權(quán)利要求書： 1.一種流化床爐，其中，包括：下部反應(yīng)器，所述下部反應(yīng)器形成具有第一直徑的第一流化床空間，包括供還原鐵細(xì)粉排出的排出口；

上部反應(yīng)器，所述上部反應(yīng)器形成具有比所述第一直徑大的第二直徑的第二流化床空間，包括供鐵礦石細(xì)粉裝入的裝入口；及錐形部，所述錐形部形成連通所述第一流化床空間與所述第二流化床空間之間的連接空間，直接連接所述下部反應(yīng)器與所述上部反應(yīng)器；

在所述第一流化床空間形成高速流化床，在所述第二流化床空間形成具有比所述高速流化床低的流速的平靜流化床。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的流化床爐，其中，所述第二直徑為所述第一直徑的3倍至4倍。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的流化床爐，其中，所述錐形部的外壁與所述第二直徑方向具有45度至75度的角度。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的流化床爐，其中，所述裝入口比所述上部反應(yīng)器的外壁高度的1/2高。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的流化床爐，其中，所述排出口比所述下部反應(yīng)器的外壁高度的1/2低，向上側(cè)延伸。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的流化床爐，其中，還包括多孔板，所述多孔板位于所述第二流化床空間與所述連接空間之間，包括多個(gè)貫通孔。

7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的流化床爐，其中，還包括立管，所述立管從所述第二流化床空間，經(jīng)所述多孔板延伸到所述第一流化床空間，支撐于所述多孔板。

8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的流化床爐，其中，還包括沿所述上部反應(yīng)器的外壁的圓周方向配置的多個(gè)氮?dú)獯迪垂?yīng)管。

9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的流化床爐，其中，所述下部反應(yīng)器還包括分散板，所述分散板使向所述第一流化床空間供應(yīng)的還原氣體穿過。

說明書： 流化床爐技術(shù)領(lǐng)域[0001] 本記載涉及流化床爐。背景技術(shù)[0002] 一般就直接使用鐵礦石細(xì)粉制備鐵水的熔融還原煉鋼設(shè)備而言，包括用于對(duì)鐵礦石細(xì)粉進(jìn)行流化還原處理的多個(gè)流化床爐。

[0003] 流化床爐利用從熔融氣化爐供應(yīng)的高溫的還原氣體，將粉狀的鐵礦石細(xì)粉還原為還原鐵細(xì)粉。

[0004] 以往的流化床爐實(shí)質(zhì)上使用具有8mm以下粒度的鐵礦石細(xì)粉，但最近要求使用具有更小粒度的鐵礦石超細(xì)粉。

[0005] 可是，鐵礦石超細(xì)粉大量裝入以往的流化床爐時(shí)，由于鐵礦石超細(xì)粉間的相互作用，存在在流化床爐內(nèi)部形成滯留層或從鐵礦石超細(xì)粉還原的還原鐵超細(xì)粉熔附及凝集于

流化床爐的內(nèi)壁而形成大顆粒的問題。

[0006] 另外，就以往的流化床爐而言，在流化床爐內(nèi)部飛散的具有小于工作流速的最終速度的鐵礦石超細(xì)粉，需借助于流化床爐內(nèi)部的氣旋而被回收并再注入，但氣旋的效率隨

著作為飛散顆粒的鐵礦石超細(xì)粉的粒度減小而減小，因而存在飛散損失增加的問題。

發(fā)明內(nèi)容[0007] 要解決的技術(shù)課題[0008] 一個(gè)實(shí)施例旨在提供一種即使裝入鐵礦石超細(xì)粉，也在使飛散損失最小化的同時(shí)使熔附問題最小化的流化床爐。

[0009] 另外，旨在提供一種能夠100％使用鐵礦石超細(xì)粉作為原料的流化床爐。[0010] 解決技術(shù)問題的手段[0011] 一方面提供一種流化床爐，包括：下部反應(yīng)器，所述下部反應(yīng)器形成具有第一直徑的第一流化床空間，包括供還原鐵細(xì)粉排出的排出口；上部反應(yīng)器，所述上部反應(yīng)器形成具

有比所述第一直徑大的第二直徑的第二流化床空間，包括供鐵礦石細(xì)粉裝入的裝入口；及

錐形部，所述錐形部形成連通所述第一流化床空間與所述第二流化床空間之間的連接空

間，直接連接所述下部反應(yīng)器與所述上部反應(yīng)器。

[0012] 所述第二直徑可以為所述第一直徑的3倍至4倍。[0013] 所述錐形部的外壁可以與所述第二直徑方向具有45度至75度的角度。[0014] 所述裝入口可以比所述上部反應(yīng)器的外壁高度的1/2高。[0015] 所述排出口可以比所述下部反應(yīng)器的外壁高度的1/2低，向上側(cè)延伸。[0016] 可以還包括多孔板，所述多孔板位于所述第二流化床空間與所述連接空間之間，包括多個(gè)貫通孔。

[0017] 可以還包括立管，所述立管從所述第二流化床空間，經(jīng)所述多孔板延伸到所述第一流化床空間，支撐于所述多孔板。

[0018] 可以還包括沿所述上部反應(yīng)器的外壁的圓周方向配置的多個(gè)氮?dú)獯迪垂?yīng)管。[0019] 所述下部反應(yīng)器可以還包括分散板，所述分散板使向所述第一流化床空間供應(yīng)的還原氣體穿過。

[0020] 發(fā)明效果[0021] 根據(jù)一個(gè)實(shí)施例，提供一種即使裝入鐵礦石超細(xì)粉，也在使飛散損失最小化的同時(shí)使熔附問題最小化的流化床爐。

[0022] 另外，提供一種能夠100％使用鐵礦石超細(xì)粉作為原料的流化床爐。附圖說明[0023] 圖1是顯示第一實(shí)施例的流化床爐的立體圖。[0024] 圖2是顯示圖1所示的氮?dú)獯迪垂?yīng)管的圖。[0025] 圖3是顯示第一實(shí)施例的流化床爐內(nèi)部的圖。[0026] 圖4是顯示第二實(shí)施例的流化床爐的立體圖。[0027] 圖5是顯示第二實(shí)施例的流化床爐的內(nèi)部的圖。[0028] 圖6是顯示第三實(shí)施例的流化床爐的立體圖。[0029] 圖7是顯示第三實(shí)施例的流化床爐的內(nèi)部的圖。具體實(shí)施方式[0030] 下面以附圖為參考，對(duì)本發(fā)明的實(shí)施例進(jìn)行詳細(xì)說明，以便本發(fā)明所屬技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員能夠容易地實(shí)施。本發(fā)明可以以多種不同的形態(tài)體現(xiàn)，不限于在此說明的

實(shí)施例。

[0031] 為了明確說明本發(fā)明，省略與說明無關(guān)的部分，在通篇說明書中，對(duì)相同或類似的構(gòu)成要素賦予相同的附圖標(biāo)記。

[0032] 在通篇說明書中，當(dāng)提到某部分“包括”某構(gòu)成要素時(shí)，只要沒有特別相反的記載，則并非排除其他構(gòu)成要素，而是意味著可以還包括其他構(gòu)成要素。

[0033] 下面參照?qǐng)D1至圖3，說明第一實(shí)施例的流化床爐。流化床爐可以是熔融還原煉鋼設(shè)備包括的流化床爐，但不限于此。

[0034] 作為一個(gè)示例，熔融還原煉鋼設(shè)備可以包括將鐵礦石細(xì)粉還原為還原鐵細(xì)粉的至少一個(gè)流化床爐、壓制還原鐵細(xì)粉而制備成壓實(shí)體的壓實(shí)裝置、熔融氣化爐，但不限于此，

可以還包括公知的多種構(gòu)成。鐵礦石細(xì)粉裝入流化床爐，從流化床爐還原的還原鐵細(xì)粉在

壓實(shí)裝置中制備成壓實(shí)體，與成型炭一同供應(yīng)到熔融氣化爐而可以制備成鐵水。另外，從熔

融氣化爐發(fā)生的還原氣體可以供應(yīng)到流化床爐。

[0035] 圖1是顯示第一實(shí)施例的流化床爐的立體圖。[0036] 參照?qǐng)D1，第一實(shí)施例的流化床爐1000包括下部反應(yīng)器100、上部反應(yīng)器200、錐形部300、多個(gè)氮?dú)獯迪垂?yīng)管400。

[0037] 下部反應(yīng)器100具有圓柱形態(tài)，形成在平面上具有第一直徑D1的第一流化床空間FS1。

[0038] 在下部反應(yīng)器100的第一流化床空間FS1中，形成有高速流化床(湍動(dòng)流化床以及快速流化床)，可以發(fā)生劇烈的氣體固體混合。

[0039] 下部反應(yīng)器100包括供還原鐵細(xì)粉排出的排出口110。[0040] 在下部反應(yīng)器100的第一流化床空間FS1，從鐵礦石細(xì)粉還原的還原鐵細(xì)粉通過排出口110排出。

[0041] 排出口110配置得比下部反應(yīng)器100的外壁101高度的1/2低，向上側(cè)延伸。[0042] 下部反應(yīng)器100包括分散板120，所述分散板120使向第一流化床空間FS1供應(yīng)的還原氣體RG穿過。

[0043] 分散板120包括供還原氣體RG通過的多個(gè)貫通孔。還原氣體RG從分散板120的下部供應(yīng)，還原氣體RG經(jīng)下部反應(yīng)器100的第一流化床空間FS1，經(jīng)過上部反應(yīng)器200的第二流化

床空間FS2，排出到上部反應(yīng)器200的上部。還原氣體RG可以從熔融還原煉鋼設(shè)備的熔融氣

化爐產(chǎn)生，排出到上部反應(yīng)器200的上部的還原氣體RG可以供應(yīng)到另一流化床爐的下部。

[0044] 上部反應(yīng)器200具有體積比下部反應(yīng)器100大的圓柱形態(tài)。上部反應(yīng)器200形成具有在平面上比第一直徑D1大的第二直徑D2的第二流化床空間FS2。

[0045] 第二直徑D2可以為第一直徑D1的3倍至4倍。[0046] 在上部反應(yīng)器200的第二流化床空間FS2中，由于氣體流速比第一流化床空間FS1的氣體流速低，因而形成平靜流化床(最小流化床以及鼓泡流化床)。

[0047] 上部反應(yīng)器200包括供鐵礦石細(xì)粉裝入的裝入口210。[0048] 鐵礦石細(xì)粉通過裝入口210裝入上部反應(yīng)器200的第二流化床空間FS2。[0049] 裝入口210配置得比上部反應(yīng)器200的外壁201高度的1/2高，向上側(cè)延伸。[0050] 錐形部300直接連接下部反應(yīng)器100與上部反應(yīng)器200。錐形部300形成連通第一流化床空間FS1與第二流化床空間FS2之間的連接空間CS。

[0051] 錐形部300的外壁301可以與第二直徑D2方向具有45度至75度的角度。[0052] 錐形部300、下部反應(yīng)器100、上部反應(yīng)器200可以一體形成，但不限于此。[0053] 多個(gè)氮?dú)獯迪垂?yīng)管400可以沿上部反應(yīng)器200的外壁201的圓周方向配置。[0054] 圖2是顯示圖1所示的氮?dú)獯迪垂?yīng)管的圖。圖2的(A)是顯示連接于上部反應(yīng)器200的氮?dú)獯迪垂?yīng)管400的一個(gè)示例的圖。

[0055] 參照?qǐng)D2的(A)，氮?dú)獯迪垂?yīng)管400位于上部反應(yīng)器200的外壁201的下側(cè)部分，與錐形部300的外壁301相鄰。

[0056] 氮?dú)獯迪垂?yīng)管400為了使裝入物從上部反應(yīng)器200向錐形部300方向順利流動(dòng)，可以沿著與錐形部300外壁301的延伸方向相同的方向延伸。

[0057] 圖2的(B)是顯示連接于上部反應(yīng)器200的多個(gè)氮?dú)獯迪垂?yīng)管400的配置的一個(gè)示例的圖。

[0058] 參照?qǐng)D2的(B)，多個(gè)氮?dú)獯迪垂?yīng)管400可以分別沿著上部反應(yīng)器200的外壁201的圓周配置，與第二流化床空間FS2的中心具有45度的角度。

[0059] 圖2的(C)是顯示連接于上部反應(yīng)器200的多個(gè)氮?dú)獯迪垂?yīng)管400的配置的另一示例的圖。

[0060] 參照?qǐng)D2的(C)，多個(gè)氮?dú)獯迪垂?yīng)管400可以分別沿著上部反應(yīng)器200的外壁201的圓周配置，與第二流化床空間FS2的中心具有30度的角度。

[0061] 圖3是顯示第一實(shí)施例的流化床爐內(nèi)部的圖。在圖3中，固體流動(dòng)可以意味著鐵礦石細(xì)粉流動(dòng)及還原鐵細(xì)粉的流動(dòng)，固體存在區(qū)域可以意味著鐵礦石細(xì)粉及還原鐵細(xì)粉的存

在區(qū)域。

[0062] 參照?qǐng)D3，如果在通過分散板120注入還原氣體RG的流化床爐1000的上部反應(yīng)器200的裝入口210裝入鐵礦石細(xì)粉IO1，則在第二流化床空間FS2，由于低氣體流速而形成平

靜流化床FB1。

[0063] 在上部反應(yīng)器200的第二流化床空間FS2形成的平靜流化床FB1，經(jīng)錐形部300的連接空間CS，移動(dòng)到作為高速區(qū)域的下部反應(yīng)器100的第一流化床空間FS1。

[0064] 在下部反應(yīng)器100的第一流化床空間FS1中，形成有高速流化床FB2，發(fā)生劇烈的氣體固體混合。因此，在高速流化床FB2中，使還原的還原鐵細(xì)粉IO2發(fā)生彼此凝集的熔附現(xiàn)象

的情形實(shí)現(xiàn)最小化。

[0065] 在下部反應(yīng)器100中還原的還原鐵細(xì)粉IO2通過排出口110，借助于壓力差而排出到下部反應(yīng)器100外部。

[0066] 在下部反應(yīng)器100的狹窄的第一流化床空間FS1中，作為裝入物的鐵礦石細(xì)粉IO1在作為高速流化床FB2的湍流流化床條件下還原。

[0067] 在下部反應(yīng)器100的第一流化床空間FS1中，由于迅速的氣體流動(dòng)，還原氣體RG與鐵礦石細(xì)粉IO1劇烈混合，因而抑制被還原的還原鐵細(xì)粉IO2在下部反應(yīng)器100的內(nèi)壁熔附

或還原的顆粒之間熔附而形成大顆粒的現(xiàn)象(agglomeration，凝聚)。

[0068] 在下部反應(yīng)器100的第一流化床空間FS1中，由于氣體/礦石的比率高，因而還原迅速發(fā)生。在第一流化床空間FS1還原的還原鐵細(xì)粉IO2借助于壓力差而通過排出口110排出。

[0069] 在下部反應(yīng)器100的第一流化床空間FS1中，借助于劇烈的混合而還原的還原鐵細(xì)粉IO2，會(huì)與向上部反應(yīng)器200移動(dòng)的還原氣體RG一同向上部反應(yīng)器200的第二流化床空間

FS2飛散，但借助于比下部反應(yīng)器100的第一流化床空間FS1急劇加寬的上部反應(yīng)器200的第

二流化床空間FS2，氣體流速減小，因而向第二流化床空間FS2飛散的還原鐵細(xì)粉IO2直接借

助于重力而下落到下部反應(yīng)器100的第一流化床空間FS1。

[0070] 在上部反應(yīng)器200的第二流化床空間FS2中，借助于與從裝入口210裝入的常溫鐵礦石細(xì)粉IO1的熱交換，溫度及氣體/礦石比率比下部反應(yīng)器100的第一流化床空間FS1低，

因而出現(xiàn)低還原反應(yīng)。

[0071] 因此，在上部反應(yīng)器200的第二流化床空間FS2中，由于作為平靜流化床FB1的鼓泡流化床氣氛，不發(fā)生還原鐵細(xì)粉IO2的熔附問題，在下部反應(yīng)器100的第一流化床空間FS1

中，由于作為高速流化床FB2的湍流流化床氣氛，還原鐵細(xì)粉IO2的還原加速，通過排出口

110排出，還原鐵細(xì)粉IO2的熔附問題實(shí)現(xiàn)最小化。

[0072] 即，包括上部反應(yīng)器200、下部反應(yīng)器100、錐形部300，從而提供一種即使裝入鐵礦石超細(xì)粉，也在使飛散損失最小化的同時(shí)使熔附問題最小化的流化床爐1000。

[0073] 另外，包括上部反應(yīng)器200、下部反應(yīng)器100、錐形部300，從而提供一種能夠100％使用鐵礦石超細(xì)粉作為原料的流化床爐1000。

[0074] 下面參照?qǐng)D4及圖5，說明第二實(shí)施例的流化床爐。下面對(duì)與上述第一實(shí)施例的流化床爐不同的部分進(jìn)行說明。

[0075] 圖4是顯示第二實(shí)施例的流化床爐的立體圖。[0076] 參照?qǐng)D4，第二實(shí)施例的流化床爐1002包括下部反應(yīng)器100、上部反應(yīng)器200、錐形部300、多個(gè)氮?dú)獯迪垂?yīng)管400、多孔板500。

[0077] 多孔板500位于上部反應(yīng)器200的第二流化床空間FS2與錐形部300的連接空間CS之間，包括多個(gè)貫通孔。

[0078] 多孔板500位于第二流化床空間FS2與連接空間CS之間，發(fā)揮第二流化床空間FS2與第一流化床空間FS1之間的分隔壁作用。

[0079] 多孔板500可以將上部反應(yīng)器200與下部反應(yīng)器100之間在物理上分離。[0080] 圖5是顯示第二實(shí)施例的流化床爐的內(nèi)部的圖。[0081] 參照?qǐng)D5，如果在通過分散板120注入還原氣體RG的流化床爐1002的上部反應(yīng)器200的裝入口210裝入鐵礦石細(xì)粉IO1，則在第二流化床空間FS2，由于氣體流速低而形成平

靜流化床FB1。借助于多孔板500，鐵礦石細(xì)粉IO1在平靜流化床FB1中被部分還原。

[0082] 然后，在第二流化床空間FS2中被部分還原的還原鐵細(xì)粉IO2及鐵礦石細(xì)粉IO1穿過多孔板500的貫通孔移動(dòng)到下部反應(yīng)器100后，由于流速快，在下部反應(yīng)器100的第一流化

床空間FS1中形成高速流化床FB2，發(fā)生劇烈的氣體固體混合。因此，在高速流化床FB2中，使

還原的還原鐵細(xì)粉IO2相互凝集而發(fā)生熔附現(xiàn)象情形的實(shí)現(xiàn)最小化。

[0083] 在下部反應(yīng)器100中還原的還原鐵細(xì)粉IO2通過排出口110，借助于壓力差而排出到下部反應(yīng)器100外部。

[0084] 即，包括上部反應(yīng)器200、下部反應(yīng)器100、錐形部300、多孔板500，從而提供一種即使裝入鐵礦石超細(xì)粉，也在使飛散損失最小化的同時(shí)使熔附問題最小化的流化床爐1002。

[0085] 另外，包括上部反應(yīng)器200、下部反應(yīng)器100、錐形部300、多孔板500，從而提供一種能夠100％使用鐵礦石超細(xì)粉作為原料的流化床爐1002。

[0086] 下面參照?qǐng)D6及圖7，說明第三實(shí)施例的流化床爐。下面對(duì)與上述第一實(shí)施例的流化床爐不同的部分進(jìn)行說明。

[0087] 圖6是顯示第三實(shí)施例的流化床爐的立體圖。[0088] 參照?qǐng)D6，第三實(shí)施例的流化床爐1003包括下部反應(yīng)器100、上部反應(yīng)器200、錐形部300、多個(gè)氮?dú)獯迪垂?yīng)管400、多孔板500、立管600。

[0089] 多孔板500位于上部反應(yīng)器200的第二流化床空間FS2與錐形部300的連接空間CS之間，包括多個(gè)貫通孔。

[0090] 多孔板500位于第二流化床空間FS2與連接空間CS之間，發(fā)揮第二流化床空間FS2與第一流化床空間FS1之間的分隔壁作用。

[0091] 多孔板500可以將上部反應(yīng)器200與下部反應(yīng)器100之間在物理上分離。[0092] 立管600從第二流化床空間FS2經(jīng)多孔板500延伸到第一流化床空間FS1。立管600與下部反應(yīng)器100的第一流化床空間FS1對(duì)應(yīng)，支撐于多孔板500。

[0093] 立管600使鐵礦石細(xì)粉從上部反應(yīng)器200到下部反應(yīng)器100的流動(dòng)順暢。[0094] 圖7是顯示第三實(shí)施例的流化床爐的內(nèi)部的圖。[0095] 參照?qǐng)D7，如果在通過分散板120注入還原氣體RG的流化床爐1003的上部反應(yīng)器200的裝入口210裝入鐵礦石細(xì)粉IO1，則在第二流化床空間FS2中，由于氣體流速低，形成平

靜流化床FB1。借助于多孔板500，鐵礦石細(xì)粉IO1在平靜流化床FB1中被部分還原。

[0096] 此時(shí)，位于第二流化床空間FS2的鐵礦石細(xì)粉IO1的一部分從低壓力的上部反應(yīng)器200的第二流化床空間FS2，通過立管600，順利移動(dòng)到高壓力的下部反應(yīng)器100的第一流化

床空間FS1。

[0097] 然后，在第二流化床空間FS2中被部分還原的還原鐵細(xì)粉IO2及鐵礦石細(xì)粉IO1穿過多孔板500的貫通孔，移動(dòng)到下部反應(yīng)器100，鐵礦石細(xì)粉IO1通過立管600移動(dòng)到下部反

應(yīng)器100后，由于流速快，在下部反應(yīng)器100的第一流化床空間FS1中形成高速流化床FB2，發(fā)

生劇烈的氣體固體混合。因此，在高速流化床FB2中，使還原的還原鐵細(xì)粉IO2相互凝集而發(fā)

生熔附現(xiàn)象的情形實(shí)現(xiàn)最小化。

[0098] 在下部反應(yīng)器100中還原的還原鐵細(xì)粉IO2通過排出口110，借助于壓力差而排出到下部反應(yīng)器100外部。

[0099] 即，包括上部反應(yīng)器200、下部反應(yīng)器100、錐形部300、多孔板500、立管600，從而提供一種即使裝入鐵礦石超細(xì)粉，也在使飛散損失最小化的同時(shí)使熔附問題最小化的流化床

爐1003。

[0100] 另外，包括上部反應(yīng)器200、下部反應(yīng)器100、錐形部300、多孔板500、立管600，從而提供一種能夠100％使用鐵礦石超細(xì)粉作為原料的流化床爐1003。

[0101] 以上對(duì)本發(fā)明的實(shí)施例進(jìn)行了詳細(xì)說明，但本發(fā)明的權(quán)利范圍并非限定于此，所屬領(lǐng)域的技術(shù)人員利用所附權(quán)利要求書定義的本發(fā)明基本構(gòu)思的多種變形及改良形態(tài)，也

屬于本發(fā)明的權(quán)利范圍內(nèi)。

[0102] 附圖標(biāo)記[0103] 第一流化床空間：FS1，下部反應(yīng)器：100，第二流化床空間：FS2，上部反應(yīng)器：200，連接空間：CS，錐形部：300。