Способ получения жидкого чугуна или жидких стальных промежуточных продуктов из тонкодисперсного материала, содержащего оксид железа

Авторы патента:

 


Владельцы патента RU 2445377:

СИМЕНС ФАИ МЕТАЛЗ ТЕКНОЛОДЖИЗ ГМБХ (AT)

Изобретение относится к получению жидкого чугуна или жидких стальных промежуточных продуктов из тонкодисперсного материала, содержащего оксид железа. Тонкодисперсный, содержащий оксид железа материал с помощью восстановительного газа предварительно восстанавливают по меньшей мере на одной стадии предварительного восстановления и затем на стадии окончательного восстановления восстанавливают до губчатого железа. Губчатое железо плавят в зоне газификации в расплаве при подаче углеродных носителей и кислородсодержащего газа с образованием восстановительного газа, содержащего СО и Н2, который проводят на стадию окончательного восстановления. На стадии окончательного восстановления он реагирует, затем его отводят и проводят, по меньшей мере, на одну стадию предварительного восстановления. Часть тонкодисперсного материала, содержащего оксид железа, вводят, по меньшей мере, на одну стадию предварительного восстановления и стадию окончательного восстановления и в зону газификации в расплаве, а другую часть тонкодисперсного материала, содержащего оксид железа, вводят напрямую или вместе с углеродным носителем и кислородсодержащим газом сразу в зону газификации в расплаве. Изобретение позволяет повысить производительность и обеспечить стабильность протекания процесса. 2 н. и 15 з.п. ф-лы, 1 ил.

 

Изобретение относится к способу получения жидкого чугуна или жидких стальных промежуточных продуктов из тонкодисперсного материала, содержащего оксид железа, причем тонкодисперсный, содержащий оксид железа материал с помощью восстановительного газа предварительно восстанавливают по меньшей мере на одной стадии предварительного восстановления и затем на стадии окончательного восстановления восстанавливают до губчатого железа, губчатое железо плавят в зоне газификации в расплаве при подводе углеродных носителей и кислородсодержащего газа, и образуется восстановительный газ, содержащий СО и Н2, который проводится на стадию окончательного восстановления, там реагирует, отводится и затем проводится по меньшей мере на одну стадию предварительного восстановления, там реагирует и отводится. Кроме того, изобретение относится к устройству для осуществления этого способа.

Способ такого рода уже известен, например, из ЕР 969107 А1. При этом для восстановления рудной мелочи до губчатого железа в большинстве случаев применяется несколько реакторов кипящего слоя, которые соединенные каскадом. Частицы рудной мелочи при восстановлении в реакторе кипящего слоя очень склонны к агломерации, причем этот эффект усиливается с повышением степени измельчения частиц руды, с повышением температуры восстановительных газов и с повышением степени металлизации. По этой причине до сих пор в промышленности при приемлемых затратах на очистку и техническое обслуживание и при доступности установки можно было реализовать только такие процессы в кипящем слое, которые работают с относительно низкой степенью металлизации губчатого железа, примерно 70%, или с более крупной рудной мелочью (0-10 мм) и при температуре восстановительного газа в последнем реакторе кипящего слоя ниже 800°С и температуре в реакторах предварительного восстановления от 700°С до 760°С. Однако относительно низкая температура восстановительного газа имеет недостатком соответствующее низкое поступление тепла. Кроме того, возникают потери тепла в отдельных реакторах кипящего слоя и соединительных трубопроводах между реакторами кипящего слоя, которые больше в сравнении с восстановлением кусковой руды в восстановительной шахте. При этом поддерживать требуемую для оптимального процесса металлизации температуру восстановительного газа в отдельных, соединенных последовательно реакторах кипящего слоя без подвода дополнительной энергии можно лишь в ограниченной степени.

Этот дефицит энергии можно компенсировать различными дополнительными мерами. Необходимое дополнительное внесение энергии можно обеспечить большим удельным количеством восстановительного газа на тонну шихты или дополнительным неполным сгоранием СО и Н2 путем вдувания кислорода. Помимо более высокого поступления физического тепла, повышением удельного количества восстановительного газа достигается также то, что в соединительных линиях между реакторами кипящего слоя должно сжигаться меньше СО и Н2, чтобы повысить температуру восстановительного газа до значения, оптимального для следующего реактора кипящего слоя. Далее, в результате увеличения удельного количества восстановительного газа получается, что восстановительный потенциал восстановительного газа в результате неполного сгорания СО и Н2 не снижается до заданного предельного значения для каждого следующего реактора кипящего слоя, так что можно получить относительно высокую степень металлизации и более крупные частицы железной руды, которым требуется большее время пребывания в восстановительной атмосфере, чем более мелким частицам руды.

В способе восстановления расплава в одном или нескольких соединенных последовательно реакторах кипящего слоя, какой известен, например, из документа ЕР 969107 А1, восстановительный газ, требующийся для восстановления оксидов железа и обжига флюсов, производится в плавильном газификаторе с использованием угля как агента газификации и кислорода или обогащенного кислородом воздуха как окислителя. Тепло, образующееся в процессе газификации, используется в плавильном газификаторе для расплавления губчатого железа и необходимых флюсов с образованием чугуна и шлака, которые выпускаются через определенные промежутки времени. При сочетании плавильного газификатора с восстановительной шахтной печью, как это имеет место в процессе COREX®, при введении угля с содержанием летучих компонентов более 27% количество восстановительного газа, образующегося в плавильном газификаторе, достаточно для стационарной работы восстановительной шахты. При сочетании плавильного газификатора с реактором кипящего слоя достичь оптимального режима работы можно только с помощью дополнительных, уже описанных выше мер, таких как более высокое удельное количество восстановительного газа и неполное сгорание СО и Н2.

Чтобы можно было эксплуатировать реакторы кипящего слоя с повышенными удельными количествами восстановительного газа, уже известно также, что можно либо отбирать очищенный колошниковый газ из реакторов кипящего слоя установки удаления CO2 и возвращать на процесс восстановления, либо эксплуатировать плавильный газификатор с углями с высоким содержанием летучих компонентов. Использование агентов газификации с высоким содержанием летучих компонентов и низкой теплотворной способностью требует очень высокого удельного расхода агента газификации и окислителя и влечет за собой очень высокие удельные степени зашлакованности и поэтому экономически невыгодно. Поэтому по технологическим и экономическим причинам предпочтительно получать повышенные количества восстановительного газа с помощью установки газоочистки. Правда, полученное этим способом дополнительное количество газа из-за относительно низкого выхода колошникового газа (отходящий газ) в установке удаления CO2 в случае углей с низким содержанием летучих компонентов недостаточно для получения губчатого железа с относительно равномерной металлизацией, в частности, при низком удельном расходе топлива, какое само по себе желательно.

Целью настоящего изобретения является устранение этих недостатков и затруднений, и стоит задача усовершенствовать описанные выше способ и устройство для получения жидкого чугуна или жидких стальных промежуточных продуктов из тонкодисперсного материала, содержащего оксид железа, с тем, чтобы плавильный газификатор мог работать с более высокой производительностью, чем соответствующие ему реакторы кипящего слоя, и тем самым производственный процесс протекал бы более стабильно. Кроме того, потребность внесения энергии между реакторами кипящего слоя путем сжигания СО и Н2 в соединительных трубопроводах должна быть по существу предотвращена или по меньшей мере значительно сокращена.

Согласно изобретению эта задача решена тем, что часть тонкодисперсного материала, содержащего оксид железа, вводится по меньшей мере на одну стадию предварительного восстановления и стадию окончательного восстановления и в зону газификации в расплаве, а другая часть тонкодисперсного материала, содержащего оксид железа, вводится напрямую или вместе с углеродными носителями и кислородсодержащим газом сразу в зону газификации в расплаве.

Благодаря достигаемому тем самым качественному и количественному повышению производства восстановительного газа в плавильном газификаторе снижается потребность в дополнительном сжигании СО и Н2 между соседними реакторами кипящего слоя. Так как потенциал восстановления восстановительного газа из-за такого неполного сгорания СО и Н2 до СO2 и Н2O снижается, этой мерой достигается также повышение степени металлизации рудной мелочи.

Из экономических соображений даже целесообразно производить в плавильном газификаторе более значительные количества восстановительного газа с низким содержанием окисляющих компонентов (СO2 и Н2O), чем требуется для сбалансированной работы плавильного газификатора и реакторов кипящего слоя. Причиной этого является потребность в дополнительном губчатом железе или горячебрикетированном железе (HBI) на стадии пуска и во время разогрева реакторов кипящего слоя, включая нагрев и довосстановление материала кипящего слоя. Как известно, по меньшей мере два последних, а в большинстве случаев все соединенные последовательно реакторы кипящего слоя при каждой остановке работы нужно опорожнять, что длится более 2 часов, чтобы предотвратить агломерацию используемого материала и вытекающего из этого более длительного простоя установки. Уже при коротких остановках плавильный газификатор до 8 часов работает с покупным HBI, при более длинных остановках - до 12 часов, а при очистке реакторов кипящего слоя - примерно до 4 дней. Поэтому при этой относительно высокой потребности в закупке дорогого HBI экономичнее непрерывно отводить часть полученного губчатого железа в виде HBI или HCI (hot compacted iron) в ходе производственного процесса и в вышеописанных случаях простоя использовать как холодный промежуточный продукт в плавильном газификаторе.

Для обеспечения этой дополнительной потребности и чтобы гарантировать стабильный режим процесса, доля тонкодисперсного материала, содержащего оксид железа, вводимого напрямую или вместе с углеродными носителями и кислородсодержащим газом в зону газификации в расплаве, составляет от 10% до 20% от полного количества используемого тонкодисперсного содержащего оксид железа материала.

Особенно благоприятный состав выходящего из зоны газификации в расплаве восстановительного газа получается, когда в зону газификации в расплаве подаются углеродный носитель и кислородсодержащий газ в таком количестве, чтобы доля СO2 в восстановительном газе, выходящем из зоны газификации в расплаве, составляла от 4% до 9%, предпочтительно менее 6%.

Согласно предпочтительной форме реализации способа восстановительный газ, выходящий из зоны газификации в расплаве, подвергается горячему обеспыливанию и затем подается на стадию окончательного восстановления и предпочтительно на все стадии предварительного восстановления с повышенным, предпочтительно повышенным на 10%, удельным количеством восстановительного газа. Тем самым на стадии предварительного восстановления добавляется горячий очищенный восстановительный газ при обходе потока более холодного восстановительного газа со стадии окончательного восстановления или потока более холодного восстановительного газа с последней стадии предварительного восстановления, и повышается теплосодержание газовой смеси. Благодаря процессу добавления можно провести целенаправленную установку температуры восстановительного газа непосредственно перед соответствующей стадией восстановления.

На установках восстановления рудной мелочи, соответствующих уровню техники, реакторы кипящего слоя чистят с интервалами 2-2,5 месяца, чтобы удалить засорения и отложения губчатого железа, из-за чего при каждой остановке работы дело доходит примерно до четырехдневного простоя производства.

Засорения и отложения губчатого железа в циклонных реакторах стадии окончательного восстановления случаются быстрее и чаще, если реактор работает с высокими количествами восстановительного газа и при высокой температуре восстановительного газа. Похожее происходит также с газораспределительными форсунками, так как газ через них течет с повышенной скоростью. Поэтому произвольным повышением количества восстановительного газа и температуры восстановительного газа цели не достичь. Баланс между преимуществами и недостатками достигается, если из очищенного восстановительного газа после горячего обеспыливания подать долю по меньшей мере в 70% на стадию окончательного восстановления и фракцию до 30% сразу на стадии предварительного восстановления.

Особенно благоприятные условия для процесса восстановления на стадиях предварительного восстановления, в частности на второй стадии предварительного восстановления, получаются тогда, когда от 5% до 15%, предпочтительно примерно 10% очищенного восстановительного газа примешивается к восстановительному газу, выходящему со стадии окончательного восстановления, перед вводом на предшествующую стадию предварительного восстановления.

Выгодным оказалось нагревать очищенный восстановительный газ после горячего обеспыливания до более высокой температуры, чем это нужно для окончательного восстановления тонкодисперсного материала, содержащего оксид железа, на стадии окончательного восстановления. Эта увеличенная потребность в физическом тепле может покрываться по большей части имеющимся физическим теплом восстановительного газа, выходящего из зоны газификации в расплаве. Кроме того, требуется меньше охлаждать генераторный газ на выходе газификатора (например, до 880/900°С вместо обычных 800/820°С). Точная установка температуры восстановительного газа для стадии окончательного восстановления проводится путем дозированного добавления колошникового газа, взятого предпочтительно с первой стадии предварительного восстановления и очищенного.

Губчатое железо, требующееся в фазе пуска и при разогреве реакторов кипящего слоя, которое при непрерывном режиме работы установки постоянно производится в предусмотренном избыточном количестве, непрерывно отводится со стадии окончательного восстановления. При этом часть, составляющая от примерно 5% до 15%, предпочтительно примерно 10%, от полного образованного количества губчатого железа, выводится со стадии окончательного восстановления и охлаждается.

Установка для получения жидкого чугуна или жидких стальных промежуточных продуктов из тонкодисперсного материала, содержащего оксид железа, с по меньшей мере двумя соединенными последовательно реакторами кипящего слоя, причем тонкодисперсный, содержащий оксид железа материал проводится из реактора кипящего слоя в реактор кипящего слоя по подающим линиям в одном направлении, а восстановительный газ из реактора кипящего слоя в реактор кипящего слоя проводится по соединительным линиям восстановительного газа в противоположном направлении; и с плавильным газификатором, в который ведет линия подачи губчатого железа из реактора кипящего слоя, расположенного последним в направлении течения тонкодисперсного материала, содержащего оксид железа, который содержит подачу углеродного носителя и кислородсодержащих газов, а также систему выпуска для чугуна или стального полупродукта (промежуточного продукта) и шлака, а также линию отвода восстановительного газа, образующегося в плавильном газификаторе, ведущую в реактор кипящего слоя, находящийся последним в направлении течения материала, содержащего оксид железа, отличается тем, что первое ответвление подающей линии для части тонкодисперсного материала, содержащего оксид железа, образовано подающей линией от реактора кипящего слоя к реактору кипящего слоя и последующей подводящей линией к плавильному газификатору, а второе ответвление подающей линии для другой части тонкодисперсного материала, содержащего оксид железа, образовано соединительной линией от подающего устройства напрямую в плавильный газификатор.

Согласно предпочтительной форме реализации изобретения второе ответвление подающей линии для другой части тонкодисперсного материала, содержащего оксид железа, заканчивается в соединительной линии от подающего устройства до подвода углеродного носителя и кислородсодержащих газов в плавильный газификатор. Благодаря этому возможно дозированное и согласованное друг с другом введение содержащего оксид железа материала, углеродных носителей и кислородсодержащего газа.

Для получения намеченного повышенного количества восстановительного газа второе ответвление рассчитано на пропускание 10%-15% от полного количества применяющегося тонкодисперсного материла, содержащего оксид железа.

Дозированная добавка колошникового газа, откаченного предпочтительно с первой стадии предварительного восстановления и очищенного, к очищенному восстановительному газу из плавильного газификатора целесообразно достигается тем, что в линию отвода восстановительного газа включается установка горячего обеспыливания, предпочтительно высокотемпературный газовый циклон, тем, что в линии отвода восстановительного газа установлено устройство измерения температуры для определения температуры восстановительного газа, и со стороны выхода установки удаления СО2 линия колошникового газа с устройством регулирования количества питания для установления температуры восстановительного газа заканчивается в линии отвода восстановительного газа, ведущей к реактору кипящего слоя стадии окончательного восстановления.

Регулирование температуры восстановительного газа перед входом в реакторы кипящего слоя стадий предварительного восстановления осуществляется тем, что дополнительно к соединительным линиям, ведущим восстановительный газ от реактора кипящего слоя к реактору кипящего слоя, и к линии отвода восстановительного газа, ведущей к реактору кипящего слоя, предусмотрены отдельные соединительные линии восстановительного газа между линией отвода восстановительного газа и по меньшей мере одним реактором кипящего слоя стадии предварительного восстановления, и эти соединительные линии восстановительного газа снабжены устройствами регулирования количества для дозированного добавления восстановительного газа.

Последний из соединенных последовательно реакторов кипящего слоя, в котором проводится окончательное восстановление содержащего оксид железа материала, помимо линии подачи для переброски губчатого железа в плавильный газификатор снабжен дополнительной линией для выгрузки части губчатого железа, которая ведет в устройство охлаждения. Это выведенное и отложенное про запас губчатое железо снова используется при остановках производства.

Изобретение поясняется для примера посредством представленного на чертеже одного примера реализации, причем фиг.1 иллюстрирует в виде блок-схемы предпочтительную форму осуществления способа и устройства по изобретению.

Установка по изобретению включает три соединенных последовательно реактора кипящего слоя 1, 2, 3. Содержащий оксид железа материал в виде рудной мелочи подается от устройства 4 подачи руды по линии 5 подачи руды и ответвлению 5а на первый реактор 1 кипящего слоя, в котором происходит подогрев рудной мелочи и первое предварительное восстановление на первой стадии предварительного восстановления. Затем идет передача предобработанной рудной мелочи по подающей линии 6а в реактор 2 кипящего слоя и по следующей подающей линии 6b в реактор 3 кипящего слоя. В реакторе 2 кипящего слоя второй стадии предварительного восстановления продолжается предварительное восстановление рудной мелочи, а в реакторе 3 кипящего слоя стадии окончательного восстановления проводится окончательное восстановление рудной мелочи до губчатого железа.

Губчатое железо выгружается из реактора 3 кипящего слоя и по линии 7 проводится в плавильный газификатор 8. Для повышения производства восстановительного газа в плавильном газификаторе 8 содержащий оксид железа материал по второму ответвлению 5b сразу вводится в плавильный газификатор 8. Этот ответвление заканчивается в соединительной линии 9, через которую уголь из устройства 10 подачи напрямую вводится в плавильный газификатор 8. При необходимости в качестве газа-носителя используется воздух. Часть произведенного губчатого железа по линии 7а отводится из реактора 3 кипящего слоя и подается на не показанное в деталях устройство охлаждения, там охлаждается и складируется. Это губчатое железо используется повторно в фазе пуска и во время разогрева реакторов кипящего слоя.

В плавильном газификаторе 8 в зоне 8а газификации в расплаве из угля и кислородсодержащего газа, подаваемого через линию 11 подачи или дополнительную линию 11 подачи, образуется восстановительный газ, содержащий СО и Н2, который по линии отвода 12 восстановительного газа выводится из плавильного газификатора. После прохождения через установку 13 горячего обеспыливания подавляющая часть очищенного так восстановительного газа проводится по соединительным линиям 14а восстановительного газа в противотоке движению руды сначала в и через стадию окончательного восстановления реактора 3 кипящего слоя, и далее по соединительным линиям 14b и 14с восстановительный газ проводится в и через реакторы кипящего слоя 2 и 1. Отделенная в установке 13 горячего обеспыливания тонкая пыль по линии 15 возврата снова проводится на плавильный газификатор 8.

Отработанный восстановительный газ покидает реактор 1 кипящего слоя как колошниковый газ по линии 16а колошникового газа, проходит через промыватель 17 колошникового газа и после компрессора 18 через установку 19 удаления CO2. Часть потока очищенного так колошникового газа возвращается по линии 16b колошникового газа и дозированно добавляется в поток восстановительного газа в соединительной линии 14а восстановительного газа незадолго до входа в реактор 3 кипящего слоя. Устройством 20 измерения температуры измеряется текущая температура восстановительного газа в соединительной линии 14а для отвода восстановительного газа перед входом в реактор 3 кипящего слоя, и дозированное добавление очищенного колошникового газа из линии 16b колошникового газа производится в зависимости от оптимальной температуры восстановительного газа на входе в реактор 3 кипящего слоя с помощью устройства 21 регулирования количества в линии 16b колошникового газа.

Через второе ответвление 22 можно часть потока свежего восстановительного газа после промывки в промывателе 23 подавать в линию 16а колошникового газа перед компрессором 18, благодаря чему улучшаются условия работы установки 19 удаления СО2.

Незначительные фракции очищенного восстановительного газа из плавильного газификатора 8 проводятся не на реактор 3 кипящего слоя стадии окончательного восстановления, а по соединительным линиям 14d и 14е для восстановительного газа непосредственно в реакторы 2 и 1 кипящего слоя стадии предварительного восстановления. Соединительная линия 14d для восстановительного газа заканчивается в соединительной линии 14b для восстановительного газа как раз перед входом в реактор 2 кипящего слоя, а соединительная линия 14е восстановительного газа заканчивается в соединительной линии 14с восстановительного газа как раз перед входом в реактор 1 кипящего слоя. Благодаря примешиванию свежего восстановительного газа к восстановительному газу, уже частично отработанному в результате прохождения по меньшей мере через один реактор кипящего слоя, повышается как качество восстановительного газа, так и его температура на входе в реакторы кипящего слоя 1 или 2 соответственно, вследствие чего улучшается степень предварительного восстановления. Для дозированного добавления свежего восстановительного газа соединительные линии 14d, 14e для восстановительного газа также снабжены устройством 21 регулирования количества, и при необходимости соединительные линии 14d, 14e для восстановительного газа для более точного регулирования добавления снабжены устройством 20 измерения температуры.

В плавильный газификатор 8 входит одна или несколько линий 9 подачи для твердых углеродных носителей и воздушная линия для кислородсодержащих газов. В плавильном газификаторе 8 ниже зоны 8а газификации в расплаве накапливается расплавленный чугун или расплавленный стальной полупродукт и расплавленные шлаки, которые выводятся через выпускные отверстия 23, 24.

1. Способ получения жидкого чугуна или жидких стальных промежуточных продуктов из тонкодисперсного материала, содержащего оксид железа, причем тонкодисперсный, содержащий оксид железа материал с помощью восстановительного газа предварительно восстанавливают по меньшей мере на одной стадии предварительного восстановления и затем на стадии окончательного восстановления восстанавливают до губчатого железа, губчатое железо плавят в зоне газификации в расплаве при подводе углеродных носителей и кислородсодержащего газа, и образуется восстановительный газ, содержащий СО и Н2, который проводится на стадию окончательного восстановления, там реагирует, отводится и затем проводят на по меньшей мере одну стадию предварительного восстановления, там реагирует и отводится, отличающийся тем, что часть тонкодисперсного материала, содержащего оксид железа, подают по меньшей мере на одну стадию предварительного восстановления и стадию окончательного восстановления и в зону газификации в расплаве, а другую часть тонкодисперсного материала, содержащего оксид железа, напрямую или вместе с углеродным носителем и кислородсодержащим газом сразу подают в зону газификации в расплаве.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что доля тонкодисперсного, содержащего оксид железа материала, вводимая в зону газификации в расплаве напрямую или вместе с углеродными носителями и кислородсодержащим газом, составляет от 10% до 20% от полного количества используемого тонкодисперсного материала, содержащего оксид железа.

3. Способ по п.1 или 2, отличающийся тем, что в зону газификации в расплаве углеродный носитель и кислородсодержащий газ подают в таком количестве, чтобы содержание СО2 в восстановительном газе, выходящем из зоны газификации в расплаве, составляло от 4% до 9%, предпочтительно менее 6%.

4. Способ по п.1 или 2, отличающийся тем, что восстановительный газ, выходящий из зоны газификации в расплаве, подвергают горячему обеспыливанию и затем проводят на стадию окончательного восстановления, а предпочтительно на все стадии предварительного восстановления при повышенном удельном количестве восстановительного газа.

5. Способ по п.4, отличающийся тем, что из очищенного восстановительного газа после горячего обеспыливания часть, составляющую по меньшей мере 70%, подают на стадию окончательного восстановления, а часть, составляющую до 30%, проводят напрямую на стадии предварительного восстановления.

6. Способ по п.5, отличающийся тем, что от 5% до 15%, предпочтительно примерно 10%, очищенного восстановительного газа смешивают с восстановительным газом, выходящим со стадии окончательного восстановления, перед вводом на предшествующую стадию предварительного восстановления.

7. Способ по п.4, отличающийся тем, что очищенный восстановительный газ после горячего обеспыливания нагревают до более высокой температуры, чем требуется для окончательного восстановления тонкодисперсного материала, содержащего оксид железа, на стадии окончательного восстановления.

8. Способ по п.7, отличающийся тем, что очищенный восстановительный газ после горячего обеспыливания доводят до температуры от 820°С до 920°С, предпочтительно до температуры 880°С.

9. Способ по п.1 или 2, отличающийся тем, что точную установку температуры восстановительного газа для стадии окончательного восстановления осуществляют путем дозированного добавления колошникового газа, отведенного предпочтительно с первой стадии предварительного восстановления и очищенного.

10. Способ по п.1 или 2, отличающийся тем, что часть полученного на стадии окончательного восстановления губчатого железа выводят и охлаждают.

11. Способ по п.10, отличающийся тем, что часть от полного количества образованного губчатого железа, составляющая от примерно 5% до 15%, предпочтительно примерно 10%, выводят со стадии окончательного восстановления и охлаждают.

12. Установка для получения жидкого чугуна или жидких стальных промежуточных продуктов из тонкодисперсного материала, содержащего оксид железа, с по меньшей мере двумя соединенными последовательно реакторами кипящего слоя (1, 2, 3), причем тонкодисперсный, содержащий оксид железа материал проводится от реактора кипящего слоя в реактор кипящего слоя по подающим линиям (5, 6а, 6b) в одном направлении, а восстановительный газ проводится от реактора кипящего слоя в реактор кипящего слоя по соединительным линиям (14а, 14b, 14с) для восстановительного газа в противоположном направлении, и с плавильным газификатором (8), в который ведет линия (7) подачи, подающая губчатое железо из реактора (3) кипящего слоя, расположенного последним в направлении движения тонкодисперсного материала, содержащего оксид железа, который содержит линию (9) подачи углеродного носителя и линию (11) подачи кислородсодержащих газов, а также средства выпуска чугуна или стального полупродукта и шлака с выпускными отверстиями (23, 24) для чугуна или стального полупродукта и шлака, а также линию (12) отвода восстановительного газа, образующегося в плавильном газификаторе, ведущую в реактор кипящего слоя (3), последний в направлении движения содержащего оксид железа материала, отличающаяся тем, что первое ответвление (5а) подающей линии для подачи части тонкодисперсного материала, содержащего оксид железа, образовано линиями (6а, 6b), ведущими от реактора кипящего слоя к реактору кипящего слоя, и последующей линией (7) подачи к плавильному газификатору, а второе ответвление (5b) подающей линии (5) для подачи другой части тонкодисперсного материала, содержащего оксид железа, образовано соединительной линией, ведущей от подающего устройства (4) прямо в плавильный газификатор.

13. Установка по п.12, отличающаяся тем, что упомянутое второе ответвление (5b) для подачи другой части тонкодисперсного материала, содержащего оксид железа, содержит соединительную линию (9) от устройства (10) подачи для подвода углеродного носителя, при этом дополнительно предусмотрена линия (11) подачи кислородсодержащих газов в плавильный газификатор.

14. Установка по п.12 или 13, отличающаяся тем, что упомянутое второе ответвление (5b) предназначено для проведения 10-15% от полного количества используемого тонкодисперсного материала, содержащего оксид железа.

15. Установка по п.12 или 13, отличающаяся тем, что в линию (12) отвода восстановительного газа встроена установка (13) горячего обеспыливания, предпочтительно высокотемпературный газовый циклон, при этом в соединительной линии (14а) для отвода восстановительного газа установлено устройство (20) измерения температуры для определения температуры восстановительного газа, а со стороны выхода установки (19) удаления СО2 линия (16b) для колошникового газа с устройством (21) регулирования добавляемого количества для регулирования температуры восстановительного газа заканчивается в линию (14а) отвода восстановительного газа, ведущую в реактор (3) кипящего слоя стадии окончательного восстановления.

16. Установка по п.12 или 13, отличающаяся тем, что в дополнение к соединительным линиям (14b, 14с) для восстановительного газа, ведущим от реактора кипящего слоя к реактору кипящего слоя, и к соединительной линии (14а) для отвода восстановительного газа, ведущей в реактор кипящего слоя, предусмотрены отдельные соединительные линии (14d, 14e) для восстановительного газа между линией (14а) для отвода восстановительного газа и по меньшей мере одним реактором (1, 2) кипящего слоя стадии предварительного восстановления, и эти соединительные линии (14d, 14e) для восстановительного газа снабжены устройствами (21) регулирования количества для дозированного добавления восстановительного газа.

17. Установка по п.12 или 13, отличающаяся тем, что последний (3) из соединенных последовательно реакторов кипящего слоя, помимо линии (7) подачи для подачи губчатого железа в плавильный газификатор (8), снабжен дополнительной линией (7а) для отвода части губчатого железа, которая ведет в устройство для его охлаждения.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к способу и системе подачи непрерывного потока горячего железа прямого восстановления из шахтной печи прямого восстановления или нагревательной печи для железа прямого восстановления в установку для горячего брикетирования и плавильную печь.

Изобретение относится к металлургии, в частности к процессам металлизации и электросталеплавильному производству. .

Изобретение относится к конвейерной установке с транспортными элементами для транспортировки кускового, в частности горячего, транспортируемого материала, с газоплотной оболочкой для экранирования транспортируемого материала, в которой обеспечено создание инертной газовой среды вокруг транспортируемого материала, исключение контакта транспортируемого материала с воздухом окружающей среды.

Изобретение относится к области металлургии, в частности, к переработке ванадийсодержащих титаномагнетитов и выплавке легированных ванадием сталей. .

Изобретение относится к получению расплавленного чугуна с использованием порошкообразной руды. .

Изобретение относится к получению металлов и/или металлических продуктов, в частности чугуна и/или чугунных полуфабрикатов. .

Изобретение относится к установке для получения расплавленного чугуна. .

Изобретение относится к области черной металлургии и может быть использовано в сталеплавильном производстве. .

Изобретение относится к получению расплавленного металла, в котором кислород, восстановитель и железо, восстановленное в по меньшей мере одном восстановительном реакторе, вводят в расплавитель-газификатор, восстановитель газифицируют кислородом, а восстановленное железо расплавляют выделяющимся при этом теплом

Изобретение относится к способу и к системам, в которых скомпонованы процесс газификации угля с процессом прямого производства железа на основе угля

Изобретение относится к производству жидкого чугуна или жидких стальных полуфабрикатов из железных руд и добавок, загружаемых для восстановления в восстановительный агрегат (1), и затем подаваемых для плавления при добавлении углеродосодержащих исходных материалов и кислородсодержащего газа с формированием стационарного слоя в плавильный агрегат (2), в особенности в плавильный газогенератор

Изобретение относится к устройству для очистки технологического газа для установки (1) восстановительной плавки для получения чугуна, содержащей восстановительный реактор (3) и плавильный газогенератор (4)

Изобретение относится к способу получения чугуна или жидких стальных полупродуктов в плавильном агрегате, в частности, плавильном газификаторе, причем содержащее железную руду сырье, в частности, рудную мелочь, и, при необходимости, добавки по меньшей мере частично восстанавливают восстановительным газом в по меньшей мере одном восстановительном агрегате

Изобретение относится к способу оптимизированного по энергии и эмиссии получения железа, а также к установке для осуществления способа

Изобретение относится к способу выплавки чугуна в работающем на кислороде металлургическом реакторе, имеющем зону восстановления, в виде доменной печи (1) или установки восстановительной плавки. Согласно изобретению осуществляют отвод из зоны восстановления очищенного сырьевого газа и возвращение его в зону восстановления с добавкой углеводородов. При этом очищенный сырьевой газ сначала смешивают с углеводородами и затем с восстановительным газом, имеющим температуру выше 1000°С и полученным парциальным окислением углеводородов кислородсодержащим газом, который имеет содержание кислорода выше 90 об.%, для образования рециркуляционного газа с температурой выше 800°С, и рециркуляционный газ после процесса авториформинга возвращают в зону восстановления. Способ не требует дорогостоящего удаления СО2 и/или N2, позволяя сэкономить на капитальных затратах и избежать скапливания остаточного газа из-за удаления СО2, получаются меньшие выбросы СО2 за счет риформинга высшими углеводородами и использования для восстановления, повышается эффективность при создании тепла, требующегося для риформинга. 16 з.п. ф-лы, 2 ил.

Изобретение относится к способу получения агломератов из мелкозернистых носителей железа и по меньшей мере одного связующего в качестве сырья для металлургического процесса. Носитель железа смешивают со связующим и при необходимости добавками и агломерируют, при этом предусмотрен по меньшей мере один дополнительный этап, на котором агломераты покрывают слоем, состоящим из носителей железа и по меньшей мере одного связующего. Агломераты нагревают таким образом, чтобы связующее затвердело в приповерхностной зоне агломератов. Связующее в самом верхнем слое или внешних слоях имеет более низкую температуру отверждения, чем связующее внутри агломератов. Изобретение также относится к способу получения жидкого чугуна или жидких стальных полупродуктов из сырья, содержащего агломераты и при необходимости железную руду и добавки. В процессе получения жидкого чугуна или жидких стальных полупродуктов сырье, включающее агломераты, вводят в зону предварительного нагрева. Температуру в зоне предварительного нагрева и/или зоне восстановления выбирают таким образом, чтобы агломераты в зоне предварительного нагрева или в зоне восстановления полностью затвердели. Изобретение обеспечивает возможность обработки самой тонкой руды с очень малыми размерами частиц. 2 н. и 29 з.п. ф-лы, 1 ил.

Изобретение относится к способу и устройству для получения расплавленных чугуна или стальных полуфабрикатов. Согласно изобретению металлсодержащее сырье по меньшей мере частично восстанавливают в зоне восстановления посредством восстановительного газа, вводят в зону плавления и плавят при подаче углеродных носителей и кислородсодержащего газа с образованием восстановительного газа. Восстановительный газ, образованный в зоне плавления, подают в зону восстановления, в которой он преобразуется и отводится в качестве экспортного газа. От экспортного газа отделяют CO2 и образуемый газообразный продукт используют для доставки порошкообразных углеродных носителей в зону плавления. При этом газообразный продукт подают по меньшей мере в одну смесительную камеру совместно с порошкообразными углеродными носителями и транспортирующим газом, в частности азотом, и затем подают в зону плавления. Изобретение позволяет уменьшить энергию, необходимую для транспортировки экспортного газа, и экономить восстановители. 2 н. и 15 з.п. ф-лы, 2 ил.
Наверх