Способ переработки титаномагнетитовых руд


 


Владельцы патента RU 2503724:

Общество с ограниченной ответственностью Промышленная компания "Технология металлов" (RU)

Изобретение относится к области металлургии и может быть использовано для эффективной переработки титаномагнетитовых руд сложного состава. Перед загрузкой в плавильную камеру шихту подогревают отходящими из плавильной камеры газами, имеющими температуру 1850-1900°C. Шихту загружают в плавильную камеру со скоростью 0,5-1,5 тонны в час на 1 МВт тепловой мощности топливокислородных горелок, отапливающих плавильную камеру. Углеродистый восстановитель загружают в количестве 20-21% углерода от массы оксидов железа шихты кусками на поверхность расплава и в количестве 4-5% углерода от массы оксидов железа шихты вдувают в виде порошка инжекторами в расплав. После наплавления полной ванны загрузку шихты в плавильную камеру прекращают на 8-12 минут, делают выдержку расплава, продолжая вводить углеродистый восстановитель в расплав инжекторами. Закончив выдержку, сливают раздельно из плавильной камеры 50-70% титанистого шлака и 60-75% накопившегося чугуна, после этого возобновляют загрузку шихты. Изобретение позволит увеличить производительность процесса и снизить материальные и энергетические затраты. 4 з.п. ф-лы, 1 ил., 1 табл.

 

Изобретение относится к области металлургии и может быть использовано для эффективной переработки титаномагнетитовых руд сложного состава.

Объем производства чугуна и стали в мире непрерывно увеличивается. В связи с этим увеличивается и количество добываемых железных руд. В настоящее время уже ощущается дефицит качественной железной руды, как в нашей стране, так и за рубежом. В то же время известны, разведаны и почти не используются огромные по запасам месторождения титаномагнетитовых руд. К титаномагнетитовым рудам в общем случае относят не только чисто титаномагнетитовые, но и титаномагнетит-ильменитовые, ильменит-магнетитовые, ильменит-гематитовые. Для таких руд характерно наличие в их составе оксидов железа, оксидов титана и, часто, соединений ванадия. Применяемые технологии комплексной переработки железотитанистых руд определяются их химическим и минералогическим составами. Решающее значение имеет содержание в них TiO2. По содержанию TiO2 и отношению Fe/TiO2 железотитанистые руды и полученные из них концентраты делят на низкотитанистые (Fe/TiO2>8), железованадиевые (Fe/TiO2=2-8), и высокотитанистые (Fe/TiO2<2). [1]

Переработка титаномагнетитовых руд в доменных печах затруднена и часто невозможна из-за высокого содержания в них оксидов титана, приводящего к высокому содержанию оксидов титана в доменном шлаке и резкому увеличению вязкости таких шлаков. [2]

Низкотемпературное разделение соединений железа и титана титаномагнетитовых руд неэффективно из-за тесного срастания магнетита и ильменита. Поэтому предлагают различные способы пирометаллургического разделения полезных компонентов титаномагнетитовых руд (Fe, Ti, V) [2-5]. В большинстве случаев предлагают перерабатывать титаномагнетитовые руды и продукты их обогащения двухстадийным или многостадийным процессом. Сначала производят рудные окатыши, затем осуществляют твердофазное восстановление железа при температуре не выше 1400°C. Металлизованные окатыши после этого предлагается проплавлять в дуговых электропечах и разделять загружаемую шихту на металлическую фазу (чугун, содержащий ванадий) и титанистый шлак с низким содержанием оксидов железа. Для реализации подобных технологических схем требуется иметь хотя бы два металлургических агрегата: печь для твердофазного восстановления железа и дуговую электропечь [2-5]. Общими недостатками таких способов переработки титаномагнетитов являются многостадийность процесса, необходимость использования не менее двух металлургических агрегатов, низкая производительность процесса.

Известен способ переработки титаномагнетита [5], включающий формирование однородной по составу шихты, состоящей из титаномагнетита, углеродсодержащего восстановителя и связующего, гранулирование шихты, ее термическое восстановление с получением частично восстановленного продукта, состоящего из металлургической фракции, содержащей основную часть железа и шлаковой фракции, содержащей титан и остаточную часть железа, электроплавку с довосстановлением шлаковой фракции и разделением расплава на металлический и шлаковый компоненты, очистку металлического компонента от примесей с получением стали, измельчение шлакового компонента и его обогащение с получением титанового продукта (патент RU 2318899), выбранный заявителем в качестве ближайшего аналога.

В известном способе термическое восстановление завершают при температуре, обеспечивающей переход шлаковой фракции в вязкопластичное состояние, частично восстановленный продукт измельчают с отделением металлической фракции от шлаковой, при этом электроплавке подвергают только шлаковую фракцию с получением металлического компонента, содержащего остаточную часть железа, и шлакового компонента, после чего металлическую фракцию объединяют с полученным металлическим компонентом с образованием металлической смеси, которую и подвергают очистке от примесей.

Термическое восстановление завершают при температуре 1330-1400°C. Частично восстановленный продукт измельчают до размера частиц шлаковой фракции менее 0,2-0,25 мм, при этом от шлаковой фракции отделяют металлическую фракцию с размером частиц не менее 0,2-0,25 мм.

Известный способ переработки титаномагнетита имеет следующие недостатки:

- необходимо два раза размалывать (измельчать) материалы: шихту исходную и шихту восстановленную;

- необходимо гранулировать размолотую исходную шихту;

- основной цикл процесса переработки титаномагнетитов осуществляют в двух металлургических агрегатах двухстадийным процессом: сначала твердофазное восстановление железа при пониженной температуре, затем высокотемпературное разделение восстановленного металла и титанистого шлака;

- твердофазное восстановление железа проводят при температуре, когда шихта переходит в вязкопластическое состояние, такой материал трудно размалывать;

- разделение металлической и шлаковой фаз после размалывания восстановленной шихты - тяжелая и малоэффективная операция;

- предлагаемый суммарный процесс переработки титаномагнетита малопроизводителен и не может обеспечить переработку большого количества руды;

- большие материальные и энергетические затраты на переработку титаномагнетита.

Задачей предлагаемого способа переработки титаномагнетитовых руд является осуществление высокопроизводительного эффективного процесса переработки титаномагнетитовых руд при высоких технико-экономических показателях.

Техническим результатом предлагаемого способа переработки титаномагнетитовых руд является:

- увеличение производительности процесса и снижение материальных и энергетических затрат на осуществление процесса путем переработки титаномагнетитов непрерывным одностадийным процессом в одном металлургическом агрегате;

- снижение затрат за счет исключения малопроизводительных операций размола и гранулирования шихты;

- проплавление шихтовых материалов непрерывно на поверхности и в объеме жидкого шлакорудного расплава в плавильной камере, отапливаемой топливокислородными горелками;

- осуществление жидкофазного восстановления железа шихтовых материалов в плавильной камере.

Технический результат достигается тем, что в способе переработки титаномагнетитовых руд, включающем загрузку в гарнисажную плавильную камеру легкоплавких отходов черных металлов, их расплавление и нагрев расплава, загрузку шихты, содержащей титаномагнетитовую руду и флюс, и углеродистого восстановителя, проплавление шихты на поверхности и в объеме жидкого шлакорудного расплава,, восстановление железа и ванадия углеродистым восстановителем, раздельный слив чугуна и шлака из плавильной камеры, согласно изобретению, перед загрузкой в плавильную камеру шихту подогревают отходящими из плавильной камеры газами, имеющими температуру 1850-1900°C в подогревателе, герметично соединенным с плавильной камерой, монооксид углерода СО отходящих газов дожигают в подогревателе, вдувая в него нагретый в системе вторичного охлаждения плавильной камеры воздух с температурой 250-290°C, при этом шихту загружают в плавильную камеру со скоростью 0,5-1,5 тонны в час на 1 МВт тепловой мощности топливокислородных горелок, отапливающих плавильную камеру, углеродистый восстановитель загружают в количестве 20-21% углерода от массы оксидов железа шихты кусками на поверхность расплава и в количестве 4-5% углерода от массы оксидов железа шихты вдувают в виде порошка инжекторами в расплав, после наплавления полной ванны загрузку шихты в плавильную камеру прекращают на 8-12 минут, делают выдержку расплава, продолжая вводить углеродистый восстановитель в расплав инжекторами, закончив выдержку, сливают из плавильной камеры 50-70% титанистого шлака и 60-75% накопившегося чугуна, после этого возобновляют загрузку шихты.

Шлак, слитый из плавильной камеры, гранулируют и используют в виде гранул для производства ферротитана алюминотермическим способом.

Шлак, слитый из плавильной камеры, используют в жидком виде для производства ферротитана алюминотермическим способом.

Шлак, слитый из плавильной камеры, используют в жидком виде для получения ферросилиция и высокотитанистого шлака.

Сливаемый из плавильной камеры шлак используют в жидком виде для получения ферросиликованадия и высокотитанистого шлака.

Подогрев шихты перед загрузкой в плавильную камеру отходящими из плавильной камеры с температурой 1850-1900°C газами в подогревателе, герметично соединенном с плавильной камерой, позволяет увеличить производительность плавильной камеры, снизить расход теплоносителя, уменьшить эксплуатационные затраты и снизить себестоимость продуктов переработки титаномагнетитовой руды. Кроме того, такой прием позволяет эффективно понизить температуру отходящих газов до 850-900°C и проще организовать утилизацию тепла отходящих газов. Температура отходящих газов 1850°C характерна для переработки менее тугоплавких титаномагнетитовых руд с меньшим содержанием оксидов титана. Температура отходящих газов 1900°C характерна для случая переработки титаномагнетитовых руд с высоким содержанием оксидов титана при более высокой температуре рабочего пространства плавильной камеры. Дожигание монооксида углерода СО отходящих газов в подогревателе путем вдувания в него нагретого в системе вторичного охлаждения плавильной камеры воздуха с температурой 250-290°C позволяет утилизировать химическое тепло отходящих газов, полезно использовать тепло воздуха из системы вторичного охлаждения плавильной камеры, повысить суммарный тепловой КПД процесса переработки титаномагнетитовой руды, снизить расход теплоносителей и уменьшить эксплуатационные расходы. Температура воздуха 250°C относится к плавильной камере небольших размеров, температура воздуха 300°C характерна для работы плавильной камеры больших размеров. Загрузка шихты со скоростью 0,5-1,5 тонны в час на 1 МВт тепловой мощности топливокислородных горелок, отапливающих плавильную камеру, обеспечивает высокую производительность плавильной камеры и оптимальный расход теплоносителя. Скорость загрузки шихты 0,5 т/час на 1 МВт тепловой мощности горелок удобна при работе на рудах с высоким содержанием оксидов железа и использовании плавильной камеры с большой глубиной ванны и малой величиной удельной поверхности расплава в камере (отношение площади поверхности расплава к массе расплава, находящегося в плавильной камере. Скорость загрузки шихты 1,5 т/час на 1 МВт тепловой мощности горелок удобна при переработке руд с пониженным содержанием оксидов железа в плавильной камере с малой глубиной ванны и большой величиной удельной поверхности расплава в камере, так как величина удельной поверхности расплава определяет скорость и полноту восстановления оксидов железа.

Загрузка углеродистого восстановителя в количестве 20-21% углерода от массы оксидов железа шихты кусками на поверхность расплава и вдувание порошка восстановителя в количестве 4-5% углерода от массы оксидов железа шихты инжекторами в расплав обеспечивают высокую скорость и достаточную полноту восстановления железа из шихты. Большее количество вводимого восстановителя необходимо при переработке руд с высоким содержанием железа, так как при этом восстанавливается больше железа, а для науглероживания восстановленного железа до состава чугуна требуется дополнительное количество углерода. Вдувание части углеродистого восстановителя в виде порошка в расплав позволяет полнее восстановить оксиды железа в нижней части шлакорудного расплава и рационально использовать мелочь углеродистого восстановителя.

Прекращение загрузки шихты после наплавления полной ванны металла и выдержка расплава 8-12 минут при продолжении подачи восстановителя в расплав инжекторами позволяют довосстановить оксиды железа и ванадия шихты, дают возможность осадить капельки восстановленного металла в металлическую ванну и подготовить восстановленный шлаковый расплав к выпуску (сливу) из плавильной камеры. Выдержка 8 минут рекомендуется для плавильной камеры с малой глубиной металлической ванны и малой высотой шлакового расплава. Выдержка 12 минут рекомендуется для плавильной камеры с большой высотой шлакового расплава.

Слив из плавильной камеры после окончания выдержки 50-70% восстановленного шлака и 60-75% накопившегося металла необходим для продолжения процесса переработки титаномагнетитов с большой скоростью, так как оставшееся в плавильной камере количество шлака и металла обеспечивает быстрое плавление загружаемой шихты в жидкой ванне расплава.

Использование титанистого шлака, слитого из плавильной камеры, после грануляции для производства ферротитана алюминотермическим способом позволяет улучшить технико-экономические показатели процесса переработки титаномагнетитовой руды за счет производства дополнительной продукции. Использование титанистого шлака, слитого из плавильной камеры, в жидком виде для производства ферротитана алюминотермическим способом позволяет улучшить показатели процесса переработки титаномагнетитовой руды за счет исключения операции разливки шлака и показатели производства ферротитана за счет уменьшения расхода алюминия.

Использование шлака, слитого из плавильной камеры, для получения ферросилиция и высокотитанистого шлака позволяет улучшить технико-экономические показатели процесса переработки титаномагнетитовой руды и организовать полностью безотходный процесс переработки руды.

Использование шлака, слитого из плавильной камеры, в жидком виде для получения ферросилиция и высокотитанистого шлака позволяет еще больше повысить технико-экономические показатели процесса переработки титаномагнетитовой руды.

Уменьшение до 20-21% углерода от массы оксидов железа шихты количества углеродистого восстановителя, вводимого в плавильную камеру, приводит к тому, что соединения ванадия не переходят в металл, а остаются в шлаке.

В таком случае слитый из плавильной камеры титанистый шлак, содержащий соединения ванадия, может быть использован для производства ферросиликованадия и высокотитанистого шлака, что также позволяет улучшить технико-экономические показатели процесса переработки титаномагнетитовой руды и организовать полностью безотходный процесс переработки руды.

Способ переработки титаномагнетитовой руды осуществляется следующим образом (см. фиг.1).

Плавильную камеру 1 разогревают теплом работающих топливокислородных горелок 2. Одновременно через подогреватель шихты 3 в плавильную камеру загружают легкоплавкие отходы черных металлов, расплавляют их и заполняют жидким металлом металлическую ванну 4. После этого начинают загружать шихту с заданной скоростью через подогреватель 3 в плавильную камеру 1. Шихту составляют из титаномагнетитовой руды (или концентрата обогащения руды) и флюса (известь, известняк). Одновременно в плавильную камеру 1 загружают углеродистый восстановитель кусками через отверстие 5 и порошком инжекторами 6. Шихта проплавляется в жидкой ванне шлакорудного расплава 7. Одновременно идет процесс восстановления оксидов железа и науглероживания капелек металла. После заполнения всей металлической ванны 4 чугуном, загрузку шихты в плавильную камеру 1 прекращают на 8-12 минут, продолжая вводить углеродистый восстановитель в шлаковый расплав 7 инжекторами 6. Закончив выдержку, из плавильной камеры 1 сливают 60-75% накопившегося металла через металлическую летку 11 по желобу 12 и разливают на разливочном конвейере 13, либо в жидком виде передают в конвертер (не показан на рисунке) на передел чугуна в сталь и получение ванадиевого шлака. Одновременно из плавильной камеры 1 сливают 50-70% полученного титанистого шлака с низким содержанием оксидов железа через шлаковую летку 8 по желобу 9 в гранулятор 10, либо в шлаковый ковш с целью использования в дальнейшем в жидком виде для получения ферротитана, или ферросилиция и высокотитанистого шлака. После окончания слива чугуна и титанистого шлака возобновляют подачу шихты и углеродистого восстановителя в полном объеме в плавильную камеру 1 и цикл переработки титаномагнетитовой руды повторяют.

Пример, подтверждающий возможность внедрения в производство предложенного способа.

В 2 т дуговой печи с трансформатором мощностью 1,5 MB А и футеровкой из высокоглиноземистых огнеупоров провели 3 плавки с целью переработки обогащенной титаномагнетитовой руды. Перед загрузкой в печь шихту подогревали отходящими из плавильной камеры газами, имеющими температуру 1850°C в подогревателе. Монооксид углерода СО отходящих газов дожигали в рабочем пространстве дуговой печи. На каждой плавке сначала расплавляли 500 кг чугунного лома и нагревали расплав до 1500°C. Затем на расплав загружали шихту, состоящую из обогащенной титаномагнетитовой руды и извести со скоростью 0,7 т в час на 1 МВА мощности печного трансформатора.

Одновременно с шихтой в печь вводили углеродистый восстановитель (уголь) в количестве 21% углерода от массы оксидов железа шихты и в количестве 5% углерода от массы оксидов железа шихты вдували в виде порошка инжекторами в расплав. После проплавления всей шихты делали выдержку расплава под током в течение 10 минут, продолжая вводить углеродистый восстановитель в расплав инжекторами. В это время шихта в печь не загружалась. Затем полученный чугун и титанистый шлак сливали из печи раздельно: сначала скачивали 70% титанистого шлака в плоскую чугунную изложницу, затем 75% накопившегося чугуна в разливочный ковш. После этого возобновляли загрузку шихты, ри проведении экспериментов взвешивали шихтовые материалы и продукты плавки, а также определяли химический состав этих материалов. Результаты опытных плавок приведены в таблице. Полученные результаты свидетельствуют о возможности внедрения в производство и промышленной реализации предлагаемого способа переработки титаномагнетитовых руд.

Получение ферротитана алюминотермическим методом из ильменитовых руд, близких по составу к составу получаемого в соответствии с заявленным способом титанистого шлака применяется на практике и описано в литературе [6].

Получение ферросилиция и высокотитанистого шлака из титаномагнетитовых концентратов, близких по составу к составу титанистого шлака, получаемого заявленным способом, опробовано и описано в [2].

Получение ферросиликованадия из ванадиевых шлаков - продуктов переработки титаномагнетитов, успешно опробовано в полупромышленных и промышленных экспериментах [7].

Таблица
Результаты экспериментов по переработке обогащенной титаномагнетитовой руды в дуговой печи
№ плав-
ки
Израсходовано материалов, кг Получено, кг Содержание, %
Руда Чугун Шлак
Чугун Руда Уголь Из-
весть
Чугун Шлак ΣFeO TiO2 V2O5 C V Si TiO2 ΣFeO SiO2
Из руды Всего
1 500 1500 331 50 825 1325 760 70,8 16,2 0,87 3,8 0,48 0,35 42,5 5,4 21,2
2 500 1500 338 50 820 1320 750 70,8 16,2 0,87 3,7 0,47 0,38 44,1 5,7 20,7
3 500 1400 325 50 780 1270 670 70,8 16,2 0,87 4,1 0,49 0,36 43,4 5,2 20,4
Примечание: содержание соединений титана и ванадия в руде и в шлаке условно пересчитано на содержание TiO2 и V2O5.

Литература

1. Резниченко В.А., Шабалин Л.М. Титаномагнетиты, месторождения, металлургия, химическая технология. М. Наука. 1986. 294 с.

2. Леонтьев Л.И. и др. Пирометаллургическая переработка комплексных руд. М. Металлургия. 1997. 432 с.

3. Патент RU 2206630. «Способ переработки титаномагнетитовой ванадийсодержащей руды на титанистый чугун, ванадиевый шлак и титансодержащий сплав». Авторы: Коршунов Е.А., Смирнов Л.А., Буркин С.П., Дерябин Ю.А., Логинов Ю.Н., Миронов Г.В. Патентообладатель: ОАО «Уральский институт металлов».

4. Патент RU 2361940. «Способ переработки ильменитовых концентратов». Авторы: Трегубенко В.В., Довлядов И.В., Конотопчик К.У., Бобков Л.Н., Корзун В.К. Патентообладатель: ОАО ХК «Технохим-холдинг».

5. Патент RU 2318899. «Способ переработки титаномагнетита». Авторы: Серба В.И., Фрейдин Б.М., Калинников В.Т., Майоров Л.А., Коротков В.Г., Колесникова И.Г., Кузьмич Ю.В., Ворончук СИ. Патентообладатель: Институт химии и технологии редких элементов и минерального сырья им. И.В. Тананаева Кольского научного центра Российской академии наук.

6. Д.Я. Поволоцкий, В.Е. Рощин, Н.В. Мальков. Электрометаллургия стали и ферросплавов. М. Металлургия. 1995. 592 с.

7. Рысс М.А. Производство ферросплавов. М. Металлургия. 1985. 244 с.

1. Способ переработки титаномагнетитовой руды, включающий загрузку в гарнисажную плавильную камеру легкоплавких отходов черных металлов, их расплавление и нагрев расплава, загрузку шихты, содержащей упомянутую руду и флюс, и углеродистого восстановителя, проплавление шихты на поверхности и в объеме жидкого шлакорудного расплава, восстановление железа и ванадия углеродистым восстановителем, раздельный слив чугуна и шлака из плавильной камеры, отличающийся тем, что перед загрузкой в плавильную камеру шихту подогревают отходящими из плавильной камеры газами, имеющими температуру 1850-1900°C, в подогревателе, герметично соединенном с плавильной камерой, монооксид углерода СО отходящих газов дожигают в подогревателе, вдувая в него нагретый в системе вторичного охлаждения плавильной камеры воздух с температурой 250-290°C, при этом шихту загружают в плавильную камеру со скоростью 0,5-1,5 т/ч на 1 МВт тепловой мощности топливокислородных горелок, отапливающих плавильную камеру, углеродистый восстановитель загружают в количестве 20-21% углерода от массы оксидов железа шихты кусками на поверхность расплава и в количестве 4-5% углерода от массы оксидов железа шихты вдувают в виде порошка инжекторами в расплав, после наплавления полной ванны загрузку шихты в плавильную камеру прекращают на 8-12 мин, делают выдержку расплава, продолжая вводить углеродистый восстановитель в расплав инжекторами, закончив выдержку, сливают из плавильной камеры 50-70% титанистого шлака и 60-75% накопившегося чугуна, после этого возобновляют загрузку шихты.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что шлак, слитый из плавильной камеры, гранулируют и используют в виде гранул для производства ферротитана алюминотермическим способом.

3. Способ по п.1, отличающийся тем, что шлак, слитый из плавильной камеры, используют в жидком виде для производства ферротитана алюминотермическим способом.

4. Способ по п.1, отличающийся тем, что шлак, слитый из плавильной камеры, используют в жидком виде для получения ферросилиция и высокотитанистого шлака.

5. Способ по п.1, отличающийся тем, что сливаемый из плавильной камеры шлак используют в жидком виде для получения ферросиликованадия и высокотитанистого шлака.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к черной металлургии, пирометаллургическому переделу бурожелезняковых руд. .
Изобретение относится к металлургии и может быть использовано при переработке ванадийсодержащих титаномагнетитовых концентратов для прямого получения железа и извлечения ванадия.
Изобретение относится к металлургии и может быть использовано для изготовления окатышей или брикетов. .

Изобретение относится к способу и устройству получения чугуна или исходных продуктов стали плавлением в плавильном или угольном газогенераторах. .

Изобретение относится к переработке металлических отходов, загрязненных радионуклидами. .

Изобретение относится к способу получения восстановительных газов. .

Изобретение относится к железоплавильной печи с жидкой ванной, которая производит железный расплав плавлением железосодержащего сырья, например, плавлением твердого восстановленного железа и скрапа.

Изобретение относится к черной металлургии, а именно к процессам получения металлического железа. Способ получения металлического железа с использованием устройства для его осуществления включает формирование исходной сырьевой массы в виде содержащей соединения железа водяной суспензии, полученной введением в заранее заданный объем воды частиц железной руды, перемещение исходной сырьевой массы через последовательно расположенные рабочие зоны обработки, в которых осуществляют восстановление металла с помощью углерода, входящего в состав содержащих его газов, подаваемых в упомянутые рабочие зоны, и посредством воздействия генерируемых в этих зонах переменных вращающихся магнитных полей, осаждение полученных частиц металла с их накоплением и последующей выгрузкой готового металла, причем процесс проводят без остановки обработки сырьевой массы. Водяную суспензию используют с дисперсностью частиц железной руды в пределах 0,001-1,0 мм и их содержанием 40-70%. Применяют переменные вращающиеся магнитные поля, напряженность которых в рабочих зонах обработки составляет 1*106-1*107 А/м, а частота - 40-70 Гц, в количестве от 2 до 6, при этом получают готовый металл в виде гранул железа размером 4-10 мм. Использование предлагаемого способа и устройства создает условия для сокращения расхода электроэнергии в 8-15 раз по сравнению с получением железа в индукционной печи, снижает нагрузку на окружающую среду. 2 н. и 4 з.п. ф-лы, 2 ил., 3 пр.

Изобретение относится к способу и устройству для производства железа прямым восстановлением. Устройство содержит установку риформинга с внутренним нагревом для осуществления риформинга природного газа добавлением пара и кислорода к природному газу и частичным сжиганием природного газа для производства газа-восстановителя, содержащего водород и монооксид углерода, для производства железа прямым восстановлением, печь производства железа прямым восстановлением для производства железа прямым восстановлением из сырья, содержащего оксид железа, с использованием газа-восстановителя, устройство удаления диоксида углерода для удаления диоксида углерода из отходящего газа, получаемого в печи производства железа прямым восстановлением с получением газа, из которого удален диоксид углерода, рециркуляционную линию отходящего газа для рециркуляции газа, из которого удален диоксид углерода, в печь производства железа прямым восстановлением в качестве газа-восстановителя, теплообменник для увеличения температуры газа, из которого удален диоксид углерода, до диапазона от 400 до 700 ºС отходящим газом, получаемым в печи производства железа прямым восстановлением, перед рециркуляцией газа, из которого удален диоксид углерода, в качестве газа-восстановителя для производства железа прямым восстановлением. Изобретение направлено на повышение эффективности использования энергии. 2 н.п. ф-лы, 2 ил.

Настоящее изобретение относится к восстановлению оксидов (3) металлов до металлизированного материала путем контакта с горячим газообразным восстановителем, который, по меньшей мере, частично получают каталитическим риформингом смеси из газа, который содержит диоксид углерода (СО2) и/или водяной пар (Н2О), с газообразными углеводородами. Горючий газ для горелок (8а, 8b, 8с), поставляющих теплоту для протекающего при конверсии эндотермического процесса риформинга, по меньшей мере, частично получают из частичного количества колошникового газа, образовавшегося при восстановлении оксидов (3) металлов до металлизированного материала. Причем частичное количество колошникового газа перед его использованием в качестве компонента горючего газа подвергают обеспыливанию и вводят в реакцию конверсии СО, и конвертированный газ, полученный в реакции конверсии СО, после охлаждения подвергают обработке для удаления СО2. Изобретение позволяет устранить СО2 из газообразных продуктов сгорания с использованием малогабаритных установок при более низких показателях потребления. 2 н. и 12 з.п. ф-лы, 4 ил., 1 табл.

Изобретение относится к восстановлению оксидов металлов до металлизированного материала путем контакта с горячим газообразным восстановителем. Газообразный восстановитель, по меньшей мере частично, получают каталитическим риформингом смеси газа, содержащего диоксид углерода (СО2) и/или водяной пар (Н2О), и газообразных углеводородов. Причем теплоту для протекающего при конверсии эндотермического процесса риформинга, по меньшей мере частично, получают сжиганием горючего газа и образовавшиеся при этом газообразные продукты сгорания выводят, причем их охлаждают и освобождают от воды. При этом кислород, необходимый для сжигания горючего газа, подводят в горючий газ в составе газовой смеси, приготовленной из частичного количества охлажденных и освобожденных от воды газообразных продуктов сгорания и чистого кислорода. 2 н. и 10 з.п. ф-лы, 2 ил., 1 табл.

Изобретение относится к способам и устройству для обработки железных руд с высоким содержанием фосфора. Способ включает смешивание железной руды, содержащей высокофосфористые оксиды железа, со щелочным раствором, значение рН которого лежит приблизительно между 12,5 и 13,5, сортировку смеси за счет гравитации с целью отделения высокофосфористого щелочного раствора от низкофосфористой железной руды и восстановление низкофосфористой железной руды природным газом. Изобретение позволяет эффективно удалять фосфор из железных руд для их последующего использования в процессе прямого восстановления. 3 н. и 18 з.п. ф-лы, 3 ил., 1 табл., 1 пр.
Изобретение относится к процессам получения жидкого металла из окисленного железосодержащего сырья, техногенных отходов черной и цветной металлургии, в том числе содержащего примеси цветных металлов. Шихтовые материалы в виде железосодержащих материалов, флюсующих добавок и углеродсодержащих материалов загружают в плавильную зону двухзонной печи. Расплавляют их в железосодержащем расплаве, барботируемом кислородсодержащим дутьем, дожигают отходящие газы с последующей подачей расплава в восстановительную зону. В восстановительную зону загружают уголь, восстанавливают железо с образованием железоуглеродистого расплава и шлака, дожигают отходящие из ванны зоны восстановления горючие газы, осуществляют раздельный выпуск продуктов плавки. Причем в плавильной зоне отношение кислорода, поступающего с барботажным дутьем, к углероду, поступающему с шихтовыми материалами, поддерживают на уровне, обеспечивающем отношение CO/CO2 в отходящих из ванны плавильной зоны газах в пределах 0,01-0.5. Изобретение позволяет снизить удельные расходы энергоносителей, обеспечивает возможность переработки шихтовых материалов крупностью свыше 20 мм, повышенной влажности и смерзшихся шихтовых материалов. 1 з.п. ф-лы, 1 табл., 1 пр.

Изобретение относится к трубе риформинга с переменной толщиной стен, предназначенной для риформинга газа в процессе прямого восстановления железа. Труба содержит аксиально выровненную трубчатую конструкцию, выполненную из металлического материала. Аксиально выровненная трубчатая конструкция содержит фланцевую секцию, верхнюю секцию, среднюю секцию и нижнюю секцию. Верхняя секция содержит первый участок, имеющий первую толщину стены, второй участок, имеющий вторую толщину стены и третий участок, имеющий переходную толщину стены, который соединяет первый участок со вторым участком. Причем первый участок, второй участок и третий участок имеют постоянный внутренний диаметр. Изобретение обеспечивает более продолжительную работу при текущих требованиях к температуре или равную продолжительность работы в условиях повышенных температур. 2 н. и 16 з.п. ф-лы, 3 ил.
Изобретение относится к металлургической газификации твердого топлива и может быть использовано в энергетике, металлургии, переработке промышленных и твердых бытовых отходов. Способ включает обработку газообразным окислителем с содержанием 40-95 объемных процентов газообразного кислорода всего объема ванны оксидного расплава, в который подают твердое топливо. При этом отношение количества кислорода в газообразном окислителе составляет 0,4-0,7 от теоретически необходимого для окисления углерода и водорода твердого топлива до диоксида углерода и воды. Температуру расплава поддерживают на 50-350°С выше температуры его плавления путем изменения отношения количества кислорода к количеству твердого топлива, причем для повышения температуры увеличивают это соотношение, а для снижения - уменьшают. Изобретение обеспечивает стабильный тепловой режим газификации и повышает качество получаемого готового топлива. 2 з.п. ф-лы, 2 пр.

Изобретение относится к устройству для производства синтез-газа из биомассы путем газификации во взвешенном потоке. Устройство включает в себя топливоприготовительную установку, в которой биомассу подают в устройство грубого помола, которая ниже по течению соединена через первый шлюз с установкой для карбонизации, находящейся под давлением, для получения гидротермальным способом карбонизированного угля из биомассы. При этом установка для карбонизации включает в себя по меньшей мере один подогреватель и один карбонизирующий реактор, установленный ниже подогревателя и соединенный ниже по течению через второй шлюз по меньшей мере с одним устройством для разделения на твердую и жидкую фазы для приготовления топлива. Ниже устройства для разделения на твердую и жидкую фазы предусмотрено сушильное устройство для сушки топлива, которое подключено к измельчителю для измельчения топлива в пылевидное топливо с размерами частиц от 55 до 500 мкм. Устройство также имеет устройство перенесения топлива для перевода топлива в установку для газификации во взвешенном потоке, так что топливоприготовительная установка связана с установкой для газификации во взвешенном потоке (22). Раскрыт способ производства синтез-газа из биомассы путем газификации во взвешенном потоке с применением заявленного устройства. Обеспечивается достижение высокого энергетического коэффициента полезного действия, снижение эксплуатационных затрат, возможность переработки малоценных биомасс с получением синтез-газа, свободного от смол. 2 н. и 11 з.п. ф-лы, 1 ил.

Изобретение относится к способу и устройству для изготовления прессованных изделий, содержащих прямо восстановленное тонкодисперсное железо (DRI) из установки (1) для восстановления в кипящем слое для прямого восстановления тонкодисперсной железной руды (2). Полученное в установке (1) для восстановления в кипящем слое при прямом восстановлении прямо восстановленное тонкодисперсное железо (DRI) брикетируют с получением прессованных изделий (8). В прямо восстановленное тонкодисперсное железо (DRI) подмешивают сухой тонкодисперсный материал, который содержит по меньшей мере тонкодисперсную железную руду (2), а также тонкодисперсное железо и углерод. Количественная доля сухого тонкодисперсного материала в смеси имеет нижний предел, равный 0,25 мас.%, предпочтительно равный 0,5 мас.%, и составляет до 10 мас.%, предпочтительно до 5 мас.%. Изобретение позволяет повысить плотность прессованных изделий и снизить затраты. 2 н. и 4 з.п. ф-лы, 3 ил.
Наверх