[发明专利]由含铁氧化物材料生产粗铁并造气的方法以及实施该方法的工厂设备

说明书

本发明所涉及的是一种由含铁氧化物材料生产粗铁并造气的方法。

本发明还涉及实施该方法的工厂设备。

从瑞典专利No7706876-5的说明书中可知有一种产生气体并又与之相关地产生一定数量粗铁的反应器。在这份瑞典专利说明书中叙述了一种生产基本上是一氧化碳（Co）和氢气（H₂）的气态混合物的方法，该混合物是由含有一定数量的水的煤生产出来的。当实施这一已知方法时，将按化学计算的、相对于喷入熔池的氧化铁中的氧是过量的煤喷入金属熔池，与此同时喷入气态的氧以便氧化过量的煤，这样，该方法虽然是涉及造气，但也生产出数量可观的铁。

在瑞典专利说明书No8103201-3中也述及一种煤的气化方法，在其中使用了一种反应器。根据这份专利说明书，煤、氧气和铁的氧化物也被加入到反应容器中，而铁的氧化物构成了冷却介质。煤与喷入熔池的氧气量成比例地按化学计算得出的数量加入熔池。根据这项专利叙述的发明，设有一种在超压下工作的反应器，从而可以生产出多得多的气体，因为与普遍采用常压时相比，可以引入相对于熔池尺寸是数量更多的煤和氧气，根据该说明书可知，该发明的主要目的是提高气体的产量。

这样，上述的涉及到造气工艺的专利说明书的目的是生产出尽可能多的气体。将含铁的材料也喷入熔池这一事实是不难理解的，因为希望能更换熔池，以在一定的意义上防止熔池被煤所带入的杂质过分地污染。

瑞典专利说明书No8301159-3中叙述了一种制备粗铁的方法，其中，煤中所含的能量被最大限度的利用。当煤被最大限度地利用时，这意味着在 实质上只有二氧化碳（CO₂）和水蒸气（H₂O）从这过程中引出，而在此工艺中加入了尽可能少的煤。该专利说明书由此又叙述了一种由铁精矿生产粗铁的方法，在此方法中铁精矿、煤、氧气和造渣剂被喷入存在于反应器中的铁熔池的表面之下。并且在此方法中，使存在于气体中的CO₂和Co的比值被提高到大于它们在相应于常压下的平衡状态下的比值，从而使在熔池中的给定数量的煤就发出了更多的热，并且在此方法中加入到这一体系中的煤的量是按其中的铁精矿的量而预定的，并且对在反应器中终还原已被预还原的铁精矿是充足的，而且在此方法中，废气中的CO和H₂被导入预还原工序，在其中未还原的铁精矿被预还原，此后这样的铁精矿被加入到反应器中。铁精矿在预还原工序中被局部地还原，以达到对于在反应器中进行终还原被认为是最佳的程度。

当应用瑞典专利说明书No8301159-3中所公开的制铁技术时，必须在反应器的各条件之间创立一个平衡以便生产出粗铁和气体。这些条件如温度和原材料，无论是就制铁或造气而言都不是最佳的，只不过是一种折衷的结果。被热平衡和用于上述的预还原过程的还原性气体的利用而言就出现了一些问题。因此必须保证有一个耗能气体的净化过程，为的是使CO/H₂含量适用于预还原工艺，而同时从还原性气体中排除CO₂和H₂O。

本发明是基于对这样一个问题的了解，由于这一问题，按照瑞典专利说明书No8301159-3的技术的实施受到了阻碍，并且本发明用的是下述的，在基本的制铁工艺结构中以完全不同的步骤来生产粗铁的知识。这个保证粗铁在极佳的条件下被制出的方法，就工艺技术和产品二者而言，能以特别高的灵活性适应经常产生的补充条件。

这样，本发明涉及到一种含铁的氧化物材料制造粗铁的方法，在该方法中通过将铁的氧化物、煤、氧气和造渣剂加入到至少一个用于铁的氧化物终还原的反应容器（终还原反应器）的金属熔池中，把铁的氧化物终还原。在该方法中大部分的未还原的铁的氧化物在预还原工序中被预还原，并且在此之后被加到该（终还原）反应器中，而且，产生出一种用于所说的预还原过程的还原性气体。

该方法的显著的特点是：用于预还原工序的气体是在至少一台与一个或多个与终还原反应器分开的单独反应器，即气体发生器中单独进行的气体发生工艺产生出来的。

该发明还涉及一套自含铁氧化物材料中生产粗铁的工厂设备，它包括至少一台反应容器，即最终还原反应器，在其中通过将铁的氧化物、煤、氧气和造渣剂加入到存在于反应器中的铁的熔池的表面使铁的氧化物被终还原。这里还有一个预还原工序，在其中大部分的未还原的铁的氧化物用来被预还原，这种在经所说的预还原工序之后的铁的氧化物是打算用来在最终还原反应器中被终还原的，所说的工业设备还包括为进行预还原工艺而设的还原气体发生装置。