CN101048516A - 用于制造熔融铁的方法和设备 - Google Patents

Abstract

将铺底碳质材料(H)装填到转底炉(14)的炉床上，将包含粉末状铁矿(A)和粉末状煤(B)的含碳质材料的粒料(D)放置在所述铺底碳质材料(H)上，并且使所述炉床在所述转底炉(14)的内部通过，以将所述含碳质材料的粒料(D)加热并且还原为固体还原铁(F)，并且通过蒸馏成炭(G)，加热且干燥所述铺底碳质材料(H)。随后，在基本上不冷却的情况下，将所述固体还原铁(F)和所述炭(G)装填到熔铁炉(16)中，并且将氧气吹到所述熔铁炉(16)中以使所述固体还原铁(F)熔融，从而获得熔融铁(K)。在冷却并且除去粉尘之后，使用来自所述熔铁炉(16)的至少一部分废气(M)作为用于所述转底炉(14)的燃料气体。

Description

用于制造熔融铁的方法和设备

                        技术领域

本发明涉及用于制造熔融铁的方法和设备，并且特别涉及通过在熔融铁制造工艺中将氧化铁源如铁矿连同碳质还原剂如煤进行加热和还原，有效率地制造具有高的铁纯度的熔融铁的改进方法，所述熔融铁制造工艺通过组合活底型还原炉和熔铁炉构建。

                        背景技术

本发明的发明人研究了一种熔融铁制造方法，所述方法用于在其中组合转底炉(活底型还原炉)和熔融炉(熔铁炉)的熔融铁制造工艺中，通过如下步骤获得熔融铁：在将包含氧化铁和碳质还原剂的压块在转底炉中加热并且还原为金属化程度等于或高于60％的固体还原铁之后，将固体还原铁输送到熔融炉中，并且通过将作为燃料输送的碳质材料与氧气一起燃烧，在控制熔融炉中的二次燃烧比等于或低于40％的同时使所述固体还原铁熔融，从而熔融所述固体还原铁。他们还指出可以将作为燃料输送到熔融炉中的碳质材料的一部分或全部以铺底碳质材料的形式输送到转底炉的炉床上(参见日本未审查专利公开2004-176170)。

然而，关于使用铺底碳质材料的方法，只指出了定性作用和影响，并且用于在使转底炉和熔融炉的操作稳定的同时，进一步降低燃料消耗率的具体操作条件仍然不确定。因此，存在改进的空间。

另一方面，本发明的发明人还提出了一种方法，用于在制造金属铁的工艺中，通过在将用于气氛调节的粉末状铺底碳质材料铺在转底炉的炉床上之后，输送包含含氧化铁的物质和碳质还原剂的原料，并且在炉中加热原料以使原料还原并且熔融，使从转底炉中排出的铺底碳质材料再循环以在转底炉中再次使用，从而防止使粉末状铺底碳质材料结块成饼干状材料的现象(参见日本未审查专利公开2003-213312)。

然而，上述工艺不包含熔融炉并且只使用产生转底炉制造金属铁，并且铺底碳质材料所需的物理和化学性质、铺底碳质材料的再循环条件等不能原封不动地用于其中组合转底炉和熔融炉的在以前的现有技术文件中公开的熔融铁制造工艺。

                        发明概述

因此，本发明的一个目的是提供：熔融铁制造方法，所述方法在通过组合活底型还原炉和熔铁炉构建的熔融铁制造工艺中，在使活底型还原炉和熔铁炉的操作稳定的同时，可以进一步降低燃料消耗率；和适合的熔融铁制造设备。

本发明涉及使用通过组合活底型还原炉和熔铁炉构建的熔融铁制造工艺制造熔融铁的熔融铁制造方法，所述方法包括如下步骤(1)至(4)：

(1)将铺底碳质材料装填到活底型还原炉的炉床上，并且将包含粉末状氧化铁源和粉末状碳质还原剂的碳质材料复合团块放置在所述铺底碳质材料上的还原炉装料步骤，

(2)在活底型还原炉内部移动炉床，从而将所述碳质材料复合团块加热并且还原为固体还原铁，并且通过蒸馏成炭加热并且干燥铺底碳质材料的还原步骤，

(3)在基本上不冷却的情况下，将固体还原铁和炭装填到熔铁炉中的熔融炉装料步骤，和

(4)将含氧气体吹到熔铁炉中以使固体还原铁熔融成熔融铁的熔融步骤。

根据本发明，通过使用铺底碳质材料避免如炉床的剥落的问题，可以更可靠地保护炉床。因此，可以在较长的时间内连续操作活底型还原炉。此外，因为在脱挥处理之后的炭不含挥发性内容物，所以可以防止在熔铁炉中挥发性内容物燃烧导致的耐火材料的损害，从而延长熔铁炉的耐火材料的寿命(lift)。此外，通过使用铺底碳质材料可以防止在活底型还原炉中的固体还原铁的再氧化，藉此可以达到例如等于或高于92％的高金属化程度，并且可以显著降低熔铁炉中的碳质材料消耗量。

结果，在使活底型还原炉和熔铁炉的操作更稳定的同时，可以进一步降低燃料消耗率。

                        附图简述

图1是显示本发明的一个实施方案的熔融铁制造工艺的流程图，

图2A和2B是图解显示在转底炉的炉床附近的状态的截面，

图3A和3B是显示在铺底碳质材料的厚度和固体还原铁的金属化程度之间的关系的图，

图4是显示碳含量和固体还原铁的抗碎强度之间的关系的图，

图5是显示根据本发明的批量装料法的一个实施方案的流程图，

图6A和6B是显示根据本发明的熔铁炉中的气流的状态的截面，其中图6A显示基本构造，并且图6B显示其中设置折流板的一个实例，

图7A和7B是显示根据本发明的熔铁炉中的气流的状态的截面，其中图7A显示其中设置导向板的一个实例，并且图7B显示其中设置导管的一个实例，

图8是显示固体颗粒的颗粒尺寸分布的图，和

图9是显示吹氧速率和固体颗粒的散布比率之间的关系的图。

            本发明的优选实施方案的详述

以下，将参考显示一个实施方案的附图详细描述本发明。

[第一实施方案]

图1是显示本发明的一个实施方案的熔融铁制造工艺的流程图，其中这种熔融铁制造工艺通过组合作为活底型还原炉的转底炉14和熔铁炉16构建。

在需要时，将作为氧化铁源的铁矿“a”和作为碳质还原剂的煤分别粉碎成具有约低于1mm的直径的颗粒。将如此得到的作为粉末状氧化铁源的粉末状铁矿A和作为粉末状碳质还原剂的粉末状煤B以指定的比率混合，在需要时加入适当量的粘合剂和/或适当量的水分(此外，在此可以加入全部或一部分辅助原料I，所述辅助原料I作为成渣剂被加入到熔铁炉16中)，并且通过混合机8将这些进行混合。之后，在造粒机11中使混合的化合物粒化以具有约6至20mm的颗粒直径，从而得到含碳质材料的粒料D作为碳质材料复合团块。应该指出，因为如果挥发物含量过高，则含碳质材料的粒料D在转底炉14中加热之后可能爆炸，所以煤(碳质还原剂)b的挥发物含量适宜地等于或低于30质量％。

优选在干燥器13中干燥含碳质材料的粒料D，直至它的水分含量变成等于或低于1质量％以防止在转底炉14中的爆炸。

(1)还原炉装料步骤

随后，例如，将作为铺底碳质材料E的煤装填到转底炉14的炉床32上，使其具有如在图2A中图解显示的指定厚度，并且将含碳质材料的粒料D放置在这种铺底碳质材料E上，使其具有等于或小于两层的厚度。

作为用于以这种方式将铺底碳质材料E装填到炉床32上的设备(铺底装料设备)，可以使用这样的设备，所述设备用于例如从设置在转底炉14上面的中间加料斗定量分配铺底碳质材料E，并且通过装料管将分配的铺底碳质材料输送到炉床32上，并且通过分散螺杆，沿着炉床32的宽度方向分散输送的铺底碳质材料E。作为用于将含碳质材料的粒料D放置在这种铺底碳质材料E上(原料装填法)的设备，可以使用具有与铺底装料设备类似的构造的设备，所述设备包含中间加料斗、装料管和分散螺杆，并且相对于炉床32的移动方向被设置在铺底装料设备的下游。

装填到炉床32上的铺底碳质材料E的厚度优选为1至10mm。如果这种厚度低于1mm，则难以可靠地覆盖炉床32的整个外表面，并且防止再氧化的作用可能变得不足。另一方面，如果这种厚度超过10mm，则经由炉床32的外表面从它们的底表面加热含碳质材料的粒料D的作用降低，并且装填到熔铁炉16中的碳质材料的量变得过多，从而导致增加燃料消耗率的可能性更高。铺底碳质材料E的厚度更优选为2至5mm。

铺底碳质材料E的平均颗粒直径优选为1至5mm。如果平均颗粒直径低于1mm，则在变换到转底炉14和熔铁炉16之后，铺底碳质材料可能分散，从而降低碳质材料产率。另一方面，如果平均颗粒直径超过5mm，则接近铺底碳质材料E的优选厚度的上限，并且难以将铺底碳质材料E铺成均匀的厚度。另外，碳质颗粒之间的间隙变得更大，并且含碳质材料的粒料D进入这些间隙。因而，难以将含碳质材料的粒料D均匀地铺到铺底碳质材料E的层上，从而增加导致生产率和金属化程度降低的可能性。铺底碳质材料D的平均颗粒直径更优选为2至4mm。

可以使用指定的颗粒直径(例如1mm的筛目)作为标准，筛选粉碎的煤b，并且可以使用在筛子下面的粉末状材料作为粉末状碳质还原剂B，并且可以使用在筛子上面的材料作为铺底碳质材料E。

铺底碳质材料E的吉泽勒最大流动度MF优选满足关系：logMF≤2。如果logMF超过2，则在转底炉14中加热之后，碳质颗粒过度软化并且熔融，并且可能在炉床32上形成沉积物。所述吉泽勒最大流动度MF更优选满足关系：logMF≤1。

以干重计，铺底碳质材料E的挥发物含量优选等于或高于10质量％。这是因为具有较少的挥发物含量的煤，如无烟煤因其密实结构具有高的表观密度，并且尽管它较少的挥发物含量，但是可能爆炸成粉末状。

以干重计，铺底碳质材料E的挥发物含量优选等于或低于50质量％，更优选等于或低于40质量％。在转底炉14中加热之后，铺底碳质材料E中的挥发性内容物几乎得到完全脱除，并且可以用作转底炉14中的燃料气体。然而，如果挥发性内容物过量，则在转底炉14中的还原初期，由铺底碳质材料产生多于必需的可燃气体，并且未消耗的可燃气体在以废气的形式残留时从转底炉14中排出，从而导致降低的能量效率。此外，如果挥发性内容物过剩，则碳质材料因通过加热导致的挥发性内容物的脱挥处理变得更轻，并且在从转底炉14中排出之后可能散布，从而导致降低的碳质材料产率。将铺底碳质材料E在装填到转底炉14中之前进行适宜的干燥。将挥发物含量约为50质量％或更高的碳质材料如褐煤干燥，它变得多孔并且易于点燃，所以难以处理。

不必只使用一种具有上述优选量的挥发性内容物的铺底碳质材料，并且可以通过适当地混合，使用两种或两种以上具有不同量的挥发性内容物的碳质材料。可以使用已经在独立工艺中热处理的碳质材料，如焦炭粉末或石油焦炭作为将要混合的碳质材料。

(2)还原步骤

使以这种方式在炉床32上分层放置的含碳质材料的粒料D和铺底碳质材料E通过在气氛温度为1100℃至1450℃，更优选为1250℃至1450℃加热的转底炉14的内部，停留时间为6分钟，更优选为8分钟。这使得含碳质材料的粒料D在转底炉14中被加热，藉此通过碳质还原剂使含碳质材料的粒料D中的氧化铁还原以致金属化，从而变成固体还原铁F。如此得到的固体还原铁F的金属化程度等于或高于92％，并且它的碳含量优选等于或低于10质量％，更优选等于或低于5质量％。另一方面，在转底炉14中加热铺底碳质材料E以脱除它的挥发性内容物(通过蒸馏干燥)，从而变成炭G。使脱除的挥发性内容物在转底炉14中燃烧以有效地用作燃料。作为用于加热含碳质材料的粒料D和铺底碳质材料E的设备(加热装置)，可以使用例如设置在转底炉14的侧壁的上部的多个燃烧器(没有显示)。

如果气氛温度等于或高于1350℃，则含碳质材料的粒料D在炉床32上熔融，以致分离为铁组分和炉渣组分。因为含碳质材料的粒料D难以在熔融时从转底炉14中排出，所以在转底炉14中冷却和凝固之后，将它们排出。在这种情况下的固体还原铁F是粉末状铁和固体炉渣的混合物。然而，从整个过程的生产率和能量效率的观点出发，使转底炉14中熔融的粒料D冷却并且凝固，并且在熔铁炉16中再次熔融不是优选的。因此，为了进一步提高整个过程的生产率和能量效率，适宜的是在炉床上熔融之前从转底炉14中排出含碳质材料的粒料D，并且使它们在熔铁炉16中熔融，同时在转底炉14内的还原过程中，通过设定气氛温度等于或高于1350℃，提高在转底炉14中的生产率。

为了在含碳质材料的粒料D会在炉床32上熔融的情况下，防止熔融铁和熔融的炉渣损害炉床耐火材料，还有效的是如图2B中所示，提供用于炉床保护的碳质材料P的层，即用于防止炉床32和铺底碳质材料E之间的熔融材料的渗透的细碳质材料，或者包含细碳质材料的用于炉床保护的碳质材料P。

设定固体还原铁F的金属化程度等于或高于92％，并且设定它的碳含量等于或低于10质量％，更优选等于或低于5质量％，原因如下。

首先，给出设定金属化程度等于或高于92％的原因。具体而言，固体还原铁F的金属化程度越高，使熔铁炉16内的固体还原铁F中剩余的氧化铁(FeO等)金属化必需的碳量越少，因此可以降低在熔铁炉16中的整个碳质材料消耗量。

因此，最大程度地增加金属化程度是适宜的。然而，如果通过不使用铺底碳质材料的转底炉还原包含碳质材料的粒料，则固体还原铁被转底炉中的氧化气氛再氧化。因此，如图3A中所示，常规上非常难以稳定地获得等于或高于90％的金属化程度。与此相反，如果使用铺底碳质材料E，则通过由铺底碳质材料E产生的炭G，经由反应：CO₂+C→2CO和H₂O+C→H₂+CO，将氧化气氛中的氧化气体组分CO₂和H₂O改变为还原气体组分，结果抑制或防止了固体还原铁F的再氧化。因此，如图3B中所示，可以容易地获得等于或高于92％的金属化程度，并且还可以根据操作条件，获得等于或高于94％的金属化程度。因此，设定固体还原铁F的金属化程度等于或高于92％。固体还原铁F的更优选的金属化程度等于或高于94％。

接着，给出设定碳含量优选等于或低于10质量％，更优选等于或低于5质量％的原因。具体而言，如果在固体还原铁F中的碳含量高，则它包含使固体还原铁F中剩余的氧化铁(FeO等)金属化必需的碳量，并且剩余的碳量用于使通过熔化固体还原铁得到的熔融铁渗碳。因此，从在熔铁炉16中的碳质材料消耗量的观点出发，优选较高的碳含量。然而，如图4所示，碳含量(剩余的碳量)越高，固体还原铁F的抗碎强度越小。因此，在从转底炉14中排出和装填到熔铁炉中时，固体还原铁更易于粉末化，从而增加粉尘损失。因此，从铁产率和碳产率的观点出发，优选较低的碳含量。因此，将固体还原铁F的碳含量的上限设定在不过度降低抗碎强度的范围内的最大值。这种上限优选等于或低于10质量％，更优选等于或低于5质量％。如果金属化程度为92％，则固体还原铁F的碳含量的优选下限是使固体还原铁F中剩余的氧化铁(FeO等)金属化必需量的约1.5质量％。

如果使用液体煤作为含碳质材料的粒料D中包含的粉末状碳质还原剂B，则可以使碳含量增加至高约10质量％，同时保持固体还原铁F的强度。然而，因为液体煤不盛产并且通常是昂贵的，所以适宜的是使用没有流动性的煤，并且采用将固体还原铁F中的碳含量降低至等于或低于5质量％的制造方法。

通过适当地调整在含碳质材料的粒料D中的铁矿(氧化铁源)“a”和煤(碳质还原剂)b的混合比率、铺底碳质材料E的厚度和平均颗粒直径、转底炉14的气氛温度、含碳质材料的粒料D在转底炉14中的停留时间和其它因素，可以获得固体还原铁F的这种金属化程度和碳含量。

(3)熔融炉装料步骤

将如此得到的固体还原铁F和炭G优选从转底炉14中取出，并且在热的时候(换句话说，在高温或基本上不冷却的时候)，间歇装填到熔铁炉16中。作为熔融炉装料设备的一个实例，可以使用如下的加料斗和容器。

具体而言，如图5中所示，通过设置在转底炉14的出口的排出螺杆101将固体还原铁F和炭G一起取出，并且装到作为还原铁容纳设备的容器102中。在容器102充满时，将它转换到另一个空容器102’，并且在关闭设置在充满的容器102顶上的滑门阀103之后，通过没有图解的翻转机使容器102倒置，并且通过滑架104和吊车105将其输送到加料斗106上面的位置，所述加料斗106作为设置在熔铁炉16上面的还原铁储存设备。在此，打开滑门阀103将容器102中的固体还原铁F和炭G转移到加料斗106中，以暂时储存它们。因为将固体还原铁F和炭G在它们是热的(换句话说，处于高温或基本上没有冷却)的时候装填到熔铁炉16中，所以至少容器102和加料斗106涂覆有耐火材料。通过打开和关闭作为设置在加料斗106的底部的间歇分配设备的滑门阀107，将固体还原铁F和炭G一起(不分开)进行间歇分配，并且通过利用重力经由装料管108降落，装填到熔铁炉16中(这种间歇式装料法称为“批量装料法”，而通常使用的连续式装料方法称为“连续装料法”)。为了在将容器102与转底炉14分离之后或在将容器102的内容物转移到加料斗106之后，避免固体还原铁F的再氧化和炭G的燃烧，至少如此构建容器102和加料斗106，使其可通过惰性气体如氮气进行驱气。应该指出优选以不接触熔铁炉16的内壁表面这样的方式装填固体还原铁F和炭G。

使用与用于固体还原铁F和炭G的系统不同的系统，将另一种碳质材料H(以下称为“另外的碳质材料”)加入到熔铁炉16中，所述碳质材料H是在如果仅仅通过作为成渣剂的辅助原料I、固体还原铁F中和炭G等的碳内容物(以下称为“辅助原料和其它装填材料)不能覆盖熔铁炉16中必需的碳质材料消耗量时加入的。因为固体还原铁F、炭G、辅助原料和其它装填材料在接触熔铁炉16的内壁表面之后粘附并且沉积，所以优选将它们以不接触熔铁炉16的内壁表面这样的方式进行装填。

通过在热的时候(处于高温或基本上没有冷却)以这种方式装填固体还原铁F和炭G，可以有效地回收固体显热，并且可以降低熔铁炉16的碳质材料消耗量。

此外，通过间歇分配固体还原铁F和炭G，并且让它们在短时间内一块落到熔铁炉16中，可以降低炭G的粉尘进入到废气M中的散布比率，因此可以提高整个过程中的碳质材料产率。

具体而言，如果如同常规上连续装填固体还原铁那样，连续装填由固体还原铁F和炭G构成的固体颗粒，则因为每单位时间的固体给料量小，存在它们分别降落的高的可能性。因此，重量轻并且具有小颗粒直径的炭颗粒可能通过熔融金属产生的气流散布到废气中。与此相反，如果将固体还原铁F和炭G一起进行间歇装填，则因为每单位时间的固体给料量大，炭G的颗粒与比炭更重并且颗粒直径更大的其它固体颗粒一起以聚集体的形式降落。从而，导致在聚集体周围的气体向下流动。结果，可能以单个颗粒形式散布的炭G的颗粒沿着向下的气流降落，因此炭颗粒压倒了由熔融金属产生的气流并且加到熔融金属中，从而在没有散布的情况下具有良好的产率。

推荐以1至10分钟，更优选为2至5分钟的频率间歇分配固体颗粒(固体还原铁F和炭G)(装填到熔铁炉16中)，原因如下。具体而言，如果过度增加装料频率，则因为每单位时间的固体给料量不够大，难以获得防止散布的作用。另外，因为频繁地打开和关闭滑门阀107，所以可能发生设备故障。另一方面，如果过度减少装料频率，则防止散布的作用饱和。另外，因为一次性加入大量固体还原铁F和炭G，出现如下问题：由于它的大的热波动，熔铁炉16变得难以控制；由于在装填到熔铁炉16中之后，固体还原铁F和炭G的温度下降，回收固体显热的作用降低；和需要增加加料斗106的容量从而增加设备成本。

在基本上不冷却的情况下装填到熔铁炉16之后，使固体还原铁F和炭G具有可以将从中间加料斗中排出的固体还原铁F和炭G装填到炉16中，而在装填到炉16中时不导致炉16的热负荷的温度，具体为500℃至1100℃。

由于如下原因，优选在装填到熔铁炉16中之后的固体还原铁F和炭G的温度为500℃至1100℃。如果所述温度低于500℃，则回收固体显热的作用小。另一方面，如果所述温度超过1100℃，则排出螺杆等的耐热性变得有问题，并且可能发生操作故障。

如果仅由固体还原铁F和炭G的碳内容物不能覆盖熔铁炉中必需的碳质材料消耗量，则如上所述，可以将另外的碳质材料H另外装填到熔铁炉16中。

以干重计，在装填到熔铁炉16中的所有碳质材料(除在固体还原铁F中包含的碳以外)中的平均挥发物含量优选等于或低于15质量％。在装填另外的碳质材料H的情况下，适宜的是选择这种煤，使得以干重计，平均挥发物含量，即另外的碳质材料H的挥发物含量和炭G的挥发物含量(通常约为0质量％)的加权平均值为15质量％。如果平均挥发物含量超过15质量％，则由于在熔铁炉16中的挥发性内容物的燃烧，气相温度过度增加，从而增加损害耐火材料的风险。

(4)熔融步骤

通过使用多杆喷枪作为吹氧装置，将氧气J作为含氧气体吹到熔铁炉16中以使碳质材料(炭G，另外的碳质材料H)燃烧，使固体还原铁F熔融以分离炉渣L，藉此可以获得熔融铁K。应该指出熔铁炉16可以是倾斜型或固定型。

在这种熔融步骤中，优选在40％的二次燃烧比的条件下进行熔融。在固体还原铁F的金属化程度等于或高于92％时，如果二次燃烧比超过40％，则几乎不能证实降低碳质材料消耗量的作用。另外，气相温度过度增加，以致增加损害耐火材料的风险，从而增加熔铁炉16的负荷。二次燃烧比的更优选范围是碳质材料消耗量足够低的10至40％，并且还更优选的范围是进一步降低熔铁炉16的负荷的15至30％。

(5)熔融炉废气循环步骤

因为在熔铁炉16中的废气(熔融炉废气)M包含高浓度的CO和H₂组分，所以适宜的是在气体冷却/除尘设备24中使它冷却并且从中除去粉尘之后，将废气M的至少一部分输送到转底炉14中，并且在必需时，通过加入外面的燃料N，使用废气作为转底炉14用的燃料气体。

如上所述，根据第一实施方案，通过使用铺底碳质材料E，可靠地保护炉床32，从而避免如炉床剥落的问题，结果可以在长时间内连续操作转底炉14。此外，将在转底炉14中加热铺底碳质材料E时脱除的挥发性内容物与废气的至少一部分一起有效地用作转底炉用的燃料气体，因此可以降低转底炉14的燃料消耗量。因为在脱挥处理之后的炭G不包含挥发性内容物，所以可以防止由熔铁炉16中的挥发性内容物的燃烧导致的耐火材料的损害，从而延长熔铁炉16的耐火材料的寿命。此外，通过使用铺底碳质材料E，可以防止在转底炉14中的固体还原铁F的再氧化，从而达到等于或高于92％的高金属化程度以显著降低熔铁炉16中的碳质材料消耗量。通过调整固体还原铁F的金属化程度、铺底碳质材料的消耗量和铺底碳质材料E的挥发性内容物的量，使由熔铁炉16产生的废气的全部热量与转底炉14中必需和足够的热量一致，可以将包括还原和熔融的整个过程变成能量自给的过程。此外，通过间歇分配固体还原铁F和炭G，并且让它们在短时间内从上面一块落到熔铁炉16中，可以降低炭G等的细颗粒散布到废气中的比率以提高整个过程中的碳质材料产率。

[第二实施方案]

可以在还原步骤(上述步骤(2))和熔融炉装料步骤(上述步骤(3))之间提供如下步骤(6)。

(6)在它们热的时候将固体还原铁F和炭G一起热成形的步骤

具体而言，可以将固体还原铁F和炭G在热的时候，从例如加料斗106中一起进行分配，并且通过热成形机压制成形为热的压块铁(HBI)，可以使这种HBI在不进行冷却的情况下，在例如500至1100℃的温度降落并且装填到熔铁炉16中。

这防止细颗粒在装填到熔铁炉16中时散布，并且可以显著降低来自熔铁炉16的废气中的粉尘的量。因此，可以显著提高铁产率和碳产率。

因为在此成形的目的是消除细颗粒，所以压块的形状不限于团块的形状，所述压块可以是板状聚集体或具有不规则形状的聚集体。所述压块不必是坚固的，除非在装填到熔铁炉16中之前，由于处理碰撞，它们再次变成细颗粒。

[第三实施方案]

可以提供如下步骤(7)至(9)代替熔融炉装料步骤(上述步骤(3))。

(7)在将固体还原铁F和炭G从转底炉14中一起取出之后，在它们是热的时候或在基本上不冷却的情况下，将固体还原铁F和炭G分类为粗颗粒和细颗粒的热分类步骤；

(8)利用重力将粗颗粒装填到熔铁炉16中的粗颗粒装料步骤；

(9)通过喷射将细颗粒装填到熔铁炉16中的细颗粒喷射步骤。

具体而言，可以使用具有如下构造的设备。在排出固体还原铁F和炭G的转底炉14的部分安置具有约2至5mm的筛目的筛网，并且在热的时候筛选固体还原铁F和炭G，其中将在筛子上面的粗颗粒和在筛子下面的细颗粒暂时储存在分开的中间加料斗中。通过重力降落，将粗颗粒在例如500℃至1100℃的温度从上面装填到熔铁炉16中。另一方面，使用惰性气体如N₂作为载气，通过在熔铁炉16的炉侧面和/或炉的底部安置的喷射枪和风口，将细颗粒吹到熔铁炉16中的熔融铁和/或在熔融铁上形成的熔融的炉渣中。

因为这导致细颗粒在熔融铁和/或熔融的炉渣中被捕获，所以类似于第二实施方案，在装填到熔铁炉16中时可以防止细颗粒的散布，并且可以显著降低来自熔铁炉16的废气中的粉尘的量。因此，可以显著提高铁产率和碳产率。

[第四实施方案]

优选如下进行上述熔融步骤(4)。具体而言，优选在将固体还原铁F和炭G装填到熔铁炉16中时，降低氧气的喷吹速率(来自多杆喷枪的总的喷吹速率)。这可以降低由熔融金属产生的气体的量，并且进一步降低炭G的散布量。

为了可靠地降低炭G的散布量，适宜的是将装填固体还原铁F和炭G时的氧气的喷吹速率(总量)设定为不装填固体还原铁F和炭G时的氧气的喷吹速率(总量)的80％或更低，更优选60％或更低。然而，因为如果过度降低喷吹速率，则在炉中的燃烧可能停止，所以喷吹速率适宜地等于或高于30％。

在这种情况下，在所述多杆喷枪之中，可以优先降低例如来自设置在装填固体还原铁F和炭G的位置附近的一些(一杆或多杆)喷枪的吹氧速率或中断吹氧。这能够局部和显著降低由装填固体还原铁F和炭G的位置附近的熔融金属产生的气体的量。因此，还可以更多地降低炭G的散布量。

此外，如图6B中所示，优选在熔铁炉16的顶板部分111，将折流板114设置在如下两者之间：还原铁装料口112，即固体还原铁F和炭G的装填部分；和废气排出口113，即来自熔铁炉16的废气(熔融炉废气)的排出部分。如图6A中所示，如果不设置折流板114，则可能顺着取沿着顶板部分111从还原铁装料口112到废气排出口113的捷径的气流，将炭G与熔融炉废气M一起排出。与此相反，如图6B中所示，如果设置折流板114，则沿着顶板部分111的来自还原铁装料口112的气流具有通过折流板114朝下转向的路线。因此，通过向下流动，被这种气流携带的炭G可以更容易地到达熔融金属的外表面，从而有效地抑制炭G散布到熔融炉废气M中。

同样在这种熔融步骤中，优选在等于或低于40％的二次燃烧比的条件下进行熔融。二次燃烧比的更优选范围是碳质材料消耗量足够低的10至40％，并且还更优选的范围是进一步降低熔铁炉16的负荷的15至30％。

[改进]

尽管在上述实施方案中，将固体还原铁和炭一起间歇式装填到熔铁炉中，但是在从转底炉中取出之后，可以在热的时候，通过筛网等将它们分类为固体还原铁和炭，并且可以将其分别装填到熔铁炉中。在这种情况下，是连续式还是间歇式装填固体还原铁无关紧要，而将炭进行间歇式装填。然而，更优选如第一实施方案中，将炭与固体还原铁一起装填，而不是分别装填炭，因为前一种情况的每单位时间的固体给料量更大，并且可以更可靠地防止炭的散布。

尽管在上述实例中，通过与用于固体还原铁和炭的系统不同的系统，将辅助原料和其它装填的材料加入到熔铁炉中，但是可以通过相同的系统将它们进行装填。在将固体还原铁和炭分类并且将它们分别装填到熔铁炉中的情况下，可以将辅助原料和其它装填的材料加入到炭中，并且通过相同的系统一起进行装填。更优选将炭与辅助原料和其它装填的材料一起进行装填，因为每单位时间的固体给料量变得更大，并且可以更可靠地防止炭的散布。

尽管根据说明的批量装料法，使用均配置有滑门阀的容器和加料斗装填固体还原铁F和炭G，但是如果可以相互邻近安置转底炉和熔铁炉，则可以省略容器，并且可以将从转底炉中取出的固体还原铁F和炭G直接装填到配置有滑门阀的加料斗中，并且可以通过打开和关闭滑门阀间歇分配固体还原铁F和炭G。

在上述实例中，通过提供具有多杆喷枪的熔铁炉，并且降低或者中断来自全部或一些喷枪的吹氧速率，实现在将固体还原铁和炭装填到熔铁炉中时的吹氧速率的降低。然而，所述熔铁炉可以只配置有一杆喷枪，并且可以降低来自这杆喷枪的吹氧速率。

尽管在上述实例中将折流板设置在熔铁炉的顶板部分，但是如图7A和7B中所示，代替折流板，或者除折流板之外，可以将导向装置115如导向板115’或导管115”设置在还原铁装料口112。通过这些导向装置115，可以确保在熔铁炉16中的固体向下流动，使得炭G更容易到达熔融金属的外表面。这可以防止炭G被沿着顶板部分111的气流捕获并且与熔融炉废气M一起排出。

尽管在上述实例中使用铁矿作为氧化铁源，但是可以伴随使用包含氧化铁的高炉粉尘、轧钢鳞片(mill oxide)等。此外，还可以将包含非铁金属和它们的氧化物与氧化铁如从金属熔炼厂排出的粉尘和炉渣一起使用。

尽管在上述实例中使用煤作为碳质还原剂、铺底碳质材料和另外的碳质材料，但是还可以使用焦炭、石油焦炭、木炭、木片、废塑料、旧轮胎等。

尽管在上述实例中含碳质材料的粒料用作碳质材料复合团块，并且通过造粒机粒化，但是可以使用含碳质材料的压块代替含碳质材料的粒料，并且可以通过压缩成型机进行压缩成型。在这种情况下，根据粘合剂的种类，在成型时可以不加入水分，而可以使用干燥的原料。因为通过增加压缩成型机的压缩力，可以提高含碳质材料的压块的强度以抑制在加热时的爆炸，所以甚至还可以使用包含等于或高于30质量％的挥发性内容物的碳质材料作为包含的碳质材料。

尽管在上述实例中使用装料管和分散螺杆的组合作为用于将铺底碳质材料输送到炉床中的装置，但是可以通过振动送料器将铺底碳质材料分散在炉床上。

尽管在上述实例中使用氧气作为含氧气体，但是可以使用高温空气或富含氧的高温空气。

尽管在上述实例中使用转底炉作为移动炉型还原炉，但是可以使用线型炉。

尽管在上述实例中使用含氧气体燃烧作为用于熔铁炉的能源的碳质材料，但是可以使用电能。

尽管在上述实例中使用筛网作为在热分类步骤中的分类装置，但是还可以使用通过让它们从倾斜表面降落到自由空间，基于颗粒尺寸导致的移动差别将颗粒分类的装置，或用于通过流化床将颗粒分类的装置。

[实施例-1]

对于使用铺底碳质材料的情况(发明实施例1、2)和不使用铺底碳质材料的情况(比较例1)，使用具有表1所示化学组成的铁矿(ire)和煤，根据图1所示的工艺流程图，在表2所示的条件下进行试验操作，并且获得也记录在表2中的操作结果。在此，发明实施例1是在根本不使用另外的碳质材料的情况下，只将由铺底碳质材料得到的炭装填到熔铁炉中的实施例；发明实施例2是其中除由铺底碳质材料得到的炭以外，还将另外的碳质材料装填到熔铁炉中的实施例；并且比较例1是其中将要装填到熔铁炉中的全部碳质材料(除在固体还原铁中包含的碳以外)不经过转底炉直接装填到熔铁炉中的实施例。作为参考，在表3中显示了在表2的操作结果栏中所示的转底炉和熔铁炉的总耗煤量的项。在这种试验操作中，在发明实施例1、2和比较例1的任一个中，将铁矿粉碎成小于1mm的颗粒；而且所述煤具有通过组合筛选和粉碎的操作而调整的颗粒尺寸，并且使用颗粒直径小于1mm的煤颗粒作为碳质还原剂，颗粒直径为1至5mm(平均颗粒直径：2.2mm)的那些作为碳质材料，并且颗粒直径大于5mm的那些作为另外的碳质材料。将含碳质材料的粒料D的颗粒直径的范围设定为6至20mm，并且将放置在炉床上的含碳质材料的粒料D的层数设定为平均0.9层。

表-1

铁矿	T.Fe	FeO	SiO2	Al2O3	CaO
						67.2	26.9	5.7	0.4	0.1
	煤	固定碳	挥发物	灰	logMF
74.0							15.9	10.1	0.0

表-2

	操作条件				操作结果
									转底炉			熔铁炉	固体还原铁		进入熔铁炉中的装料的平均挥发物含量(质量％)	转底炉和熔铁炉的总耗煤量(kg/thm)
	铺底碳质材料的厚度(mm)	气氛温度(℃)	粒料的停留时间(分钟)	二次燃烧比(％)	金属化程度(％)	碳含量(质量％)
							发明实施例1	4	1350	8	15	95	4.0	＜1			648
发明实施例2	1.3	1350	8	14	95	4.0									11.9	685
							比较例1	-	1350	8	10	85	4.0	15.9			835

表-3

(单位：kg/thm)

	在粒料中的碳质材料的量	铺底碳质材料的量	另外的碳质材料的量或直接装填的碳质材料的量	总耗煤量
					发明实施例1	425	223	0	648
发明实施例2	425	74	186	685
					比较例1	425	0	410	835

如表-2中所示，与其中不使用碳质材料的比较例1相比，固体还原铁的金属化程度从85％(低于90％)增加至95％(超过92％)，并且转底炉和熔铁炉的总耗煤量对于每吨熔融铁可以减少150kg至187kg。

尽管在比较例1中，必须有规律地停止操作转底炉，刮去在炉床的外表面上的沉积物以保护转底炉的炉床，但是在发明实施例1、2中证实在炉床的外表面上几乎没有形成沉积物，并且无需为了这种目的停止转底炉。

此外，与比较例1相比，可以将装填到熔铁炉中的碳质材料(炭+另外的碳质材料)的平均挥发物含量从15.9质量％(超过15质量％)降低至1.9质量％或低于1质量％(低于15质量％)；确认熔铁炉的上部铁涂层的温度的显著降低；而且确认降低热负荷的作用。

[实施例2]

[1：由在装填固体颗粒时降低的吹氧速率产生的影响]

首先，为了证实由在装填固体颗粒(固体还原铁和炭)时降低的吹氧速率产生的影响，制作模拟具有图6A中所示构造的熔铁炉(既不包含折流板也不包含导向装置)的数学模型，并且进行模拟计算以预测进入废气中的固体颗粒的散布比率。

(计算条件)

-熔铁炉的尺寸：内径＝2.0m(沿着高度方向的常数)，净空(free board)高度＝2.0m

-还原铁装料口的内径：0.4m

-废气排出口的内径：0.8m

-固体颗粒的表观密度：1.4g/cm³(参见下面的注释)

-固体颗粒的粒度分布：图8(参见下面的注释)

-固体颗粒的装料速率：300kg/h(在连续装料时)

-吹氧速率：800Nm³/h(正常操作＝在不装填固体颗粒的期间)

-熔融炉废气量：1700Nm³/h

-熔融炉废气温度：1650℃

-假定熔融金属的外表面的每单位横截面产生的气体的量是恒定的(注释)

尽管固体颗粒的散布比率根据它们的表观密度和粒度分布变化，但是在这种模拟计算中，将固体颗粒的表观密度设定为1.4g/cm³，并且将它的粒度分布设定为图8中所示的粒度分布。

在将固体还原铁和炭一起装填的情况下，固体还原铁与形成固体颗粒的炭的质量比是约90∶10至80∶20；固体还原铁的表观密度是2至3g/cm³，并且炭的表观密度是约1.0g/cm³；而且假定固体颗粒包含约4质量％直径等于或短于1mm的颗粒。

(计算结果)

对于连续装填固体颗粒的情况，通过将吹氧速率从100％连续减少至30％，其中将正常操作过程中的吹氧速率设定在100％，进行模拟计算。在图9中显示了结算结果。从图9中可以证实，通过将吹氧速率降低至等于或低于80％，固体颗粒的散布比率被降低至等于或低于30.3％，而在100％吹氧速率，它为41.7％，即提高了10％或更多。在此，固体颗粒的散布比率是表示散布到废气中的固体颗粒的质量与装填到熔铁炉中的固体颗粒的总质量的比率(％)的值。

[2：由批量装料法产生的影响]

因为通过模拟计算难以证实批量装料的影响，所以制造对应上述数学模型的熔铁炉的低温模型(cold model)，并且通过模型试验证实上述影响。

以连续装填固体颗粒的情况为基准，对于间歇装填固体颗粒的情况，通过不同地改变固体颗粒的装料频率和吹氧速率，进行模型试验。在表-4中显示了试验结果。从表-4中清楚地看出，证实通过以有规律的时间间隔间歇装填固体颗粒，即使在不降低吹氧速率的情况下，固体颗粒的散布比率也从33.4％降低到20.1至22.3％，并且通过使用间歇装料，同时降低吹氧速率，进一步降低到8.6至8.9％。

表-4

装料方法	连续	批量
						装料频率	-	每2分钟一次	每5分钟一次	每2分钟一次	每5分钟一次
吹O2速率	100％	100％	100％	50％	50％
						散布比率	33.4％	22.3％	20.1％	8.9％	8.6％

[实施例3]

对于其中每5分钟一次间歇装填固体还原铁和炭的情况(发明实施例3、4)和其中连续装填固体还原铁和炭的情况(比较例2)，使用具有表1所示化学组成的铁矿(ire)和煤并且在转底炉中使用铺底碳质材料，在表5的条件下进行试验操作。在发明实施例3、4和比较例2的任一个中，将固体还原铁和炭一起装填到熔铁炉中，但是使用与用于固体还原铁和炭的系统不同的系统装填辅助原料和另外的碳质材料。此外，在熔铁炉中既不安置折流板也不安置导向装置。在表-5中记录了操作结果。如表-5所示，在实施例3、4和比较例2中，转底炉的操作条件和熔铁炉的二次燃烧比相同，但是在发明实施例3、4中，可以在根本不使用另外的碳质材料的情况下，只通过将由铺底碳质材料产生的炭装填到熔铁炉中进行操作，而在比较例中，除炭以外，还需要装填另外的碳质材料。作为参考，在表6中显示了在表5的操作结果栏中所示的转底炉和熔铁炉的总耗煤量项。在这些试验操作中，在发明实施例3、4和比较例2的任一个中，将铁矿粉碎成小于1mm的颗粒；而且所述煤具有通过组合筛选和粉碎的操作而调整的颗粒尺寸，并且使用颗粒直径小于1mm的煤颗粒作为碳质还原剂，颗粒直径为1至5mm (平均颗粒直径：2.2mm)的那些作为碳质材料，并且颗粒直径大于5mm的那些作为另外的碳质材料。将含碳质材料的粒料D的颗粒直径的范围设定为6至20mm，并且将放置在炉床上的含碳质材料的粒料D的层数设定为平均0.9层。

表-5

	操作条件					操作结果
										转底炉			熔铁炉		固体还原铁		来自熔铁炉的废气粉尘中的碳含量(kg/thm)	转底炉和熔铁炉的总耗煤量(kg/thm)
	铺底碳质材料的厚度(mm)	气氛温度(℃)	粒料停留时间(分钟)	二次燃烧比(％)	固体还原铁和炭装料方法	金属化程度(％)	碳含量(质量％)
								发明实施例3	4	1350	8	15	批量：每5分钟一次吹O2速率：50％*1	95	4.0	13			648
发明实施例4	4	1350	8	15	批量：每5分钟一次吹O2速率：100％*2	95	4.0										33	675
								比较例2	4	1350	8	15	连续	95	4.0	50			697

^*1：在开始装填固体颗粒之后的30秒的时间内，将吹O₂速率设定在50％。

^*2：在装填固体颗粒时，将吹O₂速率保持在100％。

表-6

(单位：kg/thm)

	在粒料中的碳质材料的量	铺底碳质材料的量	另外的碳质材料的量	总耗煤量
					发明实施例3	425	223	0	648
发明实施例4	425	223	27	675
					比较例2	425	223	49	697

如表-5中所示，与使用连续装料法的比较例2相比，在使用在装填固体颗粒时降低吹氧速率的批量装料法的发明实施例4中，证实了提高碳质材料产率的效果。在使用在装填固体颗粒时降低吹氧速率的批量装料法的发明实施例3中，在来自熔铁炉的废气的粉尘中包含的碳含量对于每吨熔融铁从50kg降低至13kg，从而显著提高碳质材料产率。此外，如表-6中所示，由于无需使用另外的碳质材料，转底炉和熔铁炉的总耗煤量对于每吨熔融铁可以减少49kg。

如上所述，使用通过组合活底型还原炉和熔铁炉构建的熔融铁制造工艺制造熔融铁的本发明的方法的特征在于包括如下步骤(1)至(4)：

(1)将铺底碳质材料装填到活底型还原炉的炉床上，并且将包含粉末状氧化铁源和粉末状碳质还原剂的碳质材料复合团块放置在所述铺底碳质材料上的还原炉装料步骤，

(2)在活底型还原炉内部移动炉床，以将所述碳质材料复合团块加热并且还原为固体还原铁，并且通过蒸馏成炭加热并且干燥铺底碳质材料的还原步骤，

(3)在它们是热的时候或在基本上不冷却的情况下，将固体还原铁和炭装填到熔铁炉中的熔融炉装料步骤，和

(4)将含氧气体吹到熔铁炉中以熔化固体还原铁，从而得到熔融铁的熔融步骤。

根据这种方法，通过使用铺底碳质材料以避免炉床的剥落问题，可以更可靠地保护炉床，从而可以将活底型还原炉连续操作更长时间。因为脱挥的炭没有挥发性内容物，所以可以防止在熔铁炉中的挥发性内容物的燃烧导致的耐火材料的损害，从而延长熔铁炉的耐火材料的寿命。此外，通过使用铺底碳质材料，可以防止在活底型还原炉中的固体还原铁的再氧化，以达到高金属化程度，因此可以显著降低熔铁炉中的碳质材料消耗量。结果，在使活底型还原炉和熔铁炉的操作更稳定的同时，可以进一步降低碳质材料消耗率。

此外，根据本发明的方法，可以达到等于或高于92％的高金属化程度。

根据本发明的方法，可以使用来自熔铁炉的至少一部分废气作为用于活底型还原炉的燃料气体。通过这样做，将在活底型还原炉中加热铺底碳质材料之后脱挥的挥发性内容物与来自熔铁炉的至少一部分废气一起有效地用作活底型还原炉用的燃料，从而降低活底型还原炉的燃料消耗量。

此外，根据本发明的方法，在上述步骤(3)中，可以将另一种碳质材料另外装填到熔铁炉中。通过这样做，还可以应付仅由在固体还原铁F和炭G中的碳含量不能覆盖熔铁炉所需的碳质材料消耗量的情况。

此外，根据本发明的方法，可以在上述步骤(2)和(3)之间提供将固体还原铁和炭在它们是热的时候成型的热成型步骤。通过这样做，可以防止细颗粒在装填到熔铁炉中时的散布，并且可以显著降低来自熔铁炉的废气中的粉尘的量。因此，可以显著提高铁产率和碳产率。

此外，本发明的方法可以包括代替上述步骤(3)的如下步骤(7)至(9)：

(7)在将固体还原铁和炭从活底型还原炉中一起取出之后，在它们是热的时候或在基本上不冷却的情况下，将固体还原铁和炭分类为粗颗粒和细颗粒的热分类步骤；

(8)利用重力将粗颗粒装填到熔铁炉中的粗颗粒装料步骤；和

(9)通过喷射将细颗粒装填到熔铁炉中的细颗粒喷射步骤。

因为通过这些步骤，细颗粒在熔融铁和/或熔融的炉渣中被捕获，所以可以防止在装填到熔铁炉中时细颗粒的散布，并且可以显著降低来自熔铁炉的废气中的粉尘的量。因此，可以显著提高铁产率和碳产率。

在本发明的方法的步骤(3)中，可以将固体还原铁和炭在热的时候，从上面装填到熔铁炉中。通过这样做，可以降低炭等的细颗粒进入废气中的散布比率，因此可以在整个过程中提高碳质材料产率。

用于将固体还原铁和炭在它们是热的时候从上面装填到熔铁炉中的方法可以是以下方法：将炭和固体还原铁从活底型还原炉中排出，储存在容器中，从所述容器输送到设置在熔铁炉上面的加料斗中，从而通过从所述加料斗中进行间歇分配，在热的时候装填到熔铁炉中的方法；或将炭和固体还原铁从活底型还原炉中排出，储存在加料斗中，从而通过从所述加料斗中进行间歇分配，在热的时候装填到熔铁炉中的方法。

Claims (28)

1.一种熔融铁制造方法，所述方法使用通过组合活底型还原炉和熔铁炉构建的熔融铁制造工艺制造熔融铁，包括步骤(1)至(4)：

(1)将铺底碳质材料装填到所述活底型还原炉的炉床上，并且将包含粉末状氧化铁源和粉末状碳质还原剂的碳质材料复合团块放置在所述铺底碳质材料上的还原炉装料步骤；

(2)在所述活底型还原炉内部移动所述炉床，从而将所述碳质材料复合团块加热并且还原为固体还原铁，并且通过蒸馏成炭加热且干燥所述铺底碳质材料的还原步骤；

(3)在基本上不冷却的情况下，将所述固体还原铁和所述炭装填到所述熔铁炉中的熔融炉装料步骤；和

(4)将含氧气体吹入到所述熔铁炉中以使所述固体还原铁熔融成所述熔融铁的熔融步骤。

2.根据权利要求1的熔融铁制造方法，其中在所述步骤(2)中，将所述碳质材料复合团块加热并且还原成具有等于或高于92％的金属化程度的固体还原铁。

3.根据权利要求1或2的熔融铁制造方法，其中在所述步骤(4)之后，提供如下步骤(5)：

(5)使用来自所述熔铁炉的至少一部分废气作为用于所述活底型还原炉的燃料气体的废气循环步骤。

4.根据权利要求1至3中任一项的熔融铁制造方法，其中在上述步骤(2)中，所述固体还原铁的碳含量等于或低于10质量％。

5.根据权利要求1至4中任一项的熔融铁制造方法，其中在上述步骤(4)中，在等于或低于40％的二次燃烧比的条件下进行所述熔融。

6.根据权利要求1至5中任一项的熔融铁制造方法，其中装填到所述炉床上的所述铺底碳质材料的厚度是1至10mm。

7.根据权利要求1至6中任一项的熔融铁制造方法，其中所述铺底碳质材料的平均颗粒直径是1至5mm。

8.根据权利要求1至7中任一项的熔融铁制造方法，其中所述铺底碳质材料的吉泽勒最大流动度MF满足logMF等于或低于2的关系。

9.根据权利要求1至8中任一项的熔融铁制造方法，其中以干重计，所述铺底碳质材料的挥发物含量等于或高于10质量％。

10.根据权利要求1至9中任一项的熔融铁制造方法，其中以干重计，所述铺底碳质材料的挥发物含量等于或低于50质量％。

11.根据权利要求1至10中任一项的熔融铁制造方法，其中在上述步骤(3)中，将另一种碳质材料另外装填到所述熔铁炉中。

12.根据权利要求1至11中任一项的熔融铁制造方法，其中以干重计，在排除所述固体还原铁中包含的碳的情况下，装填到所述熔铁炉中的所有碳质材料的平均挥发物含量等于或低于15质量％。

13.根据权利要求1至12中任一项的熔融铁制造方法，其中在所述步骤(2)和(3)之间提供如下步骤(6)：

(6)在基本上不冷却的情况下，使所述固体还原铁和所述炭成型的热成型步骤。

14.根据权利要求1至13中任一项的熔融铁制造方法，其中在所述步骤(3)中，所述固体还原铁和所述炭的温度是500℃至1100℃。

15.根据权利要求1至12中任一项的熔融铁制造方法，其中提供如下步骤(7)至(9)代替所述步骤(3)：

(7)在将所述固体还原铁和所述炭从所述活底型还原炉中取出之后，在基本上不冷却的情况下，将所述固体还原铁和所述炭分类为粗颗粒和细颗粒的热分类步骤，

(8)利用重力将所述粗颗粒装填到所述熔铁炉中的粗颗粒装料步骤，和

(9)通过喷射将所述细颗粒装填到所述熔铁炉中的细颗粒喷射步骤。

16.根据权利要求15的熔融铁制造方法，其中在上述步骤(8)中，所述粗颗粒的温度是500℃至1100℃。

17.根据权利要求1至14中任一项的熔融铁制造方法，其中在上述步骤(3)中，在基本上不冷却的情况下，将所述固体还原铁和所述炭从上面装填到所述熔铁炉中。

18.根据权利要求17的熔融铁制造方法，其中在上述步骤(3)中，将所述炭与所述固体还原铁和/或辅助原料以及其它装填材料一起装填到所述熔铁炉中。

19.根据权利要求17的熔融铁制造方法，其中将所述炭和所述固体还原铁从所述活底型还原炉中排出，储存在容器中，从所述容器输送到设置在所述熔铁炉上面的加料斗中，从而在所述步骤(3)中，通过从所述加料斗进行间歇分配，在基本上不冷却的情况下装填到所述熔铁炉中。

20.根据权利要求17的熔融铁制造方法，其中将所述炭和所述固体还原铁从所述活底型还原炉中排出，暂时储存在设置在所述熔铁炉上面的加料斗中，从而在所述步骤(3)中，通过从所述加料斗进行间歇分配，在基本上不冷却的情况下装填到所述熔铁炉中。

21.根据权利要求17至20中任一项的熔融铁制造方法，其中在所述步骤(3)中装填所述炭时，降低将所述含氧气体吹到所述熔铁炉中的速率。

22.根据权利要求21的熔融铁制造方法，其中在装填所述炭时将所述含氧气体吹入到所述熔铁炉中的速率等于或小于在不装填所述炭时的速率的80％。

23.根据权利要求21或22的熔融铁制造方法，其中提供多杆喷枪喷吹所述含氧气体，并且降低来自一些喷枪的喷吹速率或者停止从中喷吹。

24.一种熔融铁制造设备，所述设备通过组合活底型还原炉和熔铁炉构建，包含如下装置(1)至(5)：

(1)铺底碳质材料装料装置，用于将铺底碳质材料装填到所述活底型还原炉的炉床上；

(2)原料装料装置，用于将包含粉末状氧化铁源和粉末状碳质还原剂的碳质材料复合团块放置在所述铺底碳质材料上；

(3)加热装置，用于在所述活底型还原炉内部移动所述炉床的同时，将所述碳质材料复合团块加热并且还原为固体还原铁，并且通过蒸馏成炭，加热并且干燥所述铺底碳质材料；

(4)熔融炉装料装置，用于在基本上不冷却的情况下，将所述固体还原铁和所述炭从上面装填到所述熔铁炉中，至少所述炭是进行间歇装填的；和

(5)吹氧装置，用于将含氧气体喷吹到所述熔铁炉中以使所述固体还原铁熔融成所述熔融铁。

25.一种熔融铁制造设备，所述设备通过组合活底型还原炉和熔铁炉构建，包含如下装置(1)至(6)：

(1)铺底碳质材料装料装置，用于将铺底碳质材料装填到所述活底型还原炉的炉床上；

(2)原料装料装置，用于将包含粉末状氧化铁源和粉末状碳质还原剂的碳质材料复合团块放置在所述铺底碳质材料上；

(3)加热装置，用于在所述活底型还原炉内部移动所述炉床的同时，将所述碳质材料复合团块加热并且还原为所述固体还原铁，并且通过蒸馏，加热并且干燥所述铺底碳质材料；

(4)还原铁容纳装置，用于容纳在基本上不冷却的情况下从所述活底型还原炉中排出的所述固体还原铁和所述炭；

(5)还原铁储存装置，被设置在所述熔铁炉上面，用于暂时储存从所述还原铁容纳装置输送的所述固体还原铁和所述炭，并且包含间歇分配装置，所述间歇分配装置用于在基本上不冷却的情况下，将所述固体还原铁和所述炭间歇分配并且装填到所述熔铁炉中；和

(6)吹氧装置，用于将含氧气体吹入到所述熔铁炉中以使所述固体还原铁熔融成所述熔融铁。

26.一种熔融铁制造设备，所述设备通过组合活底型还原炉和熔铁炉构建，包含如下装置(1)至(5)：

(1)铺底碳质材料装料装置，用于将铺底碳质材料装填到所述活底型还原炉的炉床上；

(2)原料装料装置，用于将包含粉末状氧化铁源和粉末状碳质还原剂的碳质材料复合团块放置在所述铺底碳质材料上；

(3)加热装置，用于在所述活底型还原炉内部移动所述炉床的同时，将所述碳质材料复合团块加热并且还原为固体还原铁，并且通过蒸馏，加热并且干燥所述铺底碳质材料；

(4)还原铁储存装置，用于暂时储存从所述活底型还原炉排出的所述固体还原铁和所述炭，所述还原铁储存装置包含间歇分配装置，所述间歇分配装置用于在基本上不冷却的情况下，将所述固体还原铁和所述炭间歇分配并且装填到所述熔铁炉中；和

(5)吹氧装置，用于将含氧气体吹入到所述熔铁炉中以使所述固体还原铁熔融成所述熔融铁。

27.根据权利要求24至26中任一项的熔融铁制造设备，其中在所述熔铁炉的顶板部分，将用于抑制所述炭向废气中的散布的折流板安置在所述炭的装料部分和用于从所述熔铁炉中排出所述废气的排出部分之间。

28.根据权利要求24至27中任一项的熔融铁制造设备，其中在用于所述炭的所述装料部分安置导向装置，所述导向装置用于将所述炭导向所述熔铁炉中的熔融金属的外表面。

Images