具有改进的铁氧化物供应装置的用于生产铁的电解设备的制作方法

本发明涉及用于通过电解过程来生产铁的设备。

背景技术：

1、目前，可以通过两种主要的制造途径来在工业规模上生产钢。如今，最常用的生产途径在于，在高炉中通过使用还原剂、主要是焦炭使铁氧化物还原来生产生铁。在这种方法中，每公吨的生铁消耗大约450kg至600kg的焦炭。无论是在炼焦设施中由煤来生产焦炭的生产中还是在生铁的生产中，这种方法都会释放大量的co2。

2、第二种主要途径涉及所谓的“直接还原法”。其中包括根据midrex、finmet、energiron/hyl、corex、finex等品牌的方法，在这些方法中，通过直接还原铁氧化物载体来生产呈hdri(热直接还原铁，hot direct reduced iron)，cdri(冷直接还原铁，colddirect reduced iron)或hbi(热压铁块，hot briquetted iron)形式的海绵铁。呈hdri、cdri和hbi形式的海绵铁通常在电弧炉中经历进一步处理。即使所述第二种途径相比于前述途径排放更少的co2，但是其仍然会释放一些co2，并且此外依赖于碳化石燃料。

3、因此，当前的改进方案聚焦于允许生产铁、释放较少的co2或者甚至不释放co2并且是碳中和的方法。

4、一种用于由铁矿石来生产钢的已知的替代性方法基于电化学技术。在这样的技术中，使用电解器单元由铁氧化物来生产出铁，该电解器单元包括连接至电流源的两个电极即阳极和阴极、电解质回路以及进入到电解器单元中的铁氧化物入口。阳极和阴极始终浸入在循环的电解质中，以确保所述电极之间良好的电传导。电解反应在阴极上产生纯铁板以及气态氧。因此，获得的铁板随后可以与其他元素比如含碳材料和废料一起在电炉中熔融以生产出钢。

5、将铁氧化物连续且自动地供应到电解质中是关键组成部分。供应系统必须以铁氧化物固体颗粒被电解质消耗的速率提供氧化铁固体颗粒。失去对电解质中的铁氧化物含量的控制将会导致减少感应电流的产生，并且因此会对电解槽的生产率产生不利影响。这种控制的问题之一是，由于铁氧化物在润湿时、尤其是在置于金属表面上被润湿时倾向于变成糊状的和粘性的。

6、一种解决方案是在向电解质中供应悬浮物之前将铁氧化物与液体搅拌在一起，但是这将导致空气并入到液体中，这是要避免的，因为来自环境中的二氧化碳的碳酸化进行碱性中和。此外，当这种搅拌是手动操作时，由于靠近碱性电解质，因此这种操作是危险的。

技术实现思路

1、因此，本发明的目的是通过提供一种改进的氧化物供应装置来弥补现有技术的缺点，该氧化物供应装置能够将铁氧化物粉末以精确控制的方式自动排放在电解质中，同时防止与粉末的任何空气接触。本发明的目的还提供易于制造并具有成本效益的这种装置。

2、为此目的，本发明的设备包括壳体，该壳体包括透气阳极板、阴极板，透气阳极板和阴极板两者彼此面对并且由电解质室分隔开。壳体还包括除气单元，该除气单元包括气体回收部分，该气体回收部分沿着透气阳极板的与所述室相反的侧部延伸，所述壳体设置有用于使电解质室内的电解质循环的器件，该器件包括电解质入口和电解质出口，并且壳体设置有用于向所述电解质室供应铁矿石的器件，所述用于向所述电解质室供应铁矿石的器件包括双螺杆供应器，该双螺杆供应器设置成将铁矿石粉末排放到与电解质入口流体连接的电解质给送管中，所述双螺杆供应器包括两个螺杆，这两个螺杆在桶状件的内部彼此平行，从而保持它们之间的轴距离a并沿相反方向旋转，同时所述两个螺杆彼此接合，所述桶状件从螺杆旋转驱动器件延伸至排放开口，该排放开口浸入在流动通过电解质给送管的电解质中，并且桶状件包括铁矿石粉末给送开口，所述铁矿石粉末给送开口连接至铁矿石粉末给送器件。

3、本发明的设备还可以包括单独考虑或根据所有可能的技术组合考虑的以下可选特征：

4、-螺杆布置成平行于重力吸引力，

5、-电解质给送管布置成垂直于螺杆，

6、-两个螺杆的表面是光滑的，

7、-两个螺杆为双凹形粗螺杆，

8、-每个螺杆的螺杆直径(d)与螺杆螺距(b)之间的比率被包括在0.8至1.2之间，

9、-桶状件的内部表面是粗糙的，并且布置成与螺杆机械接触，

10、-桶状件处于氮气环境下，

11、-铁矿石粉末给送器件包括夹管阀，

12、-该设备由可再生能源供应。

技术特征：

1.一种用于通过借助于电解反应使铁矿石还原来生产铁的设备(1)，所述电解反应产生气体，所述设备包括壳体(4)，所述壳体(4)包括透气阳极板(2)和阴极板(3)，所述透气阳极板(2)和所述阴极板(3)两者彼此面对并且由电解质室(6)分隔开，

2.根据权利要求1所述的设备，其中，所述螺杆(38，39)布置成平行于重力吸引力。

3.根据权利要求2所述的设备，其中，所述电解质给送管(31)布置成垂直于所述螺杆(38，39)。

4.根据权利要求1至3中的任一项所述的设备，其中，所述两个螺杆(38，39)的表面是光滑的。

5.根据权利要求1至4中的任一项所述的设备，其中，所述两个螺杆(38，39)是双凹形粗螺杆。

6.根据权利要求1至5中的任一项所述的设备，其中，每个螺杆(38，39)的螺杆直径(d)与螺杆螺距(b)之间的比率被包括在0.8至1.2之间。

7.根据权利要求1至6中的任一项所述的设备，其中，所述桶状件(40)的内部表面是粗糙的，并且布置成与所述螺杆(38，39)机械接触。

8.根据权利要求1至6中的任一项所述的设备，其中，所述桶状件(40)处于氮气环境下。

9.根据权利要求1至8中的任一项所述的设备，其中，所述铁矿石粉末给送器件包括夹管阀(45)。

10.根据前述权利要求中的任一项所述的设备，所述设备由可再生能源供应。

技术总结本发明涉及一种用于通过借助于电解反应使铁矿石还原来生产铁的设备(1)，其中，用于供应铁矿石的器件包括双螺杆供应器(32)，该双螺杆供应器设置成将铁矿石粉末(46)排放到位于电解质室(6)上游的电解质给送管(31)中。技术研发人员：埃尔韦·拉韦莱纳德莫伯热受保护的技术使用者：安赛乐米塔尔公司技术研发日：技术公布日：2024/7/23