发明名称 制造精炼铁的方法及原料进给装置
摘要 本发明系有关于一种制造粒状精炼铁之方法,其包括在还原熔融加热炉中加热包括含碳还原剂和含氧化铁之物质之已形成原料,因而进行已形成原料中所含氧化铁之固态还原作用;及与含碳还原剂中所含之碳进行固态还原作用所得到的已还原铁进行碳化致使已还原铁的熔融,分离出已形成原料中所含的脉石成份,因而造成所得到之熔融精炼铁聚结成为粒状精炼铁,其中在碳化和熔融阶段中与已形成原料相接近存在的大气气体具有还原程度为不低于0.5。本发明亦有关于一种制造精炼铁的方法,其包含于还原熔融步骤中所生成之含矿渣沈积层在耐火性炉床上形成,藉此在制造精炼铁的同时保护耐火性炉床。本发明亦进一步有关于一种供给原料助剂至移动炉床类型还原熔融加热炉之炉床上之装置,该还原熔融加热炉适于制造精炼铁且该装置包含与加热炉顶部垂直连接的给料导管。
申请公布号 TW562862 申请公布日期 2003.11.21
申请号 TW090107464 申请日期 2001.03.29
申请人 神户制钢所股份有限公司 发明人 伊东修三;谷垣恭广;菊池晶一;津下修;小林 勋;本多 启介;德田耕司;冈本秀和
分类号 C21B13/00 主分类号 C21B13/00
代理机构 代理人 林镒珠 台北市中山区长安东路二段一一二号九楼
主权项 1.一种制造粒状精炼铁的方法,其包括在还原熔融加热炉中加热含有含碳还原剂和含氧化铁之物质之已形成原料,因而进行已形成原料中所含氧化铁之固态还原作用;及与含碳还原剂中所含之碳进行固态还原作用所得到的已还原铁进行碳化致使已还原铁的熔融,分离出已形成原料中所含的脉石成份,因而造成所得到之熔融精炼铁聚结成为粒状精炼铁,其中在碳化和熔融阶段中与已形成原料相接近存在的大气气体具有还原程度为不低于0.5。2.根据申请专利范围第1项之方法,其中含碳物质之大气调整剂至少在已形成原料熔融之前置于还原熔融加热炉的炉床上。3.根据申请专利范围第2项之方法,其中大气调整剂具有平径粒径为3厘米或更低,及置炉床上的厚度为7厘米或更低。4.根据申请专利范围第1项之方法,其中已形成原料在制备期间与氧化钙混合而将存在于已形成原料中形成矿渣成份的硷度(CaO/SiO2)调节至在0.6至1.8范围之内的数値,因此将已形成原料中的硫含量固定在由制造期间所得到的矿渣,藉此得到具有低含量硫之粒状精炼铁。5.根据申请专利范围第1项之方法,其中还原熔融加热炉为在炉床的移动方向分隔成至少二个个别空间的移动炉床类型还原熔融加热炉,一个在移动方向上游侧的个别空间系用为固态还原作用,另一个在移动方向下游侧的个别空间系用为碳化和熔融;及每个个别空间的控制系基于个别空间致使于其中调节温度和大气气体组成。6.根据申请专利范围第5项之方法,其中碳化和熔融个别空间之温度比固态还原作用中的温度更高约50至200℃。7.根据申请专利范围第1项之方法,其中氧化铁在固态还原作用之最后阶段所具有之还原速率为不低于80%,且残余碳含量为不低于3.5%。8.一种制造熔融钢的方法,其包括将根据申请专利范围第1项方法所得到之精炼铁置入制钢加热炉中。9.根据申请专利范围第8项之方法,其中将精炼铁置入制钢加热炉的温度系维持在800℃或更高。10.根据申请专利范围第8项之方法,其中粒状精炼铁在置入制钢加热炉之前先将其熔融化。11.一种制造精炼铁的方法,其包括将包括含碳还原剂和含氧化铁之物质之已形成原料供给至移动炉床类型还原熔融加热炉之耐火性炉床上;加热该已形成原料使氧化铁还原熔融;及冷却精炼铁之后释出及收集所得之精炼铁,其中于还原熔融步骤中所生成之含矿渣沈积层在耐火性炉床上形成,藉此在制造精炼铁的同时保护耐火性炉床。12.根据申请专利范围第11项之方法,其中完全或部份之沈积层系利用移除元件而间歇性或持续性地与留存于沈积层中的精炼铁共同移除。13.根据申请专利范围第12项之方法,其中移除元件包含所生成精炼铁之出料器。14.根据申请专利范围第12项之方法,其中沉积层厚度之调整系为调整在移除元件刀片部位以及耐火性炉床表面之间的空间。15.根据申请专利范围第11项之方法,其中将一添加剂间歇式或连续式地供给至沈积层表面部位而调节形成沈积层之沈积物熔点。16.根据申请专利范围第12项之方法,其中沈积层系在转变为固-液共存态之后移除。17.根据申请专利范围第11项之方法,其中还原熔融加热炉之炉床较低部位强迫冷却而易使沈积层固化和形成。18.根据申请专利范围第11项之方法,其中第一保护层在还原熔融加热炉的开始操作阶段中预先在耐火性炉床上形成。19.根据申请专利范围第18项之方法,其中第一保护层包括含氧化铝之氧化物质。20.根据申请专利范围第18项之方法,其中于第一保护层中所包括之矿石混合物具有一组成系预先调整成与在还原步骤中所生成矿渣或再生矿渣实质相同。21.根据申请专利范围第11项之方法,其中在还原熔融加热炉操作期间于沈积层表面所形成之凹痕填充以矿石混合物来修复该沈积层,其中之矿石混合物具有一组成系预先调整成与在还原步骤中所生成矿渣或再生矿渣实质相同。22.根据申请专利范围第11项之方法,其中大气调整剂在供给已形成原料至炉床之前预先撒布于其上而形成一个层。23.根据申请专利范围第15项之方法。其中熔点调节添加剂与大气调整剂混合。24.一种供给原料助剂至移动炉床类型还原熔融加热炉之炉床上之装置,该还原熔融加热炉适于制造粒状精炼铁且系藉由加热含有含碳还原剂和含氧化铁之物质之已形成原料,因而进行已形成原料中所含氧化铁之固态还原作用;及与含碳还原剂中所含之碳进行固态还原作用所得到的已还原铁进行碳化致使已还原铁的熔融,分离出已形成原料中所含的脉石成份,因而造成所得到之熔融精炼铁聚结成为粒状精炼铁,该装置包含与加热炉顶部垂直连接的给料导管,其中该原料助剂于给料导管中以重力的方式降落。25.根据申请专利范围第24项之装置,其中给料导管具有分隔成至少一个隔室单元之内部空间,其中该隔室单元在贯穿炉床移动方向之炉床宽幅方向的任何区间上而形成复数个个别空间导管,每个个别空间导管的内部为分别的相邻个别空间导管。26.根据申请专利范围第25项之装置,其中个别空间导管分别具有给料埠。27.根据申请专利范围第26项之装置,其中给料埠具有加料器。28.根据申请专利范围第24项之装置,其中给料导管具有气体给料埠来供给惰性气体。29.根据申请专利范围第27项之装置,其中至少其中一个个别空间导管具有气体给料埠来供给惰性气体。30.根据申请专利范围第24项之装置,其中给料导管至少在与其连接的相邻部位装置有冷却元件。31.根据申请专利范围第24项之装置,其中给料导管具有经处理的内壁来防止黏附作用。32.一种在实施根据申请专利范围第2项方法时将大气调整剂置于炉床上之方法,其包括经由与加热炉顶部垂直连接之给料导管将大气调整剂置入。33.一种在实施根据申请专利范围第15项方法时将熔点调节添加剂置于炉床上之方法,其包括经由与加热炉顶部垂直连接之给料导管将熔点调节添加剂置入。34.一种在实施根据申请专利范围第18项方法时将第一保护层形成物质置于炉床上之方法,其包括经由与加热炉顶部垂直连接之给料导管将该物质置入。35.一种在实施根据申请专利范围第22项方法时将大气调整剂置于炉床上之方法,其包括经由与加热炉顶部垂直连接之给料导管将大气调整剂置入。36.一种供给原料至移动炉床类型还原熔融加热炉之炉床上之装置,该还原熔融加热炉适于制造精炼铁且系藉由加热含有含碳还原剂和含氧化铁之物质之原料,因而进行原料中所含氧化铁之固态还原作用;及与含碳还原剂中所含之碳进行固态还原作用所得到的已还原铁进行碳化致使已还原铁的熔融同时分离出原料中所含的脉石成份,该装置包含与加热炉顶部垂直连接的给料导管。图式简单说明:图1为说明使用于本发明的还原熔融设备的概示图;图2为相当于由图1之A-A线观察的侧视图;图3为图1设备中由纵向观察的说明性侧视图;图4之图表为显示在本发明所使用的二阶段加热系统中,当进行固态还原阶段和熔融阶段时,气体温度,已形成原料之温度,还原速率,和CO废气和CO2废气数量的个别改变;图5亦为一图表,显示在进行固态还原阶段和熔融阶段期间,存在于已形成原料中的氧化铁金属化速率及残余FeO数量的个别改变;图6之图表为显示当金属化速率达到100%时在已还原铁中残余碳的数量,与在最终精炼铁中残余碳数量之间的关系;图7之图表为显示金属化速率和还原速率之间的关系;图8之图表为显示使用或未使用煤粉末为大气调整剂时,在已形成原料的内部温度和气体还原速率的个别改变;图9为说明本发明一个较佳具体实施例中移动炉床类型的加热炉主要部位结构的概示侧视图;图10为由图9之A-A线观察之侧视图;图11为说明本发明中另一个较佳进给装置主要部位;图12为说明本发明中另一个较佳进给装置主要部位;图13为说明本发明中另一个较佳进给装置主要部位;图14之照片显示在一个实验生产中精炼铁和矿渣进行碳化-熔融之后随即的状态;图15之图表提供在一个实验中降低精炼铁硫含量之效应,其中系将CaO源刻意加至已形成原料中以调节矿渣硷度;图16之图表显示所生成之矿渣硷度与所得到精炼铁硫含量之间的关系;图17为说明性图示,其说明使用于本发明之制铁-制钢总生产系统;图18为概念性图示,其说明本发明经修正后所形成之矿渣沉积层状态;图19为概念性图示,其说明本发明另一个实施例中炉床的改变;图20为概念性图示,其说明本发明另一个实施例中炉床的改变;图21为概念性图示,其说明本发明另一个实施例中炉床的改变;图22为概念性图示,其说明大气调整剂的覆盖层形成时炉床修复的情形;图23为概念性图示,其说明大气调整剂的覆盖层形成时炉床修复的另一种情形;图24为说明性图表,其显示一个使用于实施例之精炼铁制造方法中,原料之形成,产物和相似者之组成和比率;图25为显示在本发明实施例中所得到的精炼铁照片;图26为说明性图表,其显示一个使用于另一实施例之精炼铁制造方法中,原料之形成,产物和相似者之组成和比率;及图27为显示在碳化-熔融-聚结阶段中,当与已成形原料相接近存在之大气气体具有还原程度为低于0.5时所得到之精炼铁状态。
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