專利名稱：制備金屬鐵的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種制備金屬鐵的方法，更具體而言，涉及一種制備金屬鐵的方法，其是用來通過下面的方法而制備金屬鐵的向移動(dòng)爐床式還原熔煉爐的移動(dòng)爐床上供給含有含碳還原劑如煤和鐵氧化物如鐵礦石的混合物，加熱混合物以還原熔煉鐵氧化物，然后冷卻由此得到的金屬鐵，并且對(duì)該方法進(jìn)行了改善，其可以在穩(wěn)定性條件下進(jìn)行上面所述生產(chǎn)方法的連續(xù)操作，同時(shí)使?fàn)t床的損壞最小化或在操作期間修復(fù)爐床損壞的表面面積。
背景技術(shù)：
對(duì)于制備還原鐵的方法，有這樣一種已知的方法，向旋轉(zhuǎn)爐的爐床上或移動(dòng)爐床式例如帶式焙燒機(jī)式的還原熔煉爐上裝入含有含碳還原劑如煤和鐵氧化物如鐵礦石的混合物，在爐子中用輻射熱加熱混合物，同時(shí)在爐中移動(dòng)混合物，然后用任何適宜的排放裝置如螺旋式設(shè)備從爐床向爐子的外面排放通過用含碳還原劑還原鐵氧化物而得到的還原鐵。
但是，在以例如球丸的形式作為燒結(jié)礦提供混合物的情況下，當(dāng)向爐床上裝入燒結(jié)礦時(shí)，由燒結(jié)礦產(chǎn)生的粉末與下落物等一起在爐床上聚積。聚積的粉末與燒結(jié)礦一起被加熱和還原，由此聚積的粉末變成粉末狀的還原鐵并且燒結(jié)礦變成粒狀還原鐵。由排放螺桿將粒狀還原鐵從爐子中排放出來，而通過排放螺桿將粉末狀還原鐵擠壓進(jìn)入爐床的表面。因此，在連續(xù)操作中發(fā)生問題，原因在于隨著粉末狀還原鐵擠壓進(jìn)入爐床的表面的量增加，在反復(fù)由排放螺桿施加的擠壓力下，還原鐵粉末粘附在一起并且在爐床表面上形成鐵片。在移動(dòng)爐床式還原爐中，由于加熱與還原區(qū)處于高溫，但原料裝入?yún)^(qū)和排放區(qū)處于相對(duì)低的溫度下，所以在爐床表面上形成的鐵片傾向于破裂或翹曲，原因在于這種在區(qū)域間的溫差。然后，如果由變形的鐵片絆住排放螺桿，導(dǎo)致如操作停止的麻煩。
由本發(fā)明人在以前提出了一種解決上面所述問題的技術(shù)(日本專利3075721)。根據(jù)所建議的技術(shù)，伴隨燒結(jié)礦一起進(jìn)入爐子的粉末和由燒結(jié)礦產(chǎn)生的粉末在爐床表面上聚積，在爐床上形成氧化鐵層，并且在操作期間排放裝置間歇或連續(xù)地向爐子頂部移動(dòng)，同時(shí)調(diào)整在排放裝置與在移動(dòng)爐床表面上形成的氧化鐵層之間的間隙。由此可以抑制粉末狀還原鐵由排放裝置擠壓進(jìn)入爐床的表面，并且可以防止鐵片在爐床上的形成。再有，周期性地刮掉還原鐵粉末的積聚層，以便可以連續(xù)操作。所建議的技術(shù)意圖通過刮掉在爐床表面上形成的鐵片，并且周期性地更新和修理爐床表面，使可以繼續(xù)操作，但其并不意圖刮掉爐床自身。
此外，對(duì)于制備金屬鐵的方法，有一種已知的方法，包括向移動(dòng)爐床式還原熔煉爐如轉(zhuǎn)底爐中裝入鐵氧化物和還原原料的混合物；在爐子中用輻射熱加熱該混合物同時(shí)混合物在爐子中移動(dòng)；用還原原料還原鐵氧化物；分離滲碳、熔融和聚集的爐渣；冷卻還原鐵以固化形成粒狀固體金屬鐵；然后將粒狀固體金屬鐵從爐子中取出。關(guān)于這一點(diǎn)，發(fā)明人先前已在例如日本未審查專利申請(qǐng)公開2000-144244中建議了一種技術(shù)，該技術(shù)用于在轉(zhuǎn)底爐的爐床表面上形成由鐵氧化物，碳和白炭黑膠料制成的玻璃狀泊位層(berth layer)，由此防止由熔融鐵所導(dǎo)致的爐床損壞。但是，由于玻璃狀層的惡化，原因在于當(dāng)進(jìn)行連續(xù)操作時(shí)爐渣的滲透(穿透)和腐蝕，對(duì)于實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定和連續(xù)操作的改善仍然留有余地。
考慮到上面所述現(xiàn)有技術(shù)的狀況，本發(fā)明的一個(gè)目的是提供一種制備金屬鐵的方法，即使當(dāng)金屬鐵粉末在爐床表面上燃燒時(shí)或即使當(dāng)爐床表面受到爐渣滲透和腐蝕的傷害時(shí)，其也可以容易地除去或修理爐床表面，其可以提高爐床的使用效率和可維護(hù)性，并且其適宜進(jìn)行長期連續(xù)操作。

發(fā)明內(nèi)容
已經(jīng)成功地克服了上面所述的問題的本發(fā)明在于一種制備金屬鐵方法，該方法包括下面的步驟向移動(dòng)爐床式還原熔煉爐的爐床上供給含有鐵氧化物和含碳還原劑的混合物，加熱該混合物以還原熔煉鐵氧化物，冷卻由此得到的金屬鐵，并且向爐子的外面排放金屬鐵以回收它，其中在供給混合物之前，在爐床上以層的形式平鋪爐床材料，由此形成可以更新的可更新爐床，并且在用爐床材料更新操作期間損壞的可更新爐床的部分或全部的同時(shí)，制備金屬鐵。
此外，本發(fā)明在于一種制備金屬鐵的方法，其中在供給混合物之前，在爐床上以層的形式放置爐床材料，由此形成可以更新的可更新爐床，并且在通過下面的方法更新爐床表面的同時(shí)，制備金屬鐵裝入爐床材料以在操作期間損壞的可更新爐床上以層的形式平鋪，或者向損壞的可更新爐床表面上供給爐床材料。
當(dāng)實(shí)踐本發(fā)明的方法時(shí)，在凹痕中填入爐床材料以修理凹痕的同時(shí)，所述的凹痕是在還原熔煉爐操作期間在爐床層的表面中形成的，可以制備金屬鐵。
在本發(fā)明中，推薦周期性或連續(xù)性地除去在操作期間損壞的全部或部分可更新爐床。優(yōu)選調(diào)節(jié)可更新爐床的厚度。在本發(fā)明的一個(gè)優(yōu)選實(shí)施方案中，通過在除去可更新爐床之后供給爐床材料而更新可更新爐床。優(yōu)選爐床材料含有具有高熔點(diǎn)和對(duì)產(chǎn)生的爐渣具有抗腐蝕性的物質(zhì)。此外，優(yōu)選爐床材料還包含含碳物質(zhì)。推薦具有高熔點(diǎn)的物質(zhì)含有包含氧化鋁和/或氧化鎂的氧化物，或碳化硅。在本發(fā)明一個(gè)優(yōu)選的實(shí)施方案中，在爐床材料中混合燒結(jié)促進(jìn)劑。
在本發(fā)明中，優(yōu)選在爐床上裝入爐床材料以層的形式平鋪以形成可更新爐床，以層的形式平鋪含有粉末狀含碳物質(zhì)的大氣調(diào)節(jié)劑，然后提供混合物。此外，在本發(fā)明一個(gè)優(yōu)選的實(shí)施方案中，在大氣調(diào)節(jié)劑中混合爐床材料。在本發(fā)明中，優(yōu)選在向在操作期間損壞的可更新爐床中供給冷卻劑，使留在可更新爐床表面上的熔融鐵固化之后，將可更新爐床與殘留鐵一起除去，并且在用爐床材料更新可更新爐床的部分或全部的同時(shí)，制備金屬鐵。
在本發(fā)明中，在更新可更新爐床之前，可以使可更新爐床軟化。此外，可以以兩層或多層的形式平鋪大氣調(diào)節(jié)劑。當(dāng)實(shí)踐本發(fā)明時(shí)，可以在爐床和可更新爐床之間或可在更新爐床與向在前的可更新爐床上提供的可更新爐床之間提供含碳原料層。
附圖簡述

圖1所示為本發(fā)明所采用的環(huán)形移動(dòng)爐床式還原熔煉爐一個(gè)實(shí)例的示意說明圖。
圖2為沿圖1的A-A線的剖視圖。
圖3所示為在圖1移動(dòng)爐床旋轉(zhuǎn)方向觀察的，展開形式的還原熔煉爐部分的說明圖。
圖4所示為開始形成可更新爐床的狀態(tài)示意說明圖。
圖5所示為正常操作的示意說明圖。
圖6所示為可更新爐床損壞的示意說明圖。
圖7所示為更新可更新爐床的狀態(tài)的示意說明圖。
圖8所示為更新可更新爐床的狀態(tài)的示意說明圖。
圖9所示為更新可更新爐床的狀態(tài)的示意說明圖。
圖10所示為更新可更新爐床的狀態(tài)的示意說明圖。
圖11所示為采用大氣調(diào)節(jié)劑的操作的示意說明圖。
圖12所示為采用兩層大氣調(diào)節(jié)劑的操作的示意說明圖。
圖13所示為對(duì)于在含碳原料層的幫助下除去可更新爐床的容易性的改善的示意說明圖。
實(shí)施本發(fā)明的最佳方式下面將參考附圖對(duì)本發(fā)明的實(shí)施方案進(jìn)行詳細(xì)描述。但是，注意下面的實(shí)施方案只是作為典型的實(shí)例進(jìn)行舉例說明，本發(fā)明并不限于這些舉例說明的實(shí)例。
圖1至3所示為移動(dòng)爐床式還原熔煉爐(轉(zhuǎn)爐)一個(gè)實(shí)例的示意說明圖。該爐是具有環(huán)形形式的旋轉(zhuǎn)移動(dòng)爐床的圓頂狀結(jié)構(gòu)。具體而言，圖1是示意俯視圖，圖2為沿圖1的A-A線的剖視圖，圖3是在圖1的旋轉(zhuǎn)移動(dòng)爐床的旋轉(zhuǎn)方向觀察的，以展開形式顯示還原熔煉爐一部分的示意解釋圖，以更容易理解。在這些圖中，數(shù)字1表示旋轉(zhuǎn)爐床，2表示包含旋轉(zhuǎn)爐床的爐體。旋轉(zhuǎn)爐床1是這樣構(gòu)造的它可以由驅(qū)動(dòng)裝置(未顯示)驅(qū)動(dòng)以在適宜的速度下旋轉(zhuǎn)。
如作為示例的圖2所示，在爐體2的爐壁表面的適宜位置安置多個(gè)燃燒器3。將由燃燒器3產(chǎn)生的燃燒熱和輻射熱傳遞給在旋轉(zhuǎn)爐床1上放置的含有含碳還原劑和鐵氧化物的混合物(以下也稱作“原料混合物”)，以進(jìn)行原料混合物的加熱還原。下面，結(jié)合采用含有含碳還原劑和鐵氧化物的燒結(jié)礦(以下也稱作“原料燒結(jié)礦”)作為原料混合物的情況描述本發(fā)明。但是，本發(fā)明不局限于使用燒結(jié)礦，也可以使用粉末狀原料混合物。此外，可以以各種形狀如球丸和坯塊制備燒結(jié)礦。
圖3所示為爐體2的一個(gè)優(yōu)選實(shí)例。由間壁K1至K3將爐體2的內(nèi)部分隔成為從還原區(qū)Z1至冷卻區(qū)Z4的多個(gè)區(qū)域。在爐體2旋轉(zhuǎn)方向的上游側(cè)，相對(duì)于旋轉(zhuǎn)爐床1安置原料燒結(jié)礦進(jìn)料裝置4，大氣調(diào)節(jié)劑進(jìn)料裝置7和爐床材料進(jìn)料裝置5。在旋轉(zhuǎn)方向的最下游側(cè)(換言之由于旋轉(zhuǎn)結(jié)構(gòu)，在位于進(jìn)料裝置5的直接上游側(cè))安置排放裝置6。
在操作這種還原熔煉爐時(shí)，旋轉(zhuǎn)爐床1以預(yù)定的速度旋轉(zhuǎn)，并且從進(jìn)料裝置4向旋轉(zhuǎn)爐床1上以這樣的方式供給原料燒結(jié)礦，既使原料燒結(jié)礦層具有適宜的厚度。使在旋轉(zhuǎn)爐床1上放置的原料燒結(jié)礦接受由燃燒器3所產(chǎn)生的燃燒熱和輻射熱，同時(shí)在還原和熔煉區(qū)Z1至Z3中移動(dòng)。在原料燒結(jié)礦中的鐵氧化物和含碳還原劑之間反應(yīng)所產(chǎn)生的一氧化碳的幫助下，在加熱下還原在原料燒結(jié)礦中的鐵氧化物。然后，在富碳?xì)夥障?，進(jìn)一步加熱由幾乎完全還原鐵氧化物所產(chǎn)生的還原鐵，由此通過一種方法得到粒狀熔融金屬鐵，在該方法中使還原鐵滲碳，熔化并且聚集，同時(shí)與作為副產(chǎn)物產(chǎn)生的爐渣分離。然后，在固化用的冷卻區(qū)Z4中，通過任何適宜的冷卻裝置C將粒狀熔融金屬鐵冷卻，并且接著由在冷卻區(qū)Z4下游提供的排放裝置6刮掉。同時(shí)，與排出作為副產(chǎn)物產(chǎn)生的爐渣。在經(jīng)過料斗H之后，用任何適宜的分離裝置(如篩子或磁力篩選裝置)，將粒狀金屬鐵和爐渣相互分開。最后，可以得到具有鐵純度不低于約95％，更優(yōu)選不低于約98％并且含有非常少量爐渣組分的粒狀金屬鐵。
在本發(fā)明中，當(dāng)如上所述使用移動(dòng)爐床式還原熔煉爐制備高純度的金屬鐵時(shí)，將首要的目標(biāo)特別集中在構(gòu)成作為旋轉(zhuǎn)爐床1的爐床的保護(hù)。因此，由修理和更新爐床的根本方法組成下面的描述。但是，當(dāng)然，本發(fā)明所采用的移動(dòng)爐床式還原熔煉爐的構(gòu)造不限于在圖1至圖3中所示的形狀和結(jié)構(gòu)。只要還原熔煉爐包含移動(dòng)爐床作為組成單元，本發(fā)明也可以有效采用具有任何其它結(jié)構(gòu)如帶式焙燒機(jī)式的各種移動(dòng)爐床式還原熔煉爐。
在制備金屬鐵的設(shè)備上實(shí)施本發(fā)明，其中向移動(dòng)爐床式還原熔煉爐的爐床上供給包含作為鐵源的鐵氧化物如鐵礦石和作為鐵氧化物還原劑的含碳還原劑如煤炭的混合物，并且加熱混合物以還原熔煉鐵氧化物，然后冷卻由此得到的金屬鐵，并且將其排放至爐子的外面。然后，當(dāng)通過加熱、還原、滲碳和熔煉的步驟而連續(xù)制備金屬鐵時(shí)，本發(fā)明意圖保護(hù)作為載體層的爐床，并且通過更新裝入原料混合物時(shí)形成的爐床表面，可以繼續(xù)進(jìn)行穩(wěn)定的操作。
本發(fā)明的基本概念在于一種制備金屬鐵的方法，該方法包括下面的步驟向移動(dòng)爐床式還原熔煉爐的爐床上裝入包含含碳還原劑和鐵氧化物的混合物，加熱該混合物以還原熔煉鐵氧化物，冷卻由此得到的金屬鐵，并且向爐子的外面排放金屬鐵以回收它，其中在供給混合物之前，在爐床上以層的形式平鋪爐床材料，由此形成可更新爐床，并且在用爐床材料更新在操作期間損壞的可更新爐床的部分或全部的同時(shí)，制備金屬鐵。
圖4和圖5所示為本發(fā)明一個(gè)優(yōu)選實(shí)施方案的示意剖視說明圖。在操作開始時(shí)，在供給原料燒結(jié)礦之前，在移動(dòng)爐床式還原熔煉爐的爐床耐火材料8上以層的形式平鋪爐床材料，由此形成可以根據(jù)需要更新的可更新爐床9。裝入爐床材料的方法不局限于特定的一種方法，并且推薦在旋轉(zhuǎn)爐床的同時(shí)，通過使用爐床材料供給裝置5將爐床材料裝入，以在爐床耐火材料上以均勻的厚度平鋪。也推薦在旋轉(zhuǎn)爐床的同時(shí)，在爐床耐火材料上裝入爐床材料后，通過使用排放裝置6平整和壓緊爐床材料。這是因?yàn)榭梢栽谌魏嗡璧暮穸认滦纬删哂羞m宜強(qiáng)度和平整度的可更新爐床。備選地，可以使用單獨(dú)的平整裝置(未顯示)代替排放裝置6。
可更新爐床的厚度不局限于一個(gè)特定的值，但從抑制熔融爐渣向爐床耐火材料滲透并且給予可更新爐床足夠的強(qiáng)度方面考慮，該強(qiáng)度可以忍受裝入原料燒結(jié)礦的操作或排放作為產(chǎn)品的金屬鐵和爐渣的操作，推薦優(yōu)選爐床的厚度不低于5mm，更優(yōu)選不低于10mm。
在形成可更新爐床之后，通過使用原料供給裝置4向可更新爐床上供給原料燒結(jié)礦G，同時(shí)移動(dòng)爐床。如參考圖1至3的上面所述，使原料燒結(jié)礦接受由燃燒器所產(chǎn)生的燃燒熱和輻射熱，同時(shí)在還原熔煉爐的區(qū)域Z1至Z3中移動(dòng)，由此在固態(tài)下還原在原料燒結(jié)礦中的鐵氧化物，并且變?yōu)檫€原鐵。進(jìn)一步加熱還原鐵，以便使其滲碳，以具有更低的熔點(diǎn)，然后將其熔化。熔融鐵粘附在一起成為聚集體，并且生長成為相對(duì)大的粒狀金屬鐵Fe，同時(shí)從爐渣中分離，所述的爐渣是作為副產(chǎn)物產(chǎn)生的并且聚集成為副產(chǎn)物爐渣Sg。然后，在如上所述的排放裝置的直接上游的位置，將粒狀金屬鐵Fe和副產(chǎn)物爐渣Sg冷卻，并且移動(dòng)到安裝排放裝置的地方。然后，由排放裝置將在冷卻下固化的粒狀金屬鐵Fe和爐渣Sg從爐床表面刮掉。
以該方式繼續(xù)金屬鐵的生產(chǎn)。但是，由于長時(shí)期連續(xù)操作，可更新爐床逐漸損壞，并且不能再繼續(xù)進(jìn)行金屬鐵的穩(wěn)定生產(chǎn)。圖6所示為可更新爐床損壞的實(shí)例。例如，在上面所述的還原熔煉方法中作為副產(chǎn)物產(chǎn)生的一部分熔融爐渣與可更新爐床接觸，并且穿透進(jìn)入可更新爐床。此外，隨著繼續(xù)操作，穿透進(jìn)入可更新爐床的爐渣量增加，由此使可更新爐床腐蝕或軟化，原因在于其熔點(diǎn)的降低，由此導(dǎo)致變形膨脹。作為結(jié)果，可更新爐床失去爐床所需要的強(qiáng)度和平整度，并且不能再繼續(xù)進(jìn)行金屬鐵的穩(wěn)定生產(chǎn)。如果爐渣的滲透進(jìn)一步進(jìn)行，爐渣滲透的擴(kuò)散和腐蝕就會(huì)到達(dá)爐床耐火材料。這最終導(dǎo)致這樣一種情況，即爐子必須停車，并且必須對(duì)爐床耐火材料進(jìn)行修理。
再有，由于排放都已經(jīng)固化的粒狀金屬鐵Fe和爐渣Sg的操作，金屬鐵Fe和爐渣Sg在通過排放裝置的擠壓下常常被掩埋入可更新爐床中。特別是，當(dāng)如上所述粒狀金屬鐵Fe和爐渣Sg軟化時(shí)，其傾向于更容易被掩埋入可更新爐床。通過爐床的旋轉(zhuǎn)將掩埋在可更新爐床中的爐渣Sg退回進(jìn)入爐子中并且再次熔煉，原因在于其經(jīng)受高溫。因此，類似于上面所述的熔融爐渣，掩埋的爐渣Sg穿透進(jìn)入可更新爐床。由于爐床的旋轉(zhuǎn)將掩埋在可更新爐床中的金屬鐵Fe也退回進(jìn)入爐子中并且再次熔化，原因在于其經(jīng)受高溫。因此，掩埋的金屬鐵相互粘附或與新供給的原料燒結(jié)礦G所產(chǎn)生的金屬鐵Fe粘附，并且生長成為增大的金屬鐵。隨著金屬鐵尺寸的進(jìn)一步增加，由在冷卻區(qū)中可能的冷卻能力不能夠充分地冷卻和固化由此增大的金屬鐵，由此到達(dá)排放部分，同時(shí)其處于熔融鐵的狀態(tài)。難以以這種狀態(tài)由排放裝置將金屬鐵排放出爐子。盡管根據(jù)所使用的排放裝置的類型，但是傾向于容易被掩埋進(jìn)入可更新爐床的金屬鐵Fe和爐渣Sg常常處于微小的金屬鐵Fe和爐渣Sg的形式，其在上面所述的熔煉過程中沒有充分地聚集和生長。
再有，在排放操作中，已經(jīng)膨脹變形的可更新爐床有時(shí)被排放裝置絆住并且被部分剝離。在其它情況下，除去存在于可更新爐床中的增大金屬鐵并且在那里形成凹痕。金屬鐵Fe和爐渣Sg傾向于留存在由此形成的凹痕中，由此加速爐渣滲透進(jìn)入可更新爐床，并且使金屬鐵增大其尺寸并且保持熔融狀態(tài)。
本發(fā)明進(jìn)行可更新爐床的更新意圖恢復(fù)可更新爐床的功能，并且繼續(xù)進(jìn)行制備金屬鐵的穩(wěn)定操作。更新方法的實(shí)例示于圖7至10。
在圖7中，數(shù)字9a表示可更新爐床9的一個(gè)損壞區(qū)。在通過排放裝置6向爐子外面排放金屬鐵Fe和爐渣Sg后，在供給原料燒結(jié)礦G之前，向可更新爐床的損壞區(qū)9a的表面上裝入爐床材料，以便可以繼續(xù)進(jìn)行制備金屬鐵的穩(wěn)定操作。此時(shí)，在可更新爐床的損壞區(qū)9a的表面上安置排放裝置刀片的下端，并且隨著爐床的旋轉(zhuǎn)，它除去部分保留在可更新爐床的損壞區(qū)的表面層上的金屬鐵Fe和爐渣Sg，并且擠壓爐床材料成為可更新爐床的損壞區(qū)的表面層，所述的爐床材料是向可更新爐床的損壞區(qū)的表面上新近供給的，由此恢復(fù)可更新爐床的損壞區(qū)的功能。并不是在所有時(shí)間都必須繼續(xù)裝入爐床材料，在恢復(fù)可更新爐床損壞區(qū)的功能時(shí)，可以停止裝入。然后，在其中隨著操作的進(jìn)一步繼續(xù)再次損壞可更新爐床的階段中，可以重復(fù)類似的更新步驟。
停止金屬鐵的生產(chǎn)以進(jìn)行可更新爐床的更新步驟導(dǎo)致使用效率的降低。但是，當(dāng)可更新爐床嚴(yán)重?fù)p壞時(shí)，例如當(dāng)如上所述在可更新爐床中形成大的凹痕時(shí)，這顯著地加速爐渣滲透進(jìn)入可更新爐床中，并且使金屬鐵尺寸增大并保持熔融狀態(tài)。因此，可以停止一次金屬鐵的生產(chǎn)。
通過上面所述的更新方法，由于在可更新爐床的損壞區(qū)9a的表面上安置排放裝置刀片的下端，通過排放裝置將除了被擠壓進(jìn)入可更新爐床損壞區(qū)的一部分之外的大部分爐床材料從爐子中排放出來。因此增加了所消耗的爐床材料的量。
圖8所示為更新方法的另一個(gè)實(shí)例。在通過排放裝置6向爐子外面排放金屬鐵Fe和爐渣Sg后，在供給原料燒結(jié)礦G之前，這樣裝入爐床材料，使得在可更新爐床的損壞區(qū)9a的表面上以層的形式平鋪，以便可以繼續(xù)進(jìn)行制備金屬鐵的穩(wěn)定操作。此時(shí)，在稍微水平離開可更新爐床的損壞區(qū)9a的表面上方處，安置排放裝置刀片的下端。因此不能除去保留在可更新爐床的損壞區(qū)的表面層上的部分金屬鐵Fe和爐渣Sg，但由新近裝入的爐床材料可以在可更新爐床的損壞區(qū)上形成可更新爐床的新層，由此恢復(fù)了可更新爐床的功能。并不是在所有時(shí)間都必須繼續(xù)裝入爐床材料，當(dāng)形成可更新爐床的新層時(shí)，可以停止裝入。
平鋪在可更新爐床的損壞區(qū)的可更新爐床新層的厚度不局限于一個(gè)特定的值。但優(yōu)選其不低于2mm，以防止可更新爐床的新層受到可更新爐床的損壞區(qū)負(fù)面影響。然后，在其中隨著操作的進(jìn)一步繼續(xù)再次損壞可更新爐床的階段中，可以重復(fù)類似的更新步驟。
用上面所述的更新方法，在形成可更新爐床的新層時(shí)，通過停止?fàn)t床材料的裝入，可以減少所消耗爐床材料的量。此外，與圖7的情況一樣，可以停止一次金屬鐵的生產(chǎn)，以進(jìn)行更新可更新爐床材料的步驟。
對(duì)于另一種更新的方法，在還原熔煉爐操作期間，可以在爐床層表面中形成的凹痕中裝填爐床材料。
圖9所示為更新方法的再一個(gè)實(shí)例。在通過排放裝置6將金屬鐵Fe和爐渣Sg排放出爐子后，在供給原料燒結(jié)礦G之前，除去可更新爐床的損壞區(qū)9a的部分或全部，以導(dǎo)致現(xiàn)出具有更小損壞或沒有損壞的可更新爐床的新表面，以便可以恢復(fù)可更新爐床的功能，并且可以繼續(xù)進(jìn)行制備金屬鐵的穩(wěn)定操作。除去可更新爐床的損壞區(qū)的方法不局限于一種特定的方法，可以使用任何適宜的除去裝置(未顯示)。當(dāng)使用排放裝置6來除去可更新爐床的損壞區(qū)時(shí)，可以從爐子中將金屬鐵Fe和爐渣Sg排放出來，并且同時(shí)除去可更新爐床的損壞區(qū)。然后，在其中隨著操作的進(jìn)一步繼續(xù)再次損壞可更新爐床的階段中，可以重復(fù)類似的更新步驟。再有，在其中可更新爐床的厚度達(dá)到最低限值時(shí)，為了恢復(fù)可更新爐床，可以新裝入爐床材料以使其具有預(yù)定的厚度。盡管未顯示，無論什么時(shí)候除去可更新爐床的損壞區(qū)，都可以新裝入爐床材料以恢復(fù)可更新爐床至具有預(yù)定的厚度。
用上面所述的更新方法，與圖8的情況一樣，減少了所消耗的爐床材料的量。但是，在某些情況下，對(duì)于除去可更新爐床的損壞區(qū)成為平坦和均勻的狀態(tài)有困難，并且根據(jù)可更新爐床損壞的性質(zhì)或程度，如根據(jù)當(dāng)可更新爐床被不規(guī)則地?fù)p壞或當(dāng)損壞在某些地方穿透可更新爐床深處部分時(shí)的經(jīng)歷，需要添加爐床材料。此外，與圖7的情況一樣，可以停止一次金屬鐵的生產(chǎn)，以進(jìn)行更新可更新爐床材料的步驟。
圖10所示為更新方法的再一個(gè)實(shí)例。在通過排放裝置6將金屬鐵Fe和爐渣Sg排放出爐子后，在供給原料燒結(jié)礦G之前，除去可更新爐床9的損壞區(qū)9a的部分或全部，并且在除去之后，裝入爐床材料使其在可更新爐床的暴露表面上以層的形式平鋪，以便可以恢復(fù)可更新爐床的功能，并且可以繼續(xù)進(jìn)行制備金屬鐵的穩(wěn)定操作。與圖9的情況一樣，除去可更新爐床的損壞區(qū)的方法不局限于一種特定的方法。此外，與圖8的情況一樣，在除去后于暴露的表面上平鋪的可更新爐床的新層的厚度不局限于一個(gè)特定的值，但是優(yōu)選其不低于2mm，以防止可更新爐床的新層受到所保留的可更新爐床的損壞區(qū)負(fù)面影響。然后，在其中隨著操作的進(jìn)一步繼續(xù)再次損壞可更新爐床的階段中，可以重復(fù)類似的更新步驟。
用上面所述的更新方法，與圖9的情況一樣，對(duì)于除去可更新爐床的損壞區(qū)成為平坦和均勻的狀態(tài)有困難，但由于在下面的可更新爐床的暴露的表面上新形成了可更新爐床，所以不會(huì)發(fā)生問題。
此外，與圖7的情況一樣，可以停止一次金屬鐵的生產(chǎn)，以進(jìn)行更新可更新爐床材料的步驟。再有，在圖9和圖10的情況下，當(dāng)除去部分或全部可更新爐床的損壞區(qū)時(shí)，也可以一起除去未損壞的部分可更新爐床。
不僅可以通過使用排放裝置如刮板或螺桿型的裝置進(jìn)行下面的操作，而且可以使用任何其它適宜的除去裝置如磨削機(jī)除去留存在可更新爐床的表面層上的金屬鐵和爐渣的操作，或?qū)⑿碌臓t床材料擠壓進(jìn)入可更新爐床損壞區(qū)的表面層的操作。
再有，調(diào)節(jié)可更新爐床厚度的裝置不局限于一種特定的裝置，但可以是用于除去留存在可更新爐床的表面層上的金屬鐵和爐渣的排放裝置，或者用于除去損壞的可更新爐床的除去裝置，或平整裝置。總之，通過調(diào)整安裝在爐子中的這種裝置的下端(如刀片末端)和可更新爐床之間的間距，可以調(diào)節(jié)可更新爐床的厚度。
此外，升高和降低排放裝置或除去裝置的方法不局限于一種特定的方法，但是可以使用起重器，液壓缸或氣壓缸等進(jìn)行。
雖然上面描述了幾個(gè)更新可更新爐床的方法實(shí)例，但是也可以采用除了上面所舉例說明的實(shí)例外的任何適宜的更新方法，或可以相互組合那些方法。
由于在爐子中可更新爐床暴露于高溫之中，并且受到如上所述熔融爐渣的滲透和腐蝕，優(yōu)選爐床材料是一種具有高熔點(diǎn)并且是耐熔融爐渣腐蝕的物質(zhì)。這種爐床材料含有例如包含氧化鋁和/或氧化鎂的氧化物，或碳化硅。也可以使用其它的任何適宜的物質(zhì)，只要它具有上面所述的性質(zhì)即可。在本發(fā)明中，爐床材料可以是一種物質(zhì)或兩種或多種適宜組合的物質(zhì)；即，不特別限制所使用的爐床材料的種類數(shù)。此外，通過使用上面所述的爐床材料形成可更新爐床，可以延緩由熔融爐渣的腐蝕所導(dǎo)致的可更新爐床的損壞。作為結(jié)果，可以提高設(shè)備的使用效率并且減少所使用的爐床材料的量。
此外，當(dāng)爐床材料含有含碳物質(zhì)時(shí)(當(dāng)爐床材料是具有高熔點(diǎn)的耐腐蝕性物質(zhì)與含碳物質(zhì)的混合物時(shí))，作為在爐子中燃燒含碳物質(zhì)的結(jié)果，可更新爐床具有多孔結(jié)構(gòu)，由此可以抑制可歸于熔融爐渣滲透的變形膨脹，并且可以較長時(shí)間以平坦和均勻的狀態(tài)保持可更新爐床的表面。對(duì)于下列方面而言，也優(yōu)選多孔結(jié)構(gòu)的可更新爐床當(dāng)更新可更新爐床時(shí)，有利于除去可更新爐床的損壞區(qū)，并且減少除去可更新爐床的損壞區(qū)的裝置如排放裝置的刀片端的磨損。
具有高熔點(diǎn)的材料與含碳物質(zhì)的混合比率不局限于一個(gè)特定的值，但是推薦其落入優(yōu)選20∶80至80∶20，更優(yōu)選70∶30至30∶70的范圍內(nèi)。如果含碳物質(zhì)的量太低，將減少在可更新爐床中的細(xì)孔數(shù)目，由此導(dǎo)致降低對(duì)于可歸于熔融爐渣的滲透所導(dǎo)致的變形膨脹的抑制效果，并且難以除去可更新爐床的損壞區(qū)。相反地，如果含碳物質(zhì)的量太高，可更新爐床不能具有預(yù)定水平的強(qiáng)度并且將需要連續(xù)供給爐床材料，因?yàn)楹嘉镔|(zhì)在爐子中燃燒并且損耗，由此導(dǎo)致增加成本的非理想結(jié)果。更優(yōu)選使用煤作為含碳物質(zhì)，原因在于在煤中的灰分另外具有作為將高熔點(diǎn)材料粘合在一起的粘合劑的作用，由此使可更新爐床具有適宜的強(qiáng)度，其可以忍受裝入原料燒結(jié)礦的操作或排放作為產(chǎn)品的金屬鐵和爐渣Sg的操作。當(dāng)使用煤的主要目的是開發(fā)在煤中含有的灰分的粘合作用時(shí)，可以選擇高熔點(diǎn)材料與含碳物質(zhì)的混合比率，以便開發(fā)理想的粘合作用，而沒有將比率限制為上面所述的含碳物質(zhì)的混合比率。
在本發(fā)明中，爐床材料可以含有燒結(jié)促進(jìn)劑。優(yōu)選在爐床材料中混合燒結(jié)促進(jìn)劑，原因在于燒結(jié)促進(jìn)劑具有作為將高熔點(diǎn)材料粘合在一起的的粘合劑的作用，由此使可更新爐床具有適宜的強(qiáng)度，其可以忍受裝入原料燒結(jié)礦的操作或排放作為產(chǎn)品的金屬鐵和爐渣Sg的操作。燒結(jié)促進(jìn)劑是例如白炭黑膠料如高嶺土。但是，也可以使用任何其它適宜的物質(zhì)，只要它具有作為粘合劑的作用。
燒結(jié)促進(jìn)劑的混合比率不局限于一個(gè)特定的值，只要可以發(fā)揮粘合作用即可，并且它通常在約3至1 5％的范圍內(nèi)。因?yàn)樽鳛闊Y(jié)促進(jìn)劑實(shí)例的白炭黑膠料或類似物的耐熔融爐渣腐蝕性低，因此不優(yōu)選在爐床材料中混合大量的燒結(jié)促進(jìn)劑。
在爐床材料中含有的高熔點(diǎn)材料、含碳物質(zhì)和燒結(jié)促進(jìn)劑的粒度不局限于一個(gè)特定的值，但從抑制熔融爐渣的滲透以及強(qiáng)度和除去可更新爐床損壞區(qū)的容易性之間獲得適宜的平衡方面考慮，推薦優(yōu)選平均不大于4mm，更優(yōu)選平均不大于2mm，所述的強(qiáng)度可忍受裝入原料燒結(jié)礦的操作或排放作為產(chǎn)品的金屬鐵和爐渣的操作。
如圖11所示，在供給原料燒結(jié)礦之前，可以在可更新爐床9上以層的形式平鋪含有粉末狀含碳物質(zhì)的大氣調(diào)節(jié)劑，然后可以向?qū)由瞎┙o原料燒結(jié)礦G。形成大氣調(diào)節(jié)劑10的層對(duì)于下面的作用是有效的抑制含有CO2和H2O的氧化燃燒器的燃燒氣對(duì)于在原料燒結(jié)礦G附近區(qū)域的還原性氣氛的妨礙，和有效地促進(jìn)原料燒結(jié)礦G的還原、滲碳和熔煉。另一個(gè)作用在于減少了在熔融爐渣中保留的FeO的量，由此可以抑制進(jìn)入可更新爐床的爐渣滲透和腐蝕。此外，由于大氣調(diào)節(jié)劑增強(qiáng)了在原料燒結(jié)礦G附近區(qū)域的還原性氣氛，然后在爐子中燃燒時(shí)作為燃料，可以減少所消耗的燃燒器燃料如天然氣。此外，大氣調(diào)節(jié)劑用來抑制進(jìn)入可更新爐床的熔融爐渣滲透，有利于從可更新爐床中除去金屬鐵Fe和爐渣Sg，并且實(shí)現(xiàn)爐子更平穩(wěn)的排放。
大氣調(diào)節(jié)劑的實(shí)例包括煤粉，石油焦粉和焦屑。大氣調(diào)節(jié)劑的厚度不局限于一個(gè)特定的值，并且非常薄的大氣調(diào)節(jié)劑層對(duì)于有效地開發(fā)增強(qiáng)在原料燒結(jié)礦G附近區(qū)域的還原性氣氛和平穩(wěn)地排放金屬鐵和爐渣的作用是足夠有效的。通常，即使厚度為約1至10mm，也可以得到預(yù)定目的。此外，理想的是連續(xù)地供給大氣調(diào)節(jié)劑，原因在于其在爐子中燃燒和消耗。
大氣調(diào)節(jié)的粒度不局限于一個(gè)特定的值，但推薦的粒度優(yōu)選平均不大于5mm，更優(yōu)選平均不大于2mm。
裝入爐床材料的方法不局限于一種特定的方法，但是推薦當(dāng)爐床旋轉(zhuǎn)時(shí)，使用粉末供給裝置5在爐床耐火材料上裝入爐床材料，以均勻的厚度平鋪。
此外，作為一種開發(fā)恢復(fù)可更新爐床損壞區(qū)域功能的作用的簡單方法，推薦在大氣調(diào)節(jié)劑中混合適宜量的爐床材料。在爐床旋轉(zhuǎn)下，將在大氣調(diào)節(jié)劑中混合的爐床材料向排放裝置6移動(dòng)，并且在排放裝置的作用下，擠壓進(jìn)入可更新爐床損壞區(qū)的表面層，由此恢復(fù)了可更新爐床的功能。爐床材料與大氣調(diào)節(jié)劑的混合比率不局限于一個(gè)特定的值，但通常優(yōu)選混合比率在30至70％的范圍內(nèi)。如果爐床材料的混合比率太低，將降低恢復(fù)可更新爐床損壞區(qū)的作用。相反，如果爐床材料的混合比率太高，將降低調(diào)節(jié)大氣的作用。并不總是需要在大氣調(diào)節(jié)劑中混合爐床材料，并且只有當(dāng)恢復(fù)可更新爐床損壞區(qū)的功能時(shí)，才進(jìn)行混合。再有，優(yōu)選在大氣調(diào)節(jié)劑中混合爐床材料的方法，原因在于可以減少設(shè)備費(fèi)用和安裝的空間，這是因?yàn)榭梢怨蚕硪慌_(tái)用于供給爐床材料和大氣調(diào)節(jié)劑的供給裝置。
圖12所示為使用大氣調(diào)節(jié)劑操作的另一種方法。在供給原料燒結(jié)礦之前，可以在可更新爐床9上以雙層的形式平鋪含有粉末狀含碳物質(zhì)的大氣調(diào)節(jié)劑，然后向這些層上供給原料燒結(jié)礦G。在如圖7所示沒有使用大氣調(diào)節(jié)劑操作的方法中，或者在如圖11所示的其中大氣調(diào)節(jié)劑以單層的形式平鋪的操作的方法中，排放裝置6的刀片下端總是與可更新爐床的表面接觸，所述的可更新爐床是由含有具有高磨損性的高熔點(diǎn)材料如氧化鋁和氧化鎂的爐床材料形成的，由此刀片末端被顯著磨損。但是，對(duì)于形成兩層大氣調(diào)節(jié)劑的情況，將排放裝置的刀片末端安置在下側(cè)上的大氣調(diào)節(jié)劑層的上表面，并且防止與具有高磨損性的可更新爐床直接接觸。作為結(jié)果，可以延長刀片的壽命，并且可以提高設(shè)備的使用效率。在這里，“形成兩層”這種表述是指下面的步驟形成大氣調(diào)節(jié)劑的第一層，并且平整第一層的表面，然后形成另一(第二)大氣調(diào)節(jié)劑層，以便于操作。通過形成這兩層大氣調(diào)節(jié)劑，可以保持排放裝置的刀片末端與大氣調(diào)節(jié)劑層的第一層接觸，并且可以防止其直接接觸到可更新爐床。因此，例如即使當(dāng)以一層的形式平鋪大氣調(diào)節(jié)劑時(shí)，同樣的目的可以通過下面的方法達(dá)到形成厚到這樣程度的大氣調(diào)節(jié)劑厚層，即可以將刀片末端保持在不與可更新爐床接觸的位置，而沒有形成第二層。此外，對(duì)于形成兩層大氣調(diào)節(jié)劑的情況，實(shí)踐中的選擇是不管大氣調(diào)節(jié)劑組合物在第一層和第二層之間是否相同。
盡管未顯示，可以類似于上面所述根據(jù)沒有使用大氣調(diào)節(jié)劑操作的過程而更新可更新爐床的方法，進(jìn)行根據(jù)使用大氣調(diào)節(jié)劑的操作方法而更新可更新爐床的方法。
如上所述，當(dāng)嚴(yán)重地?fù)p壞了可更新爐床時(shí)，有時(shí)發(fā)生在冷卻區(qū)不能將增大的金屬鐵充分地冷卻和固化，并且以還是熔融鐵的狀態(tài)到達(dá)排放部分，由此不能繼續(xù)進(jìn)行操作，原因在于難以通過排放裝置將這種增大的金屬鐵排放到爐子外。在那種情況下，通過向可更新爐床的表面提供冷卻劑以使熔融鐵固化，可以排放熔融鐵并且繼續(xù)操作。在本發(fā)明中，沒有將冷卻劑限定為液體或氣體，但其可以是高熔點(diǎn)的材料，如氧化鋁和氧化鎂。例如通過向熔融鐵的區(qū)域提供含有高熔點(diǎn)材料如氧化鋁和氧化鎂的爐床材料，可以冷卻和固化熔融鐵。備選地，通過向熔融鐵的區(qū)域提供噴水裝置和供給水，可以使熔融鐵冷卻和固化。
在上面所述的除去可更新爐床損壞區(qū)的步驟中，取決于可更新爐床的性質(zhì)，不容易進(jìn)行除去，但在這樣的情況下通過使其軟化，可以平穩(wěn)地除去可更新爐床。軟化可更新爐床的方法不局限于一種特定的方法，并且通過增加燃燒器的燃燒量以提高爐子中的溫度，然后提高可更新爐床的溫度，或者通過提供用于直接加熱可更新爐床的燃燒器來提高可更新爐床的溫度，可以使可更新爐床軟化。在那種情況下的可更新爐床的溫度不局限于一個(gè)特定的值，但可以根據(jù)需要設(shè)置，其取決于可更新爐床的性質(zhì)。但是，在進(jìn)行熔融爐渣滲透的可更新爐床的損壞區(qū)中，優(yōu)選可更新爐床的溫度為1300至1550℃，更優(yōu)選為約1450至1550℃。
作為另一種方法，通過向可更新爐床提供例如一種添加劑而軟化可更新爐床，所述的添加劑具有降低可更新爐床熔點(diǎn)的作用。這類添加劑的實(shí)例包括氧化鈣，碳酸鈉和氟化鈣。
從有利于除去可更新爐床損壞區(qū)方面考慮，如圖13所示，在爐床耐火材料8和可更新爐床9之間，或在可更新爐床9與在可更新爐床9上平鋪的可更新爐床之間，通過以層的形式平鋪含碳材料例如粉末狀碳物質(zhì)，可以形成含碳材料層10a?？傊ㄟ^降低排放裝置的刀片末端至含碳材料層的任何理想的位置，來除去可更新爐床的損壞區(qū)。由于含碳材料層通常提供粉末狀易碎層，通過在含碳材料層上的分離，可以容易地除去可更新爐床。
雖然將原料燒結(jié)礦以球丸的形式用作上面說明中的原料混合物，但當(dāng)將粉末狀原料用作原料混合物時(shí)，也可以提供本發(fā)明的益處。
下面將結(jié)合實(shí)施例詳細(xì)描述本發(fā)明。但是，應(yīng)當(dāng)注意的是，下面的實(shí)施例不意欲限制本發(fā)明，并且在不離開本發(fā)明如上和如下所述的主旨的條件下所做出的各種修改全部包含在本發(fā)明的技術(shù)范圍內(nèi)。
實(shí)施例實(shí)施例1向圖1所示的移動(dòng)爐床式還原熔煉爐中裝入含有鐵礦石和煤的燒結(jié)礦(直徑約16mm)，然后以固態(tài)進(jìn)行加熱還原，直到得到不低于約90％的金屬化率為止，同時(shí)將在爐子中的大氣溫度控制在約1350℃。然后在熔煉區(qū)(大氣溫度1450℃)熔煉原料燒結(jié)礦。將由此制備的金屬鐵和副產(chǎn)物爐渣冷卻至約1000℃以使其固化，然后通過排放裝置將其從爐子中排放出來(從裝入原料至排放的時(shí)間為約12分鐘)。由此得到的粒狀金屬鐵(直徑約10mm)具有高鐵等級(jí)(鐵約97％和碳約3％)。
在裝入燒結(jié)礦之前，通過輔助的原料加料裝置(未顯示)，以厚度為15mm的層的形式在爐床上平鋪爐床材料，由此形成可更新爐床。此外，在可更新爐床上平鋪(厚度2mm)大氣調(diào)節(jié)劑(第一層，材料煤)，并且通過排放裝置平整。再有，在第一層大氣調(diào)節(jié)劑上平鋪(厚度3mm)大氣調(diào)節(jié)劑。然后，通過向雙層大氣調(diào)節(jié)劑上提供原料燒結(jié)礦，而開始操作。在冷卻和固化步驟之后，通過在最下游側(cè)提供的排放裝置回收金屬鐵等。在那種情況下，在大氣調(diào)節(jié)劑層的第一層的表面上安置排放裝置的刀片末端(下端)，并且將在第二層中保留的大氣調(diào)節(jié)劑與金屬鐵一起排放。總是在供給原料之前提供形成第二層的大氣調(diào)節(jié)劑。再有，一天一次將排放裝置的刀片末端下降至可更新爐床的表面，以排放第一層大氣調(diào)節(jié)劑，并且除去在可更新爐床表面上留存的金屬鐵和爐渣。然后，加入爐床材料以恢復(fù)可更新爐床損壞區(qū)的功能，并且再次形成兩層大氣調(diào)節(jié)劑(其與上面所述操作開始時(shí)的第一和第二層大氣調(diào)節(jié)劑相同)。通過重復(fù)上述步驟以類似的方法繼續(xù)進(jìn)行操作。在開始操作起兩周之后，將排放裝置的刀片末端下降至離可更新爐床的表面5mm處，以除去在可更新爐床表面層中的損壞區(qū)。然后，在再次形成可更新爐床，第一層大氣調(diào)節(jié)劑和第二層大氣調(diào)節(jié)劑(其與操作開始時(shí)形成的那些相同)之后，通過重復(fù)上述步驟以類似的方法繼續(xù)進(jìn)行操作。在此實(shí)施例中，操作持續(xù)了三周。作為結(jié)果，實(shí)現(xiàn)了穩(wěn)定連續(xù)的操作并且得到了高的使用效率(91％)。
比較例除了既不除去也不更新都在操作開始時(shí)形成的可更新爐床和大氣調(diào)節(jié)劑層外，以與上面實(shí)施例相同的方法制備金屬鐵。從開始操作起兩天后，部分爐床層的表面軟化，并且形成了留存熔融鐵的液坑。由此，不得不在停止操作下修理爐床，并且不能獲得穩(wěn)定連續(xù)的操作。
工業(yè)適用性根據(jù)如上所述的本發(fā)明，通過下面的方法可以顯著地提高爐床的使用效率，并且可以達(dá)到制備金屬鐵的長期穩(wěn)定的操作通過在供給原料混合物之前，裝入爐床材料，以在爐床耐火材料上以層的形式平鋪，由此形成可以更新的可更新爐床，并且通過除去在連續(xù)操作下由熔融爐渣的滲透、金屬鐵和爐渣掩埋進(jìn)入可更新爐床，或者由于剝離和中空所導(dǎo)致的凹痕的形成而損壞的全部或部分可更新爐床，或者通過裝入新的爐床材料以恢復(fù)可更新爐床的功能。
權(quán)利要求
1.一種制備金屬鐵方法，該方法包含下面的步驟向移動(dòng)爐床式還原熔煉爐的爐床上供給含有含碳還原劑和鐵氧化物的混合物，加熱該混合物以還原熔煉鐵氧化物，冷卻由此得到的金屬鐵，并且向所述爐子的外面排放金屬鐵以回收它，其中在供給混合物之前，在所述爐床上以層的形式平鋪爐床材料，由此形成可以更新的可更新爐床，并且用爐床材料更新在操作期間損壞的所述可更新爐床的部分或全部的同時(shí)，制備金屬鐵。
2.一種制備金屬鐵的方法，該方法包含下面的步驟向移動(dòng)爐床式還原熔煉爐的爐床上供給含有含碳還原劑和鐵氧化物的混合物，加熱該混合物以還原熔煉鐵氧化物，冷卻由此得到的金屬鐵，并且向所述爐子的外面排放金屬鐵以回收它，其中在供給混合物之前，在所述爐床上以層的形式平鋪爐床材料，由此形成可以更新的可更新爐床，并且通過裝入爐床材料以在操作期間已經(jīng)損壞的可更新爐床上以層的形式平鋪，或者通過向損壞的可更新爐床表面上供給爐床材料而更新爐床表面的同時(shí)，制備金屬鐵。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的制備方法，其中在所述還原熔煉爐操作期間，將爐床材料填入在爐床層表面上形成的凹痕中。
4.根據(jù)權(quán)利要求1至3任何一項(xiàng)所述的制備方法，其中周期性或連續(xù)性地除去在操作期間損壞的所述可更新爐床的全部或一部分。
5.根據(jù)權(quán)利要求1至4任何一項(xiàng)所述的制備方法，其中所述可更新爐床的厚度被調(diào)節(jié)。
6.根據(jù)權(quán)利要求4或5所述的制備方法，其中在除去所述可更新爐床之后，通過供給爐床材料而更新所述可更新爐床。
7.根據(jù)權(quán)利要求1至6任何一項(xiàng)所述的制備方法，其中所述爐床材料含有一種具有高熔點(diǎn)并且耐所產(chǎn)生爐渣的腐蝕的物質(zhì)。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的制備方法，其中所述爐床材料還含有含碳物質(zhì)。
9.根據(jù)權(quán)利要求1至8任何一項(xiàng)所述的制備方法，其中所述具有高熔點(diǎn)的物質(zhì)含有包含氧化鋁和/或氧化鎂的氧化物，或碳化硅。
10.根據(jù)權(quán)利要求1至9任何一項(xiàng)所述的制備方法，其中所述爐床材料還含有燒結(jié)促進(jìn)劑。
11.一種制備金屬鐵的方法，該方法包含下面的步驟向可以更新的可更新爐床上供給含有含碳還原劑和鐵氧化物的混合物，所述的可更新爐床是通過裝入爐床材料以層的形式平鋪而形成的，加熱該混合物以還原熔煉鐵氧化物，冷卻由此得到的金屬鐵，并且向所述爐子的外面排放金屬鐵以回收它，其中向已經(jīng)在操作期間損壞的所述可更新爐床供給冷卻劑，以使留存在所述可更新爐床表面上的熔融鐵固化，將所述的可更新爐床與留存鐵一起除去，并且在用爐床材料更新所述可更新爐床的部分或全部的同時(shí)，制備金屬鐵。
12.根據(jù)權(quán)利要求1至11任何一項(xiàng)所述的制備方法，其中在更新所述可更新爐床之前，使所述可更新爐床軟化。
13.根據(jù)權(quán)利要求1至12任何一項(xiàng)所述的制備方法，其中在裝入爐床材料以層的形式平鋪在所述爐床上形成所述的可更新爐床之后，以層的形式平鋪含有粉末狀含碳物質(zhì)的大氣調(diào)節(jié)劑，然后提供所述的混合物。
14.根據(jù)權(quán)利要求13所述的制備方法，其中在所述的大氣調(diào)節(jié)劑中混合所述的爐床材料。
15.根據(jù)權(quán)利要求13或14所述的制備方法，其中所述的大氣調(diào)節(jié)劑是以兩層或多層的形式平鋪的。
16.根據(jù)權(quán)利要求1至15任何一項(xiàng)所述的制備方法，其中在所述爐床與所述可更新爐床之間，或在所述可更新爐床與向所述可更新爐床上提供的可更新爐床之間提供含碳材料層。
全文摘要
一種制備金屬鐵的方法，該方法可以提高爐床的使用效率和可維護(hù)性，并且其適宜進(jìn)行長期連續(xù)操作，該方法是這樣實(shí)現(xiàn)的即使在生產(chǎn)金屬鐵時(shí)將金屬鐵粉末掩埋在爐床的表面或者該表面受到爐渣的侵蝕或腐蝕時(shí)，允許容易地除去金屬鐵粉末，并且容易地修理爐床表面，其中向移動(dòng)爐床式還原熔煉爐的爐床上裝入含有含碳還原劑和氧化鐵的混合物并且加熱至熔融氧化鐵進(jìn)行還原，冷卻由此得到的金屬鐵，并且向爐子的外面排放金屬鐵以回收它，該方法包含下面的步驟在供給混合物之前，在所述爐床上通過平鋪爐床材料而形成可更新爐床，并且通過使用爐床材料更新在操作時(shí)損壞的更新爐床的部分或全部。
文檔編號(hào)F27D1/00GK1516743SQ0281209
公開日2004年7月28日 申請(qǐng)日期2002年6月17日 優(yōu)先權(quán)日2001年7月12日
發(fā)明者津下修, 谷垣恭廣, 小林勛, 德田耕司, 菊池晶一, 伊東修三, 一, 三, 司, 廣 申請(qǐng)人:米德雷克斯國際公司蘇黎世分公司