[其他]制造铁的方法

说明书

一种在长形的反应炉内制造铁的方法，此反应炉的熔池底部装有喷口，顶部装有喷吹装置，碳质燃料、铁矿石和／或经过预还原的矿石送入反应炉内的熔体中，从熔体放出的反应气体在反应炉内同含氧的气体一阶段或多阶段地进行再燃烧；反应炉的废气出口避开碳质燃料的反应区域，而设置在产生爆发和飞溅的区域之外；连接废气出口的废气导管内的废气温度保持在该废气流中所夹带的铁的液滴的凝固温度以上，然后废气在一个毗连的冷却室内冷却至低于１０００℃。

本发明是关于一种在长形的反应炉内制造铁的方法，此反应炉的熔池底部装有喷口，顶部装有喷吹装置，碳质燃料、铁矿石和/或经过预还原的矿石被加入到反应炉内的熔体中，从熔体放出的反应气体（主要是CO和H₂）同含氧的气体一阶段或多阶段地进行再燃烧。

在德国“（专利）公开说明书”3133575号中叙述了一种相似种类的方法。碳质和/或烃质燃料在一个铁熔池反应炉内气化，不仅产生气体，而且也从含铁（至少部分地是以氧化物形式存在）的物质生产出液态的铁。在该方法中，煤在铁熔池中燃烧时所放出的能量，可以通过气体反应产物在铁熔池反应炉的气室内同直接喷吹到熔池表面上的含氧介质的自由喷射气流进行再燃烧，以及将所生成的热传递回熔体而得到进一步增加。

在这种已知方法的应用过程中已经清楚看出，在铁熔体内气体的急剧产生会使液态铁从反应炉射出。按照上述文件的方法用一个普通类型的60吨底吹炼钢转炉进行操作，从而从煤和矿石制得了液态的铁。在实施该方法时，反应组分煤和矿石以及氧气总量的一部分通过转炉底部带保护套的喷口送入铁熔池中。在转炉的气室内，从铁熔池放出的反应气体同从熔池表面上方的喷口吹入的氧气进行再燃烧，可以得到约30%的再燃烧率。为从铁矿石生产1吨液态铁，需往熔体中加入约1吨煤。此方法基本上是按上述文件中所述那样地进行的，但有相当多的铁损失掉了，有一些是由于飞溅物直接溅出转炉外面，另一些是被废气流带走的，因此，总的工艺过程是不经济的。

本发明要解决的问题就是提供一种从碳质燃料和铁矿石制造铁，而又能避免发生铁损失的方法。

按照本发明，此问题的解决办法是使反应炉的废气出口避开碳质燃料的反应区域，而设置在产生爆发和飞溅的区域之外;使连接废气出口的热气体导管内的废气温度保持在该废气流中所夹带的铁的液滴的凝固温度以上，然后再在一个毗连的冷却室内将废气温度冷却到低于1000℃。

按照本发明，解决所提出的问题的第一步是用一个长形的反应炉，例如一个鼓形的转炉，它的废气出口避开碳质燃料的反应区域，设置在产生爆发和飞溅的区域之外，因此在这个反应区域上方就没有能使金属飞溅物直接溅出炉外的大直径出口。

然而，足以令人惊奇的是，经验表明，即使在这样一个反应炉内，废气仍能带走大量铁的微细液滴，液滴尺寸约大至0.1毫米，其数量为约100至200公斤/吨喷入煤，可辨认的液滴一般为直径0.01至0.1毫米。这些被废气流夹带走的液滴沉积在废气导管内，经过较短的操作时间后就会造成导管的阻塞。例如有一个10吨转炉，在操作1至10小时，煤的通入量为3至30吨以后，就已查出在其废气导管内有相当多的沉积物，甚至还发生阻塞。

按照本发明，可以避免废气导管中产生的这种沉积物，方法是使连接废气出口的热气体导管内的废气温度保持在废气流中所夹带的铁液滴的凝固温度以上。此废气导管的热区一直通入到一个大的冷却室中，在这个冷却室中废气被冷却至低于1000℃。

按照本发明，这个气体冷却室基本上可以随人任选设计。但是，它最好是近似圆筒形的，圆筒的直径应比热气体导管的直径大许多倍。气体冷却室可以是带水冷夹套的，也可以是内衬耐火材料的。组合应用这两种可能的办法已证明是有用的。气体冷却室最好有这样长，使自由流入的废气流能在它在该气体冷却室内的停留时间内被冷却至低于1000℃。

本发明的另一个特别有效益的实施方案是在废气离开废气通道时或紧接其后，用冷的气体、液体和/或粉末状物质同废气混合，使废气流的温度降低至低于上述的最高温度值1000℃。粉末状的物质还有另一个优点，即废气中所夹带的铁的液滴可以沉积在这些粉末状物质上。可以使用的粉末状物质是：例如，磨细的矿石、石灰、石灰石、生镁砂、煤、焦炭，可单一使用，或配成任何所需的混合物使用。