TW314554B - - Google Patents

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— — 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 314554 at B7 五、發明説明（） <發明背景> <發明領域> 本發明是_於在製造生鐵或鐡錠過程中用以原细鐵 石之流化床型通原裝置及使用此裝置Μ通原鐵礦石顆粒之 方法。特別是關於能夠在流化態中有效地邋原大尺寸範圃 細鐵礦石的流化床型缠原裝置及利用此裝置來原細鐡礦 石的方法。 <習知技術說明 一般而言，遢原鐡礦石Μ獲得生鐵的傅統方法包含了 利用鼓風爐及高爐等二種方法，後者方法中高爐中被邋原 的鎩礦石在電子爐中被熔化了。 在利用鼓風爐來製造生繊的方法中，以大董的焦煤做 為熱源及遲原劑。配合此方法送入燒結顆粒型式的鐵礦石 Ki曾加透氣性及邏原能力。為了這個目的，採用鼓風爐的 傅統方法需要一個能製造焦煤的焦煤爐及製造燒結砂粒的 設備，就是因為這個理由，採用鼓風燫的方法需要較大的 投資及較高的能量需求，也因為高品赞的焦煤在世界上分 配不當且其儲存量也正漸漸減少中，故當鋼料的辅要量i曾 加時，問鼷就變得很嚴里。在另一方面，採用高爐來通原 繊礦砂的方法中*需要一預置步驟Μ將繊碱砂製成小球型 ，因為此成法係以天然氣為熱源，它的缺點是僅能在天然 氣供應方便的地區方能做商業上的應用〇 最近Μ來，一種利用非焦碳煤能自鐡礦砂中製作孅錠 的冶煉還原法一直被視為是一種製造鐡料的新方法。 本紙張尺度逍用中國國家棣準（CNS ) A4規格（210X297公釐） ---«-----„---广裝丨— •* (請先閲讀背面之注$項再填寫本頁) 訂

Mk' 經濟部中央揉準局員工消費合作社印製 314554 ^ A7 B7五、發明説明（） 這種冶煉遢原法一般會採用一個系統*其中在一單獨 的爐中預先遷原的鏹礦砂在熔解爐中完全被遢原以製造熱 熔金屬。在還原爐中*孅礦砂被熔化前先Μ固相還原，換 言之，送入原爐中的鎩礦砂當與產生於熔解爐的熱遞原 氣體相接觸時被邐原了。 本方法中所採用的邋原過程可Μ區分為移動型及流化 床型Μ配合孅礦砂與潘原氣體接觸的條件。現知關於較寬 之尺寸分布範圃細孅礦石的遢原最有希望的方法之一是流 化床型過程，其中鐵礦砂被裝設於反應器底部經由分配器 供應的邐原氣體遨原成流化態。 Μ日本公開特許專利申請案中He isei 3-215621案戸万 公開的流化床型缠原爐為例。如第1圖所示，此爐包括有 一個圓柱形遯原爐91及一旋風爐95。當鏹礦石經由入口 92 送入而且遯原氣體藉由管路93及分配器96M適當的流率供 應進入墦原爐91，鐡礦石在分配器96之上形成一流化床， 使其可與_原氣體擾動混合，在這個狀態下，鏹礦石就可 Μ被遯原氣體所通原。供應進入爐内的堪原氣體在鐵礦石 顆粒中的一曆形成氣泡，就好像流體被氣化了一樣，然後 此氣泡曆在顆粒間升起，這就形成了繊礦石顆粒的流化床 。因此，這個流化床其實是一個氣泡流化床，被堪原之繊 礦石經由出口 94釋放並雛開還原爐91。 在上述公開特許專利申請案中所發表的流化床型邋原 裝置的例子中，當形成有效流化床時必須要將遇原氣體的 流率減至最小量时狀，因為這樣不僅能減少鐵礦石的熔 -4 - (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) % 訂

-C 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) Α4规格.（210Χ297公釐） A? B7 五、發明説明（） ! 離*也增加運原氣體的遯原效率。為了這個目的》假如在 流化床中遲原氣體的流率在沿流化床的縱軸向是固定的， 那麼繊礦石的顆粒尺寸就必須限在某個範圍内*換言之， 形成有效流化床所需之通原氣體的氣體流速必須控制在最 小流化速度及終端速度之間。同樣的情形，對於這種流化 床型還原爐，繊礦石顆粒的尺寸必須經過篩檢Μ使得僅有 相似顆粒範園的鐵礦石可Μ供應進入潘原爐內，假如操作 過程是Μ流化粗的鐵碾石（其在低氣體流速中將不會被流 化）所需要的較高氣體流速，將會因為细鐡礦石的終端速 度較操作所爾的氣體流速低而導致如鐵礦石的大量熔離。 結果，旋風器的集塵效率就被降低了，也因此而增力卩了未 經精煉物質的散失。另外，因為綑鐡礦石在邋原爐內的平 均滯留時間較粗鐵礦石為短，故流動之細鐵礦石的邋原率 就因此而降低了。 發明者提出了本項發明可Μ用來解決上述用傳統方法 去研究及實驗的狀況下所遇到的問題。 <發明之總論> 經濟部中央梂準局員工消費合作社印製 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 因此，本發明的目的是要提供一種流化床型通原裝置 及採用可在穗定流化態中有效地遲原較大尺寸範圍细繊礦 石之裝置及方法，藉Κ大量地降低顆粒的熔離度，增加堪 原率並且增強遝原氣體的效率。 侬照這個目的，就據Μ發明了一種包含了連纊排列、 多階段的流化床型理原爐。在這個遝原爐的糸統中，每個 反應器是漸縮形，也就是說反應器的直徑是向上漸ί曾的， -5 - 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS) Α4規格（2丨〇Χ297公嫠） 314554 A7 B7 五、發明説明（) Μ穩定地流化顆粒尺寸範圍較大的細鐡礦石。運原裝置包 含了一個用於乾燥及預熱細鐵礦石顆粒的爐子，Μ及至少 —個將被乾燥及預熱鐡礦石還原的遜原爐。 依照其中的一個觀點，本發明提供了一棰通原細繊礦 石的流化床型遝原裝置*這種流化床型邋原裝置包含了： 一個用來將自漏斗型供應器的泡沬狀流化態鐵礦石乾燥及 預熱的乾燥/預熱爐；一種在乾燥/預熱爐排氣管糸中攫 取之纖礦石的第一旋風器；一個在泡沬流化態狀態下將乾 燥/預熱做最終遨原的原爐；Μ及在還原爐排氣中搜集 鎖礦石微粒的第二旋風器，在具備上述條件之後’此裝置 將可被稱為一個二階段的流化床型邋原装置〇 依照另一個觀點，本發明提供了一種邋原細鐡礦石的 流化床型繼原裝置，瑄個流化床型遝原裝置包括有：一個 把由漏斗器供應泡沬流化態姻鐵礦石乾燥及預熱的乾燥/ 預熱爐；一個用來由乾燥/預熱爐的排氣中攫取繊礦石微 粒的第一旋風器；一個預先遠原被乾燥/預熱後泡沫流化 態鐵碾石的第一邀原爐；一個搜集在第一還原爐排氣中鐵 礦石微粒的第二旋風器；一個用來在最後通原被預先遲原 後之泡沫流化態纖礦石的第二遷原爐；Μ及用來在第二邐 原爐排氣中攫取鐵礦石微粒的第三旋風器。此後，這個裝 置將被稱為三階段流化床型通原裝置。 侬照另一個觀點，本發明提供了一個邀原較廣尺寸範 圍细鐵礦石的方法，這個方法包含的步驟有：往上端方向 直徑漸增的錐形流化床中乾燥及預熱泡沫流化態鐡碼石； 一 6 _ 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) Α4規格（210X 297公釐） (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 裝_ 經濟部中央標準局男工消費合作社印製 Α7 Β7 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 五、發明説明（） 最後在往上端方商直徑漸增的錐形流化床中遯原泡沫流化 態繊礦石。此後，這個方法將被稱為是一·個二階段通原法。 依照另一個觀點，本發明提供了一個遲原較廣尺寸範 圍綑鐵礦石的方法，這個方法包含的步驟有：往上端方向 直徑漸增的錐形流化床中乾燥及預熱泡沫流化態繊礦石；. 在往上端方向直徑漸增的第一錐形流化床中預先遝原乾燥 /預熱過之泡沫流化態鐡礦石；最後在上端方向直徑漸增 的第二錐形流化床中邀原預先還原過的泡沫流化態繊礦石 。此後，這個方法將被稱為一個三階段遨原法。 <圖示之簡單說明> 本發明其他的目的及觀點在接下來具體實例結合附圖 的說明下將會變得非常明確，其中： 第1圖是說明用於通原鐵礦石之一種傳統流化床的圖 解圖； 第2圖是說明依照本發明Μ用於遯原細鎩礦石之流化 床型遍原裝置的圖解圖。 <較佳具體實例詳述 在第2圖中，說明了一種依照本發明用以邋原較寬尺 寸分布細繊礦石的三階段流化床型通原裝置° 如第2圖所示，此三階段流化床型遯原裝置1包含有一 個用來乾燥及預熱繊礦石的爐體，它經由漏斗器70供入 泡沫流化態的生材。一個用來搜榘乾燥/預熱爐1〇所釋放 _碾石微粒的第一旋風器40與上面提到的乾燥/預熱爐10 相連接。在加熱/預熱爐10之下’配置了一個第一想原爐 -7 - 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) Α4規格（210X297公釐） (請先聞讀背面之注意Ϋ項再填寫本頁) 裝- *,τ

U A7 B7___ 五'發明説明（） K承接自乾燥/預熱爐10所釋出的繊礦石。在第一通原’脯 20中，被乾燥/預熱過的鐡碾石在泡沫流化態下被預先邐 原。與第一邋原爐20相連以搜集自第一邐原爐釋出排氣中 的鏹礦石微粒的第二旋風器50。在第一堪原爐20之下也配 置了一個第二通原爐30，在第二遯原爐30承接了第一原 爐20預先遯原的鐡礦石且最後通原了泡沫流化態預熱的繊 礦石。第三旋風器60與第二遢原爐相連Μ便搜集自第二_ 原爐30釋出排氣中的鐡礦石微粒。 乾燥/預熱爐10是一個被平濟向上延伸的錐形體。詳 綑來說，乾燥X預熱爐10包含了一個加大的上圓柱段1〇1、 中間圓錐段102及漸小的下圓柱段103。乾燥/預熱爐10在 底部裝有一個第一氣體入口11 , Μ承接自第—遷原爐20而 來的排氣。在圓錐段102及漸小的下圓柱段103之間，裝設 了一個第一分配器12經由第一氣體入口 11均句地分送排氣 。圓錐段102側壁的一部分裝有一個第一鐡礦石入口 18， 經濟部中央標準局貝工消费合作社印裝 經由這個入口鐵礦石自漏斗器70藉鐵礦石供給管線71進入 乾燥/預熱爐10 〇在圓錐段102個{壁的另一部分相對於裝設 第一鐵礦石入口 18處’具有乾燥/預熱爐10的一個第一鐡 礦石出口 13Μ釋出來自乾燥/預熱爐1〇經過乾燥/預熱的 鐵礦石，Μ及一個承接由第一旋風器40所攫取孅碾石微粒 的第一繊礦石微粒入口 15。 在加大的圓柱段101的上端部分具有一個第一排氣出 口 16，此第一排氣出口 16藉第一排氣管線17與第一旋風器 ,40相連。 -8 - 本紙張尺度逍用中國國家榡準（CNS ) Α4规格（210X297公嫠) Α7 Β7 五、發明説明（） 第一旋風器40的頂部裝有一個第一清淨氣體釋放管線 42M向外釋放來自第一旋風器40辉過漶清後的排氣。至於 第一旋風器40的底部則與第一鐵礦石釋效管線41的一端相 連，第一鐵礦石微粒釋放管線41的另一端與羼於乾燥/預 熱爐10的圓錐段102的第一鐡碾石微粒入口 15相連接，使 得由第一旋風器40所攫取的鐡礦石微粒能再循環至乾燥/ 預熱爐10中利用。. 第一邋原爐20也與乾燥/預熱爐10類似具有一平滑向 上延伸的錐形體，也就是說，第一缠原爐20包含了一個加 大的上圓柱段201、中間圓錐段202及漸小的下圓柱段203。 第一遲原爐20在底部也裝有一個第二氣體入口21，Μ承接 自第二遯原輝30而來的排氣。在圓錐段202及漸小的下圓 柱段203之間，裝設了一個第二分配器22經由第二氣體入 口 21均勻地分送排氣。 經濟部中央揉準局員工消費合作社印製 (锖先閱讀背面之注項再填寫本I ) I11

U 圆錐段202側壁的一部分，第一蓮原爐20具有一個第 二鐡礦石出口 23Μ釋放在第一遨原爐20中被預先通原之鐵 礦石，且一個第二繊礦石入口 28Μ承接自乾燥/預熱爐1〇 乾燥及預熱過之鐡礦石。在圓維段202側壁的另一部分處， 第一遨原爐20具有一個承接由第二旋風器50所攫取鏹礦石 微粒的第二鐵礦石微粒入口 25。 在加大的圓柱段201的上端部分具有一個第二排氣出 口26，此第二排氣出口26藉第二排氣管線27與第二旋風器 50相連。 第二旋風器50的頂部裝有一個第二清淨氣體釋放管線 -9 - 本紙張尺度適用中國國家橾準（CNS ) Α4規格（210X 297公釐） j 314554 Α7 Β7 經濟部中央揉準局員工消費合作社印製 五、發明説明（） 52M向外釋放來自第二旋風器5〇經過漉清後的排氣。至於 第二旋風器50的底部則與第二鐡碾石釋效管線51的一端相 連0 第二濟淨排氣管線52的另一·端與屬於乾燥/預熱爐10 底部的第一氣體入口 11相連，Μ供應在第二旋風器50中變 成游雛鐵礦石的排氣給乾燥/預熱爐10 °第二繊礦石微粒 釋放管線51的另一端與靥於圓錐段202的第二繊礦石微粒 入口 25相連接，使得由第二旋風器50所攫取的繊礦石微粒 能再循環至第一遝原爐20中利用。 第一遯原爐20的第二鐡礦石入口 28與乾燥/預熱爐10 的第一鐵礦石出口 13經由第一管線14相連。 第二邐原爐30也與第一缠原爐20類似具有一平滑向上 延伸的錐形體，也就是說，第二遯原爐30包含了一個加大 的上圓柱段301、中間圓錐段302及漸小的下圓柱段303。 第二邋原爐20在底部也裝有一個第三氣體供應口31’以承 接自氣化熔爐80而來的排氣。在圓維段302及漸小的下圓 柱段303之間，裝設了一個第三分配器32經由第三氣體入 口 31均匀地分送排氣。 在圓錐段302的一側壁部分，第二想原爐30具有一個 第三鐵礦石出口 38Μ承接來自第一遯原爐預先邋原過的鐡 礦石。在圓錐段302側壁的另一部分處，第二通原爐30具 有一個承接由第三旋風器60所播取繊礦石微粒的第三繊礦 石微粒入口 25Μ及一個用來釋出最後在第二遝原爐30中遠 原的第三鐡礦石出口 33。 —10 — (請先聞讀背面之注意事項再填寫本頁) 裝· .丁， -^,8

U.V 本紙張又度適用中國國家標準（CNS ) Α4規格（210Χ297公釐） 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 A7 B7 五、發明説明（) 在邡大的圓柱段301的上端部分具有一個第三排氣出 口 36，此第三排氣出口 36藉第三排氣管線37與第三旋風器 60相連。 第三旋風器60的頂部裝有一個第三清淨氣體釋放管線 62M向外釋放來自第三旋風器60經過濾清後的排氣。至於 第三旋風器60的底部則與第三鐵礦石釋效管線61的一端相 連。 第三清淨排氣管糸62的另一端與屬於第一邋原爐20底 部的第二氣體入口21相連，Μ供應在第三旋風器60中變成 游離繊礦石的排氣給第一遯原爐20。第三孅礦石微粒釋放 管系61的另一端與靥於第二遢原爐20圓錐段302的第三鐵 礦石微粒入口35相連接，使得由第三旋風器60所擭取的繊 礦石微粒能再循環至第二還原爐30中利用。 第二堪原爐30的第三繊礦石入口 38與第一遢原爐20的 第二繊礦石出口 23經由第二管線24相連。 第三鐵礦石出口 33經由第三管線34連至氣化熔爐80而 第三氣體入口31經由排氣管系82連至氣化熔爐80。 氣化熔爐80的底部連至生鏹釋出管系81，Μ釋放在氣 化溶爐80中培解邋原蓮轉所產生的生繊。 在第—管線14的轉角處，裝設了氣體供給口Ρ供給第 一管線14小量氣體Κ防止管線Μ的溝道被送入管線14的鐵 礦石顆粒所堵塞Ρ同樣的道理*另一個氣體供給口Ρ也裝 設於第二管線24的轉角處。 雖然本發明己具體描述了三階段流化床型繼原裝置’ 一 11 ~~ 本紙張尺度適用中國國家襟準（CNS ) Α4規格（210X297公釐） (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 裝- 訂 經濟部中央榇準局員工消費合作社印裝 A7 __B7 五、發明説明（） 它也可Μ被架構及修改成一個二階段流化床型選原裝置。 基本上除了僅有第一或第二遵原爐2〇及30中僅有的一個還 原爐外’二階段流化床型遯原裝置與三階段流化床型遯原 裝置有替相同的結構。在此情形下，在乾燥/預熱爐中被 乾燥及預熱的繊碾石顆粒幾乎在單一爐中完成被通原程序 乾燥/預熱爐10、第一還原爐20及第二邋原爐30圓錐 段102、202及302之錐角最好在3度至25度範圍內。 乾燥/預熱爐10、第一遝原爐20及第二邋原爐30圓錐 段102、202及302之高度也最好是其各底端內徑的5至9倍 長。另一方面，乾燥/預熱爐10、第一原爐20及第二邈 原爐30加大段101、201及301之高度最好是其各對懕圓錐 段上端內徑的2至4倍長。 現在將說明的是，利用流化床型逖原裝置來產生_原 纖或熔化之生鐡的方法。 如第2圖所示，在漏斗器70中的纖礦石經由鐡礦石供 給管糸71及第一鐡礦石入口 18送至乾燥/預熱爐10 〇排氣 也自第一還原爐20依序經由第二旋風器50、第二濟淨排氣 管糸52及第一氣體入口 11進入乾燥/預熱爐10，排氣也藉 由第一分配器12均勻地分散在乾燥/預熱爐1〇中〇在靠近 均句分散的氣體處，被供應進入乾燥/預熱爐10的鐡礦石 果員粒形成了一個泡沫流化床，且道些繊礦石顆粒在流化床 中被乾燥及預熱。然後造些被乾燥及預熱後的繊礦石經過 第一繊礦石出口 13及第一管線14被送入第一潘原爐20中。 在乾燥/預熱爐1〇中繊礦石被耗盡之前被氣體乾燥及 -12 - ^張尺度適用中國國家榡丰（CNS) Α4規格（210Χ297公嫠) (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁)

314554 A7 B7 五、發明説明（） 預熱，排氣依序經由第一排氣出口 16及第一排氣管糸，第 —旋風器40及第一清淨排氣管糸42被排出乾燥/預熱爐10 ’在排氣中的鐵礦石微粒被第一旋風器40播取，經由第一 繊礦石微粒釋放線路41及第一鐡礦石微粒入口 15再循環回 乾燥/預熱爐10利用。 供入第一邋原爐20經乾燥/預熱後的鐵礦石，當形成 一個流化床時被依序經由第三旋風器60、第三清淨排氣管 系62、送入第一遲原爐20、第二氣體入口21及第二分配器 22的排氣預先邋原。預先邋原的鐡礦石經由第二鐵礦石出 口23及第二管線24送入第二遝原爐30。 在第一遢原爐20中，來自第二還原爐30的排氣用做纖 礦石的預先堪原劑，然後便依序經由第二排無出口26及第 二排氣管糸27、第二旋風器50及第二濟淨排氣管系52被釋 出第一遷原爐20，然後再被導入乾燥/預熱爐10。在排氣 中的鐵礦石微粒被第二旋風器50攫取然後經由第二繊礦石 微粒釋放管糸51及第二鐡礦石微粒入口 25被再循環至第一 遲原爐20利用。 同時，被供應進入第二通原爐30預先通原後的纖碾石 當形成泡沫流化床時*最後被產生於氣化熔爐80且經由 氣管系82、第三氣體入口31及第三分配器32供應進入第二 選原爐30的排氣所缠原。最後被遯的繊礦石經由第三繊礦 石出口 33及第三管線34送入氣化溶爐80。 產生自氣化熔爐S0的排氣起初是做為第二原爐30的 最終遯原劑，然後經過第三排氣釋放口 36及第三排氣管系 -13 - 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4规格（210X297公t ) (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 裝. 經濟部中央揉準局負工消費合作社印製 經濟部中央橾率局員工消費合作社印製 A7 B7____ 五、發明説明（） ^ 37、第三旋風器60及第三清淨排氣管糸6被釋出後導入第 一邋原爐20。在排氣中的鐵礦石微粒被第三旋風器60播取 然後經由第三鐡礦石微粒釋放管系61及第三繊礦石微粒入 口 35被再循環至第二通原爐30利用。 釋放進入氣化熔爐80的鐵礦石顆粒被熔化，藉Μ產生 熔融生鐵(熱熔金靥）。 另外一方面，在乾燥/預熱爐10、第一*邋原爐20及第 二遨原爐30的游離板區，氣體的速度最好保持停留在所在 爐内流化平均粒子尺寸之繊礦石顆粒所需要最小氣體速度 的1至3倍。 對於乾燥/預熱爐10、第一還原爐20及第二還原爐30 而言，在爐內的壓力降最好是在0.3至0.6大氣壓間，且爐 内的溫度降最好在攝氏30度至80度之間。供應進入第二通 原爐30氣體的壓力及溫度範圍也最好分別是在2至4大氣壓 以及攝氐800度至900度之間。 鐡礦石顆粒在每個爐中的停留時間最好是在2〇至40分 鐘之間。 雖然本發明所使用的方法己經由採用三階段流化床型 遯原裝置趣原繊礦石來加Μ描述，它也可以採用—個二階 段流化床型邐原裝置來遯原纖礦石。正如上面已提到過的 ，基本上除了僅有一個蓮原爐外，二階段流化床型通原裝 置與三階段流化床型缠原裝置有著相同的結梅。在此情形 下’在乾燥/預熱爐中被乾燥及預熱的繊碾石顆粒幾乎在 單一爐中完成被遢原程序。 _ 14 - 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) Α4規格（210Χ297公釐）~~" ' '~ (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 裝-

、一"J Α7 Β7 S14554 五、發明説明（） 在此例中，不管是乾燥/預熱爐10、或是那個單一的 還原爐的游雛板區，氣體的速度最好保持停留在所在爐內 流化平均粒子尺寸之繊礦石顆粒所需要最小氣體速度的1 至3倍。 對於不管是乾燥/預熱爐10、或是那個簞一的邋原爐 而言*在爐內的壓力降最好是在0.3至0.6大氣壓間，且爐 内的溫度降最好在攝氐30度至80度之間。供應進入題原爐 氣體的壓力及溫度範園也最好分別是在2至4大氣壓Μ及攝 氏800度至900度之間。 繊碾石顆粒在每個爐中的停留時間最好是在30至50分 鐘之間。 由上面的描述可Μ很明顯地看出，侬照本發明所採用 的爐體都是用維形’亦即爐體的直徑向上漸增Μ稱定地流 化較寬廣顆粒尺寸範園的繊碾石顆粒。採用此維形就可以 不僅保證能流化較粗的鐵礦石顆粒，亦可Μ更稱定地流化 較細的鐡礦石顆粒，藉Μ有效地逐原细繊礦石。依照本發 明’细繊碾石的缠原經多個階段來達成，例如三階段的逐 原包含乾燥/預熱、第一潘原及第二潘原都有不同的運轉 程序。依照本發明，產生自每個燫體的排氣被有效地利用 ’ 降低燃料的箱求。 依照本發明所憑藉的爐骽結構就可Μ有效地實現细繊 堪原的原因現在將更詳細的描述。因為本發明爐體的 ^面積向爐體的上端逐漸增加，氣體的速度向爐體的上端 $漸_小。同樣地*粗的鐡碾石顆粒大部分都分布在裝設 -15 - 家揉準(CNS )八4胁(210X297公釐) m^i. -·: ^LTP - ....... - - -----......In I- - - 1-- • m (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 訂 1^ 輕濟部中央棣準局®:工消費合作衽印製 A7 B7 經濟部中央標準局貝工消費合作社印裝 五、發明説明（ 於爐體下半部的分配器附近，可以用高速進行很好的流化 。在另外一方面，較細的繊礦石顆粒大部分都分布在爐體 的上半部附近，當被壓制不被溶離時，可Μ被Μ中/低速 度適當地的狀況，繊礦石顆粒在爐體中的停留 時間可受顆粒尺寸範圃的影響，因此，當 保持一個穩定的流化態時，較寬廣孅礦石顆粒的尺寸範圃 可Μ被遵原。本發明的原裝置包含了系統排列、多階段 流化床型爐體，就是用來乾燥及預熱的乾燥/預熱爐、用 來預先通原乾燥X預熱後细繊礦石的第一還原爐、及用來 對預先遨原後之繊礦石進行最後遝原的第二遯原爐。在此 裝置中*產生自各爐體的排氣是用來當做進行遢原程序的 堪原氣體，藉Μ增加_原氣體的使用度。因此，本發明的 裝置及方法提供了一個有很大收益的經濟效率。 參考Μ下的範例將會更快速地瞭解本發明；然而這個 範例只是用來說明本發明，但本發明的領域並不侷限於此 <範例> 準備一個如第2圖所示结構的流化床型麵原裝置，此 流化床型缠原裝置的諸元如下： 1)每個流化床型爐體的內徑及高度（乾燥/預熱爐、第 一潘厚爐及第二邐原爐） -圓錐段下端的內徑 ：0.3米 -圓錐段的高度 ：1.9米 -圓錐段上端的內徑 ：0.7张 -每個圆柱段的高度 ：2.0米 及 —16 _ 私紙張尺度適用中國國家榡準（CNS ) A4規格（210X297公嫠） *- - S. % *' ：-----------1^--------tT------Ik---------------- *.. * * (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) A7 B7 五、發明説明（） -圓錐段的錐角 ：6度 然後將細纖礦石釋入上逑流化床型邋原裝置的乾燥/ 預熱爐10內，同時也經由均裝設於第二邋原爐30的第三氣 體入口 31及第三氣體分配器將缠原氣體供應進入第二潘原 爐30。 當形成泡沫流化床時細繊礦石就被遝j 熱。鐡礦石在被乾燥及預熱後就被送入第一堪原爐20，鐵 礦石在第一邋原爐中依序被預兜—原。繊碾石在被預先遢 原後就被送入第二通原爐30造行最後邏原，然後繊礦石就 被送入氣化熔健80中，在氣化熔爐中鐵碾石就ώ熔化了。 Κ下條件就是用在上述程序中： 2) 纖礦石的送入及釋出 -細鐵礦石的組成 T.Fe:62.36%，二氧化矽：5.65%，三氧化二錨： 2.91%，硫：0.007¾，及鱗：0.065¾ ; -顆粒尺寸範圃 小於0.25奄光=28¾，0.25奄张至1.0毫光=2桃’及 1.0毫米至5.0奄米=50¾ ; 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) -送料速率 20公斤/分鐘 -自第三鐵礦石釋放口的釋出速率 14· 3公斤/分鐘 3) 堪原氣體 -組成： 一氧化碳：65¾，氬分子：25%，及 17 - 本紙張尺度逋用中國國家榡準（CNS ) A4規格（210X297公釐） A7 B7 在圓錐段下端的氣體速度 /SWFITIn 五、發明説明（） 二氧化碳+水氣：10% -溫度：大約攝氏850度左右；μ及 -壓力：3.3公斤簠/厘米平方 4)在每個爐中（乾燥/預熱爐、第一蓮原爐及第二想 原爐）的氣體速度 1.5米/^秒 在圓錐教直潼趣細接速度 0.27米/秒 在開始進行通原60分鐘後*潘原後之繊礦石開始釋出 。在此試驗中，氣體的平均使用度大約是百分之25Ffe平均 邋原度是百分之87，由於繊礦石微粒的溶雛所造成的鐵碼 石漏失為百分之0.5。從疽個結果來看，可對本發明加Μ 評論，其與傳統的圓柱形流化床通常的繊礦石漏失範圍在 百分之8至百分之10相較大為降低了孅礦石的漏失。 從上面說明可Μ很明顯看出本發明之流化床型潘原裝 置，以及利用此裝置來遝原鐡礦石的方法*能夠壓制鐵碾 石在還原爐中的熔雛，藉Κ降低鐡礦石的漏失並增加繊碾 石的還原度。依照本發明，邋原裝置包含了三個流化床型 爐體，藉Μ增加排氣的可利用度並降低燃料的需求。 雖然本發明的較佳具體實例已被發表作為說明之用， 在此技術中的許多技巧將會用來辨識沒有悻離如公布於所 附專利申請範圍本發明的領域及精神。例如，雖然本發明 已描述是配合二或三階段流化床型邋原裝置及利用此邋原 裝置的原方法，它也可Μ被應用到能夠Μ至少四個流化 階段的堪原繊礦石的遯原裝置及方法。 -18 - 本紙張尺度適用中國國家榡準（CNS ) Α4规格（210Χ 297公釐） — ― Α 裝 訂------^-^ • * (請先閱讀背面之注$項再填寫本頁) 經濟部中央標準局貝工消费合作社印製

Claims (1)

1. 經濟部中央梯準局員工消費合作社印製 1^^00447號厂用於姘礦石顆粒型邀原裝置及使用 觸IS^g果膽去輪瞒申請聊論圖証本申請專利範圍 1. 一種潘原鐵礦石之流化床型遢原裝置，其包含有： 一用來乾燥及預熱自漏斗器送入之鎩礦石的乾燥/預 熱爐，此乾燥/預熱爐包括有一第一力σ大上圓柱段，一第 —中間圓錐段及一第一漸细下圓柱段，第一中間圓錐段具 有一平滑向上延伸的維形體，此乾燥/預熱爐缠有一位於 第一漸細圓柱段底部的第一氣體入口，一裝設於第一漸细 圓柱段上側的第一分配器，一在第一圓錐段之一側壁所具 有的第一鐵碾石入口，一在第一圓錐段之另一側壁所具有 的第一鐵礦石出口，一在第一圓錐段之另一側壁所具有的 第一繊礦石微粒入口，μ及一第一加大圆柱段的上部戶斤具 有的第一排氣出口； 一用來最後遢原在乾燥/預熱爐中乾燥及了預熱後之 鐵碾石的遢原爐，此遢原爐包括有一第二加大上圓柱段， —第二中間圓錐段及一第二漸細下圓柱段，第二中間圓錐 段具有一平滑向上延伸的錐形體，此還原爐通有一位於第 二漸细圓柱段底部的第二氣體入口，一裝設於第二漸细圖 柱段上側的第二分配器，一在第二圓錐段之一側壁所具有 的第二議碾石入口，一在第二圓錐段之另一側檗所具有的 第二繊碾石出口，一在第二圓錐段之另一側壁所具有的第 二鎌碾石微粒入口，Κ及一第二加大圓柱段的上部所具有 的第二排氣出口； 一第一旋風器用Μ自乾燥/預熱爐所釋放排氣中攫取 鐵碾石微粒並將所播取的繊礦石微粒再循環至邋原爐利用 然後對外釋放無鐵碾石微粒的清淨排氣，第一旋風器經由 —19 一 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 訂 • 1- ·- 本紙ft尺度適用中國國家榡準（CNS ) Α4規格（21〇Χ297公嫠） ABCD 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 々、申請專利範圍 一第一排氣管糸被連接至第一排氣出口，經由第一鏹礦石 微粒釋放管糸被連接至第一鐡礦石微粒入口 * Μ及被連接 至頂端部分並在這褢一第一清淨排氣管系向大氣開口； 一第二旋風器用Μ自遲原爐所釋放排氣中攫取繊碾石 微粒並將所擭取的纖礦石微粒再循璁至蓮原爐利用然後對 乾燥/預熱爐提供無繊礦石微粒的清淨排氣，第二旋風器 經由一第二排氣管糸被連接至第二排氣出口，經由第二纖 礦石微粒釋放管糸被連接至第二鐵礦石微粒入口，Μ及經 由第二濟淨排氣管糸被連接至第一氣體入口； 一用Κ連接第一繊礦石出口及第二繊碾石入口使得鐡 礦石顆粒得Μ由此流經的第一管線； 二用以將第二繊礦石出口連接至氣化熔爐的第二管線 使得纖礦石顆粒得Κ由此送入氣化熔爐；Μ及 —將第二氣體入口連至氣化溶爐的排氣管線。 2. 如申請專利範圍第1項的流化床型還原裝置*其中 第一及第二圓錐段錐角的範園從3度至25度。 3. 如申請專利範圃第1項或第2項的流化床型遨原裝置 ，其中第一·及第二管線在它們的彎曲部位有氣體供應口Μ 供給少量的氣體給每個對應的管線。 4. 如申_專利範圃第1項或第2項的流化床型邋原裝置 ，其中第一及第二圓錐段的高度為底端内徑的5至9倍，且 第一及第二加大圓柱段的高度為相關圓維段上蹦處內徑的 2至4倍〇 5. 如申請專利範圃第3項的流化床型邋原裝置，其中 -20 - 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4规格(210X297公釐） (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) .1裝. ABC0 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 六、申請專利範圍 第一及第二圓錐段的高度為底端内徑的5至9倍，且第一及 第二加大圓柱段的高度為相關圓錐段上端處內徑的2至4倍。 6.—種潘原鐵礦石之流化床型潘原裝置’其包含有： 一用來乾燥及預熱自漏斗器送入之鐡礦石的乾燥/預 熱爐，此乾燥/預熱爐包括有一'第一·加大上圓柱段’ 一第 一中間圓錐段及一第一漸細下画柱段，第一中間圓錐段具 有一平滑向上延伸的錐形體，此乾燥/預熱爐蓮有一位於 第一漸細圓柱段底部的第一氣體入口，一裝設於第一漸細 圓柱段上側的第一分配器，一在第一圓錐段之一側壁所具 有的第一鐵礦石入口，一在第一圓錐段之另一側壁所具有 的第一鐵碾石出口，一在第一圓錐段之另一側壁所具有的 第一纖礦石微粒入口，Μ及一第一加大圓柱段的上部所具 有的第一排氣出口； 一第一遝原爐用以預先遜原在乾燥/預熱爐中已乾燥 及預熱後的細鐵礦石，此趣原爐包括有一第二加大上圓柱 段，一第二中間圓錐段及一第二漸畑下圆柱段，第二中間 圓錐段具有一平向上延伸的錐形體，此第一埋原爐通有 一位於第二漸細圓柱段底部的第二氣體入口，一裝設於第 二漸细圓柱段上側的第二分配器，—在第二圓錐段之一側 壁所具有的第二纖礦石入口，一在第二圓錐段之另一側壁、 所具有的第二纖礦石出口，一在第二圓錐段之另一側壁所 具有的第二纖礦石微粒入口，K及一第二加大圓柱段的上 郤所具有的第二排氣出口； 一用來最後還原在第一還原熝中預先埋原之鐡礦石的 -21 - 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4规格(21〇X：297公釐) (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) -裝 線 A B c D 經濟部中央標準局貝工消費合作社印製 六、申請專利範圍 第二_原爐，此潘原爐包括有一第三加大上圓柱段’一第 三中間圖維段及一第三漸細下圓柱段’第三中間圓錐段具 有一平滑向上延伸的錐形體，第二潘原爐堪有一位於第三 漸細圓柱段底都的第三氣體入口，一裝設於第三漸細圓柱 段上側的第三分配器，—在第三圓錐段之一側壁所具有的 第三孅礦石入口，一在第三圓錐段之另一側壁所具有的第 三繊碟石出口，一在第三圓錐段之另一側壁所具有的第三 繊礦石微粒入口，一在第三圓錐段之另一側壁所具有的第 三鐡碾石微粒出口，以及一在第三加大圓柱段的上部所具 有的第三排氣釋出口； —第一旋風器用Μ自乾燥/預熱爐所釋放排氣中攫取 纖礦石微粒並將所摟取的繊礦石微粒再循環至遝原爐利用 然後對外釋放無鐵礦石微粒的清淨排氣，第一旋風器經由 —第一排氣管糸被連接至第一排氣出口，經由第一鐡礦石 微粒釋放管糸被連接至第一鏹礦石微粒入口，Μ及被連接 至頂端部分並在這裹一第一清淨排氣管糸向大氣開口； 一第二旋風器用Μ自第一遯原爐所釋放排氣中攫取鐡 碾石微粒並將所擭取的鐵礦石微粒再循環至第一邋原爐利 用然後對乾燥/預熱爐提供無鐵礦石微粒的濟淨排氣，第 二旋風器經由一第二清淨排氣管系被連接至第二排氣出口 ’經由第二鎩礦石微粒釋放管系被連接至第二鐡碾石微粒 人口 ’ Μ及經由第二淸淨排氣管糸被連接至第一氣體入口 ； 一第三旋風器用以自第二遯原爐所釋放排氣中擭取鐵 礦石微粒並將所攫取的鎩礦石微粒再循璃至第二遢原爐利 -22 - 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格(210X297公發) (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) -裝· ，5J. Α8 Β8 C8 D8 經濟部中央#準局貝工消費合作社印製 六、申請專利範圍 用然後對第一原爐提供無娥礦石微粒的清淨排氣，第三 旋風器經由一第三排氣管系被連接至第三排氣出口，經由 第三繊碾石微粒釋放管系被連至第三鐵礦石微粒入口，Μ 及經由第三淸淨排氣管糸被連接至第二氣體入口； —用Μ連接第一鐡碾石出口及第二麵碾石入口使得繊 礦石顆粒得以由此流經的第一管線； 一用以連接第二鐵礦石出口及第三鎩礦石入口使得鐵 礦石顆粒得Μ由此送入的第二管線； 一用Μ將第三鐡碾石出口連接至氣化瑢爐的第三管線 及 一將第三氣體入α連接至氣化熔爐的排氣管系。 7. 如申請專利範画第6項的流化床型遁原裝置，通包 含有至少一個具有一加大上圓柱段，一中間圓維段及一漸 细下圓柱段，中 間圓維段具有一平滑向上延伸的錐形體。 8. 如申請專利範圍第6項或第7項的流化床型邐原裝置 ，其中每個錐形段的錐角範園為3度至25度。 9. 如申請專利範園第_攀籮7頂肋流化床翠原裝置 ，其中第一及第二管線在它們的礙曲部位有氣體供應口Μ 供給少量的氣體給每個對應的管線。 10. 如申請專利範画第β項惑篪1 項的流化床型遲原裝置 ，每個圓錐段的高度為底端內徑的S至9倍，且每個加大圓 柱段的高度為相關圓錐段上端處内徑的2至4倍。 11. 如申請專利範園第9項的流化床型缠原裝置，其中 (祷先Η讀背面之注意事項再填寫本頁) I; I - - I- -I HJ - - -- -I n 1^11 · 、tT I I- - - : - ----- 1 -*· 本紙法尺度適用中國國家榡準（CNS ) Α4規格（2；[〇Χ297公釐） A8 B8 C8 D8 314554 六、申請專利範圍 每個圓錐段的高度為底端内徑的5至9倍，且每個加大圓柱 段的高度為相關圓維段上端處內徑的2至4倍。 12. —種遢原細繊礦石的方法，包含Μ下步驟： 在一具有平滑向上延伸錐形體的流化床型乾燥/預熱 爐中乾燥及預熱泡沫流化態鏹礦石；且 在一具有平滑向上延伸錐形體的流化床型邋原爐中最 後遞原乾燥/預熱後的泡沫流化態鐵礦石。 13. 如申請専利範圍第12項之方法，其中在乾燥/預熱 爐或遝原爐的游離板區，氣體的速度最好保持停留在所在 爐内流化平均粒子尺寸之繊礦石顆粒所需要最小氣體速度 的1至3倍。 14. 如申請專利範圍第12項或第13項之方法，其中送入 邋原爐氣體的壓力範園在2至4大氣壓間，且產生在乾燥/ 預熱爐或遇原爐的壓力降範圍在0.3至0.6大氣壓間。 15. 如申請專利範園第12項或第13項之方法*其中送入 運原爐氣體的溫度範圃在攝氏800度至900度間，且產生在 乾燥/預熱爐或邋原爐的溫度降範圍在攝氐30度至80度間。 16. 如申請專利範圍第14項之方法，其中送入墦原爐氣 體的溫度範園在攝氏800度至900度間，且產生在乾煉/預 熱爐或_原爐的溫度降範圍在攝氐30度至80度間。 17. 如申請專利範圃第：L2項或第13項之方法，其中繊礦 石顆粒在乾燥/預熱爐或想原爐的停留時間範圃為30至50 分鐘之間。 18. 如申請專利範圍第14項之方法，其中繊礦石顆粒在 -24 - 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4规格(210 X 297公鰲) ....................广裝----- (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 、ΤΓ, 線 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 ABCD 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 六、申請專利範圍 乾燥/預熱爐或理原爐的停留時間範圃為30至50分鐘之間。 19. 如申請專利範圍第15項之方法，其中繊礦石顆粒在 乾燥/預熱爐或潘原爐的停留時間範圃為30至50分鐘之間。 20. 如申請專利範園第16項之方法，其中繊礦石顆粒在 乾燥/預熱爐或邋原爐的停留時間範圍為30至50分鐘之間。 21. —種邋原細鐵碾石的方法，包含以下步驟： 在一具有平濟向上延伸錐形體的流化床型乾燥/預熱 爐中乾燥及預熱泡沫流化態鍋礦石； 在一具有平滑向上延伸錐形體的流化床型堪原爐中預 先遯原經乾燥及預熱後泡沫流化態繊礦石；且 在一具有平滑向上延伸錐形體的流化床型_原爐中最 後堪原乾燥/預熱後的泡沫流化態繊礦石。 22. 如申請專利範圍第21之方法，其中在乾燥/預熱爐 ，第一還原爐及第二遢原爐的游雛板區，氣體的速度最好 保持停留在所在爐內流化平均粒子尺寸之繊礦石顆粒所爾 要最小氣體速度的1至3倍。 23. 如申請專利範圍第21項或第22項之方法，其中送入 第二潘原爐氣體的壓力範圍在2至4大氣壓間，且產生在乾 燥/預熱爐，第一遯原爐，或第二通原爐的壓力降範圃在 0.3至0.6大氣壓間。 24. 如申請專利範画第21項或第22項之方法，其中送入 第二通原爐氣體的湛度範園在攝氐800度至900度間，且產 生在乾燥/預熱爐，第一遢原爐及第二還原爐的溫度降範 圍在攝氐30度至80度間。 一 25 一 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4规格(210 X 297公釐) (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 裝· 第85100447號「用方藤妬果酿蓉流觀欢 此裝置从想原鎩礦石果融之方法專利案申請声利範圍修正本 六、申請專利範圍 25·如申請專利範園第23項之方法，其中送入第二蓮原 爐氣體的溫度範圍在攝氐800度至900度間，且產生在乾燥 /預熱爐，第一通原爐及第二遠原爐的溫度降範圃在攝氐 30度至80度間。 26. 如申請專利範圍第21項或第22項之方法，其中鐵碳 石顆粒在乾燥/預熱爐，第一遢原爐及第二還原爐的停留 時間範圍為20至40分鐘之間。 27. 如申讅專利範薗第23項之方法，其中鐵礦石顆粒在 乾燥/預熱爐，第一遲原爐及第二還原爐的停留時間範圃 為20至40分鐘之間。 28. 如申請專利範園第24JS之方法，其中繊礦石顆粒在 乾燥/預熱爐，第一遲原爐及第二遝原爐的停留時間範園 為20至40分鐘之間。 29. 如申請專利範圍第25項之方法，其中鐡礦石顆粒在 乾燥/預熱爐，第一遵原爐及第二選原爐的停留時間範圍 為20至40分鐘之間。 30. 如申請專利範園第8項的流化床型還原装置，其中 第一及第二管線在它們的攣曲部位有氣體供應口Μ供給少 最的氣體給每個對應的管線。 31. 如申請專利範圍第8項的流化床型遨原裝置，每涸 圓錐段的高度為底端內徑的5至9倍，且每個加大圓柱段的 高度為相關圆維段上端處內徑的2至4倍。 32. 如申請專利範圍第30項的流化床型遝原裝置，每個 圓錐段的高度為底端內彳k的5至9倍，且每個加大圓柱段的 高度為相關圓錐段上端處內徑的2至4倍。 一 2C·^ 本纸張尺度適用中國國家梂準（CNS ) A4规格（

   (請先閔讀背面之注意事項再填寫本頁) f 裝- 經濟部中央標準局員工消費合作社印製