專利名稱：煉鐵系統(tǒng)中的副產品泥渣回收設備的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種煉鐵系統(tǒng)，用于使用非結焦煤和不經任何附加處理的細鐵礦來生產鐵水。特別是，涉及煉鐵系統(tǒng)中的一種副產品泥渣回收設備，利用含鐵濕泥渣，而泥渣是對操作煉鐵系統(tǒng)時排放滌氣過程中產生的水進行處理時附帶產生的，這樣，在該系統(tǒng)中可以回收泥渣本身，以減少煉鐵系統(tǒng)中最終排放的泥渣量和泥渣的處理費用，并提高煉鐵系統(tǒng)的生產率。
背景技術：
在煉鐵系統(tǒng)中，鼓風爐工藝占據(jù)著重要的位置，這主要是由于通常以加工過的焦炭形式的原煤作為碳源，用作燃料和還原劑；還由于以從一系列燒結工藝中獲得的燒結礦作為鐵的來源。這是因為原材料具有至少預定等級的強度，并具有一定粒度，這種粒度能夠保證在爐子中按照其反應器的特性所需要的透氣性。
目前通用的使用上述焦炭和燒結礦的鼓風爐需要原料的預處理設備，例如焦炭加工設備和燒結設備。這將帶來設備的建造和維護的巨大成本，并且始終需要維護操作。同時還需要另外的防止環(huán)境污染的設備，以應付關于設備帶來的環(huán)境污染的規(guī)章制度。因此，由于巨大的生產成本問題，鼓風爐工藝現(xiàn)在已經失去了競爭力。
為了免去用于制造焦炭和燒結礦的原料的這種預處理設備，已經研究出一種新的煉鐵工藝，該工藝直接使用非結焦煤作為燃料和還原源，使用至少具有80％的球形鐵礦產品的細鐵礦作為生產鐵水的原料，其例子在5,534046號美國專利中有所披露。
亦即，如

圖1所示，在上述美國專利中披露的一種煉鐵系統(tǒng)包括3個流化床還原反應器，亦即，預加熱反應器10、預還原反應器20和最終還原反應器30，以及一個具有焦炭流化床的熔爐氣化器40，在氣化器40中，從最高處的反應器(未顯示)那里通過一個裝料管道12，將室溫下的礦粉連續(xù)地進行裝料，依次經過3個流化床還原反應器10、20和30，然后被送入熔爐氣化器40中。
進一步，礦粉轉化成為熱的還原礦粉，這種礦粉與依次經過3個流化床還原反應器30、20和10的熱還原氣體接觸，至少90％被加熱并還原。熱的還原礦粉被連續(xù)裝入具有碳化床的流化床還原反應器40，在碳化床中熔化，并轉化成熔化了的生鐵，這些生鐵將被排出熔爐氣化器40。
在熔爐氣化器40中，通過氣化器40的上端部分，非結焦煤塊被連續(xù)地送入以便在氣化器40內形成碳化床的特定高度。
氧氣被通過流化床周圍的外圍壁下端部分的多個鼓風口吹入碳化床，以便在碳化床中對炭進行燃燒。
由炭燃燒所產生的燃燒氣體轉化成熱的還原氣體流，同時通過碳化床向上升。還原氣體被排出熔爐氣化器40，其中一部分被送入3個流化床還原反應器10、20和30。為了保持熔爐氣化器40在一個預定壓力水平下，還原氣體通過預加熱反應器10的一個還原氣體管道44和氣體排放管道14排放出來，進入相互連通的洗氣器60a和60b中，在這里使用工藝用水將塵土從氣體中除去。
亦即，從3個流化床還原反應器10、20和30出來的最終排放氣體通過氣體排放管道14中的一個流向洗氣器60b，在這里排放氣體與連續(xù)地向洗氣器提供的工藝用水接觸，以便將塵土從氣體中除去；而從熔爐氣化器40中排放出來以調節(jié)壓力的排放氣體通過氣體排放管道14中的其它幾個流入洗氣器60a中，與連續(xù)地向洗氣器提供的工藝用水接觸，以便將塵土從氣體中除去。氣體從工藝用水中分離出來然后被排放掉，而與氣體分離的工藝用水通過工藝用水管道62a和62b從洗氣器60a和60b中排放出來，進入水處理裝置70，在這里將工藝用水中的塵土除去，然后重復循環(huán)以備再次使用。
通過在還原反應器的上下端相互連通的礦石裝料管道22、32和42，礦石被送入3個流化床還原反應器10、20和30中。在礦石裝料管道22、32和42內，熱的還原氣體和礦石流相對彼此形成，其中，由于在下端和上端之間存在壓力差，還原氣體從下流化床還原反應器30向上流到上流化床還原反應器10，而礦石在重力的作用下從上流化床還原反應器10流到下流化床還原反應器30。
同時，從最終還原反應器30中排放出來的細還原鐵被按照下面所述的方法送入熔爐氣化器40中從3個流化床還原反應器10、20和30送來的熱還原氣體的一部分被用來作為運載氣體以傳遞并承載細還原鐵，流向并進入熔爐氣化器40。細還原鐵在安裝在最后一個排放管道42上的壓力輥或者熱塊鐵制造設備50的作用下制備成熱的塊鐵(Hot Briquetted IronHBI)或者成塊鐵的形式，而制備好的熱塊鐵(HBI)由另外的運送設備運送并放入熔爐氣化器40中。此時，后者通常使用熱塊鐵(HBI)制造設備50。
在使用3個流化床還原反應器10、20和30的煉鐵工藝中，必須維持流化床的溫度(參照圖3中的T)在還原反應器10、20和30內的氣體分配板的溫度的一個理想水平之上，以便從最終還原反應器30內排放出來的細還原鐵保持還原率至少為85％。特別是，優(yōu)選情況為預加熱反應器10控制在680到700℃的溫度之間。
眾所周知的方法是控制流化床(T)在還原反應器10、20和30中間，以便從最終還原反應器30中排放出來的細還原鐵可以保持其還原率在一個高的水平，這種例子已有披露，例如在H8-337806和H10-280021號日本公開專利申請中所披露的。
同時，如圖1所示，氧化劑在預加熱反應器10中被吹入流化床中，以便燃燒送入流化床中的氣體的一部分，以便預加熱反應器10可以保持在預定的水平或者更高。為了這個目的，預加熱反應器10裝備了氧化劑管道16，以便通過燃燒加熱的溫度可以調節(jié)預加熱反應器10中的流化床。
進一步，在上面的煉鐵系統(tǒng)中，熔爐氣化器40中的非結焦煤地熱爆裂和流化床還原反應器10、20和30中的細鐵礦使得在系統(tǒng)操作中產生的氣體包含大量的塵土，由于塵土是通過洗氣器60a和60b收集的，水處理裝置70產生大量的泥渣，亦即，濕塵土，這是在處理洗氣器60a和60b中收集塵土的工藝用水過程中的副產品。在每天生產率為2000噸的系統(tǒng)的基礎上，附帶產生的泥渣為每天200噸。
這種副產品主要包含大量的碳、鐵(T.FE)和灰，如表1所表示表1.泥渣的成分比例(折干計算)

到目前為止，在操作煉鐵系統(tǒng)中產生的副產品泥渣至少90％被掩埋了，這消耗了大量的成本用于處理副產品泥渣，并且日益污染著環(huán)境。特別是，泥渣中大量包含的碳和鐵成分幾乎都被丟棄了，盡管如果它們得以回收利用，成本就會降低。

發(fā)明內容
因此，本發(fā)明就是用來解決上述以前工藝的問題。所以本發(fā)明的一個目的就是提供一種煉鐵系統(tǒng)中的副產品泥渣的回收設備，能夠將排放氣體洗氣器使用的工藝用水附帶產生的濕泥渣加工成粉末，然后將泥渣送入還原反應器。這將提高煉鐵系統(tǒng)的生產率并減少輸出泥渣量，從而降低后處理的成本。進一步，大量包含在泥渣中的碳和鐵可以得到重新利用，以降低維護成本。
按照本發(fā)明的一個方面以達到上述目的，在一個使用非結焦煤和細鐵礦來生產熔化鐵水的煉鐵系統(tǒng)中，包括一個流化床還原反應器，用來還原裝入的細鐵礦；一個熔爐氣化器，通過熱塊鐵(HBI)制造設備連接在上面；一個連接在熔爐氣化器和預加熱反應器的氣體排放管道上的洗氣器；以及一個連接在洗氣器上用來處理工藝用水的工藝用水處理裝置。工藝用水處理裝置具有一種副產品泥渣回收設備，包括一個連接在水處理裝置上的泥渣粉末制備裝置，用來對從水處理裝置中排放出來的副產品泥渣進行脫水、干燥和壓碎，以制備泥渣粉末；一個連接在泥渣粉末制備裝置上的存儲裝置，用來存儲由泥渣粉末裝置制備的泥渣粉末；一個泥渣粉末上料裝置，用于通過一個氣動傳送管道把從泥渣粉末存儲裝置來的泥渣粉末裝入分配器中；以及一個連接在分配器和最終還原反應器之間的泥渣粉末管道，它具有多個泥渣流，用于重新將泥渣粉末吹入最終還原反應器。
按照本發(fā)明的另一方面，為了達到上述目的，在一個使用非結焦煤和細鐵礦來生產熔化鐵水的煉鐵系統(tǒng)中，包括一個流化床還原反應器，用來還原裝入的細鐵礦；一個熔爐氣化器，通過熱塊鐵(HBI)制造設備連接在上面；一個連接在熔爐氣化器和預加熱反應器的氣體排放管道上的洗氣器；以及一個連接在洗氣器上用來處理工藝用水的工藝用水處理裝置。工藝用水處理裝置具有一種副產品泥渣回收設備，包括一個連接在水處理裝置上的泥渣粉末制備裝置，用來對從水處理裝置中排放出來的副產品泥渣進行脫水、干燥和壓碎，以制備泥渣粉末；一個連接在泥渣粉末制備裝置上的存儲裝置，用來存儲由泥渣粉末裝置制備的泥渣粉末；一個泥渣粉末上料裝置，用于通過一個氣動傳送管道把從泥渣粉末存儲裝置來的泥渣粉末裝入分配器中；以及一個連接在分配器和布置在預加熱反應器上的氧化劑管道之間的泥渣粉末管道，它具有多個泥渣流，用于重新將泥渣粉末吹入預加熱反應器。
按照本發(fā)明的另一方面，為了達到上述目的，在一個使用非結焦煤和細鐵礦來生產熔化鐵水的煉鐵系統(tǒng)中，包括一個流化床還原反應器，用來還原裝入的細鐵礦；一個熔爐氣化器，通過熱塊鐵(HBI)制造設備連接在上面；一個連接在熔爐氣化器和預加熱反應器的氣體排放管道上的洗氣器；以及一個連接在洗氣器上用來處理工藝用水的工藝用水處理裝置。工藝用水處理裝置具有一種副產品泥渣回收設備，包括一個連接在水處理裝置上的泥渣粉末制備裝置，用來對從水處理裝置中排放出來的副產品泥渣進行脫水、干燥和壓碎，以制備泥渣粉末；一個連接在泥渣粉末制備裝置上的存儲裝置，用來存儲由泥渣粉末裝置制備的泥渣粉末；一個泥渣粉末上料裝置，用于通過一個氣動傳送管道把從泥渣粉末存儲裝置來的泥渣粉末裝入分配器中；以及一個連接在分配器和最終還原反應器之間的第一泥渣粉末管道，它具有多個泥渣流，用于重新將泥渣粉末吹入最終還原反應器；還有一個連接在分配器和布置在預加熱反應器上的氧化劑管道之間的第二泥渣粉末管道，它具有多個泥渣流，用于重新將泥渣粉末吹入預加熱反應器。
附圖簡述結合附圖，通過下文中的詳細描述，可以更加清楚地理解本發(fā)明的上述以及其它目的、特征和優(yōu)點，其中圖1是使用非結焦煤和細鐵礦的一種煉鐵系統(tǒng)的一個示意性視圖；圖2是使用非結焦煤和細鐵礦的一種煉鐵系統(tǒng)的一個示意性視圖，系統(tǒng)包括按照本發(fā)明第一種優(yōu)選實施例的第一副產品泥渣回收設備；圖3a和3b顯示煉鐵系統(tǒng)中在第一副產品泥渣回收設備和最終還原反應器的管道之間的一種連接結構，其中圖3a是一個水平剖面視圖，圖3b是重要部件的一個垂直剖面視圖；圖4是使用非結焦煤和細鐵礦的一種煉鐵系統(tǒng)的一個示意性視圖，系統(tǒng)包括按照本發(fā)明第二種優(yōu)選實施例的第二副產品泥渣回收設備；圖5是煉鐵系統(tǒng)中在第二副產品泥渣回收設備和最終還原反應器的管道之間的一種連接結構的垂直剖面視圖圖6是一張圖表，顯示按照本發(fā)明第二副產品回收設備的泥渣粉末燃燒測試的結果；圖7是使用非結焦煤和細鐵礦的一種煉鐵系統(tǒng)的一個示意性視圖，系統(tǒng)包括按照本發(fā)明第三種優(yōu)選實施例的第三副產品泥渣回收設備。
具體實施例方式
下文中將參照附圖對本發(fā)明的優(yōu)選實施例進行詳細描述。
圖2顯示包括本發(fā)明第一副產品泥渣回收設備1a的煉鐵系統(tǒng)，圖3a和3b特別顯示在第一副產品泥渣回收設備1a中最終還原反應器30和泥渣粉末吹入管道300之間的連接結構，其中使用相同的參考號指代煉鐵系統(tǒng)中相同或者相似的部件，如一般工藝一樣。
如圖2所示，本發(fā)明煉鐵系統(tǒng)包括3個流化床還原反應器10、20和30預加熱反應器10用來還原通過第一礦石裝入管道12裝入其中的細鐵礦；預還原反應器20通過第二礦石裝入管道22與預加熱反應器10連通；而最終還原反應器30通過第三礦石裝入管道32與預還原反應器20連通。
最終還原反應器30通過第四礦石裝入管道42與熔爐氣化器40連通，熔爐氣化器40通過細鐵礦的完全熔化生產生鐵水，其中在第四礦石裝入管道42上安裝一個熱塊鐵(HBI)制造設備50。
還原反應器10、20和30以及熔爐氣化器40通過第二到第四還原氣體管道10、20和30相互連通。第四還原氣體管道44通過氣體排放管道14連接在洗氣器60a上，用于清洗排放氣體中的塵土，同時預加熱反應器10通過另一個氣體排放管道14連接在洗氣器60b上，用于清洗排放氣體中的塵土。洗氣器60a和60b共同連接在水處理裝置70上，用于處理通過工藝用水管道62a和62b從洗氣器60a和60b來的工藝用水。
如圖2中流向(箭頭)所示，細鐵礦在經過3個流化床還原反應器10、20和30時被還原，通過熱塊鐵(HBI)制造設備50時被凝結成塊，然后進入熔爐氣化器40。這里產生的還原氣體流過管道后被洗氣器60內的工藝用水除掉里面的塵土，包含工藝用水的塵土流到水處理裝置70內。象這樣附帶產生的泥渣經過處理然后重新吹入煉鐵系統(tǒng)中。
圖2和3顯示本發(fā)明的第一副產品泥渣回收設備1a，它包括一個泥渣粉末制備裝置120，一個泥渣粉末存儲裝置160，一個泥渣粉末上料裝置190，一個通過氣動傳送管道200a與上料裝置190連接的分配器210a，以及在分配器210a和最終還原反應器30之間進行連接的泥渣粉末管道300，這將在下文中進行詳細描述。
如圖2所示，在本發(fā)明的第一副產品泥渣回收設備1a中，泥渣粉末制備裝置120具有一個連接在水處理裝置70上的脫水器80，用來固化從這里排放出來的濕泥渣；一個連接在脫水器80上的泥渣干燥機90，用來干燥固化了的泥渣；一個連接在干燥機90上的壓碎機100，用來將固化了的干泥渣壓碎成細微顆粒尺寸的泥渣粉末；以及一個連接在壓碎機100上的泥渣粉末分級器110，用來對壓碎的泥渣粉末進行分級。
如圖2中示意性的顯示，脫水器80連接在排放管道上用來排放包含在副產品泥渣中的工藝用水，并且具有一個使用離心力的圓筒及其驅動裝置。由于從水處理裝置70中排放出來時具有50％的潮濕含量，在脫水器80將潮濕含量減至10％時立即進行固化。
泥渣粉末制備裝置120的干燥機90依次連接在脫水器80上，用來干燥固化后的泥渣，以便將潮濕含量降低到1％或者少于10％。由于沒有在圖中顯示，如果從熔爐氣化器40中出來的熱排放氣體可以用作干燥機90的熱源的話，那將是最優(yōu)選的情況。
在通過脫水器80和干燥機90將潮濕含量降低到1％或者更少時，泥渣在壓碎機100中進行壓碎，壓碎機依次連接在干燥機90上。
固化后的干泥渣經過壓碎機100時被壓碎，形成大約為1毫米或者更小的細微顆粒尺寸。這個過程是很重要的，因為壓碎泥渣的顆粒尺寸對通過氣動傳送管道200a傳送泥渣粉末S有影響，這將在下文中進行描述。
由于沒有在附圖中進行詳細的顯示，本發(fā)明的壓碎機100可能恰當?shù)厥褂靡环N通用的壓碎機將干泥渣壓碎，通用的壓碎機使用容器中的螺旋刀片將干泥渣壓碎成預定的顆粒尺寸。
由于泥渣分級器110連接在壓碎機100上，壓碎的泥渣粉末S被分成同一的顆粒尺寸，然后存儲在泥渣粉末存儲裝置160的存儲罐130中，這將在下文中進行描述。優(yōu)選情況下，如果泥渣粉末S具有較大的顆粒尺寸，例如1毫米或者更大，將重新送入壓碎機110進行再次壓碎，如圖2所示。
在泥渣粉末存儲裝置160中，存儲罐130連接在泥渣粉末制備裝置120的分級器110上，并且安裝有一個惰性氣體輸入管道134，用來向存儲罐130的內部空間輸入惰性氣體；還安裝有一個塵土控制器132，布置在內部空間內的惰性氣體排放部分。在存儲罐130的下端部分連接著一個補償器140，在補償器140上布置著一個截止閥150，用來調節(jié)從存儲罐130來的泥渣粉末的供應。
存儲罐130連接在分級器110上，用來存儲經過壓碎和分級形成細微顆粒尺寸為1毫米或者更小的泥渣粉末S；并且也連接在惰性氣體輸入管道134上，輸入管道用于向存儲罐130輸入惰性氣體，例如氮氣，以保持其內部空間存滿惰性氣體。
氮氣通過惰性氣體輸入管道134輸入存儲罐130，以便防止包含在泥渣粉末S中的碳成分發(fā)生自燃。
塵土控制器132安裝在存儲罐130的上端部分，用來在從存儲罐130中排放惰性氣體時，從惰性氣體中收集并回收泥渣粉末。
同時，存儲罐130連接在補償器140上，補償器具有截止閥150，用來調節(jié)從存儲罐130的排放部分130a排放泥渣粉末S的流量。如在附圖中示意性顯示的一樣，截止閥150通過一個控制裝置(未顯示)電動連接在上下高度開關172和174上，高度開關安裝在泥渣粉末上料裝置190的上料罐170上，這將在下文中描述在本發(fā)明連接在截止閥150上的泥渣粉末上料裝置190中，上料罐170連接在泥渣存儲裝置160的下游。上料罐170的上端部分和下端部分分別安裝有上下高度開關172和174，用來檢測存儲在這里的泥渣粉末的高度；在下端部分安裝有一個重量檢測器176，用來檢測泥渣粉末的重量變化。存儲罐170連接在一個旋轉分配器180上，分配器按照從重量檢測器176發(fā)送來的信號調節(jié)轉速，以調整從存儲罐170送入的泥渣粉末量。
就是說，當泥渣粉末存儲裝置160的截止閥150打開時，通過存儲罐130的排放部分130a排放的泥渣粉末S背送入泥渣粉末上料罐170，在這里進入上料罐170的泥渣粉末S由上料罐170中的上下高度開關172和174進行調節(jié)。
因此，如果進入上料罐170的泥渣粉末的高度地獄下高度開關174，下高度開關174檢測到這個高度然后打開電動連接的截止閥150，這樣就附加裝入泥渣粉末S到上料罐170中。相反，如果上高度開關172檢測到裝入上料罐170的泥渣粉末S，則截止閥150關閉。在這種方式下，裝入上料罐170的泥渣S始終保持一致。
同樣由于重量檢測器176安裝在上料罐170的下端部分，旋轉分配器180接收到從重量檢測器176發(fā)送過來的信號后，按照協(xié)作的方式有選擇地連接到上料罐170上，以便將泥渣粉末S完全排入氣動傳送管道200a。
就是說，旋轉分配器180通過重量檢測器176協(xié)作調節(jié)分配量，而檢測器176連續(xù)地檢測上料罐170的重量變化。旋轉分配器180通過一個控制裝置(未顯示)與檢測器176電氣連接。
泥渣粉末S通過上料裝置190的旋轉分配器180送入氣動傳送管道200a，管道200a連接在旋轉分配器180和布置在鄰近最終還原反應器30一側的分配器210a之間。
氣動傳送管道200a連接在惰性氣體管道202上，這樣惰性氣體例如氮氣在預定壓力的作用下被輸入，壓迫送入氣動傳送管道200a的泥渣粉末S進入分配器210。
惰性氣體例如氮氣送入氣動傳送管道200a，因為它可以阻止包含在泥渣粉末中的大量碳成分發(fā)生自燃。
在最終還原反應器30和分配器210a鄰近處之間具有大量的泥渣粉末管道300，以便產生大量的泥渣粉末流。
如圖2所示，通過泥渣粉末上料裝置190的旋轉分配器180排出并通過氣動傳送管道200a將氮氣傳送進入分配器210a之后，泥渣粉末S從分配器210a中以多流吹入最終還原反應器30中。
圖3a和3b特別顯示了泥渣粉末管道300到最終還原反應器30之間的連接結構。如圖3b所示，流化床T在最終還原反應器30下端的氣體分配板30b上形成，而氣體分配板30b具有噴嘴，用于在流化床T內形成氣體噴射層。
因此，優(yōu)選情況下，泥渣粉末管道300的端部300a伸展進入最終還原反應器30的流化床T而不是簡單地連接在最終還原反應器30的反應器壁30a上。當泥渣粉末S被重新吹入反應器內以提高副產品泥渣的回收率時，這種連接結構在通過管道300的端部300a排放泥渣粉末S的過程中，更加均勻地將泥渣粉末S與還原鐵(未顯示)混合起來。
如圖3b所詳細顯示，優(yōu)選情況下泥渣粉末管道300設計成保持一個插入角度A1，例如55到65度，優(yōu)選的為60度。相對于從反應器壁30a伸出的水平線，這樣從分配器210a出來的泥渣粉末S可以以多流重新吹入最終還原反應器30中，以便在那里回收利用。
如果泥渣粉末管道300具有小于55度的插入角度A1，吹入的泥渣粉末S在反應器內的流化床T上端部分的中心被隔離。另一方面，如果插入角度A1大于65度，吹入的泥渣粉末S在流化床T的下端部分被隔離。因此，優(yōu)選地泥渣粉末管道300保持在插入角度A12為60度。其結果是，按照這樣的插入角度，泥渣粉末S在最終還原反應器30的流化床T的整個端面上可能不能均勻地混合，這將對副產品泥渣的回收利用率有影響。
如圖3a和3b所示，泥渣粉末管道300以一個插入深度H1插入最終還原反應器30，這個深度是最終還原反應器30的側壁30a的20％到30％，優(yōu)選為25％。插入深度H1由反應器半徑的百分比或者％表示，因為反應器半徑是變化的。
如果泥渣粉末管道300的插入深度小于反應器半徑的20％，泥渣粉末S在最終還原反應器30的流化床T的兩側部分被隔離，這與泥渣粉末管道的插入角度A1類似。在另一方面，如果插入深度H1大于反應器半徑的30％，端部300a伸展進入反應器太多，這樣由于氣體噴射層J的氣體阻力或者反應器內流化床T上的顆粒，泥渣粉末S可能不能平滑地吹入最終還原反應器30。因此，優(yōu)選情況下泥渣粉末管道300的插入深度H1約為反應器半徑的25％。
如圖3b所示，考慮到最終還原反應器30內流化床T的內部氣體噴射層J的分配長度，泥渣粉末管道300的端部300a在最終還原反應器30地下端部分恰當?shù)仉x開分配板30b一個距離。優(yōu)選情況下，端部300a離開分配板30b的距離為400到500毫米，優(yōu)選為450毫米。
如果端部300a離開氣體分配板30b的高度L小于400毫米或者大于500毫米，由于在氣體分配板30b上方的氣體噴射層J內高速氣體的阻力，吹入的泥渣粉末S不能恰當?shù)剡M入最終還原反應器30。
因此，如圖3a和3b所示，泥渣粉末管道300的端部伸展通過最終還原反應器30的反應器壁30a一個由插入深度H1、插入角A1和離開分配板的高度L確定的預定范圍。這樣做是希望通過將泥渣粉末吹入流化床T而不造成在反應器內的隔離，并且在流化床T內均勻地混合泥渣以提高泥渣的回收率。在上面提到的范圍之外，當通過泥渣粉末管道300吹入泥渣粉末S時，會在流化床T內形成隔離。這將惡化由熱塊鐵(HBI)制造設備50生產的熱塊鐵(HBI)的質量，該設備安裝在最終還原反應器30河熔爐氣化器40之間的礦石上料管道42上。
然后，如圖3a所示，從分配器310a分出來并連接在最終還原反應器30上的多個泥渣粉末管道300可能優(yōu)選地編號為3到6，盡管它們可能按照最終還原反應器30的尺寸編為不同的號。優(yōu)選情況下泥渣粉末管道300在最終還原反應器30的半徑方向上以相同的間隔排列，這樣泥渣粉末S可以平滑地吹入流化床T內，并且在流化床T內與細還原鐵均勻地混合在一起。
在這種情況下，優(yōu)選地，吹入最終還原反應器30中的泥渣粉末S的量限制在送入3個流化床還原反應器中的預加熱反應器10內的細鐵礦量的4到6％，優(yōu)選為5％。如果泥渣粉末S被吹入最終還原反應器30內然后在熱塊鐵(HBI)制造設備內混合，熱塊鐵(HBI)制造設備安裝在最終還原反應器30和熔爐氣化器40之間的礦石上料管道42上，包含在吹入泥渣粉末S內的碳成分可能對熱塊鐵(HBI)的質量有影響。
就是說，由于泥渣粉末S在流化床T內與細還原鐵混合并凝結成塊，而且泥渣粉末中的碳成分沒有燃燒，這與第二副產品泥渣回收設備(參照圖4)一樣，將在下文中描述，優(yōu)選地泥渣粉末S以相對于細鐵礦重量的5％吹入最終還原反應器30，細鐵礦被送入預加熱反應器10中。泥渣粉末的重量可以由旋轉分配器180調節(jié)。
表2列出了副產品泥渣回收的實驗結果，其中準備脫水、干燥和壓碎的泥渣粉末S以重量比例約為細還原鐵的5％進行混合。結果表示與熱塊鐵(HBI)質量，例如密度、壓縮強度和在落下試驗中的破裂率相關的實驗值。同時表2比較了在本發(fā)明煉鐵系統(tǒng)中穩(wěn)定調節(jié)所必需的熱塊鐵(HBI)的質量標準。
表2.泥渣混合還原鐵凝結塊的質量標準

正如可以從表2和圖2中看到的一樣，應當理解熱塊鐵(HBI)普通煉鐵工藝所需的質量標準可以通過本發(fā)明的熱塊鐵(HBI)得到滿足，熱塊鐵(HBI)由熱塊鐵(HBI)制造設備50通過將泥渣粉末S吹入最終還原反應器30中并將其與細還原鐵混合后制造而成，其中泥渣粉末S在本發(fā)明的第一副產品回收設備1a中通過將水處理裝置70生產的副產品泥渣脫水、干燥和壓碎而制成。
如圖2和3所示，按照本發(fā)明的第一副產品泥渣回收設備1a，泥渣粉末S由煉鐵工藝中產生的副產品泥渣制成，重新吹入最終還原反應器30中的流化床T，并且在最終還原反應器30內與細還原鐵混合。泥渣和鐵的混合物從最終還原反應器30中排出進入熱塊鐵(HBI)制造設備50，然后以熱塊鐵(HBI)的形式裝入熔爐氣化器40中。結果，煉鐵工藝產生出減少量的副產品泥渣，以降低泥渣處理成本并回收了泥渣中的碳和鐵成分，降低了原材料的損失，這樣煉鐵工藝的生產率就可以提高，而環(huán)境污染可以減輕。
圖4到6顯示一種煉鐵系統(tǒng)，包括按照本發(fā)明另一種優(yōu)選實施例的第二副產品回收設備，其中與第一副產品回收設備1a相同或者相似的部件指定為相同的參考號，不作進一步詳細描述。下文中將對本發(fā)明的第二副產品回收設備1b進行詳細描述。
如圖1以及上文的闡述所示，眾所周知的一種方法是控制流化床還原反應器10、20和30中的流化床T的溫度，其例子在H8-337806和H10-280021號日本公開專利申請中有所披露。按照這些文獻，預加熱反應器10具有氧化劑管道16，用來向流化床T(參照圖5)吹入氧化劑，以保持預加熱反應器10中的溫度在預定溫度或以上。
如圖4和5所示，本發(fā)明的第二副產品泥渣回收設備1b的特征在于用于，吹入泥渣粉末S的泥渣粉末管道400連接在氧化劑管道16上，以便從煉鐵系統(tǒng)回收副產品泥渣。
按照顯示在圖4中的本發(fā)明的第二副產品泥渣回收設備1b，正如在第一泥渣回收設備1a中一樣，泥渣粉末制備裝置120對從水處理裝置70排放出來的濕泥渣進行脫水、干燥和壓碎，以便產生具有大約為1毫米的顆粒尺寸的泥渣粉末S。象這樣生產的泥渣粉末S通過存儲裝置160、上料裝置190和氣動傳送管道200b傳送進入布置在鄰近預加熱反應器10處的分配器210b，其中氣動傳送管道200b不同于第一泥渣回收設備1a中的結構。泥渣粉末管道400連接在分配器210b和氧化劑管道16之間，以便泥渣粉末S通過泥渣粉末管道400吹入，然后通過氧化劑管道16進入預加熱反應器10，以完成副產品泥渣的回收。
因此，如圖5所示，泥渣粉末S與氧化劑一起，通過氧化劑管道16被吹入預加熱反應器10內的流化床T。吹入的泥渣粉末S在氧化劑管道16之前的流化床T內形成的燃燒區(qū)域進行燃燒，從而熔化并在此處凝結，以便回收通過處理在煉鐵工藝中附帶產生的副產品泥渣而獲得的泥渣粉末S。
如圖5所示，優(yōu)選情況下泥渣粉末管道400伸展通過具有預定的角度A2值和插入深度H2值的氧化劑管道16，以便泥渣粉末S能夠平滑地上料。
就是說，泥渣粉末管道400連接在具有插入角度A2大約為60到75度的氧化劑管道16上，優(yōu)選為67度。這個插入角度A2的獲得是由于休止角意味著允許泥渣粉末S自由下落的最小角度是60度，而泥渣粉末S能夠在最大角度為75度時自由散開進入氧化劑流，而不會在氧化劑管道16中聚集。
泥渣粉末管道400的端部400a伸展進入氧化劑管道16一個恰當?shù)牟迦肷疃菻2。深度H2相對于氧化劑管道16的直徑約為30到60％，優(yōu)選為45％。如果深度H2相對于氧化劑管道16的直徑D小于30％或者大于60％，泥渣粉末S會聚集而不是平滑地混合進入通過氧化劑管道16送入預加熱反應器的氧化劑的上料流。這樣就需要泥渣粉末管道400在上述的范圍內插入氧化劑管道16。
當泥渣粉末S與氧化劑一起通過氧化劑管道16送入預加熱反應器10內流化床T的燃燒區(qū)內時，泥渣粉末S中的碳成分通過還原氣體與氧化劑內的氧化成分一起氣化，其中還原氣體通過還原氣體管道24和氣體分配板10b從預加熱還原反應器20送入，從預加熱反應器10的下端部分吹到上端部分。碳和氧氣成分按照公式1氣化...公式1，其中公式1中的λ表示燃燒包含在泥渣粉末S中的碳成分時消耗的氧化劑中氧氣的分子比。正如可以從圖6中的泥渣粉末S可燃性測試中看到的一樣，完成最佳燃燒時O2/C的比例約為0.6到0.7。
同樣可以從表1中看出，由于包含在泥渣內的碳成分達到重量比例為38％，在1公斤泥渣重的分子數(shù)是1×0.01×38/12＝0.032，其中12是碳的分子量。
結果，由于當O2/C的分子比λ為0.6到0.7時可以獲得最佳燃燒，如圖6所示，可以理解，O2的最佳分子數(shù)是0.6×0.032到0.7×0.032＝0.0192到0.0224。最佳氧氣Nm3是0.0192×22.4到0.0224×22.4＝0.43到0.50，其中22.4是從O2的分子量計算出的一個值1千克＝22.4Nm3。
如圖5所示，泥渣粉末S燃燒時通過泥渣粉末管道400吹入，可以理解氧氣必須為每1千克泥渣粉末0.43到0.50Nm3。因此通過氧化劑管道16吹入的氧化劑重量應當增加同樣的量，以便超過預加熱反應器10的流化床T內進行溫度控制所需消耗的氧化劑重量以上的泥渣粉末S進行燃燒。
就是說，優(yōu)選情況下，對于每1千克通過泥渣粉末管道400吹入的泥渣粉末S，吹入預加熱反應器10的氧化劑管道16的氧化劑重量大約增加0.43到0.50Nm3，以便提高在反應器內形成的燃燒區(qū)內的燃燒率。
諸如鐵和灰之類的其它成分也包含在吹入預加熱反應器10的流化床的燃燒區(qū)內，如圖5所示。鐵和灰成分都在燃燒區(qū)內熔化并凝結，增長至足以免于從預加熱反應器10的流化床T向上噴濺的顆粒尺寸，然后在流化床內與細鐵礦(未顯示)混合在一起，同時從這里散開?；旌衔锿ㄟ^由第二礦石管道20連接在預加熱反應器10上的第一還原反應器20送入，并經過最終還原反應器30進入熱塊鐵(HBI)制造設備50，這里混合物凝結并送入熔爐氣化器40以便回收。
表3表示在燃燒試驗中包含在泥渣粉末中的鐵和灰的熔化的凝結測定，其中經過熔化的鐵和灰在大約為至少80％的比例并且顆粒尺寸約為至少1毫米時進行凝結，就是說，在包含在泥渣粉末中的碳(C)成分的最佳燃燒狀態(tài)下，在該尺寸時凝結顆?？赡懿粫念A加熱反應器10的流化床T上發(fā)生噴濺。從這里應當理解，通過第二副產品泥渣回收設備1b，泥渣粉末能夠回收約90％。
表3按照泥渣粉末燃燒的鐵和灰的熔化凝結比例

正如上面所述，按照本發(fā)明第二副產品泥渣回收設備1b，具有1毫米或者更小顆粒尺寸的泥渣粉末，由在煉鐵工藝中附帶產生的副產品泥渣制備，并且與氧化劑一起通過氧化劑管道16吹入預加熱反應器10中，以便控制流化床還原反應器的流化床T的溫度。然后，在泥渣粉末中的C成分與氧化劑一起通過在流化床的燃燒區(qū)內的燃燒反應而氣化。其它成分例如鐵和灰都已經熔化并在流化床內的燃燒熱下凝結，以便與細鐵礦混合。然后混合物通過預加熱和最終還原反應器20和30送入，并在經熱塊鐵(HBI)制造設備50凝結后進入容量氣化器40中。這將降低在煉鐵工藝中副產品泥渣的重量，從而降低泥渣處理成本。進一步，泥渣中碳和鐵成分的回收降低了原材料的損失，這樣增加了煉鐵工藝的生產率，并且將低了環(huán)境污染。
圖7顯示了按照本發(fā)明第三實施例的第三泥渣回收設備1c，其中與第一和第二副產品回收設備1a和1b相同或者相似的部件表示為相同的參考號而不作任何進一步的詳細描述。下文中將對本發(fā)明的第三副產品回收設備1c進行詳細描述。
按照技術特征，本發(fā)明的第三副產品泥渣回收設備1c具有煉鐵系統(tǒng)中第一和第二副產品泥渣回收設備1a和1b的兩個泥渣粉末管道300和400。
如圖7所示，本發(fā)明的第三副產品泥渣回收設備1c，與第一和第二副產品泥渣回收設備1a和1b相似，對從工藝用水處理裝置70排放出來的濕泥渣進行脫水、干燥和壓碎，以制備具有1毫米的顆粒尺寸的泥渣粉末S。象這樣制備的泥渣粉末S通過一個存儲裝置160a，一個上料裝置190a和部分的第一氣動傳送管道200a傳送進入第一分配器210a，分配器210a布置在鄰近最終還原反應器30處。制備泥渣粉末S的其它部分從上料裝置190a那里通過氣動傳送管道200b進入第二分配器210b，第二分配器布置在鄰近預加熱反應器10處。泥渣粉末的第一部分從第一分配器210a處通過第一泥渣粉末管道300吹入最終還原反應器10，同時泥渣粉末的第二部分從第二分配器210a處通過第二泥渣粉末管道400然后經過氧化劑管道16吹入預加熱反應器10中。這些程序使得副產品泥渣能夠被回收。
如圖7所示，本發(fā)明第三副產品泥渣回收設備1c的泥渣粉末存儲裝置160a安裝有一個具有兩個排放部分130a和130b的存儲罐130，在兩個排放部分上分別連接有一對補償器140a和140b以及截止閥150a和150b。
截止閥150a連接在一個泥渣上料罐170a上，上料罐170a安裝有上下高度開關172a和174a以及一個重量檢測器176a，用來檢測在上料罐170a下端部分的排放泥渣粉末的重量變化。截止閥150b連接在泥渣泥渣上料罐170b上，上料罐170b裝有上下高度開關172b和174b以及一個重量檢測器176b，用來檢測在上料罐170b下端部分的排放泥渣粉末的重量變化。每個上料罐170a和170b還具有一個旋轉分配器180a和180b，用來根據(jù)從重量檢測器176a和176b傳輸來的信號調節(jié)其轉速，以調節(jié)通過它裝入的泥渣粉末S的量。
優(yōu)選情況下旋轉分配器180a和180b都以協(xié)作的方式電氣連接在一個控制裝置(未顯示)上，用來調節(jié)吹入氧化劑管道16和最終還原反應器30的泥渣粉末量。
旋轉分配器180a與第一氣動傳送管道200a連接，這樣泥渣粉末S通過它和第一分配器210a送入第一泥渣粉末管道300。同樣，旋轉分配器180b和第二氣動傳送管道200b連接，這樣泥渣粉末S通過它和第二分配器210b送入第二泥渣粉末管道400。
如圖7所示，吹入最終還原反應器30中的泥渣粉末S在流化床T內散開，然后與細還原鐵混合在一起排放出來進入熱塊鐵(HBI)制造設備50，在這里泥渣粉末混合物和細還原鐵發(fā)生凝結，并且從這里凝結混合物送入熔爐氣化器40。同時，泥渣粉末S與氧化劑一起被吹入預加熱反應器10中，氧化劑是通過氧化劑管道16送入預加熱反應器10的流化床T中的，然后再流化床T的燃燒區(qū)內燃燒，這樣泥渣粉末S中的碳成分得到燃燒和氣化，而鐵和灰成分與細還原鐵混合在一起熔化并凝結。鐵和灰成分的混合物與細還原鐵通過還原反應器送入，并通過熱塊鐵(HBI)制造設備50凝結進入容量氣化器40。在這種方式中，副產品泥渣可以被回收。
同樣如圖3、5和7顯示，第一泥渣粉末管道300連接在最終還原反應器30上，反應器30具有一個深度H1在相對于最終還原反應器30的半徑為20到30％范圍內的插入深度H1，和一個在55到65度范圍內的連接角度A1。相對于反應器壁30a，在其端部300a處具有一個離開最終還原反應器30內側的氣體分配板30b 400到500毫米的插入深度L。這些數(shù)值都根據(jù)相對第一泥渣回收設備1a所描述的相同原因進行確定。
進一步，第二泥渣粉末管道400連接在氧化劑管道16上，氧化劑管道16具有一個相對于氧化劑管道16的直徑D為30到60％的插入深度H2，和一個60到75度的連接角度A2。這些數(shù)值都根據(jù)相對第二泥渣回收設備1b所描述的相同原因進行確定。
如圖7所示，優(yōu)選情況下通過第一泥渣粉末管道300送入最終還原反應器30的泥渣粉末S的重量約為吹入預加熱反應器10的細鐵礦重量的4到6％，優(yōu)選為5％。這些數(shù)值都根據(jù)相對第二泥渣回收設備1b所描述的相同原因進行確定。
因此，在按照送入預加熱反應器10中的細還原鐵的重量對將要通過第一泥渣粉末管道300吹入最終還原反應器30中的泥渣粉末重量進行設置后，總的送入泥渣粉末量的剩余部分通過第二泥渣粉末管道400吹入氧化劑管道16中。
同樣如圖5和7所示，根據(jù)吹入第二泥渣粉末管道400的泥渣粉末重量對通過氧化劑管道16吹入的氧化劑重量進行調節(jié)，亦即，根據(jù)相對第二泥渣回收設備1b所描述的相同原因，當泥渣粉末增加1千克時，增加約0.43到0.50Nm3。
本發(fā)明的第三副產品泥渣回收設備1c比第一和第二副產品泥渣回收設備1a和1b更為復雜，因為第三回收設備1c同時包括第一和第二泥渣粉末管道300和400。然而，如果第一和第二泥渣粉末管道300和400與第一和第二副產品泥渣回收設備1a和1b的第一和第二分配器210a和210b中的任何一個發(fā)生了故障，副產品泥渣的回收操作仍然能夠通過其它正常的泥渣粉末管道而完成操作。因此，考慮到總體的煉鐵系統(tǒng)的操作，這種結果將更為有用。
在圖2、4和7中顯示的第一到第三副產品泥渣回收設備1a到1c中，惰性氣體管道202分別連接在氣動傳送管道200a和200b上，以便泥渣粉末S能夠更平滑地從泥渣粉末上料裝置190和190a的旋轉分配器180、180a和180b傳送到最終還原反應器30和預加熱反應器10一側的分配器210a和210b。
當然，正如沒有在圖2、4和7中特別顯示，在每個氣動傳送管道200a和200b中，泥渣粉末管道300和400，礦石管道12、22、32和42，還原氣體管道44、34和24，氣體排放管道14和在水處理裝置70和洗氣器60a和60b之間的工藝用水管道62a和62b，以及一個截止閥安裝在那里用于調節(jié)流動通過它們的液體，亦即，泥渣粉末、礦石、還原氣體和工藝用水的流體。
進一步，正如在圖2、4和7中所沒有顯示的，一個控制裝置電氣連接在上料裝置190和190b的上下高度開關172、174、172a、174a、172b、174b上，與存儲裝置160和160a的截止閥150、150a和150b協(xié)同工作，并且與重量檢測器176、176a和176b以及旋轉分配器180、180a和180b協(xié)同工作，以便這些部件在操作中協(xié)同工作。特別是，在第三副產品泥渣回收設備1c中，旋轉分配器必需通過控制裝置以協(xié)作的方式進行操作，以便向第一和第二泥渣粉末管道300和400送入恰當重量的泥渣粉末。
工業(yè)應用按照本發(fā)明的第一和第二副產品泥渣回收設備1a和1b，如上文所闡述，在煉鐵工藝中產生的副產品泥渣經過粉末加工重新吹入最終還原反應器30和預加熱反應器10的流化床T，與細還原鐵進行混合，然后凝結進入熱塊鐵(HBI)，送入熔爐氣化器40。由于煉鐵工藝，副產品泥渣的產生得以降低，因此泥渣處理成本同樣得到降低。在泥渣中的碳和鐵的回收降低了原材料的損失，對提高煉鐵工藝的生產率產生了很好的影響并減輕了環(huán)境污染。
再者，除了由于第一和第二副產品泥渣回收設備1a和1b造成的影響，本發(fā)明的第三副產品泥渣回收設備1c同時具有按照第一和第二副產品泥渣回收設備1a和1b的泥渣粉末管道300和400。即使在任何一個分配器和泥渣粉末管道中出現(xiàn)故障，副產品泥渣回收操作都能通過選擇一個正常線路連續(xù)執(zhí)行，以便向系統(tǒng)的可操作性施加實際影響。
盡管本發(fā)明參照特定的優(yōu)選實施例進行了圖示和描述，那些本工藝中一般技術人員應當理解，可以在形式和細節(jié)上的進行各種改變而不會偏離本發(fā)明權利要求所定義的精神和范圍。
權利要求
1.在一種使用非結焦煤和細鐵礦生產鐵水的煉鐵系統(tǒng)中，其中該煉鐵系統(tǒng)包括用來還原送入的細鐵礦的流化床反應器10、20和30，一個通過熱塊鐵(HBI)制造設備50連接在上面的熔爐氣化器40，一個連接在熔爐氣化器40和預加熱反應器10的氣體排放管道14上的洗氣器60和一個連接洗氣器60上用來處理工藝用水的水處理裝置70，一種副產品泥渣回收設備包括一個連接在水處理裝置70上的泥渣粉末制備裝置120，用來對從水處理裝置70中排放出來的副產品泥渣進行脫水、干燥和壓碎，以制備泥渣粉末S；一個連接在泥渣粉末制備裝置120上的存儲裝置160，用來存儲由泥渣粉末裝置120制備的泥渣粉末S；一個泥渣粉末上料裝置190，用于通過一個氣動傳送管道200a把從泥渣粉末存儲裝置160來的泥渣粉末S裝入分配器210a中；以及一個連接在分配器210a和最終還原反應器30之間的泥渣粉末管道300，它具有多個泥渣流，用于將泥渣粉末S重新吹入最終還原反應器30。
2.按照權利要求1的副產品泥渣回收設備，其特征在于，泥渣粉末管道300具有一個端部300a，端部300a通過一個反應器壁30a插入最終還原反應器30，插入深度H1約為最終還原反應器30的直徑的20到30％；以及泥渣粉末管道300具有一個相對反應器壁30a約為55到65度的插入角度A1。
3.按照權利要求1的副產品泥渣回收設備，其特征在于，泥渣粉末管道300具有一個端部300a，端部300a連接在最終還原反應器30上，距離分配板30b約為400到500毫米，分配板30b布置在最終還原反應器30的下端部分。
4.按照權利要求1的副產品泥渣回收設備，其特征在于，通過泥渣粉末管道300吹入最終還原反應器30中的泥渣粉末S的重量約為吹入預加熱反應器10中的細鐵礦重量的4到6％。
5.在一種使用非結焦煤和細鐵礦生產鐵水的煉鐵系統(tǒng)中，其中該煉鐵系統(tǒng)包括用來還原送入的細鐵礦的流化床反應器10、20和30，一個通過熱塊鐵(HBI)制造設備50連接在上面的熔爐氣化器40，一個連接在熔爐氣化40和預加熱反應器10的氣體排放管道14上的洗氣器60和一個連接洗氣器60上用來處理工藝用水的水處理裝置70，一種副產品泥渣回收設備包括一個連接在水處理裝置70上的泥渣粉末制備裝置120，用來對從水處理裝置70中排放出來的副產品泥渣進行脫水、干燥和壓碎，以制備泥渣粉末S；一個連接在泥渣粉末制備裝置120上的存儲裝置160，用來存儲由泥渣粉末裝置120制備的泥渣粉末S；一個泥渣粉末上料裝置190，用于通過一個氣動傳送管道200a把從泥渣粉末存儲裝置160來的泥渣粉末S裝入分配器210b中；以及一個連接在分配器210b和布置在預加熱反應器10上的氧化劑管道16之間的泥渣粉末管道400，它具有多個泥渣粉末流，用于重新將泥渣粉末S吹入預加熱反應器10。
6.按照權利要求5的副產品泥渣回收設備，其特征在于，泥渣粉末管道400以插入的方式連接在氧化劑管道16上，其插入深度H2為氧化劑管道16的直徑的30到60％，以及泥渣粉末管道400連接在氧化劑管道16上，連接角度A2約為60到75度。
7.按照權利要求5的副產品泥渣回收設備，其特征在于，對于每1千克泥渣粉末S，通過氧化劑管道16吹入的氧化劑重量增加0.43到0.50Nm3。
8.在一種使用非結焦煤和細鐵礦生產鐵水的煉鐵系統(tǒng)中，其中該煉鐵系統(tǒng)包括用來還原送入的細鐵礦的流化床反應器10、20和30，一個通過熱塊鐵(HBI)制造設備50連接在上面的熔爐氣化器40，一個連接在熔爐氣化器40和預加熱反應器10的氣體排放管道14上的洗氣器60和一個連接洗氣器60上用來處理工藝用水的水處理裝置70，一種副產品泥渣回收設備包括一個連接在水處理裝置70上的泥渣粉末制備裝置120，用來對從水處理裝置70中排放出來的副產品泥渣進行脫水、干燥和壓碎，以制備泥渣粉末；一個連接在泥渣粉末制備裝置120上的存儲裝置160，用來存儲由泥渣粉末裝置120制備的泥渣粉末S；一個泥渣粉末上料裝置190a，用于通過第一和第二氣動傳送管道200a和200b把從泥渣粉末存儲裝置160來的泥渣粉末裝入分配器210a和210b中；以及一個連接在第一分配器210a分配器和最終還原反應器30之間的第一泥渣粉末管道300，它具有多個泥渣流，用于重新將泥渣粉末S吹入最終還原反應器30；以及一個連接在第二分配器210b和布置在預加熱反應器10上的氧化劑管道16之間的第二泥渣粉末管道400，它具有多個泥渣流，用于重新將泥渣粉末S吹入預加熱反應器10。
9.按照權利要求8的副產品泥渣回收設備，其特征在于，第一泥渣粉末管道300連接在最終還原反應器30上，并且具有一個以插入深度H1和插入角度A1插入的端部300a，其插入深度H1約為最終還原反應器30的直徑的20到30％，插入角度相對反應器壁30a約為55到65度，以及每個第一泥渣粉末管道300的端部300a具有一個離開反應器分配板30b約為400到500毫米的插入高度L，分配板30b布置在最終反應器30內。
10.按照權利要求8的副產品泥渣回收設備，其特征在于，第二泥渣粉末管道400具有一個端部400a，端部400a以插入的方式連接在氧化劑管道16上，其插入深度H2為氧化劑管道16的直徑D的30到60％，以及第二泥渣粉末管道400連接在氧化劑管道16上，連接角度A2約為60到75度。
11.按照權利要求8的副產品泥渣回收設備，其特征在于，通過泥渣粉末管道300吹入最終還原反應器30中的泥渣粉末S的重量約為吹入預加熱反應器10中的細鐵礦重量的4到6％，并且對于通過第二泥渣粉末管道400吹入的每1千克泥渣粉末S，通過氧化劑管道16吹入的氧化劑重量增加0.43到0.50Nm3。
12.按照上述權利要求1、5和8中任一項的副產品泥渣回收設備，其特征在于，泥渣粉末制備裝置120包括一個連接在水處理裝置70上的脫水機80，用于固化從水處理裝置70排放出來的濕泥渣；一個連接在脫水機80上的泥渣干燥器90，用于干燥固化了的泥渣；一個連接在干燥器90上的壓碎機100，用于壓碎固化干燥的泥渣，形成細微顆粒尺寸；和一個連接在壓碎機100上的泥渣粉末分級器110，用來對壓碎的泥渣粉末進行分級。
13.按照權利要求1或5的副產品泥渣回收設備，其特征在于，泥渣粉末存儲裝置160包括一個連接在泥渣粉末制備裝置120上的存儲罐130，存儲罐130具有一個惰性氣體輸入管道134，連接后用于向內部輸入惰性氣體；以及一個塵土控制器132，布置在輸入惰性氣體的排放部分；一個連接在存儲罐130下游的補償器140；以及一個布置在補償器140上的截止閥150，用來調節(jié)存儲的泥渣粉末的送入量。
14.按照權利要求8的副產品泥渣回收設備，其特征在于，泥渣粉末存儲裝置160a包括一個連接在泥渣粉末制備裝置120上的存儲罐130，存儲罐130具有一個惰性氣體輸入管道134，連接后用于向內部輸入惰性氣體；一個塵土控制器132，布置在輸入惰性氣體的排放部分；和兩個排放部分130a和130b；分別連接在存儲罐130的兩個排放部分130a和130b上的補償器140a和140b；以及布置在補償器上的截止閥150a和150b，用來調節(jié)存儲的泥渣粉末的送入量。
15.按照權利要求1或5的副產品泥渣回收設備，其特征在于，泥渣上料裝置190包括一個連接在泥渣存儲裝置160下游的泥渣粉末上料罐170，泥渣粉末罐170在上端部分和下端部分具有上下高度開關172和174，用來檢測存儲在那里的泥渣粉末的高度，以及在下端部分的一個重量檢測器176，用來檢測那里的泥渣的重量變化；以及一個連接在上料罐170上的旋轉分配器180，用于根據(jù)從重量檢測器176那里傳送來的信號調節(jié)轉速，以調節(jié)泥渣粉末S的送入量。
16.按照權利要求8的副產品泥渣回收設備，其特征在于，泥渣上料裝置190包括連接在泥渣存儲裝置160a下游的泥渣粉末上料罐170a和170b，泥渣粉末罐170a和170b在上端部分和下端部分具有上下高度開關172a、174a、172b、174b，用來檢測存儲在那里的泥渣粉末的高度，以及在下端部分的重量檢測器176a和176b，用來檢測那里的泥渣的重量變化；以及分別連接在上料罐170a和170b上的旋轉分配器180a和180b，用于根據(jù)從重量檢測器176a和176b那里傳送來的信號調節(jié)轉速，以調節(jié)泥渣粉末S的送入量。
17.按照上述權利要求1、5和8中任一項的副產品泥渣回收設備，其特征在于，氣動傳送管道200a和200b都與一個惰性氣體管道202連接，用于送入泥渣粉末。
全文摘要
在一種使用非結焦煤和細鐵礦或者直接進行熔爐操作而不需任何附加處理的煉鐵系統(tǒng)中，一種副產品泥渣回收設備將濕的副產品泥渣制成粉末，這種濕泥渣是排放氣體時水處理的副產品，然后重新將泥渣粉末吹入流化床還原反應器中，以便回收利用副產品泥渣。在包括流化床還原反應器(10、20和30)和熱塊鐵(HBI)制造設備(50)的煉鐵系統(tǒng)中，副產品泥渣回收設備(1)包括一個泥渣粉末制備裝置(120)，用于對從水處理裝置(70)中排放出來的副產品泥渣進行脫水、干燥和壓碎，以制備泥渣粉末，水處理裝置(70)用來處理從連接在排放氣體管道(14)上的洗氣器(60)排放出來的工藝用水；一個存儲裝置(160、160a)，用來存儲泥渣粉末；以及一個泥渣粉末上料裝置(190、190a)，用于通過一個氣動傳送管道(200a、200b)把從泥渣粉末存儲裝置排放出來的泥渣粉末裝入分配器(210a、210b)中。分配器(210)分別連接在最終還原反應器(30)和預加熱反應器(10)上，通過泥渣粉末管道(300和400)吹入處理過的泥渣粉末。根據(jù)泥渣的后處理工藝，本發(fā)明降低了最終泥渣排放量和處理成本，提高了煉鐵系統(tǒng)的生產率。
文檔編號C21B13/14GK1498279SQ02803068
公開日2004年5月19日 申請日期2002年8月9日 優(yōu)先權日2001年8月9日
發(fā)明者申明均, 周相勛, 李晙赫 申請人:Posco公司, 浦項產業(yè)科學研究院