[其他]生產熱海綿鐵的方法

無效

• 申請號: 87102213
• 申請日: 1987-03-20
• 公開（公告）號: CN87102213A
• 公開（公告）日: 1988-03-16
• 發明（設計）人: 豪爾赫·奧克塔維奧·貝塞拉-諾沃亞
• 申請（專利權）人: 伊爾薩公司
• 主分類號: C21B13/02
• 分類號: C21B13/02
• 代理公司: 中國專利代理有限公司
• 代理人: 揚麗琴,吳鴻亮

本發明涉及的是用氣體直接還原鐵礦石，以生產海綿鐵的方法。更具體地說，是關于生產有預定滲碳度的，在仍處于相當高溫時作團壓用的海綿鐵，和/或供直接熱裝到精煉爐、或熔爐、或諸如此類裝置中用的熱海綿鐵的改良的方法。

美國專利3，765，872、3，770，421、3，779，741和3，816，102號公開了，把高爐和幾個鐵礦石移動床還原爐結合成的，典型的氣體還原裝置。在這些裝置中，鐵礦石的還原一般通過主要由一氧化碳和氫氣組成的還原氣的作用而完成，而此還原氣是對天然氣和水蒸汽的混合氣進行催化轉化而獲得的。這些裝置一般包括立式反應爐，其上部有還原區，下部有冷卻區。把要還原的礦石進料到該反應爐的頂部，而且向下流動，先通過該還原區，在還原區內礦石與熱的還原氣接觸，然后通過冷卻區，在它在反應爐底部被排出之前，在此冷卻區內，用氣體冷卻劑冷卻礦石。由還原區排出的氣體，經冷卻而除去其中的水分，絕大多數情況下，大部分經冷卻的排出氣再次被加熱，并使之再循環到該還原區。同樣，從冷卻區排出的冷卻氣中，一般至少有一部分冷卻氣被冷卻，并再循環到該冷卻區，使海綿鐵冷卻到，或接近于環境溫度。在反應爐的底端，裝有諸如旋轉排出閥，振動斜槽，傳送帶或其它同類的裝置，用以控制已冷卻的海綿鐵從反應爐排出。

用于煉鋼的海綿鐵，較理想的是需含1%到4%的碳，其形態最好是碳化鐵，而不是如炭黑一類的元素碳。雖然在上述類型的反應爐的還原區中發生了一定量的滲碳作用，但是大部分所需要的滲碳作用卻是予先已在冷卻區內完成。例如，當采用美國專利4，370，162號所示類型的非化學計量的烴水蒸汽轉化器作為補充還原氣源時，在還原區內海綿鐵的滲碳量大概不會大于0.5%左右。另外的滲碳量，可以藉引入甲烷（它可以以天然氣形式）到經過該反應爐冷卻區的循環冷卻氣中，以使海綿鐵的含碳量升至例如2%的需要量。

通常都希望于高溫時排出海綿鐵，以便直接輸送到煉鋼爐，或者，當不能立即使用熱海綿時，便把它輸送到熔爐，或輸送到把這種反應爐產生的熱海綿鐵進行團壓的機器中。經直接還原的鐵，其團塊形狀比多孔、易碎和較小的海綿鐵顆粒狀更容易操作和輸送。海綿鐵的團塊也可減少貯藏時因與大氣空氣接觸而導致再氧化的可能性。然而，如上所述，常規反應爐是在環境溫度，或接近環境溫度下排出海綿鐵。在這樣低的溫度下，靠團壓使產品致密是難以達到的，它需要高的壓力，這勢必會產生易碎的產品和高比例的，不符合需要的細屑。實際上，為了生產具有滿意物理性能的團塊，海綿鐵的溫度應該比較接近于燒結溫度。

更具體來說，海綿鐵的團壓應該最好在大約700℃以上進行。對于大多數類型的海綿鐵而言，低于此溫度時，一般所需的壓力太大，而且團壓設備的磨損會很嚴重。此外，要使海綿鐵相當致密也非常困難。為了操作方便和鈍化作用，而要求團塊具有至少5克/厘米³的密度。致密的團塊具有較少的暴露表面，較低的孔隙度，而且產生碎片和細屑的傾向較小。

在適于熱團壓的溫度下（一般為600℃至800℃）生產海綿鐵，不僅僅是常規反應爐的冷卻區需在較高溫度下操作的問題。如上所述，反應爐的冷卻區需完成冷卻作用和滲碳作用，因此必須使冷卻氣體的流量、成分和溫度保持適當的平衡，以達到這兩種功效。在以前采用的反應爐操作條件下，不可能生產出既具有最佳熱團壓溫度，又有符合需要滲碳度的海綿鐵。

因此，本發明的一個目的是提供一種生產具有予定度的滲碳化和金屬化的熱海綿鐵的改進方法。

本發明的另一個目的是提供一種生產合乎熱團壓要求性能的海綿鐵的方法。

本發明的又一個目的是提供一種生產團壓海綿鐵的改進的方法。

本發明的其它一些目的可由以下分部分地指出而一部分一部分地明白。

本發明是基于諸申請人的下述發現：當采用普通的非化學計量的烴水蒸汽轉化器作為補充氣的氣源時，通過添加予定流量的甲烷氣（它可以是天然氣形態）到還原氣（該還原氣流過還原區中礦石的移動床層）中，就可能在還原區內，使海綿鐵完成所有需要量的滲碳作用。在實施本發明方法時，把粒狀鐵礦石加料到直立配置的，移動床反應爐中，爐內有普通的還原區，此還原區成為還原氣回路的一部分，還原氣則通過此回路而循環。還原氣在進入還原區之前需先加熱，而在離開還原區以后，則需冷卻和脫水。由合適的氣源，例如由烴水蒸汽催化轉化器產生的，主要由一氧化碳和氫氣組成的補充氣流被輸送到該還原氣回路中。按照本發明，將甲烷氣或天然氣的單一氣流加入還原氣回路，藉此可增加還原區內發生的滲碳量。甲烷氣可以與補充氣混合，而且供給氣體回路的該混合氣，或甲烷氣都可單獨加入該回路。