专利名称：用于装料到熔化设备中的方法和装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及用于将用于生铁的半成品装料到熔化设备中的一种方法和一种装置。
背景技术：
在用于微粒状的铁矿石的还原方法比如FINEX 方法中，在流化层反应器中借助于还原气体来制造直接还原铁(direct reduced iron, DRI)0这种直接还原铁根据运行方式具有大约50-95%的还原程度并且就象所使用的铁矿石一样为微粒状。为了进行完全的还原并且为了制造生铁，在压实步骤之后将所述直接还原铁DRI输送给储存装置或者装料装置并且从那里将其输送给熔化设备比如熔化气化器，其中在所述压实步骤中获得所谓的压实热铁(hot compacted iron, HCI),并且其中所述储存装置或者装料装置必要时被还原气体穿流。又称为HCI容器的储存装置或者装料装置此外履行缓冲功能，用于保证将压实热铁连续地装料到所述熔化设备中。此外，所述储存装置或者装料装置提供这样的可能性，即通过还原气体额外地对有待装料到所述熔化设备中的材料比如球团矿或者块矿或者焦炭进行预热。所述储存装置在此布置在所述熔化设备的上方，以便能够沿重力方向从所述储存装置朝所述熔化设备中进行装料。在压实步骤中获得的压实热铁的绝大部分在FINEX 设备的正常运行中在压实之后直接以热的状态输送给所述储存装置或者装料装置。在压实步骤中获得的压实热铁的其它部分在FINEX 设备的正常运行中在压实之后用于在所述储存装置或者装料装置之外提供压实铁的储备。比如在FINEX 设备起动或者关闭的过程中需要这种压实铁的储备。根据现有技术，没有直接转移到储存装置中的压实热铁典型地在淬火罐中用水骤然地得到冷却并且随后在大气条件下在露天存放。一旦需要将这种经过冷却的所存放的压实铁添加到熔化设备中，那就将其输送给所述储存装置或者装料装置。在所述储存装置或者装料装置中在其装料到熔化设备中之前得到预热。在此不利的是，在淬火罐中得到冷却的压实铁在存放时容易发生再氧化并且为了在装料到熔化设备中之前对其进行预热而需要较高的能量开销。此外，为材料的预热所需要的时间延长了起动过程的持续时间。另外，所述淬火装置的运行成本很高并且使得冷压块铁和矿泥的耗时且费钱的处理和清除工作成为必要。所参与的设备部件必须以很高的成本来保养和运行。当然在此也适用相同的条件，如果不是使用将HCI用作半成品的FINEX 方法而是使用其它方法，对于所述其它方法来说从氧化的铁载体中制造热压块铁(hot briquetted iron, HBI)来作为-压块的也就是压实的-半成品。对于未压实的半成品比如低还原的铁(低还原铁，LRI)来说，相应不利的是，不是以热的状态来存放所述半成品。
发明内容
因此，本发明的任务是，提供用于从半成品中制造生铁的一种方法和一种装置，对于所述方法和装置来说避免了所提到的缺点。该任务通过一种用于在熔化设备中从借助于第一还原气体还原氧化的铁载体获得的半成品中制造生铁的方法得到解决，其中将所述半成品输送给直接与所述熔化设备相连接的储存装置或者装料装置，从所述储存装置或者装料装置实施添加到所述熔化设备中，其特征在于，在将所述半成品输送到直接与所述熔化设备相连接的储存装置或者装料装置中之前，将所述半成品的一部分以热的状态保存在储备容器中。借助于第一还原气体通过还原将所述氧化的铁载体转化为用于制造生铁的半成品比如直接还原铁DRI。如果还原的产物不是成块的而是微粒状，那么为改进可处理性可以借助于包括压实机和破碎机系统的压实装置使其经受压实处理。在将所述半成品输送到直接与用于制造生铁的熔化设备相连接的储存装置或者装料装置中之前，将所述半成品的一部分保存在储备容器中。在此所述半成品铁不是通过淬火来冷却，而是以热的状态保存在所述储备容器中。如果进行压实，那就在压实之后将半成品保存在所述储备容器中。 通过这种方式，在将这种材料装料到所述熔化设备中的情况下不需要对其进行耗时的预热。可以在起动过程中将保存在储备容器中的半成品添加到储存装置或者装料装置中。添加过程也可以在正常运行的过程中进行，用于通过将半成品添加到储存装置或者装料装置中对在制造半成品时产生的量的波动进行补偿。储存装置或者装料装置应该视为等同的，因为这两种装置都适合于在将所送交的半成品添加到熔化设备之前将其接纳，或者说所送交的材料在添加到熔化设备中之前，在其进入到所述熔化设备中之前在装料装置中停留一段时间段，因为穿过所述装料装置这个过程需要一些时间。在这个时间里，所述材料因而处于所述装料装置中并且由此储存在其中。根据所述按本发明的方法的不同的实施方式，所述氧化的铁载体是微粒状的铁矿石，或者是块矿或者球团矿。根据所述按本发明的方法的一种实施方式，所述半成品是压实热铁。在此典型地比如谈及压实热铁HCI，如果所述半成品的密度小于等于4. 5kg/dm3并且金属化率〈88%。 HCI可能包含添加物。根据所述按本发明的方法的一种实施方式，所述半成品是热压块铁HBI。在此典型地比如谈及热压块铁HBI，如果所述半成品的密度大于等于5kg/dm3并且其金属化率大于等于88%。HBI典型地不包含添加物。根据所述按本发明的方法的一种实施方式，所述半成品是热的低还原铁。优选用阻止半成品的再氧化的再氧化保护气体对以热的状态保存在储备容器中的半成品进行绕流。通过这种方式可以在保存在储备容器中的过程中防止再氧化现象，所述再氧化现象在最严重的情况下表现为燃烧。作为再氧化保护气体，比如考虑惰性气体比如氮气或者还原气体-所述还原气体比如可以是所述第一还原气体或者是接下来还要采用的第二还原气体。相应地，在实施所述按本发明的方法时相对于现有技术降低了安全风险。通过所述储备容器内部的非氧化的也就是比如惰性的或者还原性的气氛来防止半成品的再氧化并且通过具有较低的或者说剧烈波动的还原程度的半成品的使用降低了对熔化设备的不利影响。根据所述按本发明的方法的一种实施方式，所述直接与熔化设备相连接的储存装置或者装料装置被第二还原气体穿流。根据一种优选的实施方式，所述第一还原气体和第二还原气体来自同一个气源， 比如来自熔化设备比如熔化气化器。通过这种方式来降低为提供还原气体所必需的设备的数目。优选基本上跟随着重力实施从所述储存装置或者装料装置添加到所述熔化设备中。通过这种方式来将用于将半成品从储存装置或者装料装置输送到熔化气化器中的装置及能量方面的开销保持在较小的程度上。不过，原则上也可以反向于重力方向来添加半成品，也就是比如如此进行添加，使得所述储存装置或者装料装置处于用于将半成品添加到熔化设备中的添加口的下方并且必须从那里向上也就是反向于重力方向输送到所述添加口。同样，所述添加口和储存装置或者装料装置可以彼此侧面地处于一个高度上，其中必须将来自所述储存装置或者装料装置的半成品从侧面输送到所述添加口，也就是说不是沿重力的方向进行输送。为了侧向或者向上进行输送，需要比基本上跟随重力也就是向下进行的输送多的能量和装置方面的开销。在此“基本上”这种表述意味着，作为添加时的向下运动的补充也可以进行所添加的材料的侧向运动，比如如果相应的开口不是垂直地处于用来将半成品添加到熔化设备中的添加口的上面，其中所述半成品通过所述相应的开口离开所述储存装置或者装料装置。本发明的另一个主题是用于实施按权利要求I到10中任一项所述的方法的装置， 该装置至少具有用于借助于第一还原气体来使氧化的铁载体还原的还原设备、通入到所述还原设备中的第一还原气体管路、用于从在借助于所述第一还原气体使氧化的铁载体还原时获得的半成品中制造生铁的熔化设备和用于将半成品输送到通过至少一个添加管路与所述熔化设备相连接的储存装置或者装料装置中的输送装置，其中所述添加管路以添加口通入到所述熔化设备中，并且其中设有用于将半成品加到所述输送装置上的加料装置，其特征在于，设有以热的状态来保存半成品的储备容器以及用于将半成品加入到所述储备容器中的加入装置，其中所述储备容器也与所述输送装置相连接。所述氧化的铁载体在至少一个比如可以构造为流化层反应器或者构造为固定床还原竖井的还原设备中借助于第一还原气体来还原。用于进行还原的第一还原气体借助于通入到所述还原设备中的第一还原气体管路来输送。所述以添加口通入到熔化设备中的添加管路也可以是所述装料装置的一部分。所述还原设备比如可以是固定床反应器或者流化层反应器。在氧化的铁载体还原时获得的必要时压实的或者说压块的半成品借助于加料装置加到用于输送半成品的输送装置上。所述加料装置比如可以是排料溜槽、螺旋机、输送槽或者管子。借助于用于输送半成品的输送装置比如热输送机，将所述半成品输送到储存装置或者装料装置中。所述储存装置或者装料装置通过添加管路与所述熔化设备相连接，通过所述添加管路来将来自所述储存装置或者装料装置的半成品直接添加到所述熔化设备中。当然，在所述添加管路中可以设有附加的装置，比如阀或者闸门装置。所述添加管路以添加口通入到所述熔化设备中，来自所述储存装置的材料通过所述添加口进入到所述熔化设备中。
此外，所述按本发明的装置具有用于以热的状态保存半成品的储备容器。该储备容器不仅与所述用于将半成品加入到所述储备容器中的加入装置相连接而且与所述输送装置相连接。所述加入装置比如是直落管、排料溜槽、热输送机、螺旋输送机、星形加料器。 因此可以将半成品加入到所述储备容器中，并且从所述储备容器中-通过螺旋输送机、星形加料器、中间热输送机、阀、管子、排料溜槽-加到所述输送装置上。所述储备容器镶有耐火材料。其储存容量应该有利地满足为用于实施按本发明的方法的装置的大约12-24小时直到大约两天的运行而产生的对半成品比如压实热铁HCI的需求。比如4600t的HCI的需求相当于储备容器的大约2*900m3的容积。根据一种实施方式，设有用于进行压实和/或压块的压实装置，其中所述压实装置处于还原设备与输送装置之间并且处于还原设备与加入装置之间。所述压实装置在此相应地与所述两个装置部件相连接，该压实装置处于所述两个装置部件之间。“之间”在此应该相对从还原设备到熔化设备的材料流来理解。从所述还原设备中取出的材料比如DRI在包括压实机和破碎机系统的压实装置中被压实。在此作为半成品比如产生压实热铁HCI或者热压块铁HBI。在这种情况下优选的是，设有将来自压实装置的压实的和/或压块的半成品加到所述输送装置上的加料装置，并且所述储备容器通过用于将来自压实装置的压实的和/或压块的半成品加入到储备容器中的加入装置与所述压实装置相连接。根据一种实施方式，第二还原气体管路通入到所述储存装置或者装料装置中。通过与所述通过该第二还原气体管路导入的第二还原气体之间的接触，处于该储存装置或者装料装置中的材料可能部分地得到还原或者加热。在此所述第一还原气体管路及第二还原气体管路与用于产生还原气体的设备相连接，其中根据一种实施方式所述第一还原气体管路及第二还原气体管路与同一个用于产生还原气体的设备相连接。用于产生还原气体的设备可以视为还原气体的气源。优选用于输送再氧化保护气体的再氧化保护气体管路通入到所述储备容器中。通过这种方式来防止处于所述储备容器中的热的半成品比如压实热铁HCI再氧化。根据一种实施方式，所述储备容器布置在比所述通到熔化设备中的添加口低的高度上，比如布置在地面的水平上。由此在制造所述储备容器时或者说在制造用于储备容器的支撑结构时节省了加工材料及钢结构。根据一种实施方式，所述熔化设备是熔化气化器。所述熔化设备也可以是高炉。相对于根据现有技术在存放之前针对半成品例如HCI实施的淬火冷却，按本发明获得这样的优点，即没有将湿的经过淬火冷却的半成品比如HCI与热的半成品比如HCI相混合，由此降低了通过氢的产生引起的爆炸危险。此外，通过按本发明的实施方式，不再需要用于对半成品进行冷却的淬火罐的采购或者说运行。由此可以降低必需的过程水需求。本发明的另一个优点是，储存装置或者装料装置比如HCI容器可以设计得较小， 因为用于对半成品的生产波动进行缓冲的材料不必存在于HCI容器中，而是可以从所述储备容器中取出。由此在制造HCI容器时降低了材料及工作开销及其结构高度。优选设有至少两个储备容器，以便在保养作业中可以利用冗余容器。来自储备容器的半成品也可以输送给多个不同的熔化设备，比如熔化气化器和高炉。
接下来借助于实施方式的两张示意性的示范性的附图对本发明进行详细解释。附图示出如下
图I是按本发明的具有流化层反应器的装置的示意性的结构；并且图2是按本发明的具有固定床反应器的装置的示意性的结构。
具体实施例方式将微粒状的铁矿石I加入到由流化层反应器2a、2b、2c构成的级联中。第一还原气体通过所述第一还原气体管路3导入到所述流化层反应器2c中，在离开该流化层反应器 2c之后通过连接管路4导入到所述流化层反应器2b中，在离开该流化层反应器2b之后通过连接管路5导入到所述流化层反应器2a中并且通过顶气管路6从该流化层反应器2a中抽出。所述第一还原气体管路3源自熔化气化器7，在该熔化气化器7中从压实热铁中制造生铁。从所述流化层反应器2c中取出的产物借助于包括中间容器8、压实机9a和破碎机系统％的压实装置压实为压实热铁。所述压实热铁通过输送装置10输送给储存装置11 即HCI容器。该HCI容器布置在所述熔化气化器7的上方。所述储存容器11通过添加管路12与所述熔化气化器7相连接，压实热铁HCI通过所述添加管路12跟随着重力从所述储存装置11添加到所述熔化气化器7中。所述添加管路12以添加口 13通入到所述熔化气化器7中。第二还原气体管路14通入到所述储存容器11中，第二还原气体管路14源自所述熔化气化器7。借助于加料装置从所述破碎机系统9b中直接加入压实热铁，所述加料装置在附图中借助于从排料溜槽15中引出的管路16来示出。在所述压实装置中制造的压实热铁可以在相应地调节所述排料溜槽15的情况下借助通过管路17及热输送机18示出的加入装置直接加入到所述储备容器19中。通过通入到所述储备容器19中的再氧化保护气体管路20，将惰性气体氮气导入到所述储备容器 19中。通过所述储备输出管路21和热输送机22，所述储备容器19与所述输送装置10相连接。由此在需要时可以将压实热铁从所述储备容器19中取出并且将其输送给所述储存装置11。在图2中，相应于图I的装置部件用和在图I中相同的附图标记来表示。图2与图I的区别在于，取代流化层反应器而使用固定床反应器24来作为还原设备。作为氧化的铁载体23，将块矿和球团矿加入到所述固定床反应器24中。该固定床反应器与所述第一还原气体管路3相连接，第一还原气体通过该第一还原气体管路3来流入。所消耗的还原气体通过顶气管路6来抽出。半成品从所述固定床反应器24中要么通过管路16来输送给所述输送装置10，要么通过管路17输送给所述热输送机18，通过该热输送机18来将热的半成品输送到所述储备容器19中。半成品可以从所述储备容器19中通过输出管路25输送给高炉26。附图标记列表:
I微粒状的铁矿石
2a、2b、2c 流化层反应器3第一还原气体管路
4连接管路
5连接管路
6顶气管路
7熔化气化器
8中间容器 9a压实机
9b破碎机系统
10输送装置
11储存装置
12添加管路
13添加口
14第二还原气体管路
15排料溜槽
16管路
17管路
18热输送机
19储备容器
20再氧化保护气体管路
21储备输出管路
22热输送机
23氧化的铁载体
24固定床反应器
25输出管路
26高炉。
权利要求
1.用于在熔化设备中从借助于第一还原气体还原氧化的铁载体获得的半成品中制造生铁的方法，其中将所述半成品输送给直接与所述熔化设备相连接的储存装置或者装料装置，从所述储存装置或者装料装置实施添加到所述熔化设备中，其特征在于，在将所述半成品输送到直接与所述熔化设备相连接的储存装置或者装料装置中之前，将所述半成品的一部分以热的状态保存在储备容器中。
2.按权利要求I所述的方法，其特征在于，所述氧化的铁载体是微粒状的铁矿石。
3.按权利要求I所述的方法，其特征在于，所述氧化的铁载体是块矿或者球团矿。
4.按权利要求I到3中任一项所述的方法，其特征在于，所述半成品是压实热铁HCI。
5.按权利要求I到3中任一项所述的方法，其特征在于，所述半成品是热压块铁HBI。
6.按权利要求I到3中任一项所述的方法，其特征在于，所述半成品是热低还原铁LRI。
7.按权利要求I到6中任一项所述的方法，其特征在于，用阻止半成品的再氧化的再氧化保护气体对以热的状态保存在储备容器中的半成品进行绕流。
8.按权利要求I到7中任一项所述的方法，其特征在于，所述直接与熔化设备相连接的储存装置或者装料装置被第二还原气体穿流。
9.按权利要求8所述的方法，其特征在于，所述第一还原气体和第二还原气体来自同一个气源。
10.按权利要求I到9中任一项所述的方法，其特征在于，基本上跟随着重力实施从所述储存装置或者装料装置添加到所述熔化设备中。
11.用于实施按权利要求I到10中任一项所述的方法的装置，该装置至少具有用于借助于第一还原气体来使氧化的铁载体还原的还原设备、通入到所述还原设备中的第一还原气体管路(3)、用于从在借助于所述第一还原气体使氧化的铁载体还原时获得的半成品中制造生铁的熔化设备和用于将半成品输送到通过至少一个添加管路(12)与所述熔化设备相连接的储存装置(11)或者装料装置中的输送装置(10)，其中所述添加管路(12)以添加口(13)通入到所述熔化设备中，并且设有用于将半成品加到所述输送装置(10)上的加料装置，其特征在于，设有以热的状态来保存半成品的储备容器(19)以及用于将半成品加入到所述储备容器(19)中的加入装置，其中所述储备容器(19)也与所述输送装置(10)相连接。
12.按权利要求11所述的装置，其特征在于，设有用于进行压实和/或压块的压实装置，其中所述压实装置处于还原设备与输送装置(10)之间并且处于还原设备与加入装置之间。
13.按权利要求12所述的装置，其特征在于，设有将压实的和/或压块的半成品从压实装置加到所述输送装置(10 )上的加料装置，并且所述储备容器(19 )通过用于将压实的和/ 或压块的半成品从所述压实装置加入到所述储备容器(19)中的加入装置与所述压实装置相连接。
14.按权利要求11到12中任一项所述的装置，其特征在于，在所述储存装置(11)或者装料装置中通入第二还原气体管路(14)。
15.按权利要求13所述的装置，其中所述第一还原气体管路(3)及第二还原气体管路(14)与用于产生还原气体的设备相连接，其特征在于，所述第一还原气体管路(3)及第二还原气体管路(14)与同一个用于产生还原气体的设备相连接。
16.按权利要求11到14中任一项所述的装置，其特征在于，用于输送再氧化保护气体的再氧化保护气体管路(20)通入到所述储备容器(19)中。
17.按权利要求11到15中任一项所述的装置，其特征在于，所述储备容器(19)布置在比通到熔化设备中的添加口( 13 )低的高度上。
18.按权利要求11到16中任一项所述的装置，其特征在于，所述熔化设备是熔化气化器(7)。
19.按权利要求11到17中任一项所述的装置，其特征在于，所述还原设备是固定床反应器或者流化层反应器(2a、2b、2c)。
全文摘要
本发明涉及用于将用于生铁的半成品装料到熔化设备中的一种方法和一种装置。所述方法和装置的特征在于，在将所述半成品输送到直接与所述熔化设备相连接的储存装置(11)或者装料装置中之前，将所述半成品的一部分以热的状态保存在储备容器中。
文档编号C21C5/56GK102612632SQ201080046646
公开日2012年7月25日 申请日期2010年10月6日 优先权日2009年10月16日
发明者A.舍尔尼, J-F.普劳尔, K.泽赫特鲍尔, N.赖茵, R.米尔纳, T.埃德 申请人:西门子Vai金属科技有限责任公司