[发明专利]铁水制备装置

说明书

本发明公开一种铁水制备装置。根据本发明的一个示例性实施方案的铁水制备装置，其可包括：多级流化床还原炉，其用于还原粉铁矿，所述粉铁矿涵盖赤铁矿和褐铁矿；熔融气化炉，其通过矿石管道和气体管道连接至流化床还原炉；流化床氧化炉，其用于通过流化床还原炉所提供的蒸汽使磁铁矿氧化变成赤铁矿；以及氢气处理单元，其用于处理流化床氧化炉中磁铁矿的氧化反应所产生的氢气。

技术领域

本发明涉及一种利用流化床还原炉的铁水制备装置。更详细地，本发明涉及一种通过粉铁矿熔融还原工艺生产铁水的铁水制备装置。

背景技术

通常，对于通过还原几毫米以下的粉铁矿来生产还原铁的熔融还原炼铁工艺(例如，FINEX工艺等)，根据铁矿与还原气体的接触状态，可以分为使用移动床式还原炉的移动床式还原工艺和流化床式还原工艺。

在炼铁工艺中，已知生产1吨钢铁产品会产生约2.18吨二氧化碳，为了减少二氧化碳产生量，正在努力提高工艺效率包括降低铁水生产还原剂比，但是提高工艺效率到了极限，进一步减少二氧化碳非常困难。

另一方面，铁矿大致分为赤铁矿(Hematite)、褐铁矿(limonite)和磁铁矿(Magnetite)，高炉和FINEX等炼铁工艺中使用的矿石主要是赤铁矿和褐铁矿，因为这些矿石具有优异的被还原性，可以进行低还原剂比(Reducing agent Ratio，RR)操作。

然而，全球的优质赤铁矿和褐铁矿逐渐枯竭，预计矿石价格会上升，矿石供应会困难。因此，在炼铁工艺中，需要逐渐增加磁铁矿的使用成本，但是磁铁矿一般是尖晶石型(Spinel)结构，由于组织非常致密的难还原性，只有在粒子表面发生还原反应，不会在粒子内部发生还原反应，被还原性非常低，因此不易使用增加成本。

背景技术部分中描述的内容是为了增进对本发明背景技术的理解，可能会包括所属技术领域的普通技术人员已知的现有技术以外的内容。

发明内容

技术问题

本发明实施方案旨在提供一种铁水制备装置，可以增加被还原性低的磁铁矿的使用量，而且可以减少二氧化碳的产生量。

技术方案

根据本发明实施方案的铁水制备装置，其可包括：多级流化床还原炉，其用于还原粉铁矿，所述粉铁矿涵盖赤铁矿和褐铁矿；熔融气化炉，其通过矿石管道和气体管道连接至所述流化床还原炉；流化床氧化炉，其用于通过所述流化床还原炉所提供的蒸汽使磁铁矿氧化变成赤铁矿；以及氢气处理单元，其用于处理所述流化床氧化炉中磁铁矿的氧化反应所产生的氢气。

另外，根据本发明实施方案的所述铁水制备装置，其还可包括：赤铁矿供应管道，其连接所述流化床氧化炉和所述矿石管道，用于将所述流化床氧化炉中氧化的赤铁矿通过所述矿石管道供应到所述流化床还原炉。

另外，根据本发明实施方案的所述铁水制备装置，其还可包括：热回收器，其用于回收所述流化床还原炉排出的还原气体的热，并产生蒸汽；蒸汽供应管线，其连接所述流化床氧化炉和所述热回收器，用于将所述热回收器中产生的所述蒸汽供应到所述流化床氧化炉；以及富氢气体排出管线，其用于排出所述流化床氧化炉中产生的富氢气体。

另外，根据本发明实施方案的所述铁水制备装置，其还可包括：辅助气体供应部，其连接至所述蒸汽供应管线，用于将作为空气或氮气的辅助气体供应到所述流化床氧化炉。

另外，在根据本发明实施方案的所述铁水制备装置中，所述氢气处理单元可包括：洗涤器，其连接至所述富氢气体排出管线，用于去除所述富氢气体中含有的蒸汽和磁铁矿粉尘；压缩机，其连接至所述洗涤器，用于对所述洗涤器排出的富氢气体进行升压；以及第一气体循环管线，其连接所述压缩机和所述熔融气化炉，用于将所述富氢气体供应到所述熔融气化炉。