CN101522920A - 用于制造铁水的设备和使用该设备制造铁水的方法 - Google Patents

用于制造铁水的设备和使用该设备制造铁水的方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种用于制造铁水的设备和一种使用该设备制造铁水的方法。根据本发明的用于制造铁水的方法包括：通过将第一铁矿石装入流化床还原反应器中来还原所述第一铁矿石；通过压制经还原的第一铁矿石来制造压制铁；通过将第二铁矿石和所述压制铁装入填充床还原反应器中而对所述第二铁矿石以及所述压制铁进行还原，所述第二铁矿石的尺寸大于所述第一铁矿石的尺寸；将经还原的压制铁和所述第二铁矿石装入与所述填充床还原反应器相连的熔炉－气化器中；制备块状含碳材料作为热源，用于熔化经还原的压制铁和所述第二铁矿石；将所述块状含碳材料装入所述熔炉－气化器中，然后形成煤填充床；以及将氧气通过安装在所述熔炉－气化器中的鼓风口注入，然后从所述压制铁和所述第二铁矿石制造铁水。

Description

用于制造铁水的设备和使用该设备制造铁水的方法
技术领域
本发明涉及一种用于制造铁水的设备以及一种使用该设备制造铁水的方法。更具体而言，本发明涉及一种用于制造铁水的设备以及一种用于使用该设备制造铁水的方法，以还原具有较大范围的颗粒尺寸的粉铁矿。
背景技术
钢铁工业是核心工业，其提供在建筑业以及汽车、轮船、家用器具和我们所使用的许多其他产品的制造业中所需要的基础材料。它也是伴随人类发展的具有最长历史的工业之一。铸铁厂在钢铁工业中起着重要的作用，在铸铁厂中，在通过使用作为原材料的铁矿石和煤生产铁水(其为呈熔化状态的生铁)之后，从铁水生产出钢，然后提供给消费者。
当前，世界铁产量的大约60％通过使用从十四世纪发展的鼓风炉法来实现。在鼓风炉法中，通过使用烟煤生产的焦炭和已经历经烧结处理的铁矿石被装入鼓风炉中，氧气被供给到鼓风炉以将铁矿石还原成铁，从而制造出铁水。
鼓风炉法在用于制造铁水的工厂中最为普及；考虑到反应特性，鼓风炉法要求原材料具有至少预定水平的强度并具有能够确保在炉中具有渗透性的粒度。为此原因，需要通过处理特定原煤而获得的焦炭作为碳源以用作燃料和还原剂。另外，需要已经经受连续聚集处理(agglomerating process)的烧结矿作为铁源。
因此，现代的鼓风炉法要求原材料初步处理设备，例如焦炭制造设备和烧结设备。也就是说，除了鼓风炉有必要装备辅助设施，并且还有必要具有用于防止以及最小化由辅助设施产生的污染的设备。因此，在辅助设施和设备上的庞大投资导致制造成本增大。
为了解决鼓风炉法的这些问题，许多国家正在对用于制造铁水的熔炼还原法进行大量研究。在还原熔炼法中，通过直接使用普通的煤作为燃料和还原剂以及铁矿石作为铁源而在熔炉-气化器中制造出铁水。
由于在熔炉-气化器中形成煤的煤填充床，所以包含铁和添加剂的材料在煤填充床中被熔化和形成炉渣，从而作为铁水和炉渣被排放。氧气通过安装在外壁中的多个鼓风口被注入到熔炉-气化器中，从而燃烧在熔炉-气化器中的煤填充床。氧气被转换成热还原气体并且被传送到还原反应器。然后，热还原气体对铁矿石和添加剂进行还原和增塑，并且被排放到外部。
填充床还原反应器或流化床还原反应器用作还原反应器。在填充床还原反应器中，矿石与通过形成在矿石层之间的腔而上升的还原气体接触，然后矿石层在向下移动的同时被还原。因此，在填充床还原反应器中，为使还原气体在矿石层中均匀流动，需要在矿石中实现通风。为此，在填充床还原反应器中，铁矿石被限制具有在资源范围内的预定尺寸。然而，由于铁矿石在填充床还原反应器中被还原成分化的，所以增大了炉中的颗粒率。结果，通风变差，从而不均匀地形成在矿石层中的还原气流。因此，不能提供还原气体，从而导致处理过程停止。
同时，在流化床还原反应器中，使用高速还原气体将粉铁矿还原成流化的。粉铁矿应该以预定水平的还原率被还原，以便最小化在熔炉-气化器中的燃料率。为此，低氧气化度的还原气体被供给到流化床还原反应器。
为了在流化床还原反应器中形成均匀的流化床层，在流化床还原反应器中的还原气体的速度应被控制，因此难于对运行进行管理。存在的问题在于，粉铁矿因高速的还原气体扩散到外部。同时，流化床层在流化床还原反应器中因低速的还原气体而塌陷。进一步，如果塌陷的流化床层长时间保留，则由于粉铁矿被熔化成彼此结合，因此就不可能运行。因此，如果具有较宽范围尺寸的铁矿石在流化床还原反应器中被还原，则更加难于运行，因为难于在流化床还原反应器中形成均匀的流化层。也就是说，如果具有较宽范围尺寸的铁矿石被流化而还原，则严重的负载施加到流化床还原反应器，从而使运行更为复杂且变得困难。
韩国专利申请公布No.2001-0065011公开了一种同时使用上述的填充床还原反应器和流化床还原反应器来制造铁水的设备。在这种用于制造铁水的设备中，基于熔炉-气化器，填充床还原反应器与流化床还原反应器根据铁矿石的尺寸简单组合。在此，首先，基于铁矿石的尺寸，铁矿石被分成粉铁矿和粗铁矿。在粉铁矿在流化床还原反应器中被还原后，它们以粉材料的状态被供给到熔炉-气化器，而并不经历压制过程。在粗铁矿在填充床还原反应器中被还原后，它们被供给到熔炉-气化器。因此，仍然伴随有使用上述填充床还原反应器和流化床还原反应器的问题。
发明内容
技术问题
为了解决上述问题，提供一种用于制造铁水的设备，以能够还原和熔化在较宽范围尺寸内的铁矿石以及然后制造铁水。
另外，提供了一种使用上述用于制造铁水的设备来制造铁水的方法。
技术方案
一种根据本发明实施方案的用于制造铁水的方法包括：i)通过将第一铁矿石装入流化床还原反应器中来对所述第一铁矿石进行还原；ii)通过压制经还原的第一铁矿石来制造压制铁；iii)通过将第二铁矿石和所述压制铁装入填充床还原反应器中而对所述第二铁矿石以及所述压制铁进行还原，所述第二铁矿石的尺寸大于所述第一铁矿石的尺寸；iv)将经还原的压制铁和所述第二铁矿石装入与所述填充床还原反应器相连的熔炉-气化器中；v)制备块状含碳材料作为热源，用于熔化经还原的压制铁和所述第二铁矿石；vi)将所述块状含碳材料装入所述熔炉-气化器中，然后形成煤填充床；以及vii)将氧气通过安装在所述熔炉-气化器中的鼓风口注入，然后从所述压制铁和所述第二铁矿石制造铁水。
在还原第二铁矿石以及压制铁的过程中，压制铁的强度可以大于第二铁矿石的强度。所述压制铁的强度可以大于或等于200kg/cm2。所述第二铁矿石的孔穴率可以大于所述压制铁的孔穴率。在还原第二铁矿石以及压制铁的过程中，所述压制铁的还原分化率可以小于所述第二铁矿石的还原分化率。所述压制铁的尺寸可以在8mm到40mm的范围内。所述第二铁矿石的尺寸可以大于或等于5mm。
制造所述压制铁可以进一步包括在压制所述第一铁矿石之后破碎所述压制铁。可以进一步包括，将产生自所述煤填充床的还原气体供给到选自流化床还原反应器和填充床还原反应器中的至少一个。可以进一步包括在将还原气体供给到还原反应器之前对所述还原气体进行冷却。可以进一步包括将返回气体添加到所述还原气体，该返回气体通过从所述流化床还原反应器和填充床还原反应器排放的废气中去除二氧气化碳而产生。产生自所述煤填充床的还原气体可以被供给到所述流化床还原反应器和所述填充床还原反应器。
所述返回气体可以包括：第一返回气体，其供给到所述流化床还原反应器；和第二返回气体，其供给到所述填充床还原反应器。所述第一返回气体的量可以大于所述第二返回气体的量。供给到所述流化床还原反应器的还原气体的温度可以低于供给到所述填充床还原反应器的还原气体的温度。供给到所述流化床还原反应器的还原气体的温度可以高于或等于700℃并且低于750℃。供给到所述填充床还原反应器的还原气体的温度可以在750℃到800℃的范围内。
一种根据本发明另一实施方案的用于制造铁水的方法，包括将辅助燃料通过所述鼓风口注入到所述煤填充床中。所述辅助燃料可以被注入到所述煤填充床中以与氧气隔开。所述辅助燃料可以为粉煤，其被预先干燥以具有其量小于或等于1.0重量％的湿气。所述辅助燃料可以为粉煤，并且所述粉煤的尺寸小于或等于3.0mm。所述辅助燃料可以为含烃的气体。
一种根据本发明另一实施方案的用于制造铁水的方法，包括将球团矿或烧结矿装入所述填充床还原反应器中，并对它们进行还原。在还原所述第一铁矿石的过程中，所述第一铁矿石的还原率可以大于或等于45％。在所述填充床还原反应器中对压制铁以及所述第二铁矿石进行还原所需的时间可以长于在所述流化床还原反应器中对所述第一铁矿石进行还原所需的时间。所述第二铁矿石的量可以小于或等于所述第一和第二铁矿石的总和的40％。在还原压制铁和第二铁矿石的过程中，所述压制铁和所述第二铁矿石的还原率可以大于或等于70％。
一种根据本发明一实施方案的用于制造铁水的设备，包括：i)流化床还原反应器，其对第一铁矿石进行还原；ii)用于制造压制铁的装置，其连接到所述流化床还原反应器，并且压制经还原的第一铁矿石并制造压制铁；iii)填充床还原反应器，其连接到所述用于制造压制铁的装置，压制铁和尺寸大于所述第一铁矿石的尺寸的第二铁矿石被装入所述填充床还原反应器中，并被一起还原；iv)熔炉-气化器，其连接到所述填充床还原反应器，所述第二铁矿石、所述压制铁和块状含碳材料被装入所述熔炉-气化器中，并且所述熔炉-气化器通过将氧气经安装在所述熔炉-气化器的侧部处的鼓风口注入来制造铁水。
所述压制铁的强度可以大于所述第二铁矿石的强度。所述压制铁的强度可以大于或等于200kg/cm2。所述第二铁矿石的孔穴率可以大于所述压制铁的孔穴率。在还原第二铁矿石以及所述压制铁的过程中，所述压制铁的还原分化率可以小于所述第二铁矿石的还原分化率。所述压制铁的尺寸在8mm到40mm的范围内。所述第二铁矿石的尺寸可以大于或等于5mm。
一种根据本发明一实施方案的用于制造铁水的设备，可进一步包括：第一还原气体供给管，其将所述熔炉-气化器与所述流化床还原反应器相连；和第二还原气体供给管，其将所述熔炉-气化器与所述填充床还原反应器相连。一种根据一实施方案的用于制造铁水的设备，可进一步包括：用于去除二氧气化碳的装置，其将返回气体供给到所述还原气体，该返回气体通过从自所述流化床还原反应器和所述填充床还原反应器排放的废气中去除二氧气化碳而产生。一种根据一实施方案的用于制造铁水的设备可进一步包括废气冷却器，其冷却从选自所述流化床还原反应器和所述填充床还原反应器中的至少一个排放的废气。
一种根据本发明一实施方案的用于制造铁水的设备可进一步包括第一和第二返回气体供给管，所述第一和第二返回气体供给管连接到所述用于去除二氧气化碳的装置；并且所述第一返回气体供给管连接到所述流化床还原反应器；并且所述第二返回气体供给管连接到所述填充床还原反应器。通过所述第一返回气体供给管供给的返回气体的量大于通过所述第二返回气体供给管供给的返回气体的量。供给到所述流化床还原反应器的还原气体的温度可低于供给到所述填充床还原反应器的还原气体的温度。
所述鼓风口可包括：氧气注入管线，通过该氧气注入管线将氧气注入；和辅助燃料注入管线，其与所述氧气注入管线分隔开并且将辅助燃料注入到所述熔炉-气化器中。所述氧气和所述辅助燃料可彼此汇合，然后在所述熔炉-气化器的通道中燃烧；并且所述氧气与所述鼓风口间隔开。所述辅助燃料注入管线可被安装为穿透所述鼓风口的前端。所述辅助燃料可为含烃的气体或粉状含碳材料。
一种根据本发明一实施方案的用于制造铁水的设备可进一步包括一气体，其在所述熔炉-气化器中的还原气体被供给到所述流化床还原反应器和所述填充床还原反应器之前冷却所述还原气体。在所述流化床还原反应器中的第一铁矿石的还原率可大于或等于45％。所述流化床还原反应器可包括彼此以多级方式相互连接的多个流化床还原反应器。
有益效果
在一种根据本发明的用于制造铁水的方法中，可以防止在流化床还原反应器中出现扩散损耗和粘附现象。因此，可以增大铁水的产量并可以减小残渣损耗。
第二铁矿石和压制铁被装入填充床还原反应器中并一起被还原。因此，即使第二铁矿石被还原气体分化，由于压制铁也可以确保合适的通风。
另外，随着辅助燃料注入，还原气体的量增大，从而可以增大在熔炉-气化器中第二铁矿石和压制铁的停留时间。因此，第二铁矿石和压制铁可以被完全还原，然后被容易地熔化。
另外，由于通过从废气去除二氧气化碳而产生的返回气体重新用作还原气体，所以还原气体的量可以被有效增大，并且还原气体的温度可以得到合适控制。
附图说明
图1是根据本发明第一示例性实施方案的用于制造铁水的设备的示意性视图。
图2是在图1的填充床还原反应器中的铁矿石层的示意性放大视图。
图3是根据本发明的第二示例性实施方案的用于制造铁水的设备的示意性视图。
图4示意性图示了图3的放大的IV部分。
图5是根据本发明的第三示意性实施方案的用于制造铁水的设备的示意性视图。
图6是根据本发明的第四示意性实施方案的用于制造铁水的设备的示意性视图。
图7是根据本发明的第五示意性实施方案的用于制造铁水的设备的示意性视图。
具体实施方式
下文将参照图1-7阐释本发明的示例性实施方案。所述示例性实施方案仅仅意在描述本发明，而本发明并不限于此。
图1示意性图示根据本发明的第一示例性实施方案的一种用于制造铁水的设备100。图1中图示的用于制造铁水的设备100仅仅意在描述本发明，而本发明并不限于此。因此，用户制造铁水的设备100的结构可以改造成其他形式。
在图1中，铁矿石所经过的矿石管为方便起见标记为粗实线，气体所经过的气体管标记为细实线。另外，煤所经过的煤管标记为虚线。
在图1中，尽管还原气体被图示为从熔炉-气化器40供给到流化床还原反应器20和填充床还原反应器10，但这仅仅意在图示本发明，而本发明并不限于此。
在图1中图示的用于制造铁水的设备100中，可以通过使用粉铁矿来制造铁水。块状含碳材料用于制造铁水。大尺寸的煤或煤饼用作块状含碳材料。还原铁矿石被装入熔炉-气化器40中，同时块状含碳材料被装入熔炉-气化器40中，从而可以制造铁水。
用于制造铁水的设备包括填充床还原反应器10、流化床还原反应器20、用于制造压制铁的装置30以及熔炉-气化器40。除此之外，如果必要可以进一步包含其他装备。
可以使用两种可以用在用于制造铁水的设备100中的铁矿石。两种铁矿石被分类并被称为第一和第二铁矿石。第二铁矿石的尺寸大于第一铁矿石的尺寸。第一铁矿石在经过流化床还原反应器20的同时被流化。如果铁矿石的尺寸较大并且在流化床还原反应器中的还原气体的流速，则第一铁矿石在流化床还原反应器中得不到良好流化。因此，第一铁矿石会下落在流化床还原反应器20的底部，从而变得聚集。第一铁矿石应该具有能够不被扩散并保留在流化床还原反应器20中的尺寸。在第一铁矿石在流化床还原反应器20中被还原之后，它们在用于制造压制铁的装置30中被压制。接着，第一铁矿石被装入填充床还原反应器10，然后被进一步还原。
同时，第二铁矿石与压制铁(第一铁矿石的已还原材料)一起被装入填充床还原反应器10中，所述压制铁在用于制造压制铁的装置30中被压制得到。在填充床还原反应器10中所还原的第二铁矿石和压制铁被装入熔炉-气化器40，然后被熔化。基于通气变差并不超出运行限制的范围条件来确定被装入填充床还原反应器10中的第二铁矿石的尺寸。例如，第二铁矿石的尺寸可以大于或等于5mm。如果第二铁矿石的尺寸小于5mm，则当第二铁矿石被装入该腔中时，用于传送从填充床还原反应器10的下部上升的还原气体的腔过小。因此，还原气体的流动受到阻挡，然后运行不稳定。除了第二铁矿石之外，球团矿或烧结矿可被装入填充床还原反应器10中。因此，使用用于制造铁水的设备100的操作可更为稳定。
下文中阐释包含在用于制造铁水的设备100中的每个装置。下文中阐释的装置的结构仅仅意在描述本发明，而本发明并不限于此。
多个流化床还原反应器20以多级方式彼此连接。在图1中，图示了带有四个阶段的流化床还原反应器20，这仅仅意在描述本发明，而本发明并不限于此。因此，流化床还原反应器20的数目可改变。装入流化床还原反应器20中的第一铁矿石在经过流化床还原反应器20的同时被还原。如果必要，添加剂可与第一铁矿石一起装入流化床还原反应器20中。产生于熔炉-气化器40中的还原气体接连经过多级流化床还原反应器20，然后被排出到外面。装入流化床还原反应器20的第一铁矿石被预热、预还原、最后被还原，然后供给到用于制造压制铁的装置30。在第一铁矿石在流化床还原反应器20中被还原之后，它们在填充床还原反应器10中被再次还原。因此，在流化床还原反应器20中的还原率不需要很高。
同时，在流化床还原反应器20中的第一铁矿石的还原率可被最小化得足以在用于制造压制铁的装置30中压紧第一铁矿石。例如，如果在流化床还原反应器20中第一铁矿石的还原率小于45％，就难于在用于制造压制铁的装置30中压紧第一铁矿石。这是因为，能够在挤压期间用作粘合剂的纯铁的量太少。结果，第一铁矿石得不到良好压紧，于是易于破裂。因此，在流化床还原反应器20中的第一铁矿石的还原率可以大于或等于45％。本领域普通技术人员可以容易地理解流化床还原反应器20的具体结构，因而省略其详细描述。
经过流化床还原反应器20的第一铁矿石在用于制造压制铁的设备20中被压紧。用于制造压制铁的装置30连接到流化床还原反应器20。用于制造压制铁的装置30包括装料斗302、一对辊子304、以及破碎机306。如果必要，可进一步包括其他装置。
用于制造压制铁的装置30通过使用一对辊子204挤压被还原的第一铁矿石，然后制造长的连接的压制铁。压制铁被破碎机206破碎，然后传送到热压平衡装置101。压制铁可被制造为，具有大于或等于200kg/cm2的抗压强度，以便在填充床还原反应器10中被分化。本领域普通技术人员可容易地理解用于制造压制铁的装置30的详细结构，因而省略其详细描述。
在用于制造压制铁的装置30中制造的压制铁通过热压平衡装置101被装入填充床还原反应器10。第二铁矿石也被装入填充床还原反应器10。第二铁矿石和压制铁可同时被装入填充床还原反应器10，或者交替装入其中。
被装入填充床还原反应器10中的第二铁矿石和压制铁在充裕的时间内被一起还原。在填充床还原反应器10内将压制铁与第二铁矿石一起还原所需的时间可以长于在流化床还原反应器20内还原第一铁矿石所需的时间。因此，压制铁和第二铁矿石以大于或等于70％的还原率被还原，从而可以最小化熔炉-气化器40的燃料率。
压制铁和第二铁矿石在填充床还原反应器10中被还原，第二铁矿石的量小于或等于第一和第二铁矿石的总和的40％。同样地，控制第一和第二铁矿石的量以优化用于制造铁水的过程。如果未还原的第二铁矿石的量超过40％，则由于在填充床还原反应器中的还原分化，通风会变差。另外，会降低在填充床还原反应器中的还原率。
本领域普通技术人员可以容易地理解填充床还原反应器10的详细结构，因而省略其详细描述。参照图2将详细描述填充床还原反应器10的还原机理。
在填充床还原反应器10中被还原的第二铁矿石和压制铁被装入熔炉-气化器40中。同时，块状含碳材料被装入熔炉-气化器40中，该块状含碳材料包含挥发物质作为用于熔化第二铁矿石和压制铁的加热源。煤饼或块状煤可用作块状含碳材料。煤饼或块状煤被装入熔炉-气化器40中，然后形成煤填充床。
通过燃烧块状含碳材料而产生的还原气体通过还原气体供给管L50分别供给到流化床还原反应器20和填充床还原反应器10。因此，通过使用在流化床还原反应器20和填充床还原反应器10中的还原气体可还原铁矿石。
本领域普通技术人员可以容易地理解熔炉-气化器40的详细结构，因而省略其详细描述。
图2图示被装入填充床还原反应器10的压制铁800和第二铁矿石900的放大视图。图2中图示的压制铁800和第二铁矿石900的混合状态仅仅意在描述本发明，而本发明并不限于此。
多个压制铁800和多个铁矿石900被装入填充床还原反应器10。由于压制铁800通过图1所示的用于制造压制铁的设备来手工制造，所以它们具有类似尺寸。由于压制铁800被制造出以被破碎，所以它们可具有不规则形状。相反，由于第二铁矿石900为采集自产地的铁矿石，所以其尺寸并非均一而是各种各样的。
如图2所示，由于压制铁800足够大，所以易于确保在填充床还原反应器10中的通风。压制铁800的尺寸可为球团矿或烧结矿的尺寸。也就是说，尺寸可处于8mm-40mm的范围内。同时，由于压制铁800不被分化，所以尺寸可最小化到3mm。如上文所述，第二铁矿石900的尺寸可大于或等于5mm。
压制铁800的强度高于第二铁矿石900的强度。由于第二铁矿石900采集自产地并且被直接使用，所以其抗压强度低。相反地，压制铁800被成形为通过用于制造压制铁的装置以200MPa的压力挤压。因此，压制铁800具有大于或等于200kg/cm2的强度。由于压制铁800具有如此强度，所以它在填充床还原反应器10中得不到良好分化。
供给到填充床还原反应器10的还原气体对压制铁800和第二铁矿石900进行还原。在这种情况下，第二铁矿石900被还原气体还原并且被分化。相反地，由于第一铁矿石—即压制铁800的原料—已经经历了预还原过程，所以压制铁在被还原气体还原的同时得不到良好分化。即，在将第二铁矿石900与压制铁800进行还原的步骤中，压制铁800的还原分化率小于第二铁矿石900的还原分化率。因此，即使第二铁矿石900在填充床还原反应器10中分化，也由于压制铁800而稳定地确保填充床还原反应器10的通风。这是可能的，因为与第二铁矿石900一起装入的压制铁800具有低还原分化率。结果，由于填充床还原反应器10中的腔可以得到保持，所以可以稳定保持通风。
如图2的放大圆圈所示，第二铁矿石900在其表面上具有多个孔穴9001。因此，第二铁矿石900被良好还原。相反地，由于压制铁800通过挤压部分被还原的第一铁矿石而制造，所以在其表面上形成的孔穴的数量相对少。也就是说，第二铁矿石900的孔穴率大于压制铁800的孔穴率。因此，第二铁矿石900比压制铁800更易还原。然而，由于压制铁以某一水平被还原，所以在压制铁800和第二铁矿石800的最终还原率之间的差别非常小。
图3图示了根据本发明的第二实施方案的用于制造铁水的设备200。在图3中图示的用于制造铁水的设备200的结构仅仅意在描述本发明，而本发明并不限于此。另外，由于用于制造铁水的设备200的结构类似于根据本发明第一实施方案的用于制造铁水的设备200的结构，所以相同的元件对应相同的附图标记，并省略对其的详细描述。
如图3所示，在根据本发明的第二实施方案中，辅助燃料可与氧气一起通过鼓风口402注入到熔炉-气化器40中。液态天然气(LNG)可为烃气体的实例。
装入熔炉-气化器40中的块状含碳材料包括挥发性物质、固定碳和灰粉。块状含碳材料在向下行进通过煤填充床的同时被热分解。包含在块状含碳材料中的大多数挥发性物质被转换成在煤填充床的上部的气体。仅有从中去除挥发性物质的固定碳以及灰粉下沉到煤填充床的下部。
同时，鼓风口402安装在熔炉-气化器40的侧平面处以及煤填充床的下部中。氧气通过鼓风口40注入到熔炉-气化器40中。通过鼓风口注入的氧气按照化学方程式1燃烧下沉到煤填充床的下部的上述固定碳，然后产生热还原气体。
[化学方程式1]
C+1/2O2→CO
热的一氧气化碳上升经过煤填充床，同时将热传递到块状含碳材料以及在煤填充床中的压制铁。因此，第二铁矿石和压制铁温度上升而被熔化。在温度上升过程中，包含在第二铁矿石和压制铁中的未还原的氧气化铁(FeO)按照化学方程式2的以下间接反应从固态被部分还原。
[化学方程式2]
FeO+CO→Fe+CO2
另外，在上述熔化过程期间，在压制铁和第二铁矿石中的未还原的氧气化铁利用少量的固定碳按照如下化学方程式3的直接还原反应被最终还原。
[化学方程式3]
FeO+C→Fe+CO2
在此，直接还原反应是放热反应，直接还原反应是吸热反应。因此，在煤填充床中相对于直接还原，增加间接还原是有利的，以便减少在熔炉-气化器40中消耗的块状含碳材料的量。也就是说，可以降低燃料率。为了增加间接还原，应该增大第二铁矿石和压制铁的下落时间(停留时间)。进一步，由于第二铁矿石和压制铁可以在处于正被部分还原的状态下装入熔炉-气化器40中，所以应该增大在煤填充床中的停留时间，以便同时并进一步还原和熔化。另外，应该增大在鼓风口402中燃烧并通过煤填充床上升的热气体的量。
在本发明的第二实施方案中，辅助燃料通过鼓风口402注入，从而增大热气体的量。一部分块状含碳材料可被替换成包含挥发性物质的辅助燃料。辅助燃料与朝向通道注入的氧气燃烧(所述通道被形成的与鼓风口402间隔开)，从而被转换成热一氧气化碳和氢气。热一氧气化碳和氢气上升通过煤填充床，同时按照如下化学方程式4的间接还原反应对经煤填充床下落的第二铁矿石和压制铁中的未还原部分进行还原。
[化学方程式4]
2FeO+CO+H2→2Fe+CO2+H2O
因此，包含在辅助燃料中的大多数碳组分和氢组分被气化。通过注入辅助燃料而在鼓风口产生的气体的量相对于仅燃烧块状含碳材料中的固定碳而产生的气体的量明显增大。另外，当注入辅助燃料时，从熔炉-气化器40的上部装入的块状含碳材料在鼓风口中燃烧，从而降低自由沉降速度。因此，增加了使块状含碳材料、经还原的第二铁矿石、和压制铁以预定容积经过煤填充床而下落到鼓风口所花的时间，即，增加了停留时间。
如上所述，如果注入辅助燃料，则增大了在鼓风口中燃烧并在煤填充床中上升的空气的量。另外，由于经还原的第二铁矿石和压制铁在煤填充床中的停留时间，就增大了间接还原率。结果，可以降低在熔炉-气化器40中消耗的燃料的量。
图4示意性图示了作为图3的放大部分IV的鼓风口402的内在结构。如图4所示，鼓风口402包括氧气注入管线4021和辅助燃料注入管线4023。氧气注入管线4021形成于鼓风口402的中央处，辅助燃料注入管线4023与氧气注入管线4021间隔开，从而将辅助燃料注入到熔炉-气化器中。辅助燃料的量可通过操作安装在辅助燃料注入管线4023处的阀4025来控制。辅助燃料注入管线4023被安装为穿透鼓风口402的前端。
粉状含碳材料或含烃的气体可用作辅助燃料。当粉状含碳材料用作辅助燃料时，粉状含碳材料通过空气经辅助燃料注入管线4023传递。粉状含碳材料被预先干燥而具有小于或等于1.0％的湿气，以便防止粉状含碳材料粘附到辅助燃料注入管线4023的内侧并然后阻塞辅助燃料注入管线4023。另外，粉状含碳材料的尺寸被控制为小于或等于3.0mm，以便不阻塞辅助燃料注入管线4023。
氧气注入管线4021和辅助燃料注入管线4023可以彼此间隔开。当辅助燃料和氧气被混合然后仅通过氧气注入管线4021注入时，辅助燃料通过形成于鼓风口402前端处的热区域的辐射热在氧气注入管线4021中燃烧。因此，氧气注入管线4021被熔化而受损。为了防止这种现象发生，如图4所示，氧气和辅助燃料被分开注入。在这种情况下，粉状含碳材料和氧气彼此分隔开，从而在形成于鼓风口402前端的通道处彼此汇合。粉状含碳材料和氧气在通道中燃烧。
图5图示了根据本发明的第三实施方案的用于制造铁水的设备300。图5所示的用于制造铁水的设备300的结构仅仅意在描述本发明，而本发明并不限于此。另外，由于用于制造铁水的设备300的结构类似于根据本发明的第二实施方案的结构，因此相同的元件对应相同的附图标记，并且省略对其的详细描述。
通过燃烧供给到熔炉-气化器40的块状含碳材料和辅助燃料来产生还原气体。因此，可以通过注入辅助燃料来降低装入熔炉-气化器40中的块状含碳材料的量。同样地，随着块状含碳材料的量降低，熔炉-气化器40中产生的还原气体的量降低。该还原气体的量小于为了在流化床还原反应器20和填充床还原反应器10中还原铁矿石所需要的量。因此，在本发明的第三实施方案中，从流化床还原反应器20和填充床还原反应器10排出的一部分废气被回收而被产生，然后被重新供给，从而合适地保持还原气体的量。
如图5所示，从流化床还原反应器20和填充床还原反应器10排放的废气在经过废气52的同时被冷却，然后被回收以供给到用于去除二氧气化碳的装置50。部分冷却的废气可被排放到外部。用于去除二氧气化碳的装置50将通过从废气去除二氧气化碳而产生的返回气体供给到流化床还原反应器20和填充床还原反应器10。通过使用用于去除二氧气化碳的装置50来去除二氧气化碳，从而增大返回气体的还原能力。由于本领域普通技术人员可以容易地理解用于去除二氧气化碳的装置50的详细结构，因此省略其详细描述。
返回气体与产生自熔炉-气化器40的还原气体混合。同样地，还原气体被改造以被循环，从而不管产生自熔炉-气化器40的还原气体的量，确保用于流化床还原反应器20和填充床还原反应器10的还原气体的量。因此，在流化床还原反应器20和填充床还原反应器10中可以合适地发生还原反应。
更具体地，第一返回气体供给管L54将用于去除二氧气化碳的装置50与流化床还原反应器20相连，从而将第一返回气体供给到流化床还原反应器20。同时，第二返回气体供给管L56将用于去除二氧气化碳的装置50与填充床还原反应器10相连，从而将第二返回气体供给到填充床还原反应器10。
如上文所述，由于返回气体被分为第一和第二返回气体，所以供给到流化床还原反应器20的还原气体的温度和供给到填充床还原反应器10的还原气体的温度可被控制为彼此不同。也就是说，第一返回气体的量被控制得多于第二返回气体的量。由于返回气体的温度较低，所以当返回气体与还原气体混合时，还原气体的温度被降低。因此，供给到流化床还原反应器20的还原气体的温度可被控制为低于供给到填充床还原反应器10的还原气体的温度。
由于相对较小量的第一还原气体与供给到填充床还原反应器10的还原气体混合，所以还原气体的温度可以维持为高。因此，在填充床还原反应器10中的第二铁矿石和压制铁的还原速度可最大限度地增大。另一方面，由于相对大量的第二返回气体被混合在供给到流化床还原反应器20的还原气体中，所以还原气体的温度可相对地维持为低。因此，可以防止粉铁矿在流化床还原反应器20中的热粘附现象。
通过使用上述返回气体，供给到填充床还原反应器10的还原气体的温度可被控制在750℃到800℃的范围内。因此，第二铁矿石和压制铁可以被合适地还原。另外，供给到流化床还原反应器20的还原气体的温度可被控制为高于或等于700℃并且低于750℃。因此就防止了第一铁矿石粘附到流化床还原反应器20的内侧。
图6图示了根据本发明的第四实施方案的用于制造铁水的设备400。图6中图示的用于制造铁水的设备400的结构仅仅意在描述本发明，而本发明并不限于此。另外，由于用于制造铁水的设备400的结构类似于根据本发明的第三实施方案的结构，所以相同的元件对应相同的附图标记，而省略对其的具体描述。
用于制造铁水的设备400进一步包括气体冷却器406。气体冷却器406将产生自熔炉-气化器40的还原气体的一部分分流，并对其进行冷却。气体冷却器406将被冷却的还原气体与供给到流化床还原反应器20和填充床还原反应器10的还原气体混合，从而降低供给它们的还原气体的温度。还原气体的温度得到控制，从而使流化床还原反应器20或填充床还原反应器10的还原率得到控制，并且防止铁矿石由于热化而被粘附。另外，辅助燃料经过用于制造铁水的设备400中的鼓风口402而被注入，并且还原气体可被回收而通过用于去除二氧气化碳的装置50被重新使用，从而可以优化效率。
在废气经过废气52的同时被冷却之后，它被排放或供给到用于去除二氧气化碳的装置50。由于含在废气中的灰尘可以在经过废气52的同时去除，所以可以提前防止由灰尘导致的阻塞现象。
在熔炉-气化器40中安装除尘器404。除尘器404收集从熔炉-气化器40扩散的灰尘，并将它们返回到熔炉-气化器40。也就是说，通过气体管L40排放的灰尘在除尘器404中被过滤，并且返回到熔炉-气化器40。与灰尘分离的还原气体通过还原气体供给管L42供给到流化床还原反应器20和填充床还原反应器10。
由于气体管L42被分支，所以一部分还原气体通过气体管L44供给到气体冷却器406。例如，气体洗涤器可用作气体冷却器406。在还原气体在气体冷却器406中得到冷却之后，它被传输到气体管L40或还原气体供给管L50。因此，可以通过将供给自上文所述的用于去除二氧气化碳的装置50的返回气体或供给自气体冷却器406的冷却气体与产生自熔炉-气化器40的还原气体相混合，来控制供给到流化床还原反应器20或填充床还原反应器10的还原气体的温度。如上文所述，在第三实施方案中，供给到填充床还原反应器10的还原气体的温度可被控制在750℃到800℃的范围内。因此，第二铁矿石和压制铁可以被合适地还原。另外，供给到流化床还原反应器20的还原气体的温度可被控制为高于或等于700℃且低于750℃。因此，可以防止第一铁矿石粘附到流化床还原反应器20的内侧。
图7图示了根据本发明的第五实施方案的用于制造铁水的设备500。用于制造铁水的设备的结构仅仅意在描述本发明，而本发明并不限于此。另外，由于用于制造铁水的设备500的结构类似于根据本发明的第一实施方案的结构，所以相同的元件对应相同的附图标记，而省略对其的详细描述。
如图7所示，可以通过仅仅使用一个流化床还原反应器24来还原第一铁矿石。如上文所述，第一铁矿石在流化床还原反应器24中被还原之后，它们在填充床还原反应器10中被再次还原。装入熔炉-气化器40中的经还原的铁的还原率应该高于或等于特定水平，以便将熔炉-气化器40的燃料率最小化。在本发明中，由于使用流化床还原反应器24和填充床还原反应器10两者对第一铁矿石还原两次，所以施加于流化床还原反应器24的还原负载可明显降低。因此，即使只使用一个流化床还原反应器24，第一铁矿石也可以被还原到所期望的还原率。如果使用用于制造铁水的设备500，则其结构变得简化，从而存在成本大幅降低的优势。
尽管本发明已经参照其示例性实施方案得到具体图示和描述，但是本领域技术人员应该理解的是，在不偏离由所附权利要求书所限定的本发明的精神和范围的情况下，可以在其中对形式和细节进行各种改变。

Claims (47)

1.一种用于制造铁水的方法，包括：
通过将第一铁矿石装入流化床还原反应器中来还原所述第一铁矿石；
通过压制经还原的第一铁矿石来制造压制铁；
通过将第二铁矿石和所述压制铁装入填充床还原反应器中而对所述第二铁矿石以及所述压制铁进行还原，所述第二铁矿石的尺寸大于所述第一铁矿石的尺寸；
将经还原的压制铁和所述第二铁矿石装入与所述填充床还原反应器相连的熔炉-气化器中；
制备块状含碳材料作为热源，用于熔化经还原的压制铁和所述第二铁矿石；
将所述块状含碳材料装入所述熔炉-气化器中，然后形成煤填充床；以及
将氧气通过安装在所述熔炉-气化器中的鼓风口注入，然后从所述压制铁和所述第二铁矿石制造铁水。
2.根据权利要求1所述的方法，其中，在还原第二铁矿石以及压制铁的过程中，所述压制铁的强度大于所述第二铁矿石的强度。
3.根据权利要求2所述的方法，其中，所述压制铁的强度大于或等于200kg/cm2。
4.根据权利要求2所述的方法，其中，所述第二铁矿石的孔穴率大于所述压制铁的孔穴率。
5.根据权利要求2所述的方法，其中，在还原第二铁矿石以及压制铁的过程中，所述压制铁的还原分化率小于所述第二铁矿石的还原分化率。
6.根据权利要求1所述的方法，其中，所述压制铁的尺寸在8mm到40mm的范围内。
7.根据权利要求1所述的方法，其中，所述第二铁矿石的尺寸大于或等于5mm。
8.根据权利要求1所述的方法，其中，制造所述压制铁进一步包括在压制所述第一铁矿石之后破碎所述压制铁。
9.根据权利要求1所述的方法，进一步包括，将产生自所述煤填充床的还原气体供给到选自流化床还原反应器和填充床还原反应器中的至少一个。
10.根据权利要求9所述的方法，进一步包括在将还原气体供给到还原反应器之前对所述还原气体进行冷却。
11.根据权利要求9所述的方法，进一步包括将废气添加到所述还原气体，该废气通过从所述流化床还原反应器和所述填充床还原反应器排放的废气中去除二氧气化碳而产生。
12.根据权利要求11所述的方法，其中，产生自所述煤填充床的还原气体被供给到所述流化床还原反应器和所述填充床还原反应器。
13.根据权利要求11所述的方法，其中，所述返回气体包括：
第一返回气体，其供给到所述流化床还原反应器；和
第二返回气体，其供给到所述填充床还原反应器。
14.根据权利要求13所述的方法，其中，所述第一返回气体的量大于所述第二返回气体的量。
15.根据权利要求13所述的方法，其中，供给到所述流化床还原反应器的还原气体的温度低于供给到所述填充床还原反应器的还原气体的温度。
16.根据权利要求15所述的方法，其中，供给到所述流化床还原反应器的还原气体的温度高于或等于700℃并且低于750℃。
17.根据权利要求15所述的方法，其中，供给到所述填充床还原反应器的还原气体的温度在750℃到800℃的范围内。
18.根据权利要求1所述的方法，进一步包括，将辅助燃料通过所述鼓风口注入到所述煤填充床中。
19.根据权利要求18所述的方法，其中，所述辅助燃料被注入到所述煤填充床中以与氧气隔开。
20.根据权利要求18所述的方法，其中，所述辅助燃料为粉煤，其被预先干燥以具有其量小于或等于1.0重量％的湿度。
21.根据权利要求18所述的方法，其中，所述辅助燃料为粉煤，并且所述粉煤的尺寸小于或等于3.0mm。
22.根据权利要求18所述的方法，其中，所述辅助燃料为含烃的气体。
23.根据权利要求1所述的方法，进一步包括，将球团矿或烧结矿装入所述填充床还原反应器中，并对它们进行还原。
24.根据权利要求1所述的方法，其中，在还原所述第一铁矿石的过程中，所述第一铁矿石的还原率大于或等于45％。
25.根据权利要求1所述的方法，其中，在所述填充床还原反应器中对压制铁以及所述第二铁矿石进行还原所需的时间长于在所述流化床还原反应器中对所述第一铁矿石进行还原所需的时间。
26.根据权利要求1所述的方法，其中，所述第二铁矿石的量小于或等于所述第一和第二铁矿石的总和的40％。
27.根据权利要求1所述的方法，其中，在还原所述压制铁和所述第二铁矿石的过程中，所述压制铁和所述第二铁矿石的还原率大于或等于70％。
28.一种用于制造铁水的设备，包括：
流化床还原反应器，其对第一铁矿石进行还原；
用于制造压制铁的装置，其连接到所述流化床还原反应器，并且压制经还原的第一铁矿石并制造压制铁；
填充床还原反应器，其连接到所述用于制造压制铁的装置，所述压制铁和尺寸大于所述第一铁矿石的尺寸的第二铁矿石被装入所述填充床还原反应器中，并被一起还原；
熔炉-气化器，其连接到所述填充床还原反应器，所述第二铁矿石、所述压制铁和块状含碳材料被装入所述熔炉-气化器中，并且所述熔炉-气化器通过将氧气经安装在所述熔炉-气化器的侧部处的鼓风口注入来制造铁水。
29.根据权利要求28所述的设备，其中，所述压制铁的强度大于所述第二铁矿石的强度。
30.根据权利要求29所述的设备，其中，所述压制铁的强度大于或等于200kg/cm2。
31.根据权利要求29所述的设备，其中，所述第二铁矿石的孔穴率大于所述压制铁的孔穴率。
32.根据权利要求29所述的设备，其中，在还原第二铁矿石以及所述压制铁的过程中，所述压制铁的还原分化率小于所述第二铁矿石的还原分化率。
33.根据权利要求28所述的设备，其中，所述压制铁的尺寸在8mm到40mm的范围内。
34.根据权利要求28所述的设备，其中，所述第二铁矿石的尺寸大于或等于5mm。
35.根据权利要求28所述的设备，进一步包括：
第一还原气体供给管，其将所述熔炉-气化器与所述流化床还原反应器相连；和
第二还原气体供给管，其将所述熔炉-气化器与所述填充床还原反应器相连。
36.根据权利要求35所述的设备，进一步包括用于去除二氧气化碳的装置，其将返回气体给到所述还原气体，该返回气体通过从排放自所述流化床还原反应器和所述填充床还原反应器排放的废气去除二氧气化碳而产生。
37.根据权利要求36所述的设备，进一步包括废气，其冷却从选自所述流化床还原反应器和所述填充床还原反应器中的至少一个排放的废气。
38.根据权利要求36所述的设备，进一步包括第一和第二返回气体供给管，其连接到用于去除二氧气化碳的装置；并且其中所述第一返回气体供给管连接到所述流化床还原反应器；并且
其中所述第二返回气体供给管连接到所述填充床还原反应器。
39.根据权利要求38所述的设备，其中通过所述第一返回气体供给管供给的返回气体的量大于通过所述第二返回气体供给管供给的返回气体的量。
40.根据权利要求39所述的设备，其中供给到所述流化床还原反应器的还原气体的温度低于供给到所述填充床还原反应器的还原气体的温度。
41.根据权利要求28所述的设备，其中所述鼓风口包括：
氧气注入管线，通过该氧气注入管线将氧气注入；和
辅助燃料注入管线，其与所述氧气注入管线分隔开并且将辅助燃料注入到所述熔炉-气化器中。
42.根据权利要求41所述的设备，其中所述氧气和所述辅助燃料彼此汇合，然后在所述熔炉-气化器的通道中被燃烧；并且其中所述氧气与所述鼓风口间隔开。
43.根据权利要求42所述的设备，其中所述辅助燃料注入管线被安装为穿透所述鼓风口的前端。
44.根据权利要求42所述的设备，其中所述辅助燃料为含烃的气体或粉状含碳材料。
45.根据权利要求35所述的设备，进一步包括气体冷却器，在所述熔炉-气化器中的还原气体供给到所述流化床还原反应器和所述填充床还原反应器之前，所述气体冷却器冷却所述还原气体。
46.根据权利要求28所述的设备，其中在所述流化床还原反应器中的第一铁矿石的还原率大于或等于45％。
47.根据权利要求28所述的设备，其中所述流化床还原反应器包括以多级方式相互连接的多个流化床还原反应器。
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Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103282520A (zh) * 2010-12-28 2013-09-04 Posco公司 使用核反应堆的还原铁制备装置及使用该装置的还原铁制备方法
CN103370396A (zh) * 2010-12-21 2013-10-23 Posco公司 部分碳化煤压块的制备方法、部分碳化煤压块的制备装置及铁水制备装置
CN103562414A (zh) * 2010-12-28 2014-02-05 Posco公司 集成钢制造系统和用于集成钢制造的方法
CN105683399A (zh) * 2013-12-24 2016-06-15 株式会社Posco 铁水制备装置及其制备方法
CN110023516A (zh) * 2016-10-17 2019-07-16 株式会社Posco 铁水制备方法及利用该方法的铁水制备设备
CN110997949A (zh) * 2017-08-23 2020-04-10 株式会社Posco 钢水制造设施和钢水制造方法

Families Citing this family (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100840233B1 (ko) * 2006-12-27 2008-06-20 주식회사 포스코 용철제조장치 및 용철제조방법
KR100840232B1 (ko) * 2006-12-22 2008-06-20 주식회사 포스코 용철제조장치 및 방법
KR101187851B1 (ko) * 2010-11-19 2012-10-04 주식회사 포스코 용철제조장치 및 이를 이용한 용철제조방법
KR101440602B1 (ko) * 2012-12-20 2014-09-15 주식회사 포스코 용철 제조 설비의 용융로 온도 측정장치 및 온도 측정 방법
KR101621057B1 (ko) * 2014-12-22 2016-05-13 주식회사 포스코 장입 방법을 개선한 용철제조방법 및 이를 이용한 용철제조장치
KR101797133B1 (ko) * 2016-08-05 2017-11-13 주식회사 포스코 용철 제조장치 및 용철 제조방법
EP3418400B1 (en) * 2017-06-19 2020-03-11 Subcoal International B.V. Process of making pig iron in a blast furnace using pellets containing thermoplastic and cellulosic materials
KR102176345B1 (ko) * 2018-10-17 2020-11-09 주식회사 포스코 이산화탄소 배출 저감형 용철 제조장치 및 그 제조방법

Family Cites Families (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS6311610A (ja) 1986-07-02 1988-01-19 Nippon Steel Corp 鉄鉱石の予備還元装置
US5435831A (en) * 1994-08-12 1995-07-25 Midrex International B.V. Rotterdam, Zurich Branch Circulating fluidizable bed co-processing of fines in a direct reduction system
AT406485B (de) * 1995-10-10 2000-05-25 Voest Alpine Ind Anlagen Verfahren zur herstellung von flüssigem roheisen oder flüssigen stahlvorprodukten und anlage zur durchführung des verfahrens
AT405524B (de) * 1996-03-05 1999-09-27 Voest Alpine Ind Anlagen Verfahren zur herstellung von flüssigem roheisen oder flüssigen stahlvorprodukten und metallschwamm
US6648942B2 (en) * 2001-01-26 2003-11-18 Midrex International B.V. Rotterdam, Zurich Branch Method of direct iron-making / steel-making via gas or coal-based direct reduction and apparatus
KR100498100B1 (ko) * 2002-12-26 2005-07-01 주식회사 포스코 일반탄을 이용한 용철 제조 공정에서 분환원철 및 분소성부원료의 괴성체를 이용한 용철제조방법
AU2004295629B2 (en) 2003-12-05 2008-11-20 Posco An apparatus for manufacturing a molten iron directly using fine or lump coals and fine iron ores, the method thereof, the integrated steel mill using the same and the method thereof

Cited By (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103370396A (zh) * 2010-12-21 2013-10-23 Posco公司 部分碳化煤压块的制备方法、部分碳化煤压块的制备装置及铁水制备装置
CN103370396B (zh) * 2010-12-21 2016-02-24 Posco公司 部分碳化煤压块的制备方法、部分碳化煤压块的制备装置及铁水制备装置
CN103282520A (zh) * 2010-12-28 2013-09-04 Posco公司 使用核反应堆的还原铁制备装置及使用该装置的还原铁制备方法
CN103562414A (zh) * 2010-12-28 2014-02-05 Posco公司 集成钢制造系统和用于集成钢制造的方法
CN103562414B (zh) * 2010-12-28 2015-09-30 Posco公司 集成钢制造系统和用于集成钢制造的方法
CN105683399A (zh) * 2013-12-24 2016-06-15 株式会社Posco 铁水制备装置及其制备方法
CN105683399B (zh) * 2013-12-24 2018-01-23 株式会社Posco 铁水制备装置及其制备方法
CN110023516A (zh) * 2016-10-17 2019-07-16 株式会社Posco 铁水制备方法及利用该方法的铁水制备设备
CN110997949A (zh) * 2017-08-23 2020-04-10 株式会社Posco 钢水制造设施和钢水制造方法

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Publication number Publication date
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