用于将含直接还原铁粉的还原材料制造成压铁的装置和设置有该装置的用于制造铁水的设备

摘要

提供了一种用于制造压铁的装置和一种设置有该装置的用于制造铁水的设备，用于制造压铁的装置将含还原铁粉的还原材料制造成压铁。用于制造压铁的装置包括：i)装料斗，具有开口，通过所述开口装填含还原铁粉的还原材料；ii)冲击吸收构件，安装在装料斗的上侧中；iii)一对辊，通过彼此隔开而在其之间形成间隙，并压缩从装料斗排出且穿过所述间隙的含还原铁粉的还原材料，由此制造压铁。所述冲击吸收构件与通过所述开口下落的含还原铁粉的还原材料碰撞，并将其分布到装料斗的下侧中。

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于制造压铁(compacted iron)的装置和一种使用该装置制造铁水的设备，更具体地讲，本发明涉及一种通过压挤(compact)含直接还原铁的还原材料来制造压铁的装置和一种使用该装置制造铁水的设备。

背景技术

目前，世界上大约60％的铁产量是利用自14世纪以来发展的高炉法生产的。根据高炉法，将已经经过烧结工艺的铁矿石和使用煤烟作为原料生产的焦炭一起装到高炉中，并向高炉供给氧，以将铁矿石还原成铁，由此制造铁水。

考虑到反应特性，在用于制造铁水的工厂中最普遍的高炉法要求原料具有至少预定水平的强度并具有能够确保在炉中的渗透性的粒度。为此，如上所述，使用通过处理特定原煤获得的焦炭作为将要用作燃料和还原剂的碳源。另外，已经过连续成团工艺的烧结矿主要用作铁源。

因此，现代的高炉法需要原料预处理装置，例如焦炭制造装置和烧结装置。即，除了高炉之外，还需要配备辅助设备，并且需要具有用于防止辅助设备产生污染并使辅助设备产生污染最小化的装置。因此，存在的问题是，在附加设备和装置方面的大量投资导致制造成本增加。

为了解决高炉法伴随的这些问题，在全世界的铁工厂里已经做了显著努力，以开发通过直接使用原煤作为燃料和还原剂并通过直接使用占世界矿产量80％以上的粉矿来生产铁水的熔融还原工艺。

当将从铁矿粉转化的还原铁粉直接装到熔融气化炉中时，不仅还原铁粉被分散，而且熔融气化炉中的气体的渗透性被劣化。因此，已经开发出用于将还原铁粉压块并将其装到熔融气化炉中的装置。即，用于制造块料(briquette)的装置压挤还原铁粉，以制造还原材料。

然而，在用于制造块料的传统装置中，装填还原铁粉所通过的开口沿向下方向指向下侧。因此，通过开口装填的还原铁粉在装料斗中快速向下下落。另外，下落的还原铁粉对压缩还原铁粉的辊造成撞击。因此，因为辊的扭矩大大改变，所以存在的问题是，驱动辊的发动机频繁地停止。另外，因为快速地装填还原铁粉，所以存在的问题是，与还原铁粉一起装填的气体不能容易地流通。

发明内容

技术问题

如上所述，提供了一种用于制造压铁的装置，即使装填还原铁粉，所述装置也不影响压挤还原铁粉的辊。另外，提供了一种用于制造铁水的设备，该设备设置有上述的用于制造压铁的装置。

技术方案

根据本发明实施例的用于制造压铁的装置包括：i)装料斗，具有开口，通过所述开口装填含还原铁粉的还原材料；ii)冲击吸收构件，安装在所述装料斗的上侧中；iii)一对辊，通过彼此隔开而在其之间形成间隙，并压缩从所述装料斗排出且穿过所述间隙的所述含还原铁粉的还原材料，由此制造所述压铁。所述冲击吸收构件与通过所述开口下落的所述含还原铁粉的还原材料碰撞，并将其分布到所述装料斗的下侧中。

这里，所述冲击吸收构件可以包括：i)引导部，与所述开口连通；ii)冲击吸收部，安装在所述引导部的下侧处，以与通过所述引导部下落的所述含还原铁粉的还原材料碰撞。另外，所述引导部的一端与所述冲击吸收部彼此隔开而形成空间，所述含还原铁粉的还原材料可以通过所述空间被分布到所述装料斗的下侧中。

另外，所述冲击吸收构件还可以包括至少一个连接部，用于将所述吸收部固定在所述引导部的一端上。上述的至少一个连接部可以为棒状，并可以包括多个彼此连接且在其之间具有间隙的连接部。另外，所述多个连接部可以以相等的距离彼此隔开。

上述的冲击吸收部可以包括冲击吸收表面，所述冲击吸收表面与所述含还原铁粉的还原材料碰撞。这里，所述冲击吸收表面可以沿着与所述含还原铁粉的还原材料的装填方向交叉的方向设置，并可以沿着与所述含还原铁粉的还原材料的装填方向垂直的方向设置。另外，上述的冲击吸收表面的面积可以在所述引导部的横截面面积的1/8至1/5的范围内，并且可以基本上是所述引导部的横截面面积的5/32。

上述的冲击吸收部还可以包括围绕所述冲击吸收表面的边缘的倾斜侧表面，在具有所述倾斜侧表面和所述冲击吸收表面的形状之中，所述冲击吸收部可以具有截锥形。另外，所述倾斜侧表面是倾斜的，以形成范围在50度至60度内的角，并形成基本上52度的角。

同时，根据本发明实施例的用于制造铁水的设备包括：i)上述的用于制造压铁的装置；ii)破碎机，将从用于制造压铁的装置排出的压铁破碎；iii)熔融气化炉，由所述破碎机破碎的压铁被装到所述熔融气化炉中。所述熔融气化炉将所述压铁熔化。另外，可以向所述熔融气化炉供给块煤或型煤。

有益效果

因为根据本发明实施例的用于制造压铁的装置包括与开口连通的冲击吸收构件，并且含还原铁粉的还原材料在被装到装料斗中的同时被分布。因此，因为含还原铁粉的还原材料不直接冲击辊，所以能够防止驱动辊的电动机的扭矩发生急剧变化。

另外，因为发动机的扭矩不发生急剧变化，所以能够防止发动机发生故障，由此能够实现稳定的工作。因此，能够在提高生产效率的同时降低铁水的制造成本。

另外，因为含还原铁粉的还原材料在被装到装料斗中的同时被分布，所以与含还原铁粉的还原材料一起装填的气体或者由其产生的气体容易被去除。

因为根据本发明实施例的用于制造铁水的设备包括上述的用于制造压铁的装置，所以能够以低成本制造优质的铁水。

另外，因为从生产现场收集的煤能够用作块煤或型煤，所以降低了生产成本，并减少了污染。

附图说明

图1是根据本发明实施例的用于制造压铁的装置的示意性透视图。

图2是装料斗的示意性立体剖视图。

图3是冲击吸收构件的示意性剖视图。

图4是沿图1的IV-IV线截取的装料斗的剖视图。

图5是示出根据本发明实施例的设置有用于制造压铁的装置的用于制造铁水的设备的示意图。

具体实施方式

为了使本发明领域的本领域技术人员容易地实施本发明，下面将参照附图详细解释本发明的示例性实施例。然而，本发明能够以各种形式实现，并不限于下面解释的实施例。另外，在本说明书和附图中，相同的标号表示相同的元件。

图1示意性地示出了根据本发明实施例的用于制造压铁的装置100。用于制造压铁的装置100包括装料斗10和一对辊20。

在图1中示出的用于制造压铁的装置100中，辊壳24放置在用于制造压铁的装置100的下方，给料箱30安装在辊壳24的上侧上。装料斗10的下端插入到给料箱30中且与给料箱30组合，并放置在给料箱30上。

通过位于图1中示出的装料斗10的中央处的开口16沿箭头指示的方向装填含还原铁粉的还原材料。由铁矿石制造含还原铁粉的还原材料。含还原铁粉的还原材料还可以包含添加剂，并且在穿过多级流化床还原反应器的同时被还原且被制造。可以将通过利用另一方法制造的含还原铁粉的还原材料装填到装料斗10中。形成在装料斗10上侧上的通风口14将与含还原铁粉的还原材料一起装填到装料斗10中的气体排出。

螺旋给料器12安装在装料斗10中，与垂直方向成锐角倾斜。螺旋给料器12在力的作用下将进入到装料斗10中的含还原铁粉的还原材料向该对辊20排放。螺旋给料器12在其下端设置有螺旋144(在图4中示出)。螺旋122通过旋转安装到螺旋给料器12上侧的电动机(未示出)使在螺旋给料器12的下侧中收集的含还原铁粉的还原材料向下排放。虽然在图1中示出了设置有螺旋给料器12的用于制造压铁的装置100，但在用于制造压铁的装置100中可以不安装螺旋给料器12。即，可以在没有螺旋给料器12的情况下，利用重力使含还原铁粉的还原材料向下排出。

另外，装料斗10包括安装在其上部内侧处且与开口16连通的冲击吸收构件18(在图2中示出)。冲击吸收构件18与通过开口16下落的含还原铁粉的还原材料碰撞，由此将被碰撞的含还原铁粉的还原材料分布到装料斗10的下侧中。将参照图2详细解释冲击吸收构件18。

给料箱30预先压挤排放到装料斗10下侧的含还原铁粉的还原材料。另外，给料箱30沿着该对辊20的纵向方向(Y轴方向)压挤含还原铁粉的还原材料。位于辊壳24中的该对辊20压挤从装料斗10排出的含还原铁粉的还原材料，从而制造压铁。该对辊20彼此隔开，并在该对辊20之间形成间隙。含还原铁粉的还原材料进入到间隙中，并被沿彼此相反的方向旋转的该对辊20压挤。通过利用以上方法来制造压铁。辊盖26附着到该对辊20的外侧。

图2示出了设置有冲击吸收构件18的装料斗10的内部剖视图。为了方便解释，在附图中省去了除装料斗10中的冲击吸收构件18之外的剩余元件。冲击吸收构件18包括引导部182、冲击吸收部184和连接部186。引导部182与开口16连通。冲击吸收部184安装在引导部182的下侧中，由此与穿过引导部182下落的含还原铁粉的还原材料碰撞。连接部186将引导部182连接到冲击吸收部184，并且在引导部182和冲击吸收部184之间形成有空间。

通过开口16装填的含还原铁粉的还原材料沿着引导部182被引导到装料斗10中。如图2中所示，将引导部182形成为圆筒形状。但是，可以将引导部182形成为其它形状。

连接部186将引导部182的一端1822连接到冲击吸收部184。连接部186为棒状。排放到引导部182下侧的含还原铁粉的还原材料在穿过空间S被排放的同时与冲击吸收部184碰撞。因此，将连接部186制成棒状，由此使空间S最大化。另一方面，冲击吸收部184固定在远离引导部182的中心的位置，因此，含还原铁粉的还原材料能够有效地下落到装料斗10的下侧中。在这种情况下，可以将连接部形成为弯曲形状。使用多个连接部186，并将所述多个连接部186安装为彼此隔开。所述多个连接部186彼此隔开相等的距离。因此，含还原铁粉的还原材料通过空间S被均匀地分布。

冲击吸收部184通过连接部186与引导部182隔开。冲击吸收部184与引导部182隔开，由此形成用于在它们之间分布含还原铁粉的还原材料的空间S。冲击吸收部184包括冲击吸收表面1842和倾斜侧表面1844。倾斜侧表面1844围绕冲击吸收表面1842的边缘。冲击吸收表面1842与沿着引导部182下落的含还原铁粉的还原材料碰撞。因为含还原铁粉的还原材料与冲击吸收表面1842碰撞，所以含还原铁粉的还原材料的下落速度减小。因为含还原铁粉的还原材料的下落速度减小，所以防止下落的含还原铁粉的还原材料对位于装料斗10的下侧处的辊直接造成冲击。为了使以上效果最大化，冲击吸收表面1842沿最能够给含还原铁粉的还原材料施加撞击能量的方向设置。即，冲击吸收表面1842沿与含还原铁粉的还原材料的装填方向交叉的方向设置，即，沿与引导部182的纵向方向交叉的方向设置。

倾斜侧表面1844被形成为倾斜的，用于使与冲击吸收表面1842碰撞的含还原铁粉的还原材料沿着倾斜侧表面1844充分地滑动。如图2中所示，冲击吸收部184被形成为具有截锥形。更具体地讲，冲击吸收部184被形成为具有截顶圆锥形。由于上述的冲击吸收部184的形状，含还原铁粉的还原材料与冲击吸收部184充分地碰撞，从而很好地分布到下侧中。此外，含还原铁粉的还原材料沿所有方向均匀地分布。

图3示出了在图2中示出的冲击吸收构件18的剖视结构的放大图。下面将参照图3更详细地解释冲击吸收部18的结构。

首先，通过控制冲击吸收表面1842的面积S2和引导部182的横截面面积S1，使通过引导部182下落的含还原铁粉的还原材料的碰撞效率最优化。冲击吸收表面1842的面积S2可以在引导部182的横截面面积S1的1/8至1/5的范围内。这里，引导部182的横截面面积S1是指引导部182的内部空间沿Y轴方向(即，与引导部182的纵向方向垂直的方向)截取的横截面面积。

如果冲击吸收表面1842的面积S2小于引导部182的横截面面积S 1的1/8，则沿引导部182下落的大部分含还原铁粉的还原材料不与冲击吸收表面1842碰撞，而是沿倾斜侧表面1844直接被装填到装料斗10(在图1中示出)中。因此，含还原铁粉的还原材料施加到装料斗10的下侧的撞击不能被减弱。相反，如果冲击吸收表面1842的面积S2超过引导部182的横截面面积S1的1/5，则大部分含还原铁粉的还原材料与冲击吸收表面1842碰撞的同时堆积在冲击吸收表面1842上。因此，引导部182会被堆积在冲击吸收表面1842上的含还原铁粉的还原材料堵塞。

更具体地讲，如果冲击吸收表面1842的面积S2基本上为引导部182的横截面面积S1的5/32，即，为引导部182的横截面面积S1的5/32或者接近于引导部182的横截面面积S1的5/32，则冲击吸收表面1842能够最有效地吸收含还原铁粉的还原材料的冲击。

同时，控制倾斜侧表面1844的倾斜角度，从而在含还原铁粉的还原材料下落的同时，将含还原铁粉的还原材料分布到装料斗10的下侧中。为此，倾斜侧表面1844的相对于Y轴方向的角α可以在50度至60度的范围内。

如果倾斜侧表面1844的角α小于50度，则因为角α太小，所以含还原铁粉的还原材料会堆积在倾斜侧表面1844上。因此，含还原铁粉的还原材料堆积在倾斜侧表面1844上，从而堵塞引导部182和冲击吸收部184之间的空间。相反，如果倾斜侧表面1844的角α超过60度，则含还原铁粉的还原材料快速下落。因此，与含还原铁粉的还原材料一起装填的气体和由其排出的气体不能容易地排到外面，因为这两种气体与含还原铁粉的还原材料一起下落。

更具体地讲，倾斜侧表面1844的角α基本上为52度，即，为52度或接近于52度，因而，含还原铁粉的还原材料能够在气体可以充分地排到外面的同时分布而最有效地下落。

图4示出了沿图1的IV-IV线截取的剖视表面。图4示意性地示出了被装填到装料斗10中的含还原铁粉的还原材料下落的过程。

如果通过开口16装填含还原铁粉DRI的还原材料，则含还原铁粉DRI的还原材料在首先沿着引导部182被引导的同时下落。接下来，含还原铁粉DRI的还原材料在与冲击吸收表面1842碰撞的同时其下落速度被减小。在没有冲击吸收构件的用于制造压铁的传统装置中，通过引导部182下落的含还原铁粉DRI的还原材料的下落速度是迅速的，为大约40m/s。因此，在没有冲击吸收构件的情况下，含还原铁粉DRI的还原材料会对该对辊20(在图1中示出，在下文中相同)直接给予很大的冲击。因此，驱动该对辊20的电动机(未示出)的扭矩快速地改变，因此电动机停止工作或发生故障。然而，由于本发明实施例中的冲击吸收构件18，所以不出现这种现象。

接下来，穿过引导部182的含还原铁粉DRI的还原材料通过空间S下落到装料斗10的下侧。含还原铁粉DRI的还原材料沿着倾斜侧表面1844滑动。同时，已经与含还原铁粉DRI的还原材料一起进入的气体或者由其产生的气体穿过通风口14(在图1中示出，在下文中相同)而流通。

接下来，穿过装料斗10下落且与冲击吸收构件18碰撞的含还原铁粉DRI的还原材料以减小的下落速度与装料斗10的壁表面碰撞，然后进入到螺旋给料器12的下侧中。通过上述工艺能够有效地去除在含还原铁粉DRI的还原材料中含有的气体，并能够减轻施加到辊的冲击。

图5示意性地示出了设置有用于制造压铁的装置100的用于制造铁水的设备200。

用于制造铁水的设备200包括用于制造压铁的装置100、破碎机40和熔融气化炉60。破碎机40将从用于制造压铁的装置100排出的压铁破碎。在由破碎机40破碎的压铁被装到熔融气化炉60之后，熔融气化炉60将其熔化。贮仓50暂时储存由破碎机40破碎的压铁。因为本领域技术人员能够容易地理解破碎机40和熔融气化炉60的结构，所以将省略对它们的详细描述。

将诸如块煤或型煤之类的煤供给到熔融气化炉60。例如，可以使用从生产现场收集的粒度超过8mm的煤作为块煤。可以将从生产现场收集的粒度不多于8mm的煤进行研磨，将粘结剂添加到其中，并通过压力机(press)进行成型，从而将其制造成型煤。

在将上述的煤装到熔融气化炉60中之后，向熔融气化炉60供给氧，使压铁熔化，并通过出铁口(未示出)排出铁水。使用上述方法，能够制造出优质的铁水。

虽然已经参照本发明的示例性实施例具体地示出并描述了本发明，但本领域技术人员应当理解，在不脱离由权利要求限定的本发明的精神和范围的情况下，可以在此在形式和细节方面做出各种改变。