專利名稱：回收鐵粉的設(shè)備和包括該設(shè)備的制造鐵水的設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種回收粉礦的設(shè)備和一種具有該回收粉礦的設(shè)備的制造鐵 水的設(shè)備，更具體地講，涉及一種用于收集在尾氣中存在的粉礦并將回收的 粉礦循環(huán)利用的回收粉礦的設(shè)備和一種包括該回收粉礦的設(shè)備的制造鐵水的設(shè)備。
背景技術(shù)：
鋼鐵產(chǎn)業(yè)是為建筑和汽車、輪船、家用電器及我們使用的很多其它產(chǎn)品 的制造提供所需要的基礎(chǔ)材料的核心產(chǎn)業(yè)。鋼鐵產(chǎn)業(yè)也是與人類共同進(jìn)步的 具有最長(zhǎng)歷史之一的產(chǎn)業(yè)。在鋼鐵產(chǎn)業(yè)中起到關(guān)鍵作用的鐵廠中，在利用作 為原材料的鐵礦石和煤生產(chǎn)鐵水(處于熔融態(tài)的生鐵)之后，由鐵水生產(chǎn)鋼， 然后供應(yīng)給客戶。
當(dāng)前，世界鐵產(chǎn)量的大約60%是利用自14世紀(jì)以來(lái)發(fā)展的高爐生產(chǎn)的。 根據(jù)高爐法，將經(jīng)過(guò)燒結(jié)工藝的鐵礦石和利用煙煤作為原料生產(chǎn)的焦炭一起 裝進(jìn)高爐中，并向高爐中提供氧氣以將鐵礦石還原成鐵，從而生產(chǎn)鐵水。
考慮到反應(yīng)的特性，制造鐵水的工廠中最普遍的高爐法要求原材料具有 至少預(yù)定等級(jí)的強(qiáng)度并具有在爐內(nèi)能夠保證滲透性的粒度。由于這種原因， 如上所述，使用通過(guò)處理特定原煤得到的焦炭作為將要用作燃料和還原劑的 碳源。此外，經(jīng)過(guò)連續(xù)成塊工藝的燒結(jié)礦主要被用作鐵源。
因此，現(xiàn)代高爐法需要原材料預(yù)處理設(shè)備，例如焦炭生產(chǎn)設(shè)備和燒結(jié)設(shè) 備。即，除了高爐，現(xiàn)代高爐法需要配備輔助設(shè)施，還需要具有防止和使輔 助設(shè)施產(chǎn)生的污染最小化的設(shè)備。因此，存在由于在額外的設(shè)施和設(shè)備上的 大量投資導(dǎo)致生產(chǎn)成本升高的問(wèn)題。
為解決高爐法的這些問(wèn)題，在全世界的鐵工廠中已經(jīng)作出了巨大努力， 來(lái)開(kāi)發(fā)通過(guò)直接使用原煤作為燃料和還原劑并通過(guò)直接使用占世界礦石產(chǎn)量 80%以上的粉礦來(lái)生產(chǎn)鐵水的冶煉還原工藝。
根據(jù)冶煉還原工藝的制造鐵水的設(shè)備包括還原反應(yīng)器，用于還原鐵礦石；熔融氣化爐，在熔融氣化爐中形成煤填充床。熔融氣化爐與還原反應(yīng)器 相連。在室溫下粉礦和添加劑被加入到流化床還原反應(yīng)器中以進(jìn)行預(yù)還原。
由于從熔融氣化爐將熱的還原氣體提供到流化床還原反應(yīng)器中，所以處 于室溫的粉礦和添加劑的溫度通過(guò)接觸熱的還原氣體而升高。室溫下的粉礦 和添加劑在流化床還原反應(yīng)器中被還原并成為可塑體(plasticized )。將粉礦 裝入鐵粉存儲(chǔ)箱中存儲(chǔ)，然后通過(guò)制造團(tuán)礦的設(shè)備將粉礦制成團(tuán)礦，然后將
同時(shí)，當(dāng)從流化床還原反應(yīng)器將粉礦裝入鐵粉存儲(chǔ)箱時(shí)，流化床還原反 應(yīng)器中的尾氣也被一起裝入到鐵粉存儲(chǔ)箱中。在通過(guò)連接到粉礦存儲(chǔ)箱的尾 氣管將尾氣轉(zhuǎn)移到尾氣處理設(shè)備后，尾氣中含有的粉塵被去除且尾氣被冷卻， 然后將尾氣排出。然而，從粉礦存儲(chǔ)箱中排出的尾氣含有大量的粉礦。這導(dǎo) 致粉塵收集設(shè)備被堵塞并使產(chǎn)生的廢渣量增加，從而增加原生產(chǎn)成本。此外， 通過(guò)排出的氣體分散的粉塵污染空氣。
為了降低原生產(chǎn)成本并減少空氣污染，提供了 一種通過(guò)收集從鐵粉存儲(chǔ) 箱排出的尾氣中存在的粉礦并將收集的粉礦循環(huán)利用來(lái)回收鐵粉的設(shè)備。此 外，提供一種包括該回收鐵粉的設(shè)備的制造鐵水的設(shè)備。 技術(shù)方案
根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的回收鐵粉的設(shè)備包括鐵粉存儲(chǔ)箱和旋風(fēng)分離器，旋 風(fēng)分離器收集在從鐵粉存儲(chǔ)箱提供的尾氣中的鐵粉。
回收鐵粉的設(shè)備還可以包括尾氣管，尾氣管被安裝為從鐵粉存儲(chǔ)箱的上 側(cè)連接到旋風(fēng)分離器的側(cè)表面，尾氣管將尾氣從鐵粉存儲(chǔ)箱提供給旋風(fēng)分離 器。此外，回收鐵粉的設(shè)備還可以包括滑門(mén)(slidegate)，滑門(mén)安裝在旋風(fēng)分 離器下方，滑門(mén)將收集的鐵粉裝入鐵粉存儲(chǔ)箱。
滑門(mén)可以包括第一滑門(mén)，連接到旋風(fēng)分離器的下側(cè)；第二滑門(mén)，連接 到鐵粉存儲(chǔ)箱的上側(cè)；回收漏斗(hopper),布置在第一滑門(mén)和第二滑門(mén)之間。
回收鐵粉的設(shè)備還可以包括供氣裝置，供氣裝置安裝為連接到回收漏斗 并在回收漏斗中形成正壓。供氣裝置可以向回收漏斗提供氮?dú)狻?br> 回收鐵粉的設(shè)備還可以包括旁路線(bypass lme)，旁路線連接到尾氣管

發(fā)明內(nèi)容
技術(shù)問(wèn)題以使尾氣不經(jīng)過(guò)旋風(fēng)分離器而排出到排氣系統(tǒng)。回收鐵粉的設(shè)備還可以包括 安裝在旋風(fēng)分離器上側(cè)的旋風(fēng)尾氣管，旋風(fēng)尾氣管將旋風(fēng)分離器中與鐵粉分 離后的尾氣排到排氣系統(tǒng)。
根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的制造鐵水的設(shè)備包括至少一個(gè)流化床還原反應(yīng)器， 所述至少 一個(gè)流化床還原反應(yīng)器還原鐵粉并使鐵粉成為可塑體；回收鐵粉的 設(shè)備，從流化床還原反應(yīng)器排出的鐵粉被裝入回收鐵粉的設(shè)備；制造壓縮鐵 的設(shè)備，制造壓縮鐵的設(shè)備將回收鐵粉的設(shè)備提供的鐵粉鑄模并制造壓縮鐵； 熔融氣化爐，壓縮鐵被裝入熔融氣化爐，氧氣被注入熔融氣化爐，熔融氣化 爐制造鐵水；還原氣體供給線，將從熔融氣化爐排出的還原氣體提供給流化 床還原反應(yīng)器。
本。此外，減少了包含在尾氣中的鐵粉的量以防止除塵設(shè)備的管道被堵塞， 從而可以提高安裝操作效率并減少尾氣導(dǎo)致的空氣污染。


圖1是根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的制造鐵水的設(shè)備的示意圖； 圖2是根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的回收鐵粉的設(shè)備的示意圖； 圖3和圖4分別是示出回收鐵粉的設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)的示意圖。
具體實(shí)施例方式
為使本發(fā)明所屬領(lǐng)域的技術(shù)人員容易地執(zhí)行本發(fā)明，以下，將參照最優(yōu) 選實(shí)施例和附圖來(lái)詳細(xì)說(shuō)明本發(fā)明的示例性實(shí)施例。然而，實(shí)施例只是舉例 說(shuō)明本發(fā)明，本發(fā)明不限于此。
圖1示意性示出了根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的制造鐵水的設(shè)備100。圖1中示 出的制造鐵水的設(shè)備100的結(jié)構(gòu)只是舉例說(shuō)明本發(fā)明，本發(fā)明不限于此。因 此，制造鐵水的設(shè)備100可以形成為其它結(jié)構(gòu)且可以包括其它裝置。
如圖1所示，制造鐵水的設(shè)備100包括作為還原反應(yīng)器的流化床還原反 應(yīng)器IO、回收鐵粉的設(shè)備20、制造壓縮鐵的設(shè)備30、熔融氣化爐40和還原 氣體供給線50。此外，制造鐵水的設(shè)備IOO還可以包括連接在制造壓縮鐵的 設(shè)備30和熔融氣化爐40之間的熱壓平衡裝置60。此外，制造鐵水的設(shè)備100 可以包括制造鐵水所需的其它裝置。流化床形成在彼此連接的流化床反應(yīng)器10中以在流化床中還原鐵礦粉。
通過(guò)還原氣體供給線50將從熔融氣化爐40排出的還原氣體供應(yīng)給每個(gè)流化 床還原反應(yīng)器10。還原氣體在流化床還原反應(yīng)器10中流動(dòng)并還原鐵礦粉。
在這種情況下，可以通過(guò)將添加劑與鐵礦粉混合來(lái)使用添加劑。
同時(shí)，可以提供多個(gè)流化床還原反應(yīng)器10。例如，如圖l所示，流化床 還原反應(yīng)器10包括預(yù)熱還原反應(yīng)器10a、第一預(yù)還原反應(yīng)器10b、第二預(yù)還 原反應(yīng)器10c和最終還原反應(yīng)器10d。
回收鐵粉的設(shè)備20連接到最終還原反應(yīng)器10d并回收還原的鐵粉?；厥?鐵粉的設(shè)備20將還原的鐵粉作為還原材料提供給安裝在回收鐵粉的設(shè)備20 之下的制造壓縮鐵的設(shè)備30。下文中將解釋對(duì)回收鐵粉的設(shè)備20進(jìn)行的詳 細(xì)描述。
制造壓縮鐵的設(shè)備30將所述還原材料壓縮以保證熔融氣化爐40的滲透 性并防止粉塵擴(kuò)散。制造壓縮鐵的設(shè)備30包括裝料漏斗32、 一對(duì)輥34、破 碎機(jī)36和壓縮鐵存儲(chǔ)箱38。此外，如果需要，制造壓縮鐵的設(shè)備30還可以 包括其它裝置。
裝料漏斗32回收從回收鐵粉的設(shè)備20提供的還原材料， 一對(duì)輥34將還 原材料壓縮以制造壓縮的還原材料。破碎機(jī)36將壓縮的還原材料破碎成合適 的尺寸，壓縮鐵存儲(chǔ)箱38臨時(shí)存儲(chǔ)破碎的還原材料。
熱壓平衡裝置60位于制造壓縮鐵的設(shè)備30和熔融氣化爐40之間。熱壓 平衡裝置60安裝在熔融氣化爐40之上以控制熔融氣化爐40的壓力。由于熔 融氣化爐40中的壓力高，熱壓平衡裝置60均勻地控制壓力，從而容易地將 破碎的壓縮鐵裝進(jìn)熔融氣化爐40中。
將塊煤或由煤粉模制的型煤提供給熔融氣化爐40，從而在熔融氣化爐40 中形成煤填充床。裝入熔融氣化爐40的塊煤或型煤通過(guò)在煤填充床的上部的 熱解反應(yīng)和在煤填充床的下部的由氧氣引起的燃燒反應(yīng)而氣化。
到最終還原反應(yīng)器10d的后端部的還原氣體供給線50被提供到流化床還原反 應(yīng)器IO,從而作為還原劑和流態(tài)化氣體被使用。下面將更詳細(xì)地描述圖1中 的回收鐵粉的設(shè)備20。
圖2示意性地示出了圖1的回收鐵粉的設(shè)備20。
回收鐵粉的設(shè)備20包括鐵粉存儲(chǔ)箱22、尾氣管24、旋風(fēng)分離器26、滑門(mén)28和旁路線29。鐵粉存儲(chǔ)箱22連接到上述流化床還原反應(yīng)器10 (示出在 圖1中，下同)。鐵粉存儲(chǔ)箱22存儲(chǔ)流化床還原反應(yīng)器IO提供的鐵粉。尾氣 管24布置為將鐵粉存儲(chǔ)箱22的上側(cè)和旋風(fēng)分離器26的側(cè)表面連接。尾氣通 過(guò)尾氣管24傳遞到旋風(fēng)分離器26。尾氣包含大量的鐵粉。
尾氣管26a安裝在旋風(fēng)分離器26之上，滑門(mén)28安裝在旋風(fēng)分離器26 之下?；T(mén)28具有能夠打開(kāi)和關(guān)閉的結(jié)構(gòu)以將收集在旋風(fēng)分離器26中的鐵 粉再裝進(jìn)鐵粉存儲(chǔ)箱22。
此外，滑門(mén)28可以包括第一滑門(mén)28a，與旋風(fēng)分離器26的下側(cè)連接； 第二滑門(mén)28b，與鐵粉存儲(chǔ)箱22的上側(cè)連接；回收漏斗28c，設(shè)置為連接在 第 一滑門(mén)28a和第二滑門(mén)28b之間。在這種情況下，第 一滑門(mén)28a和第二滑 門(mén)28b獨(dú)立地打開(kāi)和關(guān)閉。旁路線29從尾氣管24不經(jīng)過(guò)旋風(fēng)分離器26連接 到排氣系統(tǒng)(未示出)。
在具有上述結(jié)構(gòu)的回收鐵粉的設(shè)備20中，從鐵粉存儲(chǔ)箱22排出的尾氣 中含有的鐵粉在通過(guò)尾氣管24之后進(jìn)入旋風(fēng)分離器26。在這種情況下，鐵 粉在旋風(fēng)分離器26中下沉，鐵粉由于比重差異被分離，同時(shí)分離出鐵粉后的 尾氣從旋風(fēng)尾氣管26a排到排氣系統(tǒng)(未示出)并經(jīng)過(guò)除塵工序。在這種情 況下，下沉到旋風(fēng)分離器26下側(cè)的鐵粉穿過(guò)滑門(mén)28再進(jìn)入鐵粉存儲(chǔ)箱22。 同時(shí)，如果旋風(fēng)分離器26被堵塞或出現(xiàn)故障，則鐵粉存儲(chǔ)箱22中的尾氣不 穿過(guò)旋風(fēng)分離器26,而是穿過(guò)尾氣管24和旁路線29，從而排到排氣系統(tǒng)(未 示出)中并經(jīng)過(guò)除塵工序。
圖3和圖4是分別示出滑門(mén)28的運(yùn)行狀態(tài)的示意圖。
如圖3所示，在第二滑門(mén)28b關(guān)閉且供氣裝置28d連接到滑門(mén)28的狀態(tài) 下，第一滑門(mén)28a打開(kāi)以將在旋風(fēng)分離器26中收集的鐵粉再裝入。在這種情 況下，第一滑門(mén)28a打開(kāi)大約10秒。從第一滑門(mén)28a下來(lái)的鐵粉回收在安裝 在第一滑門(mén)28a和第二滑門(mén)28b之間的回收漏斗28c中。
之后，如圖4所示，在第一滑門(mén)28a關(guān)閉時(shí)，第二滑門(mén)28b打開(kāi)。在這 種情況下，在第二滑門(mén)28b打開(kāi)的同時(shí)，供氣裝置28d向回收漏斗28c提供 諸如氮?dú)獾亩栊缘臍怏w。因此，回收漏斗28c中的壓力變得比鐵粉存儲(chǔ)箱22 中的壓力高。因此，防止了鐵粉由于鐵粉存儲(chǔ)箱22中的壓力而被排出鐵粉存 儲(chǔ)箱22。如上所述，收集在旋風(fēng)分離器26中的鐵粉在穿過(guò)滑門(mén)28之后被再 次裝進(jìn)鐵粉存儲(chǔ)箱22。將鐵粉供應(yīng)到制造壓縮鐵的設(shè)備再利用。同時(shí)，從旋風(fēng)尾氣管排出的尾氣在排氣系統(tǒng)中經(jīng)過(guò)除塵工序去除尾氣中
的粉塵。實(shí)施除塵工序的排氣系統(tǒng)可以包括預(yù)除塵器、排氣氣泡器(bubbler )、排氣除塵器和排氣壓縮機(jī)。進(jìn)入排氣系統(tǒng)的尾氣在預(yù)除塵器和排氣除塵器中經(jīng)歷兩級(jí)除塵工序。
在這種情況下，如上所述，鐵粉再次收集在回收鐵粉的設(shè)備中并裝入鐵粉存儲(chǔ)箱，從而相對(duì)減少了從尾氣管排出的尾氣中鐵粉的量。因此，很大程度上減少了排氣系統(tǒng)的管道由于鐵粉而堵塞的現(xiàn)象。
盡管已經(jīng)參照本發(fā)明的示例性實(shí)施例具體示出并描述了本發(fā)明，但本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)該理解的是，在不脫離由權(quán)利要求限定的本發(fā)明的精神和范圍的情況下，可以在形式和細(xì)節(jié)上作出各種改變。
權(quán)利要求
1、一種回收鐵粉的設(shè)備，所述設(shè)備包括鐵粉存儲(chǔ)箱；旋風(fēng)分離器，收集從鐵粉存儲(chǔ)箱提供的尾氣中的鐵粉。
2、 如權(quán)利要求1所述的設(shè)備，所述設(shè)備還包括尾氣管，尾氣管安裝為從 鐵粉存儲(chǔ)箱的上側(cè)連接到旋風(fēng)分離器的側(cè)表面，尾氣管將鐵粉存儲(chǔ)箱中的尾 氣提供給旋風(fēng)分離器。
3、 如權(quán)利要求2所述的設(shè)備，所述設(shè)備還包括滑門(mén)，滑門(mén)安裝在旋風(fēng)分 離器下方，滑門(mén)將收集的鐵粉裝入鐵粉存儲(chǔ)箱。
4、 如權(quán)利要求3所述的設(shè)備，其中，滑門(mén)包括 第一滑門(mén)，連接到旋風(fēng)分離器的下側(cè)；第二滑門(mén)，連接到鐵粉存儲(chǔ)箱的上側(cè)； 回收漏斗，布置在第一滑門(mén)和第二滑門(mén)之間。
5、 如權(quán)利要求4所述的設(shè)備，所述設(shè)備還包括供氣裝置，供氣裝置安裝 為連接到回收漏斗并在回收漏斗中形成正壓。
6、 如權(quán)利要求5所述的設(shè)備，其中，供氣裝置向回收漏斗提供氮?dú)狻?br> 7、 如權(quán)利要求2所述的設(shè)備，所述設(shè)備還包括旁路線，旁路線連接到尾 氣管以使尾氣不經(jīng)過(guò)旋風(fēng)分離器而排出到排氣系統(tǒng)。
8、 如權(quán)利要求1所述的設(shè)備，所述設(shè)備還包括旋風(fēng)尾氣管，旋風(fēng)尾氣管 安裝在旋風(fēng)分離器上側(cè)，旋風(fēng)尾氣管將旋風(fēng)分離器中與鐵粉分離后的尾氣排 到排氣系統(tǒng)。
9、 一種制造鐵水的設(shè)備，所述設(shè)備包括至少一個(gè)流化床還原反應(yīng)器，所述至少一個(gè)流化床還原反應(yīng)器還原鐵粉 并使鐵粉成為可塑體；回收鐵粉的設(shè)備，從流化床還原反應(yīng)器排出的鐵粉被裝入回收鐵粉的設(shè)備；制造壓縮鐵的設(shè)備，制造壓縮鐵的設(shè)備將回收鐵粉的設(shè)備提供的鐵粉鑄 模并制造壓縮鐵；熔融氣化爐，壓縮4失纟皮裝入熔融氣化爐，氧氣4t注入熔融氣化爐，熔融 氣化爐制造鐵水；還原氣體供給線，將從熔融氣化爐排出的還原氣體提供給流化床還原反應(yīng)器，其中，回收鐵粉的設(shè)備包括鐵粉存儲(chǔ)箱和旋風(fēng)分離器，旋風(fēng)分離器收集 從鐵粉存儲(chǔ)箱提供的尾氣中的鐵粉。
10、 如權(quán)利要求9所述的設(shè)備，所述設(shè)備還包括尾氣管，尾氣管安裝為 從鐵粉存儲(chǔ)箱的上側(cè)連接到旋風(fēng)分離器的側(cè)表面，尾氣管將鐵粉存儲(chǔ)箱中的 尾氣提供給旋風(fēng)分離器。
11、 如權(quán)利要求IO所述的設(shè)備，所述設(shè)備還包括滑門(mén)，滑門(mén)安裝在旋風(fēng) 分離器下方，滑門(mén)將收集的鐵粉裝入鐵粉存儲(chǔ)箱。
12、 如權(quán)利要求11所述的設(shè)備，其中，滑門(mén)包括 第一滑門(mén)，連接到旋風(fēng)分離器的下側(cè)；第二滑門(mén)，連接到鐵粉存儲(chǔ)箱的上側(cè)； 回收漏斗，布置在第一滑門(mén)和第二滑門(mén)之間。
13、 如權(quán)利要求12所述的設(shè)備，所述設(shè)備還包括供氣裝置，供氣裝置安 裝為連接到回收漏斗并在回收漏斗中形成正壓。
14、 如權(quán)利要求13所述的設(shè)備，其中，供氣裝置向回收漏斗提供氮?dú)狻?br> 15、 如權(quán)利要求IO所述的設(shè)備，所述設(shè)備還包括旁路線，旁路線連接到 尾氣管以使尾氣不經(jīng)過(guò)旋風(fēng)分離器而排出到排氣系統(tǒng)。
16、 如權(quán)利要求9所述的設(shè)備，所述設(shè)備還包括旋風(fēng)尾氣管，旋風(fēng)尾氣 管安裝在旋風(fēng)分離器上側(cè)，旋風(fēng)尾氣管將旋風(fēng)分離器中與鐵粉分離后的尾氣 排到排氣系統(tǒng)。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種回收粉礦的設(shè)備和一種包括該回收粉礦的設(shè)備的制造鐵水的設(shè)備?；厥砧F粉的設(shè)備包括鐵粉存儲(chǔ)箱和旋風(fēng)分離器，旋風(fēng)分離器收集從鐵粉存儲(chǔ)箱提供的尾氣中的鐵粉。
文檔編號(hào)C21B13/00GK101578378SQ200780048487
公開(kāi)日2009年11月11日 申請(qǐng)日期2007年12月24日 優(yōu)先權(quán)日2006年12月27日
發(fā)明者趙一顯, 金度昇, 金洙淵 申請(qǐng)人:Posco公司