Способ и устройство для изготовления прессованных изделий



Способ и устройство для изготовления прессованных изделий
Способ и устройство для изготовления прессованных изделий
Способ и устройство для изготовления прессованных изделий

 


Владельцы патента RU 2555318:

СИМЕНС ФАИ МЕТАЛЗ ТЕКНОЛОДЖИЗ ГМБХ (AT)

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.

 

Настоящее изобретение касается способа изготовления прессованных изделий, содержащих прямо восстановленное тонкодисперсное железо (Direct reduced iron, DRI) из установки для восстановления в кипящем слое для прямого восстановления тонкодисперсной железной руды, а также устройства для осуществления этого способа.

Один из видов прямого восстановления железной руды посредством восстановительного газа базируется на том, что тонкодисперсная железная руда с крупностью зерна, равной от 0,005 до 12 мм, восстанавливается в кипящем слое. Кипящий слой получается за счет того, что восстановительный газ в реакторе кипящего слоя установки для восстановления в кипящем слое вдувается в тонкодисперсную железную руду. Тонкодисперсная железная руда удерживается во взвешенном состоянии газовым потоком и реагирует с восстановительным газом, при этом сама она восстанавливается, а восстановительный газ окисляется. По прошествии определенного времени выдержки в реакторе кипящего слоя восстановленный таким образом тонкодисперсный материал извлекается. Известно восстановление тонкодисперсной железной руды посредством восстановительного газа в каскаде из нескольких реакторов кипящего слоя. Например, при способе FINEX® или при способе FINMET® тонкодисперсная железная руда в противотоке потоку восстановительного газа направляется через каскад нескольких реакторов кипящего слоя.

Извлеченный из последнего, если смотреть из направления течения тонкодисперсной железной руды, реактора кипящего слоя материал, который в значительной степени восстановлен, чаще всего подвергается шагу окончательного восстановления или, соответственно, плавления с целью производства чугуна. Этот материал также называется прямо восстановленным тонкодисперсным железом (Direct reduced iron, DRI). Такой шаг окончательного восстановления или, соответственно, плавления выполняется, например, в плавильном газогенераторе. В таком плавильном газогенераторе из углеродосодержащих исходных материалов и кислорода путем реакций газификации получается восстановительный газ, а также предварительно восстановленные железосодержащие исходные материалы, например, именно извлеченный из последнего реактора кипящего слоя, в значительной степени восстановленный материал DRI, подвергается окончательному восстановлению, а также плавится образующийся при этом чугун. Но шаг окончательного восстановления или, соответственно, плавления может также осуществляться в восстановительно-плавильной установке отличающегося от плавильного газогенератора типа или, например, в доменной печи. Но DRI может также применяться в качестве железосодержащего исходного материала для другой цели, например для сталеплавильного цеха, например, в электродуговых печах или конвертерах.

С целью более эффективного осуществления способа предусмотренные для использования в плавильном газогенераторе железосодержащие исходные материалы должны иметь распределение по крупности зерен, с помощью которого предотвращаются, с одной стороны, негативные эффекты, связанные со слишком малой крупностью зерна железосодержащих исходных материалов, такие как неравномерное распределение газа в плавильном газогенераторе, а с другой стороны, негативные эффекты, связанные со слишком большой крупностью зерна железосодержащих исходных материалов, такие как замедленные свойства плавления и повышенная доля прямого восстановления, и вследствие этого также высокие расходы восстановительного средства. Чтобы можно было использовать находящийся в тонкодисперсном состоянии, извлеченный из последнего реактора кипящего слоя материал DRI в плавильном газогенераторе в качестве железосодержащего исходного материала, он, например, обрабатывается путем брикетирования с получением прессованных изделий. Для этого извлеченный из последнего реактора кипящего слоя материал DRI сначала подается в сборную емкость, называемую также бункер DRI-Fines и оттуда подается в установку для брикетирования. Так как DRI находится в тонкодисперсном состоянии, в рамках этой заявки применяется наименование бункер DRI-Fines, причем в этом наименовании часть Fines присутствует в связи с тонкодисперсным размером DRI. Сборная емкость, например бункер DRI-Fines, необходима в производстве, чтобы можно было компенсировать кратковременные неисправности оборудования, которые могут возникать при пневматической транспортировке между последним реактором кипящего слоя и сборной емкостью, например бункером DRI-Fines; сборная емкость или, соответственно, бункер DRI-Fines действует при этом в качестве буферного накопителя для подачи материала от DRI в подключенные к нему части оборудования.

При применении DRI в качестве железосодержащего исходного материала в доменной печи или сталеплавильном цехе DRI также брикетируется.

Потребленный, то есть использованный для реакции восстановления, восстановительный газ вообще при способе восстановления в кипящем слое забирается из последнего, если смотреть в направлении его течения, реактора кипящего слоя и отводится в виде так называемого отходящего газа. Отходящий газ, так как он прошел через один или несколько реакторов кипящего слоя с тонкодисперсной железной рудой, несет с собой тонкодисперсный материал, который, в частности, содержит тонкодисперсный оксид железа из железной руды, а также образовавшееся при восстановлении тонкодисперсное железо и некоторое количество углерода. Для отделения этого количества пыли отходящий газ обеспыливается, например, посредством устройства для сухого обеспыливания, такого как фильтрующее устройство, посредством рукавных фильтров или керамических фильтров, или посредством циклона. Отделенный материал, который в случае сухого обеспыливания представляет собой сухую содержащую оксид железа пыль, особенно потому, что он наряду с оксидом железа содержит также уже восстановленный с получением железа материал, обладает высоким содержанием железа и содержанием углерода и поэтому должен по экономическим причинам использоваться в качестве железосодержащего исходного сырья, например, при производстве чугуна в плавильном газогенераторе, или доменной печи, или в сталеплавильном цехе. Предпочтительным образом он должен использоваться в процессах производства чугуна, которые связаны с реакторами кипящего слоя, в которых он образовался. Но так как отделенный материал существенно мельче, чем тонкодисперсный материал, подаваемый в реакторы кипящего слоя, и при этом слишком мелок для того, чтобы, например, подаваться в плавильный газогенератор, экономичное использование его создает трудности.

В случае прекращения эксплуатации установки для восстановления в кипящем слое реакторы кипящего слоя должны опорожняться, чтобы предотвращать прохождение содержащегося в них материала через распределительные поддоны и агломерацию, а также налипания. Так же, как в устройствах для сухого обеспыливания для отходящего газа, при этом образуется тонкодисперсный материал, который, в частности, содержит тонкодисперсный оксид железа из железной руды, а также образовавшееся при восстановлении тонкодисперсное железо, а также углерод. Этот материал также должен был бы в качестве железосодержащего исходного сырья подаваться для использования, например, при производстве чугуна в плавильном газогенераторе, или доменной печи, или в сталеплавильном цехе.

Использование такого рода тонкодисперсных материалов путем добавления в реакторы кипящего слоя невозможно, так как большая доля тонкодисперсных материалов немедленно снова выдувались бы из кипящих слоев, потому что они по своему размеру частиц находятся преимущественно ниже или, соответственно, в пределах размера частиц, отделяемых циклонами, имеющимися в реакторах кипящего слоя.

Использование тонкодисперсных материалов в пылеугольных горелках для ввода в плавильный газогенератор неблагоприятно из-за слишком низкого для пылеугольной горелки содержания углерода, потому что для этого было бы необходимо применение дополнительных энергоносителей, например, в виде угля или горючего газа.

Задачей настоящего изобретения является предоставить способ, который позволит осуществлять простое, экономически выгодное использование тонкодисперсных материалов в качестве железосодержащего исходного сырья, причем эти тонкодисперсные материалы образуются в установке для восстановления в кипящем слое для прямого восстановления тонкодисперсной железной руды и содержат тонкодисперсный оксид железа, а также при известных условиях тонкодисперсное железо, а также углерод, и имеют слишком малый размер частиц для использования в реакторах кипящего слоя. Предпочтительно использование осуществляется в рамках процессов производства чугуна, связанных с установками для восстановления в кипящем слое.

Эта задача решается с помощью способа изготовления прессованных изделий, содержащих прямо восстановленное тонкодисперсное железо (Direct reduced iron, DRI) из установки для восстановления в кипящем слое для прямого восстановления тонкодисперсной железной руды, при котором полученное в установке для восстановления в кипящем слое при прямом восстановлении прямо восстановленное тонкодисперсное железо (DRI) брикетируется с получением прессованных изделий, отличающегося тем, что в прямо восстановленное тонкодисперсное железо (DRI) подмешивается сухой тонкодисперсный материал, который содержит по меньшей мере тонкодисперсный оксид железа, а также при известных условиях тонкодисперсное железо и углерод, и полученная при этом смесь затем брикетируется с получением прессованных изделий.

При добавлении сухого тонкодисперсного материала к DRI из образовавшейся смеси получаются прессованные изделия, которые содержат этот материал. Компоненты сухого тонкодисперсного материала в прессованных изделиях становятся доступны для других целей использования в качестве железосодержащего исходного сырья, например, для производства чугуна, которые требуют применения материала, более грубого, чем сухой тонкодисперсный материал.

Продукт брикетирования DRI называется также железом горячего брикетирования (Hot compacted iron, HCI). То есть предлагаемые изобретением прессованные изделия согласно одной из таких номенклатур содержат железо горячего брикетирования.

Сухой тонкодисперсный материал содержит по меньшей мере оксид железа. При этом термин оксид железа включает в себя оксид железа с любой окисленностью железа, то есть он может представлять собой, например, FeO, или Fe2O3, или Fe3O4, или другие оксиды железа, или смеси разных оксидов железа. Оксид железа может быть при этом получен из железной руды, которая восстанавливается в установке для восстановления в кипящем слое.

Сухой тонкодисперсный материал может также содержать тонкодисперсное железо, и он может также содержать тонкодисперсный углерод. Тонкодисперсное железо может при этом быть продуктом восстановления тонкодисперсной железной руды в установке для восстановления в кипящем слое.

По одному из вариантов осуществления предлагаемого изобретением способа сухой тонкодисперсный материал является продуктом сухого обеспыливания отходящего газа установки для восстановления в кипящем слое.

Отходящим газом называется потребленный восстановительный газ, который выводится из последнего, если смотреть из направления течения восстановительного газа, реактора кипящего слоя установки для восстановления в кипящем слое.

По другому варианту осуществления предлагаемого изобретением способа сухой тонкодисперсный материал получается за счет того, что из реакторов кипящего слоя установки для восстановления в кипящем слое перед прекращением эксплуатации установки извлекается прямо восстановленный тонкодисперсный материал.

По другому варианту осуществления предлагаемого изобретением способа сухой тонкодисперсный материал поступает из установки для сушки пылеватой руды, например, установки для сушки с кипящим слоем, предпочтительно предусмотренной для установки для восстановления в кипящем слое в одном комплексе оборудования.

По другому варианту осуществления предлагаемого изобретением способа сухой тонкодисперсный материал поступает из устройства для обеспыливания устройства для транспортировки материала, которое предпочтительно предусмотрено для установки для восстановления в кипящем слое в одном комплексе оборудования.

Возможны смешанные формы этих вариантов осуществления.

Предпочтительным образом количественная доля сухого тонкодисперсного материала в смеси имеет нижний предел, равный 0,25 масс.%, предпочтительно равный 0,5 масс.%, и эта количественная доля составляет до 10 масс.%, предпочтительно до 5 масс.%. При этом указанные предельные значения включены в эти диапазоны. Соответствующее лимитирование обуславливается неблагоприятным качеством продукции, например низкой плотностью и повышенной подверженностью прессованных изделий разрушению.

Другим предметом изобретения является устройство для осуществления предлагаемого изобретением способа, содержащее включающую в себя по меньшей мере один реактор кипящего слоя установку для восстановления в кипящем слое для прямого восстановления тонкодисперсной железной руды, сборную емкость для помещения прямо восстановленного тонкодисперсного железа (DRI), полученного в установке для восстановления в кипящем слое, перепускной трубопровод для передачи прямо восстановленного тонкодисперсного железа (DRI), полученного в установке для восстановления в кипящем слое, в сборную емкость, установку для брикетирования для брикетирования тонкодисперсного материала, подводящий трубопровод для подачи прямо восстановленного тонкодисперсного железа (DRI) из сборной емкости в установку для брикетирования, отличающееся тем, что один или несколько подводящих пылепроводов для подачи сухого тонкодисперсного материала, который содержит по меньшей мере тонкодисперсный оксид железа, а также при известных условиях тонкодисперсное железо и углерод впадают в сборную емкость для сбора прямо восстановленного тонкодисперсного железа (DRI) и/или в подводящий трубопровод.

Подача сухого тонкодисперсного материала, который содержит по меньшей мере тонкодисперсный оксид железа, а также при известных условиях тонкодисперсное железо и углерод, по одному из вариантов осуществления настоящего изобретения происходит пневматически. Так как материал является сухим, он может транспортироваться посредством пневматической транспортировки без опасности забивания.

По другому варианту осуществления подача может осуществляться посредством ковшовых конвейеров, скребковых конвейеров или посредством силы тяжести.

По одному из предпочтительных вариантов осуществления по меньшей мере из одного реактора кипящего слоя установки для восстановления в кипящем слое выходит трубопровод отработавшего газа для отвода потребленного восстановительного газа, называемого отработавшим газом, при этом в трубопроводе отработавшего газа имеется устройство для сухого обеспыливания газового потока, направляемого в трубопроводе отработавшего газа, при этом по меньшей мере один из одного или нескольких подводящих пылепроводов выходит из устройства для сухого обеспыливания.

Устройство для сухого обеспыливания предпочтительно оснащено керамическими и/или металлическими фильтровальными свечами, и/или рукавными фильтрами, и/или одним или несколькими циклонами. В зависимости от того, какую температуру может выдерживать устройство для сухого обеспыливания без повреждений, если смотреть в направлении течения отработавшего газа, перед устройством для сухого обеспыливания расположено устройство охлаждения отработавшего газа в трубопроводе отработавшего газа. С его помощью отработавший газ при необходимости может охлаждаться до температуры, безопасной для устройства для сухого обеспыливания.

По другому предпочтительному варианту осуществления из каждого из реакторов кипящего слоя установки для восстановления в кипящем слое выходит вытяжной трубопровод для вытяжки находящегося в каждом из реакторов кипящего слоя прямо восстановленного тонкодисперсного материала, предпочтительно перед прекращением эксплуатации установки для восстановления в кипящем слое, при этом по меньшей мере один из одного или нескольких подводящих пылепроводов выходит по меньшей мере в одном из этих вытяжных трубопроводов.

Бункер DRI-Fines снабжен газоотводом, через который, например, из бункера DRI-Fines выводится газ, использованный для пневматической транспортировки в пневматическом подводящем пылепроводе для подачи сухого содержащего оксид железа материала в сборную емкость для сбора прямо восстановленного тонкодисперсного железа (DRI), например азот или другие инертные транспортирующие газы, или газ, попадающий в бункер DRI-Fines с DRI, поступающим из последнего реактора кипящего слоя.

Подлежащий выводу из бункера DRI-Fines газ, называемый вентиляционным газом, приносит с собой значительное количество пыли, потому что, с одной стороны, содержимое бункера DRI-Fines является тонкодисперсным, а с другой стороны, при поступлении DRI из последнего реактора кипящего слоя в бункер DRI-Fines вследствие трения частиц друг о друга образуются все более мелкие частицы, что, разумеется, относится также к частицам подаваемого в бункер DRI-Fines сухого тонкодисперсного материала во время подачи в бункер DRI-Fines. Поэтому с целью обеспыливания вентиляционного газа предусмотрено устройство для обеспыливания, предпочтительно устройство для сухого обеспыливания. Оно расположено либо еще внутри бункера DRI-Fines так, что обеспыливание происходит перед поступлением вентиляционного газа в газоотвод, либо оно расположено в газоотводе. При этом устройство для сухого обеспыливания может быть расположено в газоотводе, например сбоку рядом с бункером DRI-Fines, или над бункером DRI-Fines, или, соответственно, под ним. Сепарированный в устройстве для сухого обеспыливания из вентиляционного газа сухой тонкодисперсный материал предпочтительно добавляется в подводящий трубопровод для подачи прямо восстановленного тонкодисперсного железа (DRI) из сборной емкости в установку для брикетирования. Соответственно в одном из соответствующих вариантов осуществления имеется подводящий пылепровод, отходящий от устройства для сухого обеспыливания в газоотводе и впадающий в подводящий трубопровод.

Устройство для сухого обеспыливания предпочтительным образом оснащено керамическими и/или металлическими фильтровальными свечами, и/или рукавными фильтрами, и/или одним или несколькими циклонами.

По другому варианту осуществления имеется впадающий в сборную емкость и/или подводящий трубопровод подводящий пылепровод, который отходит от установки для сушки пылеватой руды, например установки для сушки с кипящим слоем, предпочтительно предусмотренной для установки для восстановления в кипящем слое в одном комплексе оборудования.

По другому варианту осуществления имеется впадающий в сборную емкость и/или подводящий трубопровод подводящий пылепровод, который отходит от устройства для обеспыливания устройства для транспортировки материала, которое само предпочтительным образом предусмотрено для установки для восстановления в кипящем слое в одном комплексе оборудования.

Изготовленные в соответствии с изобретением прессованные изделия могут, например, как описано, применяться в качестве железосодержащих исходных материалов для установки для восстановления с расплавлением, такой как, например, плавильный газогенератор.

Они могут также применяться в качестве железосодержащих исходных материалов для доменной печи.

Они могут также применяться в качестве железосодержащих исходных материалов для сталеплавильного цеха, например для электродуговой печи или конвертера.

Примеры вариантов осуществления настоящего изобретения рассматриваются на следующих схематичных фигурах.

На фиг.1 показано схематичное изображение одного из вариантов осуществления установки для восстановления в кипящем слое для прямого восстановления тонкодисперсной железной руды, в котором прессованные изделия подаются в шахтный реактор.

На фиг.2 показано схематичное изображение одного из вариантов осуществления установки для восстановления в кипящем слое для прямого восстановления тонкодисперсной железной руды, в котором прессованные изделия подаются в загрузочное устройство для загрузки в плавильный газогенератор.

На фиг.3 показано схематичное продольное сечение сборной емкости 5, изображенной на фиг.1.

Изображенная на фиг.1 установка 1 для восстановления в кипящем слое для прямого восстановления тонкодисперсной железной руды 2 включает в себя четыре последовательно включенных реактора 3a, 3b, 3c, 3d кипящего слоя. Тонкодисперсная железная руда 2 вводится в реактор 3a кипящего слоя и проходит через последовательность реакторов кипящего слоя в направлении реактора 3d кипящего слоя, что изображено штриховыми стрелками. Полученное в последовательности реакторов кипящего слоя прямо восстановленное тонкодисперсное железо (DRI) из реактора 3d кипящего слоя по пневматическому перепускному трубопроводу 4 передается в сборную емкость 5. Из сборной емкости 5 прямо восстановленное тонкодисперсное железо (DRI) по подводящему трубопроводу 6 подается в установку 7 для брикетирования с целью брикетирования тонкодисперсного материала. В установке 7 для брикетирования изготавливаются прессованные изделия 8 из DRI. Эти изделия подаются в шахтный реактор 13 и подвергаются в нем предварительному восстановлению. Восстановительный газ 9 получается путем газификации исходных углеродосодержащих материалов 11 с подачей кислорода 12 в плавильном газогенераторе 10. Кроме того, в плавильном газогенераторе 10 предварительно восстановленный содержащий железо материал из шахтного реактора 13 восстанавливается и плавится. Получаемый при этом чугун 14 выпускается из плавильного газогенератора 10. Восстановительный газ 9 частично вводится в последовательность реакторов 3a, 3b, 3c, 3d кипящего слоя и частично в шахтный реактор 13. Восстановительный газ 9 проходит через реакторы 3a, 3b, 3c, 3d кипящего слоя в направлении от реактора 3d кипящего слоя к реактору 3a кипящего слоя. Из реактора 3a кипящего слоя потребленный восстановительный газ, называемый отработавшим газом, отводится через трубопровод 15 отработавшего газа.

В трубопроводе 15 отработавшего газа имеется устройство 16 для сухого обеспыливания для обеспыливания направляемого в трубопроводе 15 отработавшего газа газового потока отработавшего газа, которое в этом случае включает в себя керамические фильтровальные свечи. При этом в устройстве 16 для сухого обеспыливания образуется сухой тонкодисперсный материал. Из устройства 16 для сухого обеспыливания выходит подводящий пылепровод 17 для подачи сухого тонкодисперсного материала из устройства 16 для сухого обеспыливания в сборную емкость 5. Подача осуществляется пневматически.

Из каждого из реакторов 3a, 3b, 3c, 3d кипящего слоя выходит по одному вытяжному трубопроводу 18a, 18b, 18c, 18d для вытяжки имеющегося в каждом из реакторов кипящего слоя сухого тонкодисперсного материала при прекращении эксплуатации установки для восстановления в кипящем слое. Трубопровод 19 для подачи сухого тонкодисперсного материала из вытяжных трубопроводов в сборную емкость 5 выходит в каждом из вытяжных трубопроводов. Подача осуществляется пневматически.

В установке 20 для сушки пылеватой руды, которая предусмотрена для установки 1 для восстановления в кипящем слое в одном комплексе оборудования, образующийся сухой тонкодисперсный материал подается по подводящему пылепроводу 21 в сборную емкость 5.

В установке 22 для обеспыливания устройства 23 для транспортировки материала, которое предусмотрено для установки 1 для восстановления в кипящем слое в одном комплексе оборудования, образующийся сухой тонкодисперсный материал подается по подводящему пылепроводу 24 в сборную емкость 5.

Части установки 1 для восстановления в кипящем слое, которые касаются дальнейшей подачи и дальнейшей обработки отходящего газа, а также другие детали оборудования, такие как, например, циркуляционный контур охлаждения для восстановительного газа 9, в целях наглядности не изображены.

На фиг.2 показана одна из модификаций изображенной на фиг.1 установки для восстановления в кипящем слое. Отличие от фиг.1 заключается в том, что прессованные изделия 8 подаются не в шахтный реактор, а в загрузочное устройство 28 для загрузки в плавильный газогенератор 10. Из загрузочного устройства 28 прессованные изделия 8 поступают в плавильный газогенератор. Восстановительный газ 9 не подается в загрузочное устройство 28. Кроме того, подводящий пылепровод 24 и подводящий пылепровод 21 впадают в подводящий трубопровод, а не в сборную емкость 5.

На фиг.3 показано схематичное продольное сечение сборной емкости 5, изображенной на фиг.1, вместе с соединенными с ней частями оборудования, на все которые были изображены на фиг.1 в целях наглядности. Получаемое в последовательности реакторов кипящего слоя прямо восстановленное тонкодисперсное железо (DRI) из реактора 3d кипящего слоя, изображенного на фиг.1, по пневматическому перепускному трубопроводу 4 передается в сборную емкость 5. Из сборной емкости 5 прямо восстановленное тонкодисперсное железо (DRI) по подводящему трубопроводу 6 подается в установку 7 для брикетирования с целью брикетирования тонкодисперсного материала. Подводящий пылепровод 17 для подачи сухой содержащей оксид железа пыли из устройства 16 для сухого обеспыливания, изображенного на фиг.1, впадает в сборную емкость 5. Вентиляционный газ отводится по газоотводу 26 из сборной емкости 5. С целью обеспыливания вентиляционного газа устройство 25 для сухого обеспыливания, которое включает в себя керамические фильтровальные свечи, расположено внутри бункера DRI-Fines так, что обеспыливание осуществляется перед поступлением вентиляционного газа в газоотвод 26. Оседающая на керамических фильтровальных свечах пыль при очистке керамических фильтровальных свечей, например, ударом продувочного газа падает на скопившийся в сборной емкости материал 27.

Преимущество настоящего изобретения заключается в том, что получается железосодержащий исходный материал, который производится с помощью устройств для брикетирования, уже имеющихся для брикетирования DRI, и поэтому требует минимальных модификаций или дополнений оборудования или, соответственно, не требует дополнительного оборудования для его получения. Это снижает затраты, связанные с получением предлагаемых изобретением железосодержащих исходных материалов. Другое преимущество настоящего изобретения заключается в том, что сухой тонкодисперсный материал, который содержит по меньшей мере тонкодисперсный оксид железа, а также при известных условиях тонкодисперсное железо и углерод, используется в качестве железосодержащего исходного материала, вместо необходимости подачи на утилизацию, связанной с денежными и трудовыми затратами, как до сих пор.

Благодаря использованию в качестве железосодержащего исходного материала сухого тонкодисперсного материала, который содержит по меньшей мере тонкодисперсный оксид железа, а также при известных условиях тонкодисперсное железо и углерод, в качестве железосодержащего исходного материала может использоваться железная руда, благодаря чему экономятся затраты на сырье.

Список ссылочных обозначений

1 Установка для восстановления в кипящем слое

2 Тонкодисперсная железная руда

3a, 3b, 3c, 3d Реакторы кипящего слоя

4 Перепускной трубопровод

5 Сборная емкость

6 Подводящий трубопровод

7 Установка для брикетирования

8 Прессованные изделия

9 Восстановительный газ

10 Плавильный газогенератор

11 Углеродосодержащий исходный материал

12 Кислород

13 Шахтный реактор

14 Чугун

15 Отходящий газ

16 Устройство для сухого обеспыливания

17 Подводящий пылепровод

18a, 18b, 18c, 18d Вытяжной трубопровод

19 Подводящий пылепровод

20 Установка для сушки пылеватой руды

21 Подводящий пылепровод

22 Установка для обеспыливания

23 Устройство для транспортировки материала

24 Подводящий пылепровод

25 Устройство для сухого обеспыливания

26 Газоотвод

27 Материал

28 Загрузочное устройство

1. Способ изготовления прессованных изделий, содержащих прямо восстановленное тонкодисперсное железо, из установки (1) для восстановления в кипящем слое для прямого восстановления тонкодисперсной железной руды, при котором полученное в установке (1) для восстановления в кипящем слое при прямом восстановлении прямо восстановленное тонкодисперсное железо (DRI) брикетируют с получением прессованных изделий, отличающийся тем, что в прямо восстановленное тонкодисперсное железо (DRI) подмешивают сухой тонкодисперсный материал, который содержит по меньшей мере тонкодисперсный оксид железа, а также при необходимости тонкодисперсное железо и углерод, и полученную при этом смесь затем брикетируют с получением прессованных изделий,
причем количественная доля сухого тонкодисперсного материала в смеси имеет нижний предел, равный 0,25 мас.%, предпочтительно равный 0,5 мас.%, и эта количественная доля составляет до 10 мас.%, предпочтительно до 5 мас.%.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что сухой тонкодисперсный материал является продуктом сухого обеспыливания отходящего газа установки (1) для восстановления в кипящем слое.

3. Способ по п.1, отличающийся тем, что сухой тонкодисперсный материал получают за счет того, что из реакторов (3a, 3b, 3c, 3d) кипящего слоя установки (1) для восстановления в кипящем слое перед прекращением эксплуатации установки извлекают прямо восстановленный тонкодисперсный материал.

4. Способ по п.1, отличающийся тем, что сухой тонкодисперсный материал поступает из установки (20) для сушки пылеватой руды, предпочтительно расположенной в установке (1) для восстановления в кипящем слое в одном комплексе оборудования.

5. Способ по п.1, отличающийся тем, что сухой тонкодисперсный материал поступает из устройства для обеспыливания устройства (23) для транспортировки материала, которое предпочтительно расположено в установке (1) для восстановления в кипящем слое в одном комплексе оборудования.

6. Устройство для изготовления прессованных изделий способом по одному из пп.1-5, содержащее включающую в себя по меньшей мере один реактор (3a, 3b, 3c, 3d) кипящего слоя установку (1) для восстановления в кипящем слое для прямого восстановления тонкодисперсной железной руды (2), сборную емкость (5) для приема прямо восстановленного тонкодисперсного железа (DRI), полученного в установке (1) для восстановления в кипящем слое, перепускной трубопровод (4) для передачи в сборную емкость (5) прямо восстановленного тонкодисперсного железа (DRI), полученного в установке (1) для восстановления в кипящем слое, установку (7) для брикетирования тонкодисперсного материала, подводящий трубопровод (6) для подачи прямо восстановленного тонкодисперсного железа (DRI) из сборной емкости (5) в установку (7) для брикетирования, при этом один или несколько подводящих пылепроводов (17, 19, 21) для подачи сухого тонкодисперсного материала, который содержит по меньшей мере тонкодисперсный оксид железа, а также при необходимости тонкодисперсное железо и углерод, входит в сборную емкость (5) для сбора прямо восстановленного тонкодисперсного железа (DRI) и/или в подводящий трубопровод (6),
причем это устройство включает в себя по меньшей мере один из элементов:
- по меньшей мере из одного реактора (3a, 3b, 3c, 3d) кипящего слоя установки (1) для восстановления в кипящем слое выходит трубопровод (15) отработавшего газа для отвода отработавшего газа, при этом в трубопроводе (15) отработавшего газа имеется устройство (16) для сухого обеспыливания газового потока, направляемого в трубопроводе (15) отработавшего газа,
и по меньшей мере один из одного или нескольких подводящих пылепроводов (17) выходит из устройства (16) для сухого обеспыливания,
- из каждого из реакторов (3a, 3b, 3c, 3d) кипящего слоя установки (1) для восстановления в кипящем слое выходит вытяжной трубопровод (18a, 18b, 18c, 18d) для вытяжки находящегося в каждом из реакторов (3a, 3b, 3c, 3d) кипящего слоя прямо восстановленного тонкодисперсного материала, предпочтительно перед прекращением эксплуатации установки (1) для восстановления в кипящем слое,
и по меньшей мере один из одного или нескольких подводящих пылепроводов (17, 19, 21) выходит по меньшей мере в одном из этих вытяжных трубопроводов (18a, 18b, 18c, 18d),
- имеется входящий в сборную емкость (5) и/или в подводящий трубопровод (6) подводящий пылепровод (21, 24), который отходит
либо
- от установки (20) для сушки пылеватой руды, предпочтительно размещенной в установке (1) для восстановления в кипящем слое в одном комплексе оборудования,
либо
- от устройства (22) для обеспыливания устройства (23) для транспортировки материала, которое само предпочтительно размещено в установке (1) для восстановления в кипящем слое в одном комплексе оборудования.



 

Похожие патенты:

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.
Изобретение относится к металлургической газификации твердого топлива и может быть использовано в энергетике, металлургии, переработке промышленных и твердых бытовых отходов.

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.
Изобретение относится к процессам получения жидкого металла из окисленного железосодержащего сырья, техногенных отходов черной и цветной металлургии, в том числе содержащего примеси цветных металлов.

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 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.

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.

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 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.

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.

Изобретение относится к установке для производства железа прямого восстановления. Установка содержит восстановительную печь 13, устройство 16 удаления кислых газов, устройство 17 для удаления продуктов разложения, обводной контур L11 для байпасирования части бедного растворителя, подлежащего возврату из регенератора в абсорбер и фильтр 41, размещенный в обводном контуре. При этом восстановительная печь 13 предназначена для восстановления железной руды 12а непосредственно в восстановленное железо 12b с использованием высокотемпературного восстановительного газа 11, содержащего водород и моноксид углерода. Устройство 16 удаления кислых газов содержит абсорбер 16а для удаления с помощью абсорбента 15, такого как растворитель на основе аминов, кислых газов (СО2, H2S), содержащихся в отходящем газе 14 восстановительной печи, выпускаемом из восстановительной печи 13, и регенератор 16b для извлечения кислого газа. Устройство 17 для удаления продуктов разложения предназначено для отделения и удаления продукта разложения, содержащегося в абсорбенте 15, используемом посредством циркуляции через абсорбер 16а и регенератор 16b. Изобретение обеспечивает уменьшение количества используемого абсорбента кислых газов, устранение вспенивания, стабилизацию рабочего процесса и подавление коррозии оборудования. 3 з.п.ф-лы, 7 ил.
Изобретение относится к экстракции металлов из красного шлама. Красный шлам измельчают до размера частиц 5-500 мкм. Полученный порошкообразный красный шлам соединяют с углеродистым восстановителем для получения смеси с соотношением порошкообразного красного шлама и углеродистого восстановителя 88:12-95:5. Полученную смесь прессуют с получением формованного материала, выбранного из группы, включающей пеллеты, блоки и брикеты. Формованный материал плавят, по меньшей мере частично, для получения масс железа и шлака, содержащего массу по меньшей мере одного металла из алюминия и титана. Отделяют массу железа от шлака и отделяют из шлака по меньшей мере одну массу металла, выбранного из группы, включающей алюминий и титан. Обеспечивается эффективная экстракция масс металла высокой чистоты. 8 з.п. ф-лы, 2 пр.

Изобретение относится к способу прямой плавки, который включает регулирование условий процесса в емкости для прямой плавки таким образом, что расплавленный шлак в расплавленной ванне металла и шлака имеет вязкость в диапазоне 0,5-5 Пуаз, когда температура шлака в расплавленной ванне в емкости составляет в диапазоне 1400-1550°С. Причем условия процесса включают: рабочие условия внутри емкости для прямой плавки, в том числе температуру и давление, и скорости вдувания твердых исходных материалов и кислородосодержащего газа в емкость; состав расплавленной ванны, в том числе состав шлака; и характеристики расплавленной ванны. Изобретение обеспечивает возможность плавить титансодержащие материалы с получением расплавленного железного продукта, который может содержать металлический ванадий, и шлакового продукта, который имеет по меньшей мере 50% оксидов титана в виде TiO2, который может быть использован в качестве сырья для сульфатного процесса получения пигментного диоксида титана. В частности, изобретение обеспечивает возможность регулировать скорость охлаждения расплавленного шлака, выводимого из процесса, чтобы предпочтительно образовывались микроструктуры, поддающиеся обработке в сульфатном процессе. 4 н. и 15 з.п. ф-лы, 3 ил., 3 табл.

Изобретение относится к области металлургии, в частности к способу выплавки чугуна в агрегате для выплавки чугуна. Способ включает подачу кислородной струи технически чистого кислорода посредством кислородной фурмы в засыпку агрегата для выплавки чугуна для газификации углеродных носителей на глубину проникновения кислородной струи, обеспечивающую образование зоны циркуляции. Для увеличения зоны циркуляции кислородную струю подают с постоянной скоростью в диапазоне от 100 м/с до скорости звука, с постоянными массовым расходом и импульсом струи, причем температуру кислородной струи повышают при неизменной скорости кислородной струи и увеличивают объемный расход кислородной струи посредством кислородной фурмы с увеличенным диаметром. Использование изобретения обеспечивает улучшение газообмена между твердой и жидкой фазами шлака и чугуна и условий выпуска металла. 5 з.п. ф-лы, 6 ил.

Изобретение относится к металлургии и к области переработки твердых промышленных и бытовых отходов, может быть использовано в энергетике для сжигания или газификации углей. Плавильный агрегат содержит плавильную камеру с топливокислородными горелками, подогреватель шихтовых материалов теплом отходящих из плавильной камеры газов, устройства для раздельного слива металла и шлака, устройства для утилизации тепла газов, отходящих из подогревателя шихтовых материалов. Корпус плавильной камеры выполнен разъемным, состоящим из съемной охлаждаемой верхней и неохлаждаемой нижней частей, линия разъема корпуса расположена на 200-400 мм выше от расчетного максимального уровня жидкого металла в металлической ванне. Съемная охлаждаемая верхняя часть корпуса выполнена в виде двустенной металлической оболочки с герметичной полостью, заполненной жидкометаллическим теплоносителем. Нижняя неохлаждаемая часть корпуса выложена огнеупорной футеровкой и установлена на опорной площадке, выполненной с возможностью наклона. Изобретение направлено на уменьшение суммарного расхода тепловой и электрической энергии на производство товарной продукции, облегчение обслуживания агрегата персоналом. 7 з.п. ф-лы, 3 ил.

Изобретение относится к способу прямой плавки. Способ включает подачу (а) железосодержащего материала, (b) твердого углеродсодержащего загружаемого материала и (с) кислородсодержащего газа в резервуар для прямой плавки, содержащий ванну из расплавленного металла и шлака. Проведение прямой плавки металлсодержащего загружаемого материала в резервуаре с созданием продуктов в виде расплавленного металла, расплавленного шлака и отходящего газа. При этом регулируют состав шлака и температуру ванны расплавленного металла до температуры ниже температуры ликвидуса шлака так, что твердая оксидная фаза выделяется из жидкой фазы расплавленного шлака, а расплавленный шлак представляет собой взвесь твердого материала и жидкой фазы и имеет вязкость в диапазоне 0,5-5 пуаз в рабочем температурном диапазоне процесса, и регулируют вдувание железосодержащего материала и твердого углеродсодержащего загружаемого материала так, что содержание FeO в расплавленном шлаке составляет по меньшей мере 3% по весу. Изобретение обеспечивает возможность управления процессом для более эффективного получения расплавленного металла. 17 з.п. ф-лы, 3 ил.

Изобретение относится к способу прямой плавки металлсодержащего материала с получением расплава металла. Расплав металла получают в емкости для прямой плавки, которая содержит ванну расплава со слоем металла, глубина которого составляет не менее 900 мм. Для обеспечения устойчивой и экономичной работы процесса способ включает выбор рабочих параметров процесса таким образом, чтобы вдувание сырья, содержащего твердый материал и газ-носитель, над слоем металла и в слой металла через по меньшей мере одну фурму для вдувания твердого материала происходило с импульсом, достаточным для проникновения на глубину не менее 100 мм ниже уровня поверхности слоя металла в спокойном состоянии с обеспечением восходящего движения расплавленного материала и газа из слоя металла. 17 з.п. ф-лы, 3 ил.
Наверх