[发明专利]用于还原含有铁矿石的炉料或者用于生产生铁或者液体钢前体的方法和设备

说明书

本发明涉及用于在熔炼单元(Schmelzaggregat)中，特别是在熔融气化炉(Einschmelzvergaser)中还原含有铁矿石的炉料或者用于生产生铁或者液体钢前体的方法和设备，该炉料在至少一个还原单元中，特别是流化床反应器中，依靠还原气体至少部分地还原，并且任选地，该至少部分还原的炉料中的至少一些是在熔融气化炉或者高炉中，在供给煤或者焦炭和含氧气体的情况下进行熔炼的，同时形成还原气体，并且将该还原气体或者在外部方法中，特别是重整方法中产生的还原气体供给到还原单元。

从现有技术中已知的是热还原的材料例如诸如铁氧化物，在存储过程中应当保持在保护气体下，目的是避免再氧化过程。用于此的不同的装置是已知的，其用保护气体提供了隔绝空气或者吹扫。

在用于还原炉料的方法和熔融还原方法中存在着问题，即，在所述方法的故障或者计划的停车时，炉料必须从所述单元除去，来使得它们不冷却和凝固，即，使得该炉料不在加工反应器中凝固。此外，在计划的停车之前，必须除去炉料以便能够进行设备维修。由于设备的尺寸，在停车的情况下，通常必需处理大量的热炉料。

所以本发明的一个目标是提供一种方法和设备，其能够快速的和低成本的中断还原方法或者熔融还原方法。

这个目标是通过本发明的权利要求1的特征和通过权利要求11的特征的设备来实现的。

当还原方法或者生产生铁或者钢前体的方法中断时，如同例如当所述方法停车的情况所发生的，通过本发明将至少一个还原单元排空。但是，还可以想到的是仅仅卸出生产的部分料流。该至少部分还原的和通常热的炉料例如细粒度铁矿石或者块状铁矿石被引入到至少一个容器例如诸如燃料舱或者另外的还原单元中，并且保持在非氧化性保护气体气氛下。通过保护气体气氛确保了已经至少部分还原的炉料不发生重新氧化。因此，炉料的还原态甚至在生产生铁或者钢前体的方法中断的情况下也能够得以保持，并且它们在中断结束后例如诸如所述方法继续时，可以送到随后的使用中。这可以省掉对于炉料复杂的处理，特别是一旦所述方法继续时，能够快速实现稳定的运行态。此外，在非计划的停车的情况中，该方法可以成本有利地停止，并且排空所述还原单元。这能够以较少的时间来冷却设备，因此由于在该设备上操作，降低了停工期。此外，降低了炉料的加工成本，因为它们不再必须以现有技术惯常的方式在水浴中冷却，和随后处理。取消这种水浴冷却省掉了对所形成的浆体的加工和对于随后准备所必需的设备。

根据本发明方法的一种具体实施方案，将排空的炉料冷却到一定温度，特别是低于150℃的温度，在该温度不发生炉料的再氧化。因为氧化方法随着温度升高发生得更快，因此甚至在空气中存储的过程中，通过冷却能够基本上抑制重新氧化，因为该氧化方法几乎不发生，或者仅仅非常慢地发生。

本发明方法的一种有利的改进点是提供了，为了疏松所述材料和/或为了惰性化和/或为了至少部分的冷却，将容器中的炉料用保护气体，特别是用氮气吹扫。当存储热的部分还原的炉料(其通常具有块状或者粒状结构)时，会形成聚集体。为了避免这样的不想要的聚集体，可以通过保护气体来疏松该炉料，其中还能够实现炉料的冷却。通过惰性化来避免氧化。

根据本发明方法的一种具体实施方案，当炉料从容器排出时对它们进行冷却，特别是依靠冷却螺杆进行冷却。该炉料因此首先从还原单元中除去，并且在保护气体气氛下存储于容器中。取决于所述方法中断的持续时间，炉料可以以热状态临时存储，或者以受控方式进行冷却。该冷却可以在从容器排出过程中依靠冷却螺杆来进行。该炉料依靠螺杆送过(水)冷却的管状壳体，该(水-)冷却的螺杆设置在管状壳体中，由此强烈冷却和传输到容器之外。该冷却的作用是可靠地避免了炉料的再氧化，可以根据需要适配冷却速率和最终温度。

根据本发明方法的一种优选实施方案，将该冷却的炉料从容器中取出，特别是依靠载气将该炉料气动送入用于存储该冷却的炉料的存储器中。从容器排空的炉料的气动传输是一种特别简单和成本有利的方案，其中它可以例如使用来自容器的保护气体或者其他的工艺气体或者其混合物作为载气。

本发明方法的一种具体的实施方案提供了在还原单元的运行压力下，将该炉料送入到冶金容器中。该运行压力可以用于将炉料传输到容器中，可以将容器的压力设定到相应的低于该运行压力。但是，也可以想到在容器和还原单元中设定相同的压力，并且依靠重力作用实现炉料的排出。