TW565619B - Process and apparatus for producing a fixed bed - Google Patents

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565619 A7 ______B7____ 五、發明說明（丨） 本發明係關於一種在冶金單元上產生固定床之方法及 裝置，較佳是一種特別是在熔融氣化器中從含鐵加料中產 生生鐵或初級鋼製品之方法及裝置，其中包括含礦石及含 碳成分之結塊塊狀(lumpy bulk)材料，尤其是已預還原鐵礦 ，較佳爲海綿鐵，且較佳是塊狀煤，被加入到表面上，再 發生塊狀材料之含碳成分與含礦石成分的徹底均一混合。 將結塊塊狀材料分佈於一可擴張表面上，對於工廠建 造及處理技術之領域上的專家而言爲一熟知的問題。尤其 是在用於化學/物理製程技術之反應器之例子中，已進行相 當多的努力以達成可對特別程序最佳化的塊狀材料分佈。 此類型之反應器不正確的負載，會導致產品品質下降，因 取出灰塵產生之高度損失，及工廠生產力整體性的降低。 材料之分佈是尤其在用於調整氣體分佈之重要工具。 在這方面，DE-C-19623246描述一種常見、中心導入 煤及海綿鐵到熔融氣化器中之裝置。雖然可達到適當地徹 底混合物質，但中心導入煤/海綿鐵混合物已被證明在製程 工程及經濟理由上並不有利。 在習知技術之觀點上，本發明之目的爲進一步發展根 據申請專利範圍第1及第5項之前言的方法，及根據申請 專利範圍第8項之前言的裝置，以便在與習知技術相較之 下，可達到一更具經濟性之方法及一更具經濟性之工廠工 程設計。 根據本發明，所設定之目的是根據描述於申請專利範 圍第1及5項之特徵部分之方法及根據申請專利範圍第8 _-__7__ 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐) " (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁)

)_OJ· n i_i ϋ n I I m I ϋ ϋ n n I— —i n ϋ ·ϋ ϋ— n ϋ 1^1 — ϋ n n ϋ I n I— n I I A7 565619 B7__ 五、發明說明（> ) 項之裝置來達成。 本發明已被證明當用於熔融氣化器時特別有利，並因 此用文件來更詳細描述。然而，本發明之使用不限於此具 體實施例，且在熔融氣化器中之作用的說明僅代表所給予 之實例的解釋。 如習知技術中所熟知之熔融氣化器被用來熔融鐵礦（ 其已經被大量預還原（DRI))及用來從煤中產生還原氣

JGW 體。 煤及DRI —般是經由氣化器之圓頂導入熔融氣化器中 ;已證實中心導入煤爲有用的。因此，DRI係經由氣化器 圓頂上之數個偏心開口來導入熔融氣化器中。 本發明之特徵是在於：一種在冶金單元上產生固定床 ，較佳是特別在熔融氣化器中從含鐵加料中產生生鐵或初 級鋼製品之方法，其中包括含礦石及含碳成分之結塊塊狀 材料（尤其是預還原鐵礦，較佳是海綿鐵及較佳爲塊狀煤 )被加入表面上，然後較佳發生塊狀材料之含碳成分和含 礦石成份之徹底均一的混合，在該方法中，全部含礦石成 份被加入固定床之活性環繞區（周圍區），在此發生塊狀材 料之含碳成分和含礦石成份之徹底均勻的混合。 在上下文中，該活性環繞區是指氣體以足以產生生鐵 及/或還原氣體之份量來均一通過固定床的區域。 根據本發明之一特徵，一粗粒部分，尤其是塊狀材料 之含碳成份，具有大於欲分佈之塊狀材料（尤其是含碳成 分）之平均粒徑的平均粒徑，且被加入表面的中心，而在 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) -* ϋ 1^1 n n n n n ^lOJI n n ϋ m I I I ϋ in ϋ n n ϋ n I— ϋ n t^i —i n n n n _ 565619 A7 ------------------- 五、發明說明（$ ) 此方式中，較佳爲穩態下，會產生預定的粒徑分佈。 根據本發明之進一步特徵，該塊狀材料，尤其是含碳 成分之塊狀材料，被經由加料裝置以實質上旋轉對稱之方 式來分佈在表面上，份量在相較於表面其它位置（其在固 定床之活性環繞區之中心和外部邊緣間）之平均份量要少 之材料係藉由直接分佈之方式而被施用到表面中心。 根據本發明之另一特徵，該粗粒部份，尤其是含碳成 分之塊狀材料，被暫時從距離中心很遠之處來施加於固定 床上，以此方式，可以經由間接分佈之方式，尤其是分散 作用（segregation)來自動加料到表面中心。 根據本發明之方法之進一步具體實施例，結塊塊狀材 料經由一個或多個固定式加料裝置來加料。 加料可以直接或間接方式進行。 藉由定義’所談到塊狀材料在導入反應器或容器期間 之直接加料是指加料塡入表面之預定區域，尤其是到表面 中心上。 藉由定義，間接加料是指僅管塊狀材料被經由直接加 料來導入，而所得於表面上之分佈是藉由進一步影響，尤 其是分散作用來決定。以此方式，有可能使塊狀材料以一 經控制方式來分佈及加入到表面特定區域上（尤其是到表 面中心）上，儘管是該區域已經藉由直接加料而被忽視掉 或已經被至少作用到一最少程度，但例如藉由分散作用， 亦即間接方式仍可達成。 因此，直接及/或間接加料能使表面上之粒徑分佈在當 適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297<公釐) (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁)

n n^aJ· n ·1 ϋ n ϋ n ϋ I I ϋ 1 n n n n n ϋ ϋ ϋ n n n ϋ ϋ n n n n n ϋ I I 565619 B7 五、發明說明（+ ) 製程持續進行時，維持實質上固定’亦即以穩態方式表現 Ο 根據本發明之一特徵，該擴張表面是指氣體可以通過 之表面，尤其是氣體真實通過之表面，該處理氣體是以一 控制方式被引導通過表面。此類型的通過氣體是相關方法 之一項重要特徵，例如氣體通過高爐或熔融氣化器之固定 床。 爲了要避免在床上氣體系統於關於定量、壓力及分析 上的波動，以一合適方式建立一氣化器之床爲根據根據本 發明方法的一重要目的。因爲熔融氣化器被用來產生還原 氣體以及生鐵，不規則之氣體流動將嚴重地阻礙它的操作 。這些不規則性甚至會導致氣體噴泉之形成，其會導致灰 塵突然從該單元上排出。此灰塵之不連續排出，例如經由 突然的碳化作用，會在下游單元，尤其是還原高爐置入負 荷物。 特別是氣體從低於床之側邊來供應之方法之例子中， 根據先前技藝，會有不足夠氣體通過已被給予負荷物之反 應床的中心。本發明提供可明顯改良程序之對策。 在;^融氣化器上形成固定床是明顯與例如鼓風爐之加 料不同’因爲一方面，熔融氣化器是一具有不同規格之單 元’尤其是有不同的尺寸，而在另一方面，熔融氣化器是 使用不同方法操作’其中使用不同於其它者，例如在鼓風 爐中之裝塡方法。 在此類型之較佳方法中，所使用之能量載體爲含碳固 本紙張尺度$用中國國家標準（CNS)A4規格（21〇 X 297^"公釐） " (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁)

^OJ· I I ϋ 1 ϋ I n I I n I I ϋ n -I ϋ ϋ I I I I n ϋ I I I I I ϋ I I I A7 565619 五、發明說明（4 ) 體，尤其是煤及含氧氣體。根據該習知技術，在此例中， 使用一或多個螺桿輸送器將煤從煤倉中輸送出並由中央加 入，因此，煤以一狹窄的，集中之噴體經由熔融氣化器之 氣室而落入床表面。再者，亦相信煤不需中心加入至固定 床，可以分別經由數個分流來加入。 在以中心導入煤到氣化器爲基礎下的操作，因爲螺桿 輸送之特性，煤不會落向床表面的中心，而會因爲螺桿排 放之水平速度被稍微偏心落下。 因爲在特定點累積加料之傾向，及因爲相當微細粒子 與煤聚集之傾向，氣體通過床會在中心加料點上退化。形 成一錐形塊狀材料，且會有不同體積之圓錐體一次又一次 突然地滑下氣體通過之環繞區。接著煤會移入較熱之環繞 區而在製程中非常快速地碳化。 壓力影響之定量氣體的波動及分析之波動皆是導致下 游氣體系統更進一步不利影響的因素。 再者，碳之滑落會在圓周上導致一不平坦及不對稱之 材料分佈。結果擾亂爐料之連續加熱，以致於直接還原鐵 (DRI)在圓周區被加熱到不同程度，而因此不可能建立一均 一溫度分佈。結果是在生鐵及熔渣品質上的變動。在圓周 G熔澄組成上之局p〖差異使外出流受到擾亂，而在爐床上 所欲之熔渣組成只可以藉由混合加料來建立到一不足夠的 程度。 點狀加入煤到床表面之中心區域上時（其當塡入熔融 氣化器時爲常見）’會導致未經控制的床表面生成，且在 -—- _2___ 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） '~一 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) -· n t— n n n n n 一-OJ· ee 垂 n l 1 n -ϋ n ϋ I I ϋ ϋ n n —i i_l n ϋ ϋ n . A7 565619 ___B7 五、發明說明（W ) 取決於分散行爲下，會導致不同粒徑之塊狀材料 佈。 較佳地，利用此性質加料，較大顆粒將移向#個J。^ 體從底部流經床，氣體會傾向被迫流向氣化器胃 控制之方法分佈於固定床橫截面。高局部氣體速 會導致生成噴泉，而擾亂在氣化器圓頂上之氣體反應並增 加灰塵之排放。因此，在少量氣體流過氣化器中心處具有 一大區域。活性床之體積可因此被減少，而在中心及在爐 床上之靜滯區（dead man)係主要洪應有相當多微細顆粒， 以致於排水更佳惡化。 本發明之目的是，煤不是加入氣化器中之一點，而是 煤以控制方式，以與彼等粒徑有關來分散，且尤其是以旋 轉對稱方式分散於床表面上。其也應能確保更多塊狀煤被 加入到床中心，而非周圍區域，因爲該方法之結構已被證 明特別地有用。 爲了要避免在高於床上之氣體系統在關於數量、壓力 及分析上的波動，以一合適方式建立一氣化器之床爲根據 本發明方法的另一重要目的。因爲熔融氣化器被用來產生 還原氣體以及生鐵，不規則之氣體流動表示對其操作之相 當程度的擾亂。這些不規則性甚至會導致氣體噴泉之形成 ，其會導致灰塵突然從該單元排出。此不連續排出所產生 之灰塵，例如經由突然的碳化作用，表示在下游單元，尤 其是還原高爐中之負荷物。 該目的的達成是藉由均一分佈煤或富含碳之塊狀材料 ______μ ______ (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁)

一-OJI n ϋ n n I ϋ i_l I ϋ I n n ϋ ϋ n l n n ϋ n — n n ϋ ϋ ·ϋ ϋ n n l ·ϋ I 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） 565619 A7 ____B7____ 五、發明說明（r| ) 物質到固定床上，且因此是藉由同時更均一混合煤與直接 還原鐵〇DRI)尤其是在中心區域（其供應幾乎相同於在靜滯 區上分解之數量的煤）上，如此預防塊狀材料圓錐體之形 成。 在此例中，尤其是在同時且連續加入塊狀煤與預先還 原鐵礦（特別是海綿鐵），如同具有熔融氣化器之負荷物之 例中，混合的發生是特別有效。 根據本發明之較佳具體實施例，相較於在靜滯區上分 解之數量要少之煤被藉由直接分佈而施用到固定床中心， 使得床高度下降，且以此方式，相當多塊狀煤被經由分散 作用，亦即間接分佈加入床的中心。此類型之較低高度， 以及在固定床中心較多塊狀煤會導致在中心處有更多程度 之氣體噴射，而因此導致用於熔融氣化器之化學或冶金處 理之活性床體積增加。 在熔融氣化器之床上所欲之粒徑分佈不只是藉由間接 加料，亦可由直接加料來達成，其意指在固定床上粒徑之 分佈是受一控制及直接方式影響。在此考量下，可考慮根 據粒徑來對塊狀材料作初步篩選。 在加料鼓風爐及高爐之目的上的習知技藝中，熟知一 可移動且一般爲可旋轉之加料裝置。這些加料裝置可以一 受控制方式來調整爐料及礦石分佈於特別是較高軸上到一 製程所要求之條件。 與習知技術相比，根據本發明之一固定的，穩態之加 料裝置具有各種不同的優點： 本纸張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（21〇 X 297公釐） (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) ϋ ϋ n ϋ n n^0T > n 1 I n ϋ I I I n ϋ n I 1_1 .1 «I n ϋ ϋ ϋ I I I *1 ϋ n I ϋ ϋ n n ϋ · 565619 A7 --— 丨丨丨 —— B7 五、發明說明（S ) 在此方面上一重要之優點是減少裝置對於機械的及熱 機械耗損之敏感性。因爲適應仍需要一不對稱地高費用支 出’所以可移動元件只可以在高溫下被使用到一限定範圍 0 再者’可移動裝置一般需要驅動器，其首先需要額外 的保養費用，且其次假如其用於移動一能夠承受高溫且堅 固（尤其是被特定強化）之裝置時，其必須因此被尺寸化 ’而因此需要一高能量費用支出。 根據本發明之一特徵，藉由嵌入一能確保實質均一， 尤其是旋轉對稱之加料裝置來進行煤的分散。在取決於此 加料裝置之設計而定，可以設定表面之外形，使得氣體流 動及在固定床上之固體能以一控制方法影響。尤其是，根 據本發明之進一步較佳具體實施例，有可能使用一加料裝 置藉由分隔塊狀材料流來在數個位置上進行加料。 亦可以想像到根據本發明之加料裝置之可移動式設計 ’使得固定床之表面區域是以一控制方式供應有欲篩選塊 狀材料。 由於相當多塊狀煤位於熔融氣化器之中心，使得氣體 的通過會傾向於不佳，根據該方法，在床表面上煤之適當 分散與分佈會導致所加入之煤更爲均一地暴露於熱氣中， 且被持續地碳化#應避免材料從較冷區域突然移動入較熱 區域中，而氣體之產生會變爲更均勻或更穩定。煤之分散 也預防中心塊狀材料之圓錐體不規則流向外側。 在此方式中，應確保在炭床上(塊狀煤床）之均勻的材 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) - -I---I ---------I · 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） A7 565619 _ _B7___ 五、發明說明（1 ) 料積聚，而因此在周圍區域（活性床區）上不只是產生氣體 ，而且熔渣與生鐵之組成會更爲均勻。此利用改良排水性 質導致熔渣被更爲均一的引導。此對固定床上熱交換器及 生鐵品質有正面影響。 煤之預定分散於炭床表面上可預防材料從塊狀材料之 中心圓錐體開始流動。再也不可能有~未受控制之相對大 體積之煤滑落向外側。 煤分散於床表面上可以將破壞材料在氣化器中流動之 附聚物的生成降低，因爲沒有像在相同熱分解階段中相當 大過量之材料累積。 再者，分散導致均勻碳化作用，因爲煤可藉由氣體通 過之區域直接導入而不會以一未受控制之方式滑落，而導 致一突然碳化作用。 一對稱及均勻分佈之煤具有進一步之優點，就是在周 圍區上均勻地與DRI混合。均勻的生鐵及熔渣數量，以及 彼等在周圍區上固定之組成，可改良高於氧氣噴嘴上氣化 器床中之冶金狀況。因此，熔渣可以更容易地流出且改善 氣體通過與排水情形。 當使用一固定，穩態之未驅動之加料裝置（其位於氣 化器中心）’根據本發明之一具體實施例，煤特別被旋轉 對稱分佈在大表面上，而沒有任何煤被加入氣化器中心。 經由分散作用，塊狀煤進入中心及靜滯區。此舉造成供應 有塊狀煤之靜滯區的結果，以致於改良到渣口之排水。在 熱通量因爲低氣體速度之故而爲低値之區域上，DRI含量 $氏張尺度剌中關家鮮（CNS)A4規格（21G X 2^1公爱) ' -- (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) ~·*- > · ϋ I I n n n n^OJ· ϋ n n ϋ n ϋ I I I *ϋ n n n I ·ϋ -ϋ l ϋ ϋ ϋ ϋ I ϋ H ϋ ϋ n ·1 ϋ - A7 565619 __B7 _ 五、發明說明（) 被保持於低値。 此類型經控制之炭床表面分佈的形成和在橫截面上有 規則之粒徑分佈容許氣體流動及向外流動之液相受到影響 。在固定床上熱交換之狀況可被改良，以致於減少能量消 耗。保持氣流遠離壁可保護耐火襯。 因爲熔融氣化器固定床中心供應有粗塊狀煤之結果， 用一相當大孔隙體積形成靜滯區，以致於有可能經由氣體 流動傳送所增加熱量到此區中，且允許液相流出此區，並 也容許將氣化器區上之擾亂降至最低。使氣體通過更爲均 於可降低在處理氣體中灰塵含量。因此，較少灰塵被攜帶 進入還原爐中，消除在灰塵循環系統上之負荷及降低在製 程中污泥之損失。 根據本發明之較佳具體實施例，其提供一可將塊狀材 料流分成數個分流之合適加料裝置，以致於以此方式，藉 由直接或間接分佈，更多塊狀材料被加入特別是熔融氣化 器中心或已經由製程預決定之不同位置上。 利用直接及/或間接分佈之加料裝置之組合形成本發明 之更進一步具體實施例。 本發明之特徵在於：根據本發明之用於從塊狀材料流 中分佈塊狀材料，尤其是塊狀煤到可擴張之表面上，尤其 是固疋床上之方法，g亥表面較佳在用於物理或化學製程中 之反應益或谷器中延伸，尤其是在產生生鐵或初級鋼製品 之熔蛐工廠的反應器中延伸，該塊狀材料被經由加料裝置 加料，如由則面所見，材料被經由徑向分佈之方式而向外 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公爱） (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) .# 一一 0, · n ·ϋ I ϋ I ϋ i^— I I— n ·ϋ ϋ I— 1 n n ϋ ϋ n n βϋ ·ϋ a^i ·ϋ ϋ «ϋ· ·ϋ n Hi —.1 n 565619 A7 _ ___B7 ______ 五、發明說明（丨丨） 徑向分佈，在其方法中，在塊狀材料與徑向分佈之機構接 觸前，塊狀材料將如同前面所述以在徑向與切線方向分散 之方式來分散。 根據本發明方法之一特徵，在分散塊狀材料之前，較 佳在製程之第一步驟中，將塊狀材料流集中於中央，結果 塊狀材料流被輸送至集中機構(centring means)，而塊狀材 料流係流經一集中機構之數個中心開口，任何可能發生之 塊狀材料之溢流可以經由至少一排放機構，特別是經由進 一步開口流出。 根據本發明之進一步特徵，塊狀材料在集中機構上形 成一塊狀材料圓錐體。 ^ 根據本發明之一另外特徵，尤其是使用分散作用加入 粗粒塊狀材料之部份（其平均粒徑係大於全部分佈之塊狀 材料之平均粒徑）到一表面之預定區域上，特別是到表面 之中心上，而一較佳穩態預先定義之粒徑分佈係以此方式 產生。 藉由定義，術語“粒徑分佈”是指在一與粒子總份量 之位置相關的位置上，每個粒子部份之定量比例。。 藉由定義，熟知粒徑分佈之穩態行爲是指粒徑分佈在 一特別位置上隨著時間經過爲大致上常數。再者，根據本 發明之進一步具體實施例，一部份之顆粒數量爲表面位置 之函數代表關於在表面上個別部份總量是大致上與時間無 關的行爲。 本發明之特徵在於：根據本發明之用於從塊狀材料流 _ __--—. —___ 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) _#------- I -I5J· I I I I I I I — ΙΙΙΙΙ1Ι — — — — — — — — — — — — — — . 565619 A7 ---------_B7___ 五、發明說明（丨> ) 中分佈塊狀材料，尤其是塊狀煤到可擴張之表面上，尤其 是固定床上之裝置，該表面較佳在用於物理或化學製程中 之反應器或容器中延伸，尤其是在產生生鐵或初級鋼製品 之熔融工廠的反應器中延伸，在該裝置中，提供一加入塊 狀材料之加料裝置，其具有至少一前面所述之用於徑向分 佈塊狀材料徑向向外之機構，再者，在該裝置中，在徑向 分佈機構上游之加料裝置具有至少一分散塊狀材料之機構 ’其配置在反應器之上部且較佳爲固定，如前面所見，亦 有可能的是至少一部份塊狀材料被分佈於徑向與切向方向 Ο 根據本發明之裝置導致在第一步驟中塊狀材料被均勻 分故，而在弟一步驟中被徑向向外分佈。 根據一較佳具體實施例，徑向分佈之特徵在於：表面 之特定部份係於徑向分佈機構之遮蔭下，因此裝入較少塊 狀材料。在習知技術中所知之分散圓錐體，不只影響徑向 分佈而且亦使表面之預定區在其遮蔭下。 根據本發明之較佳具體實施例，徑向分佈機構被設計 成一配置在分散機構下之固定裝置。 根據本發明裝置之一特徵，徑向分佈機構具有旋轉對 稱元件，其可在塊狀材料之相反流動方向上逐漸變小，尤 其是呈圓錐形’且若合適的話，在塊狀材料之流動方向上 ，逐漸變小元件合適地會中心接合似棒形元件。 根據更進一步之具體實施例，可能有凸出及凹入之結 構，以及實質上金字塔形之物體及其組合，假若是彼等具 ______________ _____ 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁)

- 0 » · -ϋ i-i «ϋ II ί ί^OJβ I I 1 ϋ ϋ n I I ϋ n n ϋ ϋ -ϋ ϋ ϋ n ϋ ϋ ϋ 1 n ϋ n H ϋ n ϋ U ϋ I A7 565619 _ B7____ 五、發明說明（ί巧） 有徑向分佈塊狀材料之功能。 視需要存在之徑向分佈機構之似棒狀元件可被用來固 定並定位圓錐元件。 圓錐元件影響塊狀材料之徑向，結果塊狀材料脫離側 面返回或沿著表面滑動，藉此受到特定分佈。 在該表面部份，尤其是固定床表面（其已被圓錐體之 遮蔭覆蓋或在遮蔭中）之例中，或在塊狀材料返回及從圓 錐體側面表面下滑落之例中，其假想延長側面表面係藉由 直接分佈較少塊狀材料（其少於相關表面剩餘部份之橫截 面的份量）。 根據一特別較佳具體實施例，徑向分佈之逐漸縮小元 件具有一至少傾斜角在少於60°之形成線和中心線之間， 較佳在10-60°的圓錐或截斷圓錐。 徑向分佈機構是由抗熱及/或耐磨損材料所製成及/或 具有習知基物質緩衝墊。在其底部表面，圓錐體或截斷圓 錐體較佳具有直徑爲分散機構之直徑的50%或具有進料橫 截面之直徑。 根據本發明之一特徵，至少用於將塊狀材料之流動集 中於中心之機構係提供於分散機構之上游。 此確保塊狀材料流在中心與分散機構接觸。 再者，本發明之特徵在於爲較佳用於根據申請專利範 圍第8或9項之裝置中的分散機構，在此例中，分散機構 具有數個彼此連接並一起描述在相反於塊狀材料流動方向 上逐漸變細之物體形狀之似棒形及/或似板狀元件，尤其是 —-____________—. _L5____ 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格（210 X 297公釐) "'-- (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁)

A7 565619 __B7____ 五、發明說明（吟） 呈金字塔的形狀，而分散機構具有數個開口。= 再者，本發明之特徵在於爲較佳合適用於根據申請專 利範圍第8或9項之分散機構，在此例中，分散機構具有 數個一起描述在相反於塊狀材料流動方向上逐漸變細之物 體形狀之環，尤其是呈圓錐體的形狀，而分散機構具有數 個開口，及沿著形成線至少彼此連接著。 尤其是金字塔形狀物體，其假想側面之邊緣線係藉由 織物連接，尤其是在旋轉對稱之橫截面。 較佳已被集中之塊狀材料流被均一分佈或分散於熔融 氣化器之炭床(塊狀煤床）中。 在此方法中，塊狀材料被時常重複偏斜地分散；根據 本發明之特別設計導致塊狀材料之分散比在習知技術中所 達成的更均勻。 根據本發明，分佈塊狀材料，塊狀材料被分佈在一垂 直於塊狀材料流動方向之平面上，或如上述所見分佈在徑 向及切線方向。 在習知技術中所熟知之分散圓錐體係揭示在例如EP_ A-0 076 472中，相較之下，如前所見，塊狀材料之主要分 佈影響是在緊密環的徑向方向上。 再者’根據本發明之分散機構影響來自塊狀材料流之 分散不只在徑向向外之方向而且在徑向向內之方向。根據 本發明之逐漸縮小之特殊形式，尤其是金字塔形物體，會 具有在任何速率下’使往較大半徑上向外分散之材料比往 較小半徑向內分散之材料要多的趨勢來影響徑向分散。 _______L6__ 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） 一 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁)

· n n ϋ— ϋ ϋ n I I n ·ϋ a^i n I ϋ n ϋ n ϋ ϋ n ϋ— n n ϋ II ϋ n ϋ - II I 565619 A7 B7 五、發明說明) 根據本發明之進一步特徵，分散機構星有傲 丨传與胥數個大約環 狀物體，其大約說明物體之形狀’其在塊狀材料流動 反方向上逐漸縮小且尤其是圓錐形。 1 根據一特別具體實施例，此環狀物體沿著;_ ^ 或更多形 成線與另一個連接。 根據進-步之特徵’分散機構必須覆棻塊狀材料流動 之整個橫截面。 根據一另外特徵’在分散機構上之開口係至少與欲加 入材料之最大尺寸一樣大。 ^ 根據本發明之一具體實施例，該似棒形，環狀片犬 元件是由耐磨損，高衝擊強度，耐熱材料所製& 佳具有一矩形或三角形之橫截面。 再者’本發明之特徵在於爲一種用於根據申請專利範 圍第9或10或11項之裝置中以集中塊狀材料流於中心之‘ 機構，其具有至少有一集中開口，其中提供有至少—排放 機構，較佳爲另一開口 ’經由此在塊狀材料流動期間所發 生之任何塊狀材料之溢流可被排出。 根據本發明之一特徵，該集中裝置被設計成一金屬集 中片，其爲一具有內徑及外徑之環狀金屬薄片，而至少有 一部份區域，尤其是環形片或環扇型已經被取出。 根據本發明之進一步特徵，金屬集中片被設計成以中 心角爲180°之環形片已經從環狀金屬薄片移除之方式。 在加料裝置中之金屬集中片被用來將塊狀材料之流動 或塊狀材料本身集中於中央，其藉由料斗或例如螺桿輸送 17 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) #------- 丨訂---------線丨----------------------- 565619 A7 厂—____B7________ 五、發明說明（々） 器輸送。此類型之移除可導致一出口曲線，其是根據旋轉 速度或輸送能力改變。 在此例中，金屬集中片是以其具有至少一用於集中塊 狀材料之第一開口，及具有一排放機構，較佳爲一用於排 放所發生任何溢流之方式來設計。若根據本發明之第一濃 縮開口全開或阻塞時，形成此特性的溢流。 尤其是金屬集中片是以一元件，特別是至少一扇形環 或環片已經從具有一內徑及外徑之環狀金屬薄片中移除。 另外設計例如具有曲線或漏斗形之金屬集中片。 在一環狀設計之例中，金屬集中片之中心開口係有利 地爲以環所界定之金屬薄片中呈中心開口之形式。相對應 於排放機構之進一步開口可以將其與中心開口連接之方式 來提供，而在此方式中，無法與中心開口結構性區隔。然. 而，在功能術語上，彼等是分開的，因爲這些進一步開口 被用來排放液流。 加料裝置之金屬集中片是以輸送機構，尤其是該螺桿 輸送器輸送塊狀材料到金屬中心片之方式來配置，如此’ 較佳不裝入部分具有排放機構之金屬片，例如在第一中心 開口被阻塞而無法流出時，另外用於金屬中心片上所累積 之材料的進一步開口。 在此例中，以一特別有利方式形成一塊狀材料圓錐體 於金屬中心片上，從此處，圓錐體材料流經該第一、中心 開口且以此方式對中。 根據本發明之設計確保在金屬集中片中心開口變得阻 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) -· I I I I I I I « — — — — — — II I - II---I - I----I__II - I -- 565619 A7 _____B7 五、發明說明（/f ) 煤。 圖2顯示一根據本發明穩態加料裝置之示範性具體實 施例。 圖1顯示在熔融氣化器1分佈煤之圖解草圖。在此例 中’煤從穩％加料裝置2開始導入溶融氣化器中。此外， 在熔融氣化器上有一 DRI導入裝置3，經由此有數個關於 煤導入機構，灰塵返回機構4，氧氣導入機構5，及熔渣與 生鐵分接頭15，以及氣體排放機構6爲同心設置之開口。 煤在熔融氣化器1之旋轉對稱床7上均勻分佈，加料 裝置2之特殊設計意指沒有煤，或至少少許煤被加到中心 。藉由直接導入所產生之煤的分佈係圖解說明於圖1中， 其中尤其圖解草繪煤分佈之外形8。因此，在表面上之質 量流率係大槪存在於一半之半徑處且明顯高於床之中心。 分散會導致煤分佈之改變，且尤其是炭床之粒徑分佈 ，因爲較大、更多塊狀煤滑入床之中心且以此方式進入已 知之靜滯區9。在此方式中，靜滯區及爐床係供應有相當 多塊狀煤(炭）。相當多塊狀煤之特別分佈可導致活性炭床 變寬，因此可使通過中心之氣體增加。 圖2圖解說明根據本發明之穩態加料裝置2。該加料 裝置具有金屬集中片10,其用於將塊狀材料之流動集中於 中央，而塊狀材料再次經由螺旋輸送機從料斗輸送出。該 金屬集中片10被設計成相對於金屬片之外部直徑爲對稱之 一半集中片已經從圓形金屬板中移出。金屬集中片具有集 中開口 11，以及用於排放溢流之開口 12 ° 20 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公f ) (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) --------^---- 拳 565619 A7 五、發明說明（7 ) 根據本發明之金屬集中片之設計意指，不考慮金屬集 中片本身之中心開口，大部份熔融氣化器之加料開口仍保 持未覆蓋，因此允許塊狀材料之溢流。 在金屬集中片下’經集中塊狀材料物流係藉由分散機 構13分佈，其在此例中也是—煤鑿溝機(channeler)，偏向 器特別的設計係均一地分佈材料物流到熔融氣化器之自由 空間或煤床表面上。實驗已顯示出煤溝鑿器之形狀對於在 煤床上煤之分佈品質有影響，而所說明之煤鑿溝器形式已 被證實特別有用。在此例中，煤鑿溝器13大槪爲金字塔形 狀，因此能使塊狀材料分散。 在煤鏊溝器13下有一具有圓錐之徑向分佈機構14, 該圓錐可停止供應煤床並至少降低加入此區域中之塊狀材 料之份量。根據本發明之進一步具體實施例，該圓錐體可 以被連接於圓柱元件，而尤其具有一介於形成線和中心線 之間的傾斜角爲約10-60°。特別較佳爲30。到45。之傾斜角 〇 上述裝置之所有元件必須在個別使用區域中適應環境 情況。當用於熔融氣化器中時，主要使用能忍受高溫及高 耐磨損之材質。再者，必須考慮對曝於特別高溫下之所有 元件提供耐火襯。 經驗顯示上述裝置之所有元件被曝於因磨損所導致之 特別高負荷中，可以藉由包覆金屬，例如焊接可高度抗磨 損之金屬片來另外保護。 圖式主要元件符號說明 21 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐> (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) _裝-------訂---- 奉 565619 A7 _B7 五、發明說明（W ) 1 熔融氣化器 2 加料裝置 3 導入裝置 4 灰塵返回機構 5 氧氣導入機構 6 氣體排放機構 7 旋轉對稱床 8 煤分佈之外形 9 靜滯區 10 金屬集中片 11 集中開口 12 排放溢流之開口 13 分散機構 14 徑向分佈機構 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 22 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐）

Claims (1)

1. A8B8C8D8 565619 六、申請專利範圍 1、 一種在冶金單元上產生固定床之方法，其在熔融氣 化器中從含鐵加料中產生生鐵或初級鋼製品，其中含有海 綿鐵及塊狀煤之結塊塊狀材料被加入到表面上，且發生塊 狀材料之含碳成分與含礦石成分的徹底及均一混合，其特 徵在於整個含礦石成分被加入固定床之活性環繞區域(周圍 區域)上，在此，發生大塊物質之含碳成分與含礦石成分的 徹底均一混合。 2、 根據申請專利範圍第1項之方法，其特徵在於塊狀 材料之含碳成分的粗粒部分被加入表面中心，該粗粒部分 具有大於欲分佈之含碳成分之平均粒徑的平均粒徑，而在 此方式中，產生一穩態、預定粒徑分佈。 3、 根據申請專利範圍第1項之方法，其特徵在於經 由加料裝置，以實質上旋轉對稱方式，將塊狀材料之含碳 成分分佈於表面上，藉由直接分佈方式，將比在固定床之 活性周圍區之外部邊緣和中心之間的表面其它位置上的平 均材料數量還要小之材料施用於表面中心。 4、 根據申請專利範圍第2項之方法，其特徵在於塊 狀材料之含碳成分之粗粒部份被暫時從距離中心很遠之處 來施加於固定床上，以此方式，因此，可以經由間接分佈 之方式來自動加料到表面中心。 5、 一種分佈來自塊狀材料流之塊狀煤到可擴張表面上 、固定床上之方法，該表面在用於產生生鐵或初級鋼製品 之熔融工廠反應裝置所用之反應器或容器中延伸，而結塊 塊狀材料係經由加料裝置加料，如前所見，材料經由用於 1 _ 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格(210 X 297公釐） .......................0^—..........訂................ΜΦ (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 565619 盤 C8 D8 六、申請專利範圍 徑向分佈之機構來徑向向外分佈，其特徵在於，在塊狀材 料與徑向分佈機構接觸之前，先藉由前面所見之分散機構 在徑向及切線方向上分散。 6、根據申請專利範圍第5項之方法，其特徵在於在分 散塊狀材料之前，在該方法之第一步驟中，將塊狀材料流 集中於中央，結果塊狀材料流被輸送到集中機構，而塊狀 材料會流經數個集中機構之集中開口，可能發生之任何塊 狀材料之溢流可以經由另外開口之至少一排放機構流出。 .7、根據申請專利範圍第5項之方法，其特徵在於使 用分散作用加入粗粒塊狀材料之部份（其平均粒徑大於全 部分佈之塊狀材料之平均粒徑）到表面之中心上，而一較 佳穩態預定之粒徑分佈係以此方式產生。 8、 一種用於從塊狀材料流中分佈塊狀煤到固定床上之 裝置，其表面是在產生生鐵或初級鋼製品之熔融工廠的反 應器中延伸，在該裝置中，提供一加入塊狀材料之加料裝 置，其具有至少一前面所述之用於徑向分佈塊狀材料徑向 向外之機構（14) ’其特徵在於，在徑向分佈機構上游之加 料裝置具有至少一分散塊狀材料之機構（13)，其配置在反 應器之上部且爲固定式，如前面所見，亦有可能的是至少 一部份塊狀材料被分佈於徑向與切向方向。 9、 根據申請專利範圍第8項之裝置，其特徵在於在分 散機構上游提供至少一用於將塊狀材料流集中之機構（1 〇 ) 〇 10、 一種分散塊狀材之機構（13)，其係用於根據申請 (請先閲讀背面之注意事項再塡寫本頁) 丨 -έ 線一 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格(210 X 297公釐) 565619 § C8 D8 六、申請專利範圍 專利範圍第8項之裝置中，其特徵在於分散機構（13)具有 數個彼此連接並一起描述在相反於塊狀材料流動方向上逐 漸變細之物體形狀之似棒形及/或似板狀元件，而呈具有數 個開口之金字塔的形狀。 11、 一種分散塊狀材之機構（13)，其係用於根據申請 專利範圍第8項之裝置中，其特徵在於分散塊狀材料之機 構（13)具有數個一起描述在相反於塊狀材料流動方向上逐 漸變細之物體形狀之環，且呈圓錐體形狀，且具有數個開 口並且沿著形成線而彼此連接。 12、 一種集中塊狀材料流之機構（1〇)，其係用於根據 申請專利範圍第9項之裝置中，其具有至少一集中開口 (11)，其特徵在於提供至少一#放過量塊狀材料之機構， 亦即爲另外開口，結果所產生過量材料在集中塊狀材料流 期間會被排出。 13、 根據申請專利範圍第12項之機構（1〇)，其特徵在 於集中機構是設計成一具有環狀金屬片之金屬集中片，該 環狀金屬片具有內徑和外徑，而其已經去除至少一部分區 域，尤其是環形片或扇形環。 14、 根據申請專利範圍第13項之機構（1〇)，其特徵在 於金屬集中片是設|十成具有中心角度爲18〇。之環形片已經 從環狀金屬片取出。 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) -# 訂： 線 本纸張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格(210 X 297公釐)