專利名稱：:還原熔煉鐵礦石的方法本發(fā)明是有關(guān)對所謂直接煉鐵方法的改進，更確切地，是涉及防止預(yù)還原爐中成團的方法以及達到預(yù)還原爐還原效率的改進。作為不使用鼓風爐而制造生鐵的技術(shù)，所謂的直接煉鐵方法正成為公眾注意的中心，並已經(jīng)開發(fā)有KR法，COIN法、Kawa-Tetsu法和Sumi-Kin法作為小規(guī)模生產(chǎn)鐵的技術(shù)。這些方法都要求預(yù)還原爐和還原熔煉爐。豎爐和流化床焙燒爐已被認為是預(yù)還原爐的例子。直接煉鐵方法的原理如圖2所說明的，其中將還原熔煉爐2所逸出的並含CO為主要成分(也含有CO2、H2和H2O)的高溫氣體G1作為熱源和還原劑加入預(yù)還原爐1，而預(yù)先將生鐵置于還原熔煉爐2中並保持熔融狀態(tài)，然后在其中引入碳物料和氧氣(或空氣)以達到供給熱源和還原氣體，將已經(jīng)在預(yù)還原爐1中部分還原的鐵礦石(在后面稱作“預(yù)還原鐵C”)裝入還原熔煉爐，使在其中最終完成還原，然后取出所得的產(chǎn)品生鐵F。在本發(fā)明的方法中，將碳物料和氧氣加入溫度超過1500℃的熔融鐵中，這樣如果將其直接加入預(yù)還原爐1中，則不管預(yù)還原爐是豎爐型的或流態(tài)化床型的將發(fā)生鐵礦石塊相互熔融(成團現(xiàn)象)，導(dǎo)致從預(yù)還原爐中卸料困難。在致力于補救這一缺點的過程中，本申請的發(fā)明人已經(jīng)完成了一種技術(shù)。如圖1的虛線所示並已申請專利(日本專利申請163950/84和191330/84)的該技術(shù)是將碳氫化合物類(來自任何原料，例如石油或煤)加入預(yù)還原爐1並用碳涂覆同一爐子中的鐵礦石(圖1中Or)。至于涂覆碳的方法，在上述在先申請的說明書中闡明了其細節(jié)，但典型的方法舉例如下(1)將碳氫化合物，如在煉油過程中得到的重油、瀝青或由煤得到的煤焦油或瀝青噴射到鐵礦石上並在400-600℃熱分解，以便在鐵礦石表面沉積焦炭的方法。(2)將上述碳氫化合物材料和鐵礦石混合並加熱，使鐵礦石表面涂覆由熱分解形成的焦炭的方法。然而，涂覆碳的方法不限于上述方法，可以采用各種方法。從另一方面來說，在還原熔煉爐中，作為符合降低使用煤數(shù)量要求的方法，有一種公知的方法(所謂二次燃燒)，其中使燃燒剛好在上述高溫氣體G1中的CO和H2逸出后發(fā)生，這就是，使燃燒在生鐵熔池的表面進行，並進行熱的回收。這一方法的意義在于，達到了其特有的目的。但是，由于上述燃燒的結(jié)果，提高了CO2和H2O的濃度，而CO和H2的濃度由于以下反應(yīng)而降低因此，氣體G1的還原性降低並必然地要求增加對預(yù)還原爐的加料。然而，由于上述燃燒是一種放熱反應(yīng)，氣體G1的溫度值處于進一步升高狀態(tài)，所以上述成團現(xiàn)象更可能發(fā)生。因此，從避免成團的角度出發(fā)，在預(yù)還原爐中的操作溫度受到限制，在豎爐中使用球團礦或塊礦時，通?？紤]操作溫度的上限為830℃左右。在流化床焙燒爐中，溫度780℃左右被認為是上限。因此，通過使用一個冷卻裝置降低進入預(yù)還原爐的氣體G1的溫度以及引起降低還原效率是不可避免的。在這些情況下，對預(yù)還原爐中的鐵礦石涂覆碳變得愈加重要，而且現(xiàn)在被認為是直接煉鐵工藝中的一種主要方法，而與所使用的涂覆工序是在對預(yù)還原爐加料之前或是在同一個爐子中無關(guān)。然而，在上述在先申請的發(fā)明中，既沒有涉及涂覆碳以外的技術(shù)，也沒有給出在涂覆工序中利用逸出氣體的任何考慮。按照考慮到上述情況完成的本發(fā)明，提供了一種方法，該方法不僅能防止在預(yù)還原爐中的成團現(xiàn)象，而且能有效地利用涂覆碳逸出的氣體並能達到冷卻高溫氣體G1以及改善還原性。本發(fā)明的要點在于，在鐵礦石表面涂覆碳的狀態(tài)進行預(yù)還原，並將在涂覆處理中逸出的H2和碳氫化合物氣體供入預(yù)還原爐以加快還原速率。按照我們的發(fā)現(xiàn)，對起始鐵礦石涂覆碳不僅防止了鐵礦石彼此熔合，而且也以下列方式部分地與摻入高溫氣體G1中的CO2和H2O起反應(yīng);從而增強了氣體G1的還原性另一方面，在用碳涂覆鐵礦石表面的工序中，采用了將石油或煤的碳氫化合物類加熱並以此涂覆鐵礦石表面的方法，這樣推斷出放出裂化氣G2。因此，作為一個實例試驗的結(jié)果，所得到的這些結(jié)果示于表1。氣體溫度約400℃。表1(%)<tablesid="table1"num="001"><tablealign="center">H27.6C3H86.3CH436.2C3H611.0C2H613.3C4H613.2C2H412.6--</table></tables>以下的情況已搞清，不僅逸出氣體的總量，而且還有組分及百分數(shù)，隨涂覆所用的碳氫化合物材料而有差別，特別是逸出氣體的總量隨涂覆溫度而不同。通常，發(fā)現(xiàn)逸出氣體的百分數(shù)約為所用碳氫化合物材料重量的10-40%。另一方面，馬上將提到以CO為主的高溫氣體G1。作為加入還原熔煉爐的碳物料，通常是使用煤或焦炭，其加入量幾乎是由進入還原熔煉爐的預(yù)還原鐵C中所含的未還原鐵礦石的量所決定;通常為350-750公斤/每噸熔融鐵。碳物料在還原熔煉爐中氣化，由此逸出以CO為主的高溫氣體G1。氣體G1的組成、百分數(shù)和總量隨碳物料和不同的其他條件而不同，但有代表性的組成列于表2。表2(%)<tablesid="table2"num="002"><tablealign="center">COCO2H2H2O67.67.517.57.4</table></tables>逸出氣體G1在1500℃以上的高溫排出，這樣通過將裂化氣G2(約400℃)摻入其中，達到冷卻到適于預(yù)還原並不發(fā)生成團的氣體溫度。因此，熱損失如同在現(xiàn)有技術(shù)中通過費事地使用一個冷卻裝置將熱量釋放到外部一樣。在裂化氣G2的組成中，H2以外的組分列于表1，它們將不顯示任何還原劑的功能。但這里是采用了一種混合上述逸出氣體G1和裂化氣G2的方法，將發(fā)生按照下述化學反應(yīng)所表示的分解，由此預(yù)期到形成具有強還原功能的CO和H2由鐵礦石方面供給的氧也有助于這些分解反應(yīng)。此外，通常已知，上述分解反應(yīng)在有金屬鐵作為催化劑存在時才有效。在這方面，當部分發(fā)生還原時，金屬鐵開始存在于預(yù)還原爐中，所以在這一點上在預(yù)還原爐中也非常有效的實現(xiàn)上述反應(yīng)。如果采用如圖1說明的方法，其中鐵礦石涂覆碳的設(shè)備3設(shè)置在預(yù)還原爐1的前面，來自涂覆設(shè)備3的裂化氣G2和逸出氣體G1混合，隨后加入預(yù)還原爐1的下部，因此上述分解反應(yīng)(5)和(6)將提前完成，因為上述還原的鐵存在于預(yù)還原爐1的底部，並從而在對還原劑組分和溫度調(diào)整后，氣體混合物被供入爐1中。這是較為方便的。從而，通過將裂化氣G2與逸出氣體G1混合，供給預(yù)還原爐一種具有高還原組分濃度和不和不引起成團(但適于還原反應(yīng))溫度值的還原氣體。因此，可以對改進預(yù)還原的效率和防止成團作出重大貢獻。另外，預(yù)還原效率的改進意味著有助于減輕還原熔煉爐的負荷，並從而可能減少供給還原熔煉爐的碳物料等的量。這從經(jīng)濟觀點出發(fā)也是合適的。此外，如分解反應(yīng)方程式(5)和(6)所示，逸出氣體G1中的CO2和H2O轉(zhuǎn)變成還原組分並從而得到有效利用。即使最終方程式(5)的反應(yīng)沒有充分進行，一部分CO2保持未反應(yīng)並以這一狀態(tài)進入預(yù)還原爐，作為在鐵礦石上面涂層的碳如下所示轉(zhuǎn)變成CO並有助于改進還原性實施例圖1為示出本發(fā)明典型實施例的示意圖，其中用相同的參照號碼表明和圖2一樣的功能部分。將鐵礦石Or和碳氫化合物加入涂覆碳設(shè)備3並將涂覆碳的鐵礦石供入預(yù)還原爐1。另一方面，裂化氣G2作為從涂覆碳設(shè)備3的排出氣體與流向預(yù)還原爐1的逸出氣體G1結(jié)合，由此在引入預(yù)還原爐1之前使發(fā)生分解反應(yīng)，以增強還原性並將溫度降低到不發(fā)生熔化的范圍。以下為上述方法中的加料及氣體方面的制備。鐵礦石加料1.43噸煤焦油加料(涂覆設(shè)備)100公斤/噸生鐵碳物料加料(還原熔化爐)640公斤/噸生鐵氧氣供給(-同上-)430Nm3/噸生鐵生產(chǎn)生鐵1噸氣體G1(表2的組成)1200公斤/噸生鐵預(yù)還原爐下部的氣體組成表3表3(%)按照上述所構(gòu)成的本發(fā)明，由于鐵礦石表面涂覆了碳，防止了基于在預(yù)還原爐中鐵礦石表面熔化成團，並由于采用了有效地利用在鐵礦石上由碳分解生成的裂化氣體，能夠有效地降低從還原熔煉爐逸出氣體的溫度並有助于改進還原性。因此，改進了預(yù)還原爐的還原效率。進而其結(jié)果是，能夠減少供入還原熔煉爐的碳物料等的量並大大有助于降低直接煉鐵方法所需的成本。圖1是一個簡明示意圖，示出了實施本發(fā)明方法設(shè)備的一個例子，圖2為常規(guī)設(shè)備的簡明示意圖。1.……預(yù)還原爐2.……還原熔煉爐3.……涂覆碳設(shè)備權(quán)利要求1.一種還原熔煉鐵礦石的方法，通過使固態(tài)的鐵礦石在預(yù)還原爐中經(jīng)受預(yù)還原，然后使其在還原熔煉爐中受到還原熔煉，其特征在于鐵礦石的表面在一個涂覆設(shè)備中涂覆碳並將其供入預(yù)還原，將在上述的涂覆處理期間逸出的H2氣和碳氫化合物氣體供入上述的預(yù)還原爐以加快還原速率。2.按照權(quán)利要求1的方法，其中碳氫化合物材料噴射鐵礦石或與鐵礦混合，然后熱分解以對鐵礦石表面涂覆碳並以這一狀態(tài)進行預(yù)還原。3.按照權(quán)利要求1的方法，其中在鐵礦石表面涂覆碳期間逸出的H2氣和碳氫化合物氣體與從還原熔煉爐逸出的高溫氣體混合並將所得到的氣體混合物由同一爐子的下部加入到預(yù)還原爐。專利摘要本發(fā)明是有關(guān)所謂直接煉鐵方法的改進，通過使固態(tài)的鐵礦石在預(yù)還原爐中進行預(yù)還原，然后使其在還原熔煉爐中進行還原熔煉，其特點是在鐵礦石的表面在一個涂覆設(shè)備中涂覆碳并將其送入預(yù)還原，將在上述涂覆處理期間逸出的氫氣和碳氫化合物氣體送入上述還原爐以加快還原速率。本方法可減少供入還原熔煉爐的碳物料等的量并大大有助于降低直接煉鐵方法所需的成本。文檔編號C21B13/02GK86104943SQ86104943公開日1987年7月15日申請日期1986年7月19日發(fā)明者關(guān)義和,渡邊良,今西信之申請人:株式會社神戶制鋼所導(dǎo)出引文BiBTeX,EndNote,RefMan