CN100529119C - 用于制造包含直接还原铁粉的还原材料的压制铁的设备以及使用该设备制造铁水的设备 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于制造压制铁的设备和使用所述设备制造铁水的设备。为此，根据本发明的用于制造压制铁的设备包括一对压辊和一个压辊箱体。所述压辊对将含有还原铁粉的还原材料压制以制造压制铁，压辊彼此分离形成间隙。压辊箱体位于压辊对外侧，具有至少一个孔。密封板分别结合于压辊箱体的孔的内外表面上。滑动管紧密附着于穿过孔的贯穿件上，所述滑动管的两端与密封板紧密结合。根据上述本发明，可以制造优质的压制铁。

Description

用于制造包含直接还原铁粉的还原材料的压制铁的设备以及使用该设备制造铁水的设备

发明背景

1.发明领域

本发明涉及一种用于制造压制铁的设备和使用所述设备制造铁水的设备，更具体而言，涉及一种通过将包含直接还原铁粉的还原材料压制从而制造压制铁的设备，以及使用所述设备制造铁水的设备。

2.相关技术描述

钢铁工业是为建筑和汽车、船舶和家用器具等的制造提供所需原材料的核心工业。另外，它也是人类有史以来已经取得进展的历史最悠久的工业。炼铁厂在钢铁工业中起着关键的作用，它使用铁矿石和煤作为原料首次生产出铁水(也就是，熔融状态的生铁)，然后，由铁水生产出钢，随后供应给消费者。

目前，世界上大约60％的铁的生产是通过采用自14世纪已经发展起来的鼓风炉熔炼法生产的。根据该鼓风炉熔炼法，将已经经历烧结过程的铁矿石和采用烟煤作为原材料生产出的焦炭装载到鼓风熔炉中，并向熔炉提供氧气以将铁矿石还原为铁，由此制造铁水。鼓风炉熔炼法是在工厂中最普遍的用于制造铁水的方法，考虑反应特性，要求原料具有至少一个预定的硬度水平和可以保证熔炉中渗透性的粒度。由于该原因，需要以通过加工具体的原煤获得的焦炭作为碳源，以被用作燃料和还原剂。而且，需要已经经历过连续聚结(agglomerating)过程的烧结矿作为铁源。因而，现代的鼓风炉熔炼法需要原材料初始加工设备，例如焦炭制造设备和烧结设备。也就是说，除了鼓风熔炉之外，还必须配备辅助设施，以及用于防止和将辅助设施生成的污染最小化的设备。因此，附加的设施和设备的巨大投资导致生产成本增加。

为了解决鼓风炉熔炼法中的这些问题，全世界的炼铁厂都做出了很大努力，以开发一种熔融还原方法，使它能够通过直接使用粉煤作为燃料和还原剂并且直接使用占世界矿石产量超过80％的粉矿来制造铁水。

美国专利第5,534,046号公开了一种直接使用原煤和铁矿石粉制造铁水的设备。美国专利第5,534,046号公开的用于制造铁水的设备包括三级流化床反应器，该三级流化床反应器内形成鼓泡流化床，并且一个熔炉-气化器连接到其上。铁矿石粉和添加剂在室温被装载入第一流化床反应器，然后顺序通过三级流化床反应器。由于从熔炉-气化器产生的热还原气体被提供给三级流化床反应器，所以铁矿石和添加剂因与热还原气体产生接触而造成温度升高。同时，90％或者更多的粉矿和添加剂被还原，并且30％或者更多的粉矿和添加剂被煅烧，随后被装载入熔炉-气化器。

通过向熔炉-气化器供应煤，在熔炉-气化器中形成煤填充床。因此，室温的铁矿和添加剂在煤填充床内熔融并且结渣，随后以铁水和炉渣排出。通过多个安装在熔炉-气化器外壁的风口供应的氧气使得煤填充床燃烧并且转化为热还原气体。此后，为了将铁矿和添加剂还原，热还原气体被供应到流化床反应器，并随后将还原气体排出至外界。

然而，由于在上面描述的用于制造铁水的设备中包括的熔炉-气化器的上部中形成高速气流，所以存在装载至熔炉-气化器中的还原铁粉和煅烧添加剂造成淘析(elutriate)及变松的问题。而且，在将还原铁粉和煅烧添加剂装载到熔炉-气化器中时，存在很难保证熔炉-气化器的煤填充床中的气体和液体的渗透性的问题。

为克服这些问题，已经开发出一种用于将还原铁粉和煅烧添加剂进行压块并且将其装载进熔炉-气化器的方法。与以上开发相关，美国专利第5,666,638号公开了用于制造椭圆海绵铁团矿的方法和采用该方法的设备。而且，美国专利第4,093,455号、第4,076,520号和第4,033,559号公开了用于制造平板状或波纹形的海绵铁团矿的方法和采用该方法的设备。这里，为了适于将其长距离运输，还原铁粉被热压块，随后冷却，由此制造成海绵铁团矿。

由于上述用于制造团矿的设备是小型的，因而在制造海绵铁团矿过程中还原铁粉淘析的可能性很小。然而，在制造压制铁的设备是大型设备的情况下，由于还原铁粉的量的增加，大量的还原铁粉淘析出去。因此，在压辊的两侧安装颊板，并采用压紧颊板的设备压紧并支撑颊板，所述压紧颊板的设备构形为棒形，且穿过压辊箱体。

然而，由于压辊箱体因制造热的团矿而发生热变形，因而在压紧颊板的设备和孔之间形成一个空间。由于制造压制铁的设备内部几乎是被抽真空的，所以大量的空气被吸入该空间。因此存在这样的问题，即不但含有还原铁粉的还原材料被再氧化，而且设备的寿命因再氧化过程中产生的热而减短。

由于用于制造压制铁的设备的尺寸变大，穿过压辊箱体构形孔的需要增强，而且除了压紧颊板的装置之外，还需要其它条件。因此，非常需要其结构能够有效密封压辊箱体上构形的孔的设备。

发明内容

本发明的目的是解决上述问题，并提供用于制造压制铁的设备，该设备适合制造大量压制铁。

此外，本发明的目的是提供制造铁水的设备，所述设备能够用优质的压制铁制造优质的铁水。

根据本发明的用于制造压制铁的设备包括一对压辊和一个压辊箱体，所述压辊对含有还原铁粉的还原材料进行压制，制造压制铁，并且压辊彼此分离形成间隙，所述压辊箱体位于压辊对外侧，具有至少一个孔。密封板分别结合于压辊箱体的每个孔的内表面和外表面上。一个滑动管紧密贴合于穿过孔的贯穿件上，所述滑动管的两端与密封板紧密结合。

在此，每个密封板都优选是环形件。

用于固定的联结件可以形成于滑动管的一端。

此外，用于固定的联结件的截面优选是环形，且用于固定的联结件的外直径优选大于滑动管的外直径。

密封板的其中之一可以被用于固定的联结件固定。

另外，用于固定的联结件的外直径优选大于所述其中之一密封板的内直径。

此外，另一密封板可以焊接于滑动管上。

焊接于滑动管上的密封板优选位于压辊箱体的外表面上。

此外，密封板之间的距离可以基本上与压辊箱体的内表面和外表面之间的距离相等。

优选的是，孔的贯穿表面与滑动管的外表面分离开。

根据本发明的用于制造压制铁的设备可以进一步包括一对安装于间隙两侧的颊板，以及用于压紧颊板的装置，所述颊板防止进入间隙中的含有还原铁粉的还原材料泄露，所述压紧颊板的装置包括一个作为贯穿件的杆，所述杆穿过压辊箱体，并在间隙的相对侧压紧和支撑每个颊板。每个颊板都可位于间隙和杆之间。

此外，在根据本发明的用于制造压制铁的设备中，上述贯穿件是压辊对。

根据本发明的用于制造铁水的设备包括具有上述结构的用于制造压制铁的设备、破碎机和熔炉-气化器，所述破碎机将由制造压制铁的设备中排出的压制铁压碎，被破碎机压碎的压制铁被装入所述熔炉-气化器中并熔化。

此外，可将选自块煤和煤压块的至少之一的煤供应至熔炉-气化器中。

附图简述

通过参照附图对本发明的示例性的实施方案进行详细说明，本发明的上述及其它特征和优点将更显而易见。

图1是根据本发明的实施方案的用于制造压制铁的设备的示意性立体图。

图2是沿图1中A-A线的示意性剖面图。

图3是沿图1中B-B线的示意性剖面图。

图4示意性地示出了根据本发明的实施方案的密封装置。

图5示意性地示出了用于制造铁水的设备，所述设备包括根据本发明的实施方案的用于制造压制铁的设备。

发明详述

为了使本领域技术人员能够实施本发明，现在通过参照附图对本发明的示例性实施方案进行说明。但是，本发明可以多种修改的方式实施，因而不限于下述实施方案。

下面将通过参照图1至5对本发明的实施方案进行说明。本发明的实施方案仅用于解释本发明，并不拟限制本发明。

图1示意性地示出了根据本发明的实施方案的用于制造压制铁的设备，所述用于制造压制铁的设备100包括装料斗10和一对压辊20(还包括并示出连接在压辊端部的齿轮)。图1中所示的用于制造压制铁的设备的结构仅用于解释本发明，并不拟限制本发明。因此，所述制造压制铁的设备的结构可修改为多种其它形式。特别是，可以采用除装料斗10之外的其它多种方法将含有还原铁粉的还原材料加入压辊对20中。

如图1所示，将含有还原铁粉的还原材料，通过位于装料斗10中心的开口16，沿箭头A’所指的方向加入装料斗10。含有还原铁粉的还原材料由铁矿石制得。含有还原铁粉的还原材料还含有烧结添加剂，并在经过多级流化床反应器时被还原和加工。使用其它方法制造的含有还原铁粉的还原材料也可加入装料斗10中。通风口14构形于装料斗10的上侧，通过其排放由进入装料斗10中的热的含有还原铁粉的还原材料生成的气体。刮板(scrapers)124(如图2所示)安装于装料斗10中的螺旋进料器12上，从而将粘附于装料斗10内壁上的含有还原铁粉的还原材料去除。

装料斗10包括螺纹管70。螺纹管70插入其下的进料箱30中并与其结合，进料箱30的下部由颊板80(如图2所示)稳固地支撑。

螺旋进料器12安装于装料斗10中。螺旋进料器12将加入装料斗10中的含有还原铁粉的还原材料排出到压辊对20之间的间隙中。这里，间隙指的是沿压辊对的纵向在压辊之间形成的空间。安装于螺旋进料器12下端的螺旋体122(如图2所示)通过连接在其上的发动机(未示出)的旋转，用重力将收集于螺旋进料器12下部的含有还原铁粉的还原材料向下强行排放。

压辊箱体24位于压辊对20的外侧。压辊对20压制由螺旋进料器12排放的含有还原铁粉的还原材料，由此制造压制铁。压辊对20彼此分离开并且形成间隙。压辊盖26安装于每个压辊20的外侧，多个机架构件安装于压辊箱体24的外侧(图1中未示出)。

下面将参照图2和图3，对根据本发明的实施方案的用于制造压制铁的设备的内部结构，特别是对用于密封压辊箱体的密封装置进行详细说明。

图2是沿图1中线A-A和Z轴方向的示意性剖面图，其中示出了支撑压辊20两侧的颊板80以及压紧颊板的杆状装置90，所述杆状装置90用于压紧和支撑颊板80。压辊箱体24上构形的孔被用于密封压辊箱体24的密封装置300密封。如图2所示，在本发明的应用中，将压紧颊板的装置90用作贯穿件仅用于解释本发明，并不拟限制本发明。因此，可将本发明应用于其它贯穿件。

螺旋进料器12使含有还原铁粉的还原材料通过螺纹管70进入进料箱30中。安装于装料斗10下方的进料箱30将含有还原铁粉的还原材料转移到压辊对20中。进料箱30形成一个朝装料斗10突起的内部空间。因此，可以保证进入进料箱30中的大量含有还原铁粉的还原材料的滞留空间，并可将其供应至间隙的中心部分。

当大量的含有还原铁粉的还原材料进入进料箱30并在其中滞留时，还原铁粉很有可能被淘析出去。因此，将一对颊板80安装于压辊之间的间隙的两侧，从而防止进入间隙的含有还原铁粉的还原材料泄露出去。特别是，为了使含有还原铁粉的还原材料不因颊板80的变形而淘析，应当对颊板80进行压紧和支撑。颊板80因内部压力和高温的增加而变形。

为此，根据本发明的实施方案的用于制造压制铁的设备包括用于压紧颊板的装置90，所述压紧颊板的装置90包括穿过机架构件28和压辊箱体24的杆，在间隙的相对方向上压紧和支撑颊板80。颊板80位于间隙和压紧颊板的装置90之间。在这种情况下，密封装置300(如图2的圆中所示)安装于压辊箱体24的每个贯穿部分中，作为贯穿件的杆穿过所述贯穿部分，因而防止外部空气的进入。本发明适用于除上述杆之外的其它贯穿件。本发明适用的其它实例将在下面详细说明。

图3是沿图1的线B-B和Z轴的示意性的剖面图，其中示出了切割压辊20和围绕压辊20的密封装置300所形成的剖面，所述压辊从压辊箱体24向外突出一点。如图3所示，在本发明的应用中，将压辊20作为贯穿件仅用于解释本发明，并不拟限制本发明。

当压辊20穿透压辊箱体24上的孔并突出一点时，外部空气可能通过压辊20的周边进入压辊箱体24中。因此，在每个压辊20的外表面上都安装密封装置300，以防止上述情况的发生。每个密封装置300都包括分别结合于压辊箱体24的每个孔的内表面和外表面上的密封板，以及紧密附着于穿透所述孔的压辊20上的滑动管106。密封板稳固地与滑动管106的两端结合。图3仅示出了密封板中结合于压辊箱体24外表面上的密封板104。

下面将参照图4对图2的圆中所示意显示出的密封装置300做详细说明。

图4示意性地示出了根据本发明的实施方案的密封装置300，其中所述密封装置300安装于具有三级结构的压辊箱体24的贯穿部分242中。

图4中所示的根据本发明的实施方案的密封装置300主要包括密封板102和104，以及滑动管106。密封板102和104是环形件，分为结合于压辊箱体24内表面的第一密封板102和结合于压辊箱体24外表面的第二密封板104。第一密封板102和第二密封板104紧密结合于滑动管106的两端，所述滑动管106紧密附着于能够沿左右方向、即箭头所指的压紧方向移动的压紧颊板的装置90上。

密封装置300不但用密封板102和104将贯穿部分242密封，而且滑动管106紧密附着于压紧颊板的装置90上，从而防止外部空气进入制造压制铁的设备。由于防止了空气进入制造压制铁的设备，不但可以防止制造压制铁的设备中的含有还原铁粉的还原材料被淘析，而且可以防止含有还原铁粉的还原材料因再氧化而爆炸。

同时，沿着第一密封板102和第二密封板104之间的部分，贯穿部分242的贯穿表面和滑动管106的外表面以预定的距离彼此分离，从而即使在因制造热的压制铁导致压辊箱体24膨胀而使贯穿部分242的直径减小的情况下，也能保证足够的自由空间，避免与压紧颊板的设备90相互影响。

下文将说明密封装置的组装过程。

首先，从压辊箱体24的内侧将第一密封板102固定于压辊箱体24的贯穿部分中。由于第一密封板102是环形件，所以可以连续地穿透贯穿部分242。然后，从压辊箱体24的内侧将滑动管106插入并穿过密封板102和贯穿部分242。

具有环形截面的用于固定的联结件1062构形于滑动管106的一端，所述用于固定的联结件1062的外直径大于滑动管106的外直径。通过该方法，第一密封板102被滑动管106上构形的用于固定的联结件1062固定。特别是，用于固定的联结件1062的外直径大于第一密封板102的内直径，因而将第一密封板102牢固地固定在用于固定的联结件1062和压辊箱体24的内表面之间。

按如上所述插入的滑动管106穿透贯穿部分242并突出到压辊箱体24之外。在这种情况下，将第二密封板104插入并固定于压辊箱体24的外表面上之后，将第二密封板104和滑动管106之间的边界108焊接。

根据本发明，由于将第二密封板104焊接于压辊箱体24的外表面上，因而操作很容易。即使在拆卸密封装置300时，由于仅需要从压辊箱体24的外侧将焊接除去，因而拆卸也容易。通过将第二密封板104紧密附着并焊接于压辊箱体24的外表面上，第一密封板102和第二密封板104之间的距离变得与压辊箱体24的内表面和外表面之间的距离相同。因此，空气不能通过贯穿部分242从外界进入制造压制铁的设备中。此外，第一密封板102和第二密封板104具有足够的密封面积，因而不形成间隙，使得即使在密封装置300因机械振动而上下移动的情况下，外部空气也不会进入制造压制铁的设备中。

采用上述方法制成密封装置300后，将压紧颊板的装置90的杆插入滑动管106中。由于制造压制铁的设备是采用上述方法制造的，因此外部空气进入制造压制铁的设备中的可能性很小。

根据本发明的实施方案的密封装置的组装过程仅用于解释本发明，并不对本发明构成限制。因此，该密封装置可采用其它方法组装。

下面将说明制造铁水的设备，所述制造铁水的设备采用根据本发明的实施方案的用于制造压制铁的设备。

图5示意性地示出了制造铁水的设备，所述制造铁水的设备采用根据本发明的实施方案的用于制造压制铁的设备。图5示出了通过将压制铁装入熔炉-气化器中并制造铁水的用于制造铁水的设备。

图5中所示的用于制造铁水的设备200包括根据本发明的用于制造压制铁的设备100、破碎机40和熔炉-气化器60。破碎机40将从制造压制铁的设备100中排出的压制铁压碎。在破碎机40中压碎的压制铁被装入熔炉-气化器60中，并在其中熔化。此外，还可以包括料仓50，用于暂时储存在破碎机40中压碎的压制铁。由于本领域技术人员能理解所述破碎机40和熔炉-气化器60的结构，因而将详细的说明省略。

将选自块煤和煤压块的至少之一的煤加入到熔炉-气化器60中。通常，例如，块煤是从产地采集的粒度大于8mm的煤。另外，例如，煤压块是通过在产地采集粒度等于或小于8mm的煤、将其粉碎并通过压制机模压而制得的。

通过将块煤或煤压块加入熔炉-气化器60，而在其中形成煤填充床。向熔炉-气化器60中提供氧气，接着使压制铁熔化。通过一个排出口将铁水排放。因此，可以制造优质的铁水。

在根据本发明的用于制造压制铁的设备中，在压辊箱体的每个孔处，将密封板分别贴合于内表面和外表面上。此外，滑动管紧密附着于穿透孔的贯穿件中，所述滑动管的两端与密封板稳固地结合。因此，通过防止外部空气进入内部，可以阻止含有还原铁粉的还原材料的再氧化，并防止设备的寿命因再氧化及其所产生的热而缩短。

由于密封板是环形件，因而有这样的优点，即密封板不但便于插入滑动管中，而且便于固定。此外，它还易于密封。

用于固定的联结件形成于每个滑动管的一端，因而密封板易于插入用于固定的联结件中并与其结合。

此外，用于固定的联结件的截面是环形，且用于固定的联结件的外直径大于滑动管的外直径，因而滑动管易于固定于压辊箱体中。

密封板之一通过用于固定的联结件固定，因而便于组装和拆卸。

在此，由于用于固定的联结件的外直径大于所述密封板之一的内直径，因此防止了密封板从滑动管脱落，使其良好地固定于压辊箱体上。

此外，另一密封板焊接于滑动管上，因而即使有机械振动，也能将制造压制铁的设备稳固地密封。

此外，由于焊接于滑动管上的密封板位于压辊箱体的外表面上，故可以在压辊箱体的外部进行焊接操作。因此，不但易于操作，而且可以保证操作的稳定性。

密封板之间的距离基本上与压辊箱体内表面和外表面之间的距离相等，因而将贯穿部分稳固地密封。

贯穿部分的贯穿表面与滑动管的外表面分离。因此，即使压辊箱体因高温而膨胀，也足可以保证自由空间。

根据本发明的用于制造压制铁的设备还包括一对安装于间隙两侧的颊板，以及用于压紧颊板的装置，所述颊板防止进入间隙中的含有还原铁粉的还原材料泄露，所述压紧颊板的装置包括一个作为贯穿件的杆。杆穿过压辊箱体，并在间隙的相对侧压紧和支撑每个颊板。每个颊板都位于间隙和杆之间。由于本发明可施用于所述杆，因此容易阻挡经过杆的外部空气。

此外，在根据本发明的用于制造压制铁的设备中，压辊对可以作为贯穿件，因而可以容易地防止经过压辊外表面的外部空气进入制造压制铁的设备中。

根据本发明的用于制造铁水的设备包括上述用于制造压制铁的设备、破碎机和熔炉-气化器，从而制造优质的铁水。

此外，将选自块煤和煤压块的至少之一的煤供应至熔炉-气化器中，从而可以直接使用从产地采集的粉状的煤。因此，不但生产成本下降，而且由于没有污染而与环境相协调。

虽然通过参照示例性的实施方案对本发明进行了具体展示和说明，但是本领域技术人员会理解，可以对其做出多种形式和细节上的改变，而不偏离权利要求所限定的本发明的主旨和范围。

Claims (14)

1.一种用于制造压制铁的设备，包括：

一对压辊，所述压辊对含有还原铁粉的还原材料进行压制，制造压制铁，且彼此分离形成间隙；和

一个压辊箱体，所述压辊箱体位于压辊对外侧，且具有至少一个孔，

其中密封板分别结合于压辊箱体的每个孔的内表面和外表面上，并且

一个滑动管，该滑动管紧密贴合于穿透每个孔的贯穿件上，所述滑动管的两端与密封板紧密结合。

2.权利要求1的用于制造压制铁的设备，其中密封板是环形件。

3.权利要求1的用于制造压制铁的设备，其中用于固定的联结件形成于滑动管的一端。

4.权利要求3的用于制造压制铁的设备，其中用于固定的联结件的截面是环形，且用于固定的联结件的外直径大于滑动管的外直径。

5.权利要求3的用于制造压制铁的设备，其中密封板的其中之一被用于固定的联结件固定。

6.权利要求5的用于制造压制铁的设备，其中用于固定的联结件的外直径大于所述其中之一密封板的内直径。

7.权利要求5的用于制造压制铁的设备，其中另一密封板焊接于滑动管上。

8.权利要求7的用于制造压制铁的设备，其中焊接于滑动管上的密封板位于压辊箱体的外表面上。

9.权利要求1的用于制造压制铁的设备，其中密封板之间的距离与压辊箱体的内表面和外表面之间的距离相等。

10.权利要求1的用于制造压制铁的设备，其中孔的贯穿表面与滑动管的外表面分离。

11.权利要求1的用于制造压制铁的设备，进一步包括：

一对安装于间隙两侧的颊板，所述颊板防止进入间隙中的含有还原铁粉的还原材料泄露；和

用于压紧各颊板的装置，所述装置包括一个作为贯穿件的杆，所述杆穿透压辊箱体，并在间隙的相对侧压紧和支撑每个颊板，

其中每个颊板位于间隙和杆之间。

12.根据权利要求1的用于制造压制铁的设备，其中压辊对是贯穿件。

13.一种用于制造铁水的设备，包括：

权利要求1的用于制造压制铁的设备；

破碎机，所述破碎机将制造压制铁的设备中排出的压制铁压碎；以及

熔炉-气化器，被破碎机压碎的压制铁被装入所述熔炉-气化器中并熔化。

14.根据权利要求13的用于制造压制铁的设备，其中将选自块煤和煤压块的至少之一的煤供应至熔炉-气化器中。

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