[发明专利]使用核反应堆的还原铁制备装置及使用该装置的还原铁制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种通过流化床（流态化）还原炉制备还原铁的方法，更详细地，使用核反应堆的还原铁制备装置及使用该装置的还原铁制备方法。

背景技术

钢铁产业是向汽车、造船、家电、建筑等的全部产业提供基础材料的核心中间产业，是伴随人类发展的产业中历史最悠久的产业之一。在起到钢铁产业的中枢作用的钢铁厂，首先采用作为原料的铁矿石和煤炭制备熔融状态的生铁的铁水，之后由此制备钢而供应到各需要部门。

目前，作为制备铁水的方法主要采用高炉工艺（高炉法）。高炉工艺是将经过烧结的铁矿石和烟煤作为原料与制备的焦炭等一起放入到高炉，并吹入氧气，由此将铁矿石还原为铁，从而制备铁水的方法。这种高炉工艺必须同时具备焦炭制备设备和烧结设备等的原料预处理设备，因此需设置除高炉设备之外的其他附带设备，并且产生大量的环境污染物质而还需要设置防止污染环境的设备等，从而导致制造成本急剧增加。

为了解决高炉工艺中存在的这种问题，人们尽力研发无需烧结等的原料预处理设备，并且直接使用占全球矿产量的80%以上的粉矿而制备铁水的熔融还原炼铁工艺。

作为上述熔融还原炼铁工艺的一种而研发的Finex炼铁工艺包括：在流化床还原炉内还原粉铁矿的流化还原工艺、和将这样直接还原的粉铁矿在熔炼炉内熔融而制备铁水的熔融工艺。

图1是表示通常的熔融还原炼铁设备的工艺概略图。如图1所示，熔融还原炼铁设备包括：投入粉铁矿而进行还原的一个以上的流化床还原炉20、30、40；对还原的粉铁矿进行造块的造块单元80；以及熔炼炉10。

经过流化床还原炉20、30、40而还原的粉铁矿（以下，称为还原铁）通过造块单元80造块。以这种方式造块的还原铁称为HBI（Hot Briquetted Iron）或HCI（Hot Compacted Iron）。将所述HBI或HCI装入熔炼炉10而制备铁水。

采用流化床还原炉20、30、40的流化还原工艺中，为了还原铁氧化物状态的粉铁矿，需要CO和H₂等的还原气体。目前，在熔炼炉10中主要使用由煤炭的燃烧而产生的一氧化碳等。

但是，当将所述熔炼炉10的废气中的一氧化碳用作流化床还原炉20、30、40的还原气体时，由于其中还原气体含量不足，因此流化床还原炉的还原率低，并包含在所述熔炼炉10中产生的粉尘等大量杂质，从而存在降低还原铁质量的问题。

发明内容

发明要解决的课题

根据本发明的一个方面，提供一种可以提高流化床还原炉的还原率的还原铁制备装置及使用其的还原铁制备方法。

解决课题的方法

本发明提供一种使用核反应堆的还原铁制备装置，其包括：

一个以上的流化床还原炉，其将粉铁矿与还原气体反应而使粉铁矿还原为还原铁；

粉铁矿装入单元，其与所述一个以上的流化床还原炉连接以使可装入粉铁矿；

废气排出单元，其用于排出在所述一个以上的流化床还原炉中产生的废气；

核反应堆，其用于形成用作所述还原气体的氢气；

氢气供应单元，其可以将在所述核反应堆生成的氢气供应至第一流化床还原炉的底部；以及

造块单元，其对所述第一流化床还原炉还原的还原铁进行造块。

另外，本发明提供一种使用合成气的还原铁制备方法，其包括：

通过核反应堆制备氢气的步骤；

将所述氢气装入一个以上的流化床还原炉中的第一流化床还原炉而还原粉铁矿的步骤；

装入所述第一流化床还原炉的氢气依次通过流化床还原炉，同时还原各流化床还原炉内的粉铁矿的步骤；以及

对所述第一流化床还原炉还原的还原铁进行造块的步骤。

发明效果

根据本发明，使用流化床还原炉而制备还原铁，由此能够提高还原铁的生成率；通过使用氢气来减少二氧化碳的产量，从而能够提供环保型的还原铁制备工艺。

另外，由于使用在核反应堆附带产生的氢气，因此从资源回收利用的观点看能够得到经济效益。

附图说明

图1是表示使用现有技术通常的流化床还原炉的还原铁制备的概略图。

图2是表示本发明一实施例的使用核反应堆的还原铁制备的概略图。

图3是表示本发明另一实施例的使用核反应堆的还原铁制备的概略图。

具体实施方式