海綿鐵滲碳方法
2023-04-23 03:22:26 1
專利名稱：海綿鐵滲碳方法
技術領域：
本發明涉及使粒狀海綿鐵滲碳的方法，所述粒狀海綿鐵是在固體或氣體還原劑存在下，在溫度範圍為800-1100℃的還原區中生產的。
在通常海綿鐵生產中，如在迴轉管式爐或還有豎爐中生產中，海綿鐵的缺點是其含碳量很低。在迴轉管式爐中不易直接消除這一缺點。美國專利4,734,128敘述了如何在豎爐的還原區之下設滲碳區，以便引入碳氫化合物，尤其是天然氣。這導致了更複雜的設備和還原爐更複雜的操作。
本發明的目的在於以與還原爐無關的，易於控制的方法進行海綿鐵滲碳。按照本發明，該目的是這樣完成的將海綿鐵從反應區傳送到滯留罐，在其中使該海綿鐵與氣態的，蒸氣態的或液態的碳氫化合物接觸，其中海綿鐵的溫度至少為750℃。
為將海綿鐵裝入其中熱海綿鐵被滲碳的滯留罐中，則將該罐連續地或定期地與此還原爐連接。此滯留罐，比如，還可被用於傳送和/或冷卻海綿鐵。這種冷卻可象通常那樣，比如藉助空氣或水間接地進行。本發明方法的一種變型是這樣構成的，將碳氫化合物引入迴轉管中，其中，比如，將其噴入。該迴轉管也可用於冷卻熱的海綿鐵。
由於進行滲碳的區域可完全地或很大程度保持對周圍環境的密封，所以可用相當少的碳氫化物，以足夠高的程度完成海綿鐵滲碳。在這方面重要的是，在至少750℃，而更好是至少800℃的溫度下易於使海綿鐵與碳氫化合物直接接觸，同時碳氫化合物的擴散速度也高，從而以短的停留時間完成碳氫化合物在海綿鐵中更均勻的分布。海綿鐵所需的碳含量通常在1-2％(重量)的範圍內。
按照本發明的一個實施方案，海綿鐵的滲碳在一個，比如，於DE-A-4406382中所述的，為冷卻海綿鐵而設的迴轉管中進行。該已知的迴轉管冷卻器包括數個延伸到出口處的旁通管，而全部入口和出口都與此迴轉管的內部連通。在間接冷卻的情況下，旁通管增加迴轉管的外側。熱海綿鐵定期通過這些旁通管，當旁通管或多或少的含有許多熱海綿鐵時，將用於滲碳的碳氫化合物引入一個或多個旁通管是有益的。
現參照
本方法的實施方案。
圖1以縱剖面顯示滯留罐的簡單的實施方案。
圖2示意地顯示迴轉管冷卻器。
圖1是用作使熱海綿鐵2滲碳的滯留罐的罐1的簡化圖。該罐同時可用作運送容器，然而這在圖中未作考慮。該罐包括裝填口3用於排放的底部擋板4。用於滲碳的碳氫化合物經管線6傳運到海綿鐵2的批料中。該海綿鐵粒度範圍通常為0-20mm。
圖2示出了用於連續冷卻熱海綿鐵的迴轉管8，熱海綿鐵的溫度範圍通常為800-1100℃，它來自這裡未示出的還原區，如迴轉管式爐，並經通道9傳送至迴轉管的入口部位10。以一種這裡未示出的方式，將迴轉管支撐在2個轉輪11和12上，而且該管包括數個旁通管13、14和15。在實施時，如於DE-A-4406382中所述那樣，這些管的數目在8-30或更多的範圍內。為間接冷卻此海綿鐵，從使冷卻水經噴嘴18或溢流堰排出的蓄水器17將冷卻水噴灑在旁通管的外側。
用於滲碳的碳氫化合物，如輕油或天然氣從未示出的容器經固定的管線19，然後通過一個裝有浮動密封的盒20，經管線21傳送至環形管22，然後從那裡經排放管線23進入管13、14和15。管21、22和23與迴轉管8相通，而且管線21經迴轉管8的外殼延伸到盒20的附近。
碳氫化合物經排放管線23被噴入管13、14和15內部。當迴轉管8繞其縱軸旋轉時，海綿鐵不總是存在於所有的旁通管中。相反，管13處於上部位置時是空的。由於將碳氫化合物噴入空管是不合適的，所以排放管線23設置閥門24以便按需要開、閉排放管線23。閥24的控制由控制器25及從其伸出的信號線26完成。這樣就保證了僅在旁通管14和15處於較低位置並全部地或大部分地裝有海綿鐵時才將碳氫化合物噴入這些管中。在迴轉管內移動和滾動的海綿鐵定期到達與迴轉管內部相通的管13、14和15，然後當在迴轉管轉動期間這些管向上轉時，海綿鐵又流回迴轉管的內部。
經冷卻和滲碳的海綿鐵在29，如經未示出的斜槽從迴轉管8放出。通常，現在海綿鐵溫度低於100℃，而碳含量為0.8-2.5％(重量)。現在可將此海綿鐵進一步加工成鋼。
實施例在直徑4.8米、長80m的迴轉管狀爐中，通過加碳還原，加白雲石脫脘硫以20.8t/時的量生產海綿鐵。還原溫度約為1040℃。在溫度為1010℃時，將海綿鐵加到基本上如圖2所示的迴轉管冷卻器中。該冷卻器的直徑為3.6m，長為50m。該冷卻器設置長約為3m的16條旁通管。經設置於此迴轉管入口區域中的管線23，在迴轉管至少一半裝有海綿鐵時，按每噸海綿鐵17.5升將加熱油引入此迴轉管中。按此工藝，將海綿鐵從起始含碳量0.15％(重量)滲碳至1.4％(重量)。在溫度為90℃時，將滲碳的海綿鐵從迴旋管冷卻器中放出。
權利要求
1.一種使粒狀海綿鐵滲碳的方法，該海綿鐵是在固體或氣體還原劑存在下，在800-1100℃的溫度範圍下的還原區中產生的，其特徵在於將海綿鐵自還原區傳送到滯留罐，並使海綿鐵在滯留罐中與氣態的，蒸氣態的或液態的碳氫化合物直接接觸，其中海綿鐵的溫度至少為750℃。
2.權利要求1的方法，其特徵在於，在滯留罐中海綿鐵用空氣間接冷卻。
3.權利要求1的方法，其特徵在於，在滯留罐中海綿鐵用水間接冷卻。
4.權利要求1-3任一項的方法，其特徵在於，使海綿鐵與碳氫化合物接觸時移動滯留罐。
5.權利要求4的方法，其特徵在於，在迴轉管中使海綿鐵與碳氫化合物接觸。
6.權利要求5的方法，其特徵在於，滯留罐被設計成包含為待冷卻海綿鐵通過的許多旁通管的迴轉管冷卻器，其中將碳氫化合物引入該管的至少一根中。
7.權利要求6的方法，其特徵在於，將碳氫化合物定期交替地引入至少2根旁通管中。
全文摘要
在還原區中，粒狀海綿鐵在固態或氣態還劑存在下，在範圍為800-1100℃的溫度下生產。將海綿鐵從還原區傳送到滯留罐，在其中使海綿鐵與氣態、蒸汽態或液態碳氫化合物直接接觸，海綿鐵溫度至少為750℃。比如，可使海綿鐵在迴轉管中與碳氫化合物直接接觸。
文檔編號C23C8/24GK1158901SQ9612170
公開日1997年9月10日 申請日期1996年10月17日 優先權日1995年10月17日
發明者G·艾爾森赫梅爾, K-H·菲茨舍爾 申請人:金屬股份有限公司