CN1010325B - 熔炼铁合金的方法和装置 - Google Patents

熔炼铁合金的方法和装置

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Abstract

在本发明方法中，铁合金在金属氧化物矿石通过还原性气体的煤床形成的还原区而还原后冶炼。为了回收与氧有强亲合力的金属，煤床由三个固定床层组成：脱气煤底层A，其下是液态还原金属及熔渣的熔池。此外，氧气或某种含氧气体鼓入中间层B以形成高温还原性气体，在此以上某距离处，细粒金属氧化物矿石原料加入中间层B。炭粒子和氧气或含氧气体的燃烧气则加入顶部固定床层C。

Description

本发明涉及熔炼铁合金的方法，以及实施此方法的装置。此方法利用还原性气体通过一煤床形成还原区将金属氧化物矿石还原。
在EP-A-0174，291中描述了一种熔化某些细粒有色金属氧化矿物，如铜，铅，锌，镍，钴及锡的方法。该方法中，氧化物矿石原料加入熔化气化还原炉内由煤流化层形成的还原区。金属氧化物矿石原料通过该还原区后还原成金属并经熔化气化还原炉底部收集起来。
EP-A-0174，291说明该方法在温度低于1000℃以下使金属氧化物矿石与单质炭反应而还原时是有利的，但用于熔炼铁合金，如锰铁，铬铁和硅铁合金时就会出现某些问题。原因是这些合金的氧化物只有在1000℃以上用单质碳作为还原剂时才能进行熔炼。在这样高的反应温度下，金属氧化物矿石原料与形成流化层的炭粒子之间的接触时间较短。
本发明的目的就是为了克服上述缺点和困难并提供一种方法和装置。这种方法和装置的初始意图是要在熔化气化还原炉中从细粒氧化物矿石中熔炼铁合金，例如锰铁，铬铁和硅铁。在这些氧化物矿石中金属与氧有极强的亲合力因而只有在1000℃以上的高温下才能与单质碳发生还原反应。
为了实现该目的而使用的方法是一由三个固定 层组成的煤床：
-底层A，为脱气煤，其下是液态还原了的金属及熔渣，
-中间床层B，氧气或某种含氧气体通入其中以形成一种高温还原性气体，主要由CO组成。在该层上部某一距离处细粒氧化物矿石原料加入其中;
-顶层C，炭粒子和氧气或含氧气体的燃烧气体通入其中。
当使用的细粒氧化物矿石原料粒子尺寸最大6mm时比较有利。
适于构成固定床层的煤的粒子尺寸可为5-100mm。特别适宜的是5-30mm。
根据最佳实施例，中间层B和顶层C的厚度应保持在1-4米之间。
采用本发明方法的又一实施例的特点是从通过还原区的废气中将粉状炭粒分离出来并将其与氧气或含氧气体一起引入烧嘴（10），这些烧嘴（10）都通入顶部固定床层。
从碳颗粒中分离出的废气可作为细粒氧化物矿石原料的输送介质。
所使用的煤最好能在脱气反应之后仍能保持其块状特性。因而当煤粒尺寸范围在5-100mm，尤其是在5-30mm之内时，经过脱气反应之后而得的煤粒中应至少有50%仍能保持其初始粒度尺寸范围，即分别在5-100mm或5-30mm之间，其余部分粒度尺寸则小于以上数值。
本发明的方法的优点是它保持了利用矿物燃料加热的鼓风炉还原过程中已知的全部优点，如逆流热交换，非贵金属氧化物矿石还原所必须的在固定床中与单质碳进行的冶金反应以及金属和熔渣的良好分离。煤的焦化或脱气可在不产生焦油和其它冷凝组分的情况下完成。煤脱气过程中产生的气体可用作脱气煤气化后形成的还原性气体的附加还原剂。
在一特殊实施例中，可在一预还原工序中对氧化物矿石原料进行预还原处理。这对于铁合金的生产特别有利。在该过程中实现原料中氧化铁组份的还原。
本方法还具有的另一特殊优点是某些非贵重元素如硅，铬，锰的还原可在不消耗电能的条件下完成。本发明的方法中煤脱气所需的能量的调节方法十分简单。其原因是粒子尺寸不足5mm的颗粒过小的煤粉，随熔化气化还原炉的废气排出后经分离后又返回含氧气体的上鼓风区并被含氧气体氧化而放出热量。
从煤粒的分解特性试验可知，煤粒尺寸为16-20mm的部分在预热至1400℃的反应室内脱气过程需要一小时。反应室的体积为12dm3。在喷入冷惰性气体冷却之后对粒子分布进行了测定。
本发明还包括一个用以实现上述过程的装置。即一带耐火材料衬里的鼓风炉式的熔化气化还原炉。其上部有一煤加料口及一排气管。炉子的侧壁开孔穿入碳粉及氧气或含氧气体供气管。炉子下部则设有收集熔融金属及熔渣的排料口。此装置的特点是由三个叠加起来的固定床层A、B、C而形成的;
-在中间固定床层B下部设置了氧气或含氧气体鼓风环管（8）;
-在中间固定床层B的该部位以上某一距离处设置细粒氧化物原料矿石环形吹管;
-在顶部固定床层C下部设置一环形烧嘴以引入炭粒和氧气或含氧气体。
显然，在排气管道上设置一高温旋风分离器使废气中的炭粉分离出来并使其出灰口与环形烧嘴串连接通是有益的。
在又一特殊实施例中、又一台高温旋风分离器通过接管与上述旋风分离器串联。在二者之间的联接管路上装设设氧化物矿石原料进口装置。后一台旋风分离器的出灰口则用输送管道与氧化物矿石原料环形吹管相连。
本发明的方法及实现该方法的装置由附图详细说明。其中图1为熔化气化还原炉及与之相连的附属装置的原理图，图2为熔化气化还原炉的温度曲线。
图1中1为鼓风炉式的熔化气化还原炉，其内有耐火衬里2。
还原炉底部用以容纳液态金属3及溶渣4。5为金属出料口，6为熔渣排出口。还原炉上方有块状煤加料口7。液体熔池3、4的上部则是固定床层，即脱气煤底层A，其内无气体通过。上面一层为通气的脱气中间层B，再上一层为顶部煤粒层C，气体通过此层。
在还原炉1的侧壁上通入吹管，即环形吹管 8，用于引入氧气或含氧气体。这些管子布置在固定床层B的下部。在此以上某一距离，即至固定床层B上部装有环形喷嘴式吹管9，细粒氧化物原料矿石由此吹入中间层B。
再往上，即在下部C层，环形烧嘴10穿过熔化气化还原炉1侧壁。粉状炭粒和氧气或含氧气体的混合物则由此通入。在还原炉1上部装有排气管11、炉内产生的废气经此管引向高温旋风分离器12。
悬浮在废气中的粉状碳粒子从高温旋风分离器分离出以后，通过分离器12的出灰口，经过出口处的给料装置13后，经由加料管14进入环形烧嘴10。15为向烧嘴10通含氧气体的输气管。利用给料装置13可以调节高温旋风分离器12的填充程度并影响其分离效率。
在高温旋风分离器12之上部经管线16与又与台高温旋风分离器17相连。加料装置18与管线16相连。此加料装置则由装有细粒氧化物矿石原料的料斗19供料。来自管线16的气体则可用作物料输出介质。经过高温旋风分离器17的出灰口及输送管道20，再经管线21后细粒氧化物矿石原料供入吹管9。
在高温旋风分离器17的上端引出一排气管22，多余的废气由此排放。排出的废气可在冷却和压缩后经管线23吹入管线21用作传输介质。
实施本发明的方法时，加入熔化气化还原炉1上部的煤在固定床层C内脱气处理是有益的。煤脱气需要的热量一部分来自从固定床层B中上升的热还原气体，另一部分则来自烧嘴10中固体炭粒和含氧气体燃烧所产生的热量。煤层C的厚度选定应确保通过该层后气体的温度不低于950℃。从而保证焦油及其它冷凝组份完全裂解。这样，固定床层C就不会发生堵塞现象。在实施例中，床层C的厚度为1-4米时最好。固定床层B的厚度也取1-4米为佳。床层C的煤脱气后下沉即形成固定床层B。
细粒氧化物矿石原料在第二台高温旋风分离器17中用热还原气体和粉尘进行预还原处理并从气体中再次分离出来。将细粒含炭粉尘与热还原气体同时加入是有益的，原因是碳与还原反应中形成的CO反而而产生CO，因而来自还原炉1的高温气体仍保持极强的还原性。经预还原处理后细粒氧化物矿石原料与粉尘分离之后在B层熔化并被单质碳还原。熔化及还原所需的热量由吹管8向还原炉内引入含氧气体以气化高温脱气煤而提供。在固定床层B形成的熔融金属及熔渣向下流并在A层以下收集并排出。
图2示出了沿溶化-气化还原炉1高度方向的温度变化曲线，其中炉体高度以纵座标表示，而温度则以横座标表示。实线表示加入煤的温度变化，虚线表示生成气体的温度变化。纵座标上标记8代表环形吹管8的高度，9代表细粒氧化物矿石原料吹管9的高度，10代表碳粒再循环的烧嘴10的高度，24代表固定床层C的最高点24的高度。11则分别代表排气管11及加料口7的高度。

Claims (11)

1、熔炼铁合金的方法，其中金属氧化物矿石在有还原性气经过的煤床形成的还原区内还原，其特征在于，其中包括形成有三个固定床层的煤床；
-提供脱气煤底部固定床层A，其下是液态已还原的金属及熔渣的熔池，
-提供一中间固定床层B并将氧气或含氧气体引入其中以形成主要由CO构成的高温还原性气体，同时将细粒氧化物矿石原料从上部某一距离加入此中间床层B，
-提供一顶部固定床层C并向其中引入由炭粒子与氧气或与某种含氧气体组成的可燃气体。
2、权利要求1所述的方法，其特征在于，细粒氧化物矿石原料的粒子尺寸最大6mm。
3、权利要求1所述的方法，其特征在于，组成三个固定床层的煤的粒子尺寸为5-100mm。
4、权利要求3所述的方法，其特征在于，煤的粒子尺寸为5-30mm。
5、权利要求1所述的方法，其特征在于，中间固定床层B及顶部固定床层C的厚度均保持在1-4米。
6、权利要求1所述的方法，其特征在于，废气穿过构成还原区的固定床层，该法还包括从该废气中分离粉状炭粒并将其与氧气或含氧气体一起引入烧嘴（10），这些烧嘴（10）都通入顶部固定床层C。
7、权利要求6所述的方法，其特征在于，分离后的炭粒子在高温状态下加入前述烧嘴中。
8、权利要求6所述的方法，其特征在于，去除了碳粒子的废气用作前述细粒氧化物矿石原料的输送介质。
9、熔炼铁合金的装置，其中在还原性气体通过煤床后形成的还原区内还原金属氧化物矿石，装置包括有耐火衬里的鼓风炉式的熔化气化还原炉，其上部有煤加料口及排气管道，侧壁上穿入碳粒子和氧气或某种含氧气体的供气管道，其下部则用于收集液态金属及熔渣，其特征在于：
-在中间固定煤床层B下部之间的部位上提供一环形喷管，以引入氧气或含氧气气体从而形成主要由CO组成的高温还原气体，
-在中间固定床层B中该部位以上某一距离处提供一环形喷管以引入细粒氧化气矿石原料，
-在更高的某一位置上，在顶部固定床层C下部提供一环形烧嘴，炭粒子和氧气或含氧气体通入其内。
10、权利要求9所述的装置，其特征在于，还包括一高温旋风分离器，用于从废气中分离炭粒子，还包括一排气管道及将此分离器与环形烧嘴串接的联接装置。
11、权利要求10所述的装置，其特征在于，还包括
-又一台带出灰口的高温旋风分离器，
-串连联接两台旋风分离器的接管，
-与此接管相连的氧化物矿石原料加料装置，
-将第二台旋风分离器的出灰口与氧化物矿石原料环形喷管相连的输送管道。
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Families Citing this family (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
AT386007B (de) * 1986-10-30 1988-06-27 Voest Alpine Ag Verfahren und anlage zur gewinnung von metallen bzw. metallegierungen
DE4108283A1 (de) * 1991-03-14 1992-09-17 Kortec Ag Verfahren zum herstellen von fluessigem metall aus feinkoernigen metalloxidpartikeln und reduktions- und schmelzofen zur durchfuehrung des verfahrens
DE19634348A1 (de) 1996-08-23 1998-02-26 Arcmet Tech Gmbh Einschmelzaggregat mit einem Lichtbogenofen
UA74680C2 (en) * 2004-02-23 2006-01-16 Anatolii Tymofiiovych Neklesa A method for producing iron or alloys thereof and a plant for realizing the same
CN104925758B (zh) * 2015-06-10 2017-04-19 武汉锅炉集团工程技术有限公司 一种利用立式反射炉连续制备硫化钠的方法及其装置
CN113134617B (zh) * 2021-04-19 2023-01-17 山东理工大学 等离子球化脱氧3d打印金属粉体制备装置

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
IN164687B (zh) * 1984-08-16 1989-05-13 Voest Alpine Ag
SE453304B (sv) * 1984-10-19 1988-01-25 Skf Steel Eng Ab Sett for framstellning av metaller och/eller generering av slagg fran oxidmalmer
AT382390B (de) * 1985-03-21 1987-02-25 Voest Alpine Ind Anlagen Verfahren zur herstellung von fluessigem roheisen oder stahlvorprodukten
AT386007B (de) * 1986-10-30 1988-06-27 Voest Alpine Ag Verfahren und anlage zur gewinnung von metallen bzw. metallegierungen

Also Published As

Publication number Publication date
JP2572084B2 (ja) 1997-01-16
CN87107197A (zh) 1988-08-10
ATA288686A (de) 1987-11-15
CZ769087A3 (en) 1994-11-16
SU1582991A3 (ru) 1990-07-30
AU597737B2 (en) 1990-06-07
CA1324265C (en) 1993-11-16
BR8705781A (pt) 1988-05-31
AT386006B (de) 1988-06-27
DD262676A5 (de) 1988-12-07
KR950001909B1 (ko) 1995-03-06
DE3735966C2 (zh) 1991-01-17
IN172088B (zh) 1993-03-27
AU8000587A (en) 1988-05-05
KR890006831A (ko) 1989-06-16
SK278800B6 (sk) 1998-03-04
CZ279319B6 (cs) 1995-04-12
DE3735966A1 (de) 1988-05-05
UA2125A1 (uk) 1994-12-26
PH24466A (en) 1990-07-18
JPS63118021A (ja) 1988-05-23
SK769087A3 (en) 1998-03-04

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