連接。
第四擴展部分40a和細鐵礦石流通管49分別通過一根第十管82和一根第十一管81與第三旋流器80連接。一根第九管83與第三旋流器80的頂部連接。
熔煉爐100有一個生鐵排出孔101。最好在第四管14、第七管24和細礦石流通管49上形成一些清洗氣體供應孔P，以防止這些管的堵塞。
第三流化床式爐340的第二反應爐40的頂部有一個細礦石排出孔48。這樣，在反應爐中被淘析的細顆粒通過細礦石流通管49被重新循環(huán)到第一反應爐30。在這種情況下，為了改進細鐵礦石的流動，最好形成一個清洗氣體供應孔P。
在圖3中，虛線箭頭表示氣體的流向，而實線箭頭表示鐵礦石的流向。
在第一流化床式爐10、第二流化床式爐20以及第三流化床式爐340的第一和第二反應爐30和40中，還原性氣體形成氣泡，氣泡以流化狀態(tài)活躍地攪動鐵礦石顆粒。結果，單位氣體消耗量得以改進。此外，爐的上部比下部寬，在上部的表面氣體速度降低，因此，能夠抑制十分細的顆粒的淘析。
現(xiàn)在將對采用本發(fā)明具有上述結構的三段流化床式鐵礦石還原裝置的一種還原方法描述如下
從給料器50將細鐵礦石加入第一流化床式爐10，從而細鐵礦石處于通過第一氣體入口11供入的來自第二旋流器70的廢氣中。這些鐵礦石隨后在氣體沸騰流化狀態(tài)下被干燥和預熱，然后通過第一排出孔供給第二流化床式爐20。
當供給第二流化床式爐20的細鐵礦石被第三旋流器80的廢氣(廢氣是通過第二氣體入口21供應的)形成沸騰流化床時，細鐵礦石被預先還原。隨后，被預先還原的鐵礦石通過第二排出孔供給第三流化床式爐340的第一反應爐30。
在第二流化床式爐中，鐵礦石被還原成FeO。
送入第三流化床式爐340的第一反應爐30的鐵礦石中，大于4.75mm的粗鐵礦石大部分處于第三收縮部分30c，而顆粒大小為0.5-4.75mm的中等/細鐵礦石大部分處于第三錐形部分30b和第三擴展部分30a。這些鐵礦石被通過第三氣體入口31供應的來自熔煉爐100的廢氣最終還原。隨后，粗鐵礦石通過第四排出孔33b供給熔煉爐100，而中等/細鐵礦石通過第三排出孔33a供給熔煉爐100。在這種情況下，中等/細鐵礦石穿過第三擴展部分的左流通管通過第十二管被供給第三流化床式爐340的第二反應爐40的第四收縮部分40c。
這些中等/細鐵礦石中，相對大的顆粒主要處于第四收縮部分40c，而相對小的主要處于第四擴展部分40a和第四錐形部分40b。這樣，中等/細鐵礦石被通過第四氣體入口41供應的來自熔煉爐100的廢氣最終還原。隨后，這些最終還原的中等/細鐵礦石通過第五排出孔43供給熔煉爐100。同時，細礦塵通過第十管82、第三旋流器80、第十一管81和細礦塵流通管49被重新循環(huán)到第一反應爐30的下部，而另一部分細礦塵通過排出孔48和細礦塵流通管被重新循環(huán)到第一反應爐30。
在第三流化床式爐340中，還原反應被完成大約80％。
在第三旋流器80中，50μm或小于50μm的十分細的顆粒被從氣體中分離。
在采用如本發(fā)明的三段流化床式還原裝置進行還原的情況下，如果為了實現(xiàn)有效的流化和合適的淘析率，第一和第二流化床式爐10和20以及第三流化床式爐的第二反應爐40的表面氣體速度最好比爐中的細鐵礦石顆粒的最小流化速度高1.2-1.8倍。第一反應爐30的表面氣體速度最好比最小流化速度高1.2-2.5倍。
此外，用于清洗的少量熱的還原性氣體最好通過第四管14和第七管24的氣體供應孔P注入，結果，能夠提高還原程度，并且能防止管堵塞。還有，用于清洗的少量熱的還原性氣體通過細礦塵流通管49的氣體供應孔P注入，結果，第一反應爐30的細礦塵流通管49能夠暢通，并且能防止氣體的后混合和管的堵塞。
如上所述，本發(fā)明以如下事實為基礎。即，礦石的分解大部分(大約90％或更多)發(fā)生在預熱和預先還原階段。此外，為了改進氣體利用率和氣體消耗率，在第三流化床式爐340中有兩個反應爐。這樣，粗鐵礦石和中等/細鐵礦石在不同的流化床中被還原，從而使還原作業(yè)的效率最佳。
此外，用于清洗的少量熱的還原性氣體通過氣體供應孔P被注入第三流化床式爐340的第二反應爐40的第四擴展部分40a的鐵礦石中，和被注入第三旋流器80的鐵礦石流通管中。這樣，在第一反應爐30的下部的流化作用變得有效。而且，細礦塵通過細礦塵流通管49和第十一管81的下部被重新循環(huán)，以便它們能夠在第一反應爐30的下部與粗顆?；旌?。因此，用于流化粗顆粒所需的氣體速度能夠降低，從而降低氣體消耗率，并且氣體消耗率降低而生產(chǎn)率提高。
圖4顯示了最小顆粒流化速度與細礦塵的混合程度的關系。如圖4所示，與大顆?；旌系募毜V塵越多，所需的最小顆粒流化速度越低。因此，在本發(fā)明中，粗顆粒通過X形流通管與細礦塵混合，因而，粗顆粒的最小流化速度降低。所以，氣體消耗率降低，從而生產(chǎn)率提高了。
現(xiàn)在根據(jù)實際例子對本發(fā)明進行描述。例1制造具有列在表1中的尺寸的圖3中的還原裝置，試驗在列在表2至4中的條件下進行。
表1流化床式爐的高度和內(nèi)徑第一流化床式爐收縮部分內(nèi)徑19cm擴展部分內(nèi)徑41cm錐形&收縮部分的高度192cm擴展部分的高度120cm第二流化床式爐收縮部分內(nèi)徑19cm擴展部分內(nèi)徑41cm錐形&收縮部分的高度192cm擴展部分的高度120cm第三流化床式爐第一反應爐收縮部分內(nèi)徑17em擴展部分內(nèi)徑25cm錐形&收縮部分的高度400cm擴展部分的高度250cm第三流化床式爐第二反應爐收縮部分內(nèi)徑90cm擴展部分內(nèi)徑124cm錐形&收縮部分的高度175cm擴展部分的高度120em表2未加工的細鐵礦石的化學組成和顆粒大小分布1．化學組成T.Fe:62.17,Fe:0.51,SiO2:5.5,TiO2:0.11,Mn:0.05,S:0.012,P:0.65,結晶水2.322．顆粒大小分布-0.05mm:4.5％,0.05-0.15mm:5.4％0.15-0.5mm:16.8％,0.5-4.75mm:59.4％4.75-8mm:13.8％
表3還原性氣體的組成、溫度和壓力1．氣體組成CO:65％,H2:25％,CO2:5％,N2:5％2．溫度大約850℃3．壓力0.5Kgf/cm2表4流化床式還原爐中表面氣體速度第一流化床式爐擴展部分的氣體速度1.22m/s收縮部分的氣體速度5.34m/s第二流化床式爐擴展部分的氣體速度1.22m/s收縮部分的氣體速度5.34m/s第三流化床式爐第一反應爐擴展部分的氣體速度3.35m/s收縮部分的氣體速度7.34m/s第三流化床式爐第二反應爐擴展部分的氣體速度0.015m/s收縮部分的氣體速度0.25m/s細鐵礦石以上述方式被還原，并且對平均氣體利用程度和氣體消耗率進行評估。結果顯示平均氣體利用程度是32％，氣體消耗率是1230Nm3/每噸礦石。從第三排出孔、第四排出孔和第五排出孔排出的鐵礦石的平均還原程度是88-95％。從給料器加入礦石后在60分鐘內(nèi)可以排出礦石。即，在反應爐中的平均停留時間大約20分鐘，因此可以推斷生產(chǎn)率是很好的。
此外，預先還原的鐵礦石供給第二反應爐，還原反應在該爐中通過根據(jù)顆粒大小將鐵礦石分類進行。因此，由于氣體混合而導致的諸如顆粒的淘析和氣體還原能力的降低的問題得以解決。而且，細鐵礦石顆粒被重新循環(huán)到第三流化床式爐的第一反應爐中，因此，流化變得更加活躍。相應地，大顆粒被防止粘結，以及進入反應爐中的氣體量或對于流化作用所需的氣體速度被減小，因此，單位氣體消耗得以改進。
根據(jù)如上所述的本發(fā)明，不管鐵礦石的顆粒大小怎樣，還原程度是相當?shù)囊恢?。此外，對于不同顆粒大小的每一個級別都能獲得還原鐵，因此，當將還原鐵排出到熔煉爐時，而且，可以根據(jù)裝置類型和排出位置適當?shù)毓┙o還原鐵。在排出還原鐵時，可以通過調節(jié)流速或還原性氣體的氣體速度來調節(jié)排出量和顆粒大小?？梢酝ㄟ^控制鐵礦石在爐中的停留時間來控制還原程度。另外，三階段流化作業(yè)是全部以沸騰流化狀態(tài)的形式進行，因此，氣體利用程度和氣體消耗率得以改進。還有，該裝置結構簡單，因此，不會發(fā)生管的堵塞和反流態(tài)化現(xiàn)象。
權利要求
1．一種具有X形流通管的三段流化床式鐵礦石還原裝置，用于形成細鐵礦石的氣孔流化層，并用于干燥/預熱細鐵礦石以使它還原，它包括一個高爐式單式第一流化床爐，未加工的細鐵礦石在其中以沸騰流化狀態(tài)被干燥和預熱；一個用于從第一流化床爐的廢氣中收集細鐵礦石的第一旋流器；一個高爐式單式第二流化床爐，已干燥和預熱的細鐵礦石在其中以沸騰流化狀態(tài)被預還原；一個用于從來自所述第二流化床爐的廢氣中分離出細鐵礦石顆粒以使它們重新循環(huán)的第二旋流器；一個由第一反應爐和第二反應爐組成的雙式第三流化床爐，用于將來自所述第二流化床爐的已預還原的鐵礦石分離成粗顆粒和中等/細顆粒，以便粗顆粒和中等/細顆粒以沸騰流化狀態(tài)在不同的反應爐中被最終還原；以及一個第三旋流器，用于從所述第三流化床爐的所述第二反應爐的廢氣中分離出細鐵礦石顆粒以使它們重新循環(huán)到所述第一反應爐。
2．如權利要求1所述的三段流化床式鐵礦石還原裝置，其特征在于所述第一流化床式爐包括一個第一擴展部分，一個第一錐形部分和一個第一收縮部分；所述第一收縮部分的底部有一個用于供應來自第二旋流器的廢氣的第一氣體入口；以及一個第一氣體分配器安裝在所述第一收縮部分的下部；所述第一收縮部分的一側有一個第一排出孔，在另一側有一個鐵礦石供應孔；所述鐵礦石供應孔與第一管連接，該第一管與一給料器相連；一個廢氣出口形成在所述第一旋流器的頂部，用于最終排出廢氣；所述第二流化床式爐包括一個第二擴展部分，一個第二錐形部分和一個第二收縮部分；第二氣體入口形成在所述第二收縮部分的底部，用于供應來自第三旋流器的廢氣；第二氣體分配器安裝在所述第二流化床式爐的下部；所述第二擴展部分和第二收縮部分分別通過一根第十八管和一根第五管與所述第二旋流器連接；所述第二收縮部分的一側有一個第二排出孔，而第二收縮部分的另一側通過一根第四管與所述第一排出孔連接，所述第二旋流器的頂部通過第三管與所述第一廢氣供應孔相連；所述第三流化床式爐的所述第一反應爐包括一個第三擴展部分，一個第三錐形部分和一個第三收縮部分；第三廢氣供應孔形成在所述第一反應爐的底部，用于供應熔煉爐的廢氣；第三氣體分配器安裝在所述第一反應爐的下部；所述第三廢氣供應孔通過一根第十七管與所述熔煉爐連接；以及與所述第三收縮部分的一側部連接的一根第七管與所述第二流化床式爐的第二排出孔連接；所述第一反應爐的所述第三擴展部分的一側有一個第三排出孔，并且所述第三排出孔通過一根第十五管與所述熔煉爐的頂部連接；所述第一反應爐的所述第三收縮部分的一側有一個第四排出孔；所述第四排出孔通過一根第十四管與所述熔煉爐的頂部連接；以及所述第一反應爐的一側上部與所述第二反應爐的下部連接，以便將中等/細鐵礦石通過一根中等/細鐵礦石流通管排入到所述第二反應爐中，以及所述第三流化床式爐的第二反應爐包括一個第四擴展部分，一個第四錐形部分和一個第四收縮部分；所述第四收縮部分的一側下部有一個第五排出孔，用于排出中等/細鐵礦石顆粒，所述第五排出孔通過一根第十六管與所述熔煉爐連接；一個第四廢氣供應孔形成在所述第二反應爐的底部；一個氣體分配器安裝在所述第四收縮部分的下部；所述第二反應爐的上部通過一個細鐵礦石流通管與所述第一反應爐的下部連接以使細鐵礦石顆粒重新循環(huán)到所述第一反應爐中；所述第四擴展部分和所述細鐵礦石顆粒流通管通過第十管和第十一管與所述第三旋流器連接；以及第九管與所述第三旋流器的頂部連接。
3．如權利要求1或2所述的三段流化床式鐵礦石還原裝置，其特征在于所述第十四管、所述第七管和所述細鐵礦石流通管分別具有一個清洗氣體供應孔P。
全文摘要
公開了一種具有X形流通管的三段流化床式鐵礦石還原裝置,用于提高氣體利用率和還原率,降低氣體消耗率。包括:第一和第二流化床爐(10,20),用于干燥和預熱未加工的細鐵礦石;第一旋流器和第二旋流器(60,70),用于收集第一和第二流化床爐的廢氣中的細鐵礦石,并使它們重新循環(huán);包括第一反應爐(30)和第二反應爐(40)的雙式第三流化床爐(340),用于將鐵礦石分離成粗顆粒和中等/細顆粒以便它們在不同的反應爐中被最終還原;以及第三旋流器,用于從第二反應爐的廢氣中分離出細鐵礦石顆粒以使它們重新循環(huán)到第一反應爐中。
文檔編號C21B13/14GK1211283SQ97192306
公開日1999年3月17日 申請日期1997年12月22日 優(yōu)先權日1996年12月23日
發(fā)明者鄭又滄, 崔洛晙, 姜興遠, 金倖久 申請人:浦項綜合制鐵株式會社, 浦項產(chǎn)業(yè)科學研究院, 奧地利鋼鐵聯(lián)合企業(yè)阿爾卑斯工業(yè)設備制造有限公司