UA79476C2 - Method for direct reduction of ferric oxides with obtaining iron melt and unit for realizing the same - Google Patents
Method for direct reduction of ferric oxides with obtaining iron melt and unit for realizing the same Download PDFInfo
- Publication number
- UA79476C2 UA79476C2 UAA200500401A UAA200500401A UA79476C2 UA 79476 C2 UA79476 C2 UA 79476C2 UA A200500401 A UAA200500401 A UA A200500401A UA A200500401 A UAA200500401 A UA A200500401A UA 79476 C2 UA79476 C2 UA 79476C2
- Authority
- UA
- Ukraine
- Prior art keywords
- reactor
- reduction
- gas
- charge
- plasma
- Prior art date
Links
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C21—METALLURGY OF IRON
- C21B—MANUFACTURE OF IRON OR STEEL
- C21B13/00—Making spongy iron or liquid steel, by direct processes
- C21B13/14—Multi-stage processes processes carried out in different vessels or furnaces
- C21B13/143—Injection of partially reduced ore into a molten bath
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C21—METALLURGY OF IRON
- C21B—MANUFACTURE OF IRON OR STEEL
- C21B13/00—Making spongy iron or liquid steel, by direct processes
- C21B13/0073—Selection or treatment of the reducing gases
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C21—METALLURGY OF IRON
- C21B—MANUFACTURE OF IRON OR STEEL
- C21B13/00—Making spongy iron or liquid steel, by direct processes
- C21B13/02—Making spongy iron or liquid steel, by direct processes in shaft furnaces
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C21—METALLURGY OF IRON
- C21B—MANUFACTURE OF IRON OR STEEL
- C21B13/00—Making spongy iron or liquid steel, by direct processes
- C21B13/12—Making spongy iron or liquid steel, by direct processes in electric furnaces
- C21B13/125—By using plasma
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C21—METALLURGY OF IRON
- C21B—MANUFACTURE OF IRON OR STEEL
- C21B2100/00—Handling of exhaust gases produced during the manufacture of iron or steel
- C21B2100/20—Increasing the gas reduction potential of recycled exhaust gases
- C21B2100/22—Increasing the gas reduction potential of recycled exhaust gases by reforming
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C21—METALLURGY OF IRON
- C21B—MANUFACTURE OF IRON OR STEEL
- C21B2100/00—Handling of exhaust gases produced during the manufacture of iron or steel
- C21B2100/40—Gas purification of exhaust gases to be recirculated or used in other metallurgical processes
- C21B2100/44—Removing particles, e.g. by scrubbing, dedusting
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
- Y02P10/00—Technologies related to metal processing
- Y02P10/10—Reduction of greenhouse gas [GHG] emissions
- Y02P10/143—Reduction of greenhouse gas [GHG] emissions of methane [CH4]
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Metallurgy (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Plasma & Fusion (AREA)
- Manufacture Of Iron (AREA)
- Manufacture And Refinement Of Metals (AREA)
- Waste-Gas Treatment And Other Accessory Devices For Furnaces (AREA)
Abstract
Description
Опис винаходуDescription of the invention
Винахід відноситься до області металургії і може бути використаний для одержання відновленням заліза в 2 протитечії із продуктами конверсії метану та прямого одержання залізовуглецевих сплавів за допомогою плазмової технології.The invention relates to the field of metallurgy and can be used for the recovery of iron in 2 countercurrents with methane conversion products and the direct production of iron-carbon alloys using plasma technology.
Відомий спосіб одержання губчатого заліза в шахтній печі, при якому металізацію окатишів проводять відновлювальним газом, а частково на свіжовідновленому гарячому губчатому залізі при вдуванні суміші природного газу й окислювачів у проміжну зону печі, розташовану між зонами відновлення й охолодження, при цьому оптимальну витрату метану в проміжну зону регулюють залежно від каталітичних властивостей шихти, а саме: при вмісті СаОо-Модо в шихті, рівному 0,295, витрату метану встановлюють рівною 200м за годину на їм робочого простору проміжної зони, а при збільшенні вмісту СаО-МодО на кожен відсоток у межах 0,2-4,2965, витрату метану збільшують на 135-385м за годину на їм? робочого об'єму зони конверсії |Патент СРСРThere is a known method of obtaining sponge iron in a mine furnace, in which the metallization of the pellets is carried out with reducing gas, and partially on freshly recovered hot sponge iron by blowing a mixture of natural gas and oxidants into the intermediate zone of the furnace, located between the recovery and cooling zones, while the optimal flow of methane into the intermediate the zone is regulated depending on the catalytic properties of the charge, namely: when the content of CaOo-Modo in the charge is equal to 0.295, the methane consumption is set equal to 200m per hour in the working space of the intermediate zone, and with an increase in the content of CaO-ModO for every percentage within 0, 2-4.2965, methane consumption is increased by 135-385m per hour on them? working volume of the conversion zone | Patent of the USSR
Мо1751991, кл. С21813/02, опубл. Бюл.Мо21, 1995). т У даному способі для проведення конверсії метану в печі його необхідно подавати в певному взаємозв'язку по характеристиках суміші з окислювачами, які, у свою чергу, повинні бути генеровані із заданими фізичними параметрами. Ці умови вимагають додаткових капітальних й експлуатаційних витрат і застосування при цьому реактора для реформування природного газу.Mo1751991, cl. C21813/02, publ. Bull.Mo21, 1995). t In this method, for the conversion of methane in the furnace, it must be supplied in a certain relationship according to the characteristics of the mixture with oxidants, which, in turn, must be generated with given physical parameters. These conditions require additional capital and operational costs and the use of a natural gas reforming reactor.
Найбільш близьким по технічній сутності і результату, що досягається (прототип), прийнятий спосіб прямого одержання заліза, що включає попереднє відновлення залізорудної шихти у твердому стані в печі попереднього відновлення, наступне завантаження в розплавовідновлювальну піч та довідновлення в розплаві за допомогою подачі природного палива й газоподібного окислювача, що забезпечує його згоряння над поверхнею розплаву, відвід відхідних із розплавовідновлювальної печі газів, їхнє охолодження й подачу в піч попереднього відновлення, при цьому відхідний із розплаву відновлювальної печі газ, перед подачею у піч попереднього с 29 відновлення для його часткового реформування змішують на виході з печі з газоподібним відновлювачем, що Ге) має високу температуру, при цьому температуру газоподібної суміші підтримують у діапазоні 1200-155020. Далі газ із печі попереднього відновлення очищають від окислювачів, змішують із реформованим газом і подають у нижню частину печі попереднього відновлення. Газ із печі попереднього відновлення після очищення від со окислювачів ділять на дві частини, одну із яких змішують із реформованим газом і подають у верхню частину печі попереднього відновлення, а іншу - із природним газом, і подають у нижню частину печі попереднього - відновлення. По іншому варіанту очищенню від окислювачів піддають тільки першу частину газу, що відходить із « печі попереднього відновлення, а другу частину не очищають від окислювачів, змішують із природним і реформованим газами й подають у нижню частину печі (Патент СРСР Мо1609456, кл. С21813/14, опубл. Бюл. Ф)The method of direct production of iron, which is the closest in terms of technical essence and the result that can be achieved (prototype), is adopted, which includes the preliminary recovery of the iron ore charge in a solid state in the preliminary recovery furnace, the subsequent loading into the melt recovery furnace, and further reduction in the melt using the supply of natural fuel and gaseous of the oxidizing agent, which ensures its combustion above the surface of the melt, removal of waste gases from the melt reduction furnace, their cooling and supply to the pre-reduction furnace, while the waste gas from the melt of the reduction furnace is mixed at the outlet before being fed to the pre-reduction furnace for its partial reformation from a furnace with a gaseous reducing agent (He) has a high temperature, while the temperature of the gaseous mixture is maintained in the range of 1200-155020. Further, the gas from the pre-reduction furnace is cleaned of oxidizers, mixed with the reformed gas and fed to the lower part of the pre-reduction furnace. The gas from the pre-recovery furnace, after cleaning from co-oxidizers, is divided into two parts, one of which is mixed with reformed gas and fed to the upper part of the pre-recovery furnace, and the other - with natural gas, and fed to the lower part of the pre-recovery furnace. According to another option, only the first part of the gas leaving the "pre-recovery furnace" is subjected to purification from oxidizers, and the second part is not cleaned of oxidizers, it is mixed with natural and reformed gases and fed into the lower part of the furnace (USSR patent Mo1609456, class C21813/14 , published Bull. F)
Мо43, 1990). мMo43, 1990). m
Проте взаємодія з'єднань заліза і відновлювального газу по даному способу відбувається недостатньо інтенсивно, не завжди оптимальним образом, у результаті чого не забезпечується досить високий ступінь відновлення, крім того, даний спосіб має низьку ефективність плавлення через нераціональне використання природного газу, тому що його подачу й згоряння здійснюють над поверхнею розплаву. При згорянні газ має « 20 окисний потенціал і не може створити якісну відновлювальну атмосферу, забезпечити високошвидкісне з протікання хімічних реакцій відновлення. Необхідність подачі в цьому випадку великої кількості палива в с реактор для повного відновлення залізорудної шихти обмежує інтерес до розробки й використання такого :з» способу.However, the interaction of iron compounds and reducing gas according to this method is not intense enough, not always in an optimal way, as a result of which a sufficiently high degree of reduction is not ensured, in addition, this method has a low melting efficiency due to the irrational use of natural gas, because its supply and combustion is carried out above the surface of the melt. During combustion, the gas has an oxidation potential of 20 and cannot create a high-quality reducing atmosphere, ensure high-speed recovery from the flow of chemical reactions. In this case, the need to supply a large amount of fuel to the c reactor for complete recovery of the iron ore charge limits the interest in the development and use of such a "c" method.
Відомий пристрій для відновлення зернистих часток, що включають оксиди заліза, за допомогою відновлювального газу для одержання часток заліза прямого відновлення, що мають регульований вміст -1 що вуглецю, включеного в них, а пристрій містить реактор для відновлення із рухливим шаром, зону відновлення, контур для відновлювального газу, призначений для циркуляції, щонайменше, більшої частини газу, що виходить (се) із верхньої частини зони відновлення реактора для кондиціонування й збагачення та повернення його у вигляді їх поліпшеного рециркулюючого відновлювального газу в зону відновлення реактора, причому контур містить у собі зону відновлення, пристрій для охолодження й очищення газу, призначений для охолодження й очищення газу, -і 20 що виходить із верхньої частини реактора, насос для забезпечення циркуляції відновлювального газу черезA device is known for the reduction of granular particles comprising iron oxides by means of a reducing gas to obtain direct reduction iron particles having a controlled content of -1% carbon incorporated therein, the device comprising a moving bed reduction reactor, a reduction zone, a circuit for reducing gas designed to circulate at least a majority of the gas exiting (se) the upper part of the reactor recovery zone for conditioning and enrichment and returning it in the form of their improved recirculating reducing gas to the reactor recovery zone, the loop containing the zone reduction, a device for cooling and cleaning the gas, designed to cool and clean the gas, -and 20 coming out of the upper part of the reactor, a pump for ensuring the circulation of the reduction gas through
Ф зазначений контур і реактор, пристрій для видалення діоксиду вуглецю з рециркулюючого відновлювального газу, нагрівач газу для підвищення температури потоку газу, що циркулює через зазначений контур, засіб для регулювання вмісту води в рециркулюючому відновлювальному газі, при цьому пристрій містить засіб для добавлення природного газу в зазначений контур для відновлювального газу й засіб для змішування рециркулюючого та природного газу й регулювання кількості рециркулюючого газу перед надходженнямF specified circuit and reactor, a device for removing carbon dioxide from the recirculating reducing gas, a gas heater for increasing the temperature of the gas stream circulating through the specified circuit, a means for regulating the water content in the recirculating reducing gas, while the device includes a means for adding natural gas to specified loop for recovery gas and means for mixing recycle and natural gas and regulating the amount of recycle gas before entering
ГФ) відновлювального газу в реактор (Патент Росії Мо2190022, кл. С21813/02, заявка Мо2000111525/02 від 10.10.97, з опубл. Бюл. Мо27, 2002, заявка РСТ ІВ 97/01457 від 10.10.1997, публікація УУО 99/19520 від 22.04.1999).HF) reducing gas into the reactor (Russian patent Mo2190022, class C21813/02, application Mo2000111525/02 dated 10.10.97, published in Bull. Mo27, 2002, application PCT IV 97/01457 dated 10.10.1997, publication UUO 99/ 19520 dated 22.04.1999).
Даний пристрій дозволяє одержувати залізо прямого відновлення й виготовляти брикети при температурі во 1002С, насичені вуглецем, які вимагають подальшої переробки, наприклад плавки в електродуговій печі, що підвищує витрату енергоносіїв і знижує ефективність процесу.This device allows you to obtain iron of direct reduction and to make briquettes at a temperature of 1002С, saturated with carbon, which require further processing, for example, melting in an electric arc furnace, which increases the consumption of energy carriers and reduces the efficiency of the process.
Найбільш близьким по технічній сутності та результату, що досягається (прототип), прийнято пристрій для виробництва залізовуглецевого сплаву, що містить реактор для попереднього відновлення залізоокисного матеріалу і з'єднаний з ним реактор для одержання залізовуглецевого сплаву, що включає вузол уведення бе попередньо відновленого матеріалу, вузли випуску залізовуглецевого сплаву й шлаків, засоби для вдування кисню в розплав і відводу газоподібних продуктів реакції, причому реактор для одержання залізовуглецевого сплаву виконаний закритим, з можливістю обмеження впуску в нього атмосферних газів і відводу газоподібних продуктів реакції й постачений додатковими засобами вдування кисню в простір над ванною розплаву й додатковим вузлом, обладнаним засобами уведення легуючих речовин (Патент Росії Мо2060281, кл. С21813/14,The device for the production of an iron-carbon alloy, which contains a reactor for the preliminary reduction of iron oxide material and a reactor connected to it for the production of an iron-carbon alloy, which includes a node for the introduction of pre-reduced material, is the closest in terms of technical essence and the result that can be achieved (prototype). units for the release of iron-carbon alloy and slag, means for blowing oxygen into the melt and removing gaseous reaction products, and the reactor for obtaining iron-carbon alloy is made closed, with the possibility of limiting the admission of atmospheric gases into it and the removal of gaseous reaction products, and is supplied with additional means of blowing oxygen into the space above a melt bath and an additional unit equipped with means for introducing alloying substances (Russian Patent Mo2060281, class C21813/14,
Заявка Мо5052777, опубл. Бюл. Мо14, 19961.Application Mo5052777, publ. Bul. Mo14, 19961.
Недоліком конструкції пристрою є низька ефективність відновлення залізної руди, тому що в продуктах конверсії присутні окисли. Крім того конструкція пристрою не забезпечує достатню інтенсивність тепло- і масообміну.The disadvantage of the design of the device is the low efficiency of iron ore recovery, because oxides are present in the conversion products. In addition, the design of the device does not provide sufficient intensity of heat and mass exchange.
В основу першого із групи винаходів поставлено завдання вдосконалення способу, в якому на рухливий шар /о залізорудної шихти впливають відновлювальною плазмою, періодично відокремлюють із потоку частково відновлений матеріал для його плавлення, а інший потік піддають гарячому брикетуванню, при забезпеченні підвищеного ступеня обробки реакційних газів у плазмі з добавленням природного газу, і за рахунок цього забезпечується зниження загальних енергетичних витрат, поліпшується ступінь використання газу і ступінь відновлення залізорудного матеріалу.The basis of the first of the group of inventions is the task of improving the method in which the mobile layer /o of the iron ore charge is affected by a reducing plasma, the partially reduced material is periodically separated from the flow for its melting, and the other flow is subjected to hot briquetting, while ensuring an increased degree of processing of reaction gases in plasma with the addition of natural gas, and due to this, a reduction in total energy costs is ensured, the degree of gas utilization and the degree of recovery of iron ore material are improved.
В основу другого із групи винаходів поставлено завдання вдосконалення установки для відновлення й виплавки металів, у якій за рахунок компонування конструкції установки, що включає вертикальний відновлювальний реактор з рухливим шаром залізорудної шихти, обладнаний плазмохімічним газогенератором, плазмові плавильні печі, зв'язані між собою закритими перепускними каналами, і установку для брикетування відновленого матеріалу з газопроводами й додатковими вузлами витрати і тиску газу, і за рахунок цього забезпечується ефективна й стабільна реакція відновлення, поліпшується ефективність впливу відновлювального газу, зменшуються витрати на процес одержання металу і брикетів.The second of the group of inventions is based on the task of improving the installation for the recovery and smelting of metals, in which due to the layout of the installation structure, which includes a vertical recovery reactor with a moving layer of iron ore charge, equipped with a plasma chemical gas generator, plasma melting furnaces connected to each other by closed bypasses channels, and an installation for briquetting of recovered material with gas pipelines and additional nodes of gas flow and pressure, and due to this, an effective and stable reaction of recovery is ensured, the effectiveness of the effect of reducing gas is improved, and costs for the process of obtaining metal and briquettes are reduced.
Перше поставлене завдання вирішується тим, що в способі прямого відновлення оксидів заліза з одержанням розплаву заліза, що включає попереднє відновлення залізорудної шихти у твердому стані у відновлювальному реакторі, остаточне відновлення в розплаві відновленого матеріалу, повторне використання с газів, що відходять із плавильної печі, для одержання відновлювальної газової суміші, формування у о відновлювальному реакторі температурних зон нагрівання й відновлення, відповідно до винаходу, одну відновлювальну зону утворюють у середній частині відновлювального реактора газами, що відходять із його верхньої частини, які після сухого очищення компримують у плазмохімічному газогенераторі, причому з газу, що відходить, відбирають частину потоку, обробляють у блоці підготовки та подають у плазмотрони плазмохімічного (су зо Газогенератора для конверсії природним газом і водою, одержують у ньому СО і Н» заданої концентрації, а над першою зоною формують другу відновлювальну зону, у якій як відновлювальний газ використовують очищений - газ, що відходить із плазмових плавильних печей, у яких металізований продукт розплавляють шляхом його «г нижньої продувки нагрітим у плавильних плазмотронах відновлювальним газом, утвореним за рахунок конверсії газу, що відходить із верхньої частини відновлювального реактора, природним газом і водою, а випуск б» зв Металізованої шихти з відновлювального реактора здійснюють двома потоками - для брикетування або для ї- завантаження плазмових плавильних печей, при цьому потік шихти для брикетування охолоджують підготовленим газом, що відходить, а неохолоджений високотемпературний потік шихти безпосередньо направляють для наступного плавлення в плавильні печі, при цьому продуктивність відновлювального реактора підбирають виходячи із планованого обсягу одержання готового рідкого металу, а попереднє нагрівання нових « порцій шихти, що завантажують у відновлювальний реактор, здійснюють шляхом спалювання частини в с відновлювального газу в додатковому повітряному потоці, що вдувають у шихту окремими струменями по периметру реактора у верхній частині стовпа шихти. ;» Процес прямого відновлення металовмісної руди протікає в реакторі безперервної дії, вертикального типу з переміщенням матеріалу зверху вниз, у якому сполучені в часі подача матеріалу, окислювально-відновні процеси, випуск відновленого матеріалу, утилізація тепла і скорочення шкідливих викидів. -І Спосіб включає також виробництво розплавленого металу з використанням закритих плазмових плавильних печей, які по черзі завантажують відновленим матеріалом заданого об'єму, матеріал плавлять іс, відновлювальними плазмовими струменями, утвореними конверсією в плазмотроні природного газу водою та ї5» кисневмісним газом до досягнення температури розплаву, що перевищує температуру його плавлення на 100-1202С, а готовий розплавлений метал і шлак зливають у ківш. і Спосіб передбачає відновлення матеріалу високотемпературними зонами з використанням газів, щоThe first task is solved by the fact that in the method of direct reduction of iron oxides with the production of molten iron, which includes the preliminary recovery of the iron ore charge in a solid state in the reduction reactor, the final recovery in the melt of the reduced material, the reuse of gases leaving the melting furnace for production of a reducing gas mixture, formation of heating and reducing temperature zones in the reducing reactor, according to the invention, one reducing zone is formed in the middle part of the reducing reactor by gases leaving from its upper part, which after dry cleaning are compressed in a plasma chemical gas generator, and from gas , which departs, a part of the flow is taken, processed in the preparation unit and fed to the plasmatrons of the plasma-chemical gas generator for conversion with natural gas and water, CO and H" of a given concentration are obtained in it, and a second reducing zone is formed above the first zone, in which, as relative the blasting gas is used purified - the gas leaving the plasma melting furnaces, in which the metallized product is melted by means of its bottom purging with the reducing gas heated in the melting plasmatrons, formed due to the conversion of the gas leaving the upper part of the reducing reactor, with natural gas and water , and the release of metallized charge from the reduction reactor is carried out in two streams - for briquetting or for loading plasma melting furnaces, while the flow of the charge for briquetting is cooled by the prepared exhaust gas, and the uncooled high-temperature flow of the charge is directly sent for subsequent melting in melting furnaces, while the productivity of the reduction reactor is selected based on the planned volume of production of finished liquid metal, and preliminary heating of new portions of the charge loaded into the reduction reactor is carried out by burning part of the reduction gas in additional air flow, which is blown into the charge by separate jets around the perimeter of the reactor in the upper part of the charge column. ;" The process of direct reduction of metal-containing ore takes place in a reactor of continuous action, vertical type with the movement of material from top to bottom, in which material supply, oxidation-reduction processes, release of reduced material, heat utilization and reduction of harmful emissions are combined in time. -I The method also includes the production of molten metal using closed plasma melting furnaces, which are alternately loaded with reduced material of a given volume, the material is melted by reducing plasma jets formed by the conversion of natural gas in a plasmatron with water and oxygen-containing gas until the melting temperature is reached , which exceeds its melting temperature by 100-1202C, and the finished molten metal and slag are poured into a ladle. and The method involves recovery of the material by high-temperature zones using gases that
Ф відходять із відновлювального та плавильного реакторів. Одну відновлювальну зону утворюють у середній частині відновлювального реактора відхідними з його верхньої частини газами, які після сухого очищення компримують у плазмохімічному газогенераторі, причому частину потоку обробляють у блоці підготовки й подають у плазмотрони плазмохімічного газогенератора для конверсії природним газом і водою і одержання в ньому заданої концентрації СО і Но, а над першою зоною, паралельно їй, формують другу зону, у якій як іФ) відновлювальний газ використовують очищений газ, що відходить із плазмових плавильних печей. ко Завдяки застосуванню нових, високоентальпійних джерел відновлювальної плазми в момент перетворення вуглеводнів окислювачами, практично повному використанню відхідних із плавильних печей і оз бо Відновлювального реактора газів, забезпечується підвищена ефективність перетворення вуглеводневмісного газу у відновлювальний газ, рівномірний і постійний ступінь металізації, виробництво розплавленого металу та металізованих брикетів при безперервному технологічному процесі.Ф leaving the reducing and melting reactors. One reduction zone is formed in the middle part of the reduction reactor by waste gases from its upper part, which after dry cleaning are compressed in the plasma chemical gas generator, and part of the flow is processed in the preparation unit and fed to the plasmatrons of the plasma chemical gas generator for conversion with natural gas and water and obtaining a given concentration in it CO and NO, and above the first zone, parallel to it, they form a second zone, in which purified gas from plasma melting furnaces is used as a reducing gas. Thanks to the use of new, high-enthalpy sources of reducing plasma at the time of transformation of hydrocarbons by oxidizing agents, almost full use of waste gases from melting furnaces and the reduction reactor, increased efficiency of conversion of hydrocarbon-containing gas into reducing gas, uniform and constant degree of metallization, production of molten metal and metallized briquettes in a continuous technological process.
Ступенем відновлення можна управляти, регулюючи швидкість переміщення шихти у відновлювальному реакторі, при стабільному температурному впливі відновлювальним газом, або кількістю відновлювального газу, 65 що подається в шар шихти через зони відновлення - одночасно двома паралельними потоками, при роботі плазмових плавильних печей і плазмохімічного газогенератора.The degree of reduction can be controlled by adjusting the speed of movement of the charge in the reduction reactor, with a stable temperature effect of the reducing gas, or the amount of reducing gas supplied to the layer of the charge through the reduction zones - at the same time by two parallel flows, during the operation of plasma melting furnaces and a plasma chemical gas generator.
Спосіб дозволяє реалізувати нагрівання нових порцій шихти, які завантажують у відновлювальний реактор, шляхом спалювання частини відновлювального газу, що перебуває усередині реактора, у додатковому повітряному потоці, який вдувають у шихту окремими струменями по периметру реактора у верхній частині стовпа шихти.The method allows heating of new portions of the charge, which are loaded into the reduction reactor, by burning part of the reduction gas inside the reactor in an additional air flow, which is blown into the charge by separate jets along the perimeter of the reactor in the upper part of the column of the charge.
Друге поставлене завдання вирішується тим, що в установці для прямого відновлення оксидів заліза з одержанням розплаву заліза, що містить відновлювальний реактор для відновлення залізоокисного матеріалу, піч для одержання залізовуглецевого сплаву, виконані з можливістю обмеження впуску в них атмосферних газів і відводу газоподібних продуктів реакції, відповідно до винаходу, установка містить що найменше дві плазмові 7/0 плавильні печі, сполучені з відновлювальним реактором, в середній якого розміщена зона відновлення, що включає паралельно розташовані по його зовнішній поверхні й рознесені по висоті розподільні колектори відновлювального газу, випускні канали яких сполучені із соплами, установленими в реакторі, при цьому вхід нижнього розподільного колектора сполучений із плазмохімічним газогенератором, вхідний канал якого приєднаний до трубопроводу газу, що відходить із відновлювального реактора, а вхід верхнього розподільного 7/5 Колектора з'єднаний трубопроводом із циклоном очищення відновлювальних газів, що відходять із плазмових плавильних печей, у кожній з яких симетрично відносно поздовжньої осі реактора встановлені плазмотрони непрямої дії, причому плазмотрони плазмохімічного газогенератора та плазмотрони плазмових плавильних печей зв'язані на вході із джерелами електроживлення, блоком підготовки газів, що відходять, магістраллю підведення води і трубопроводом подачі природного газу, а відновлювальний реактор з'єднаний з установкою 2о для брикетування та плазмовими плавильними печами, закритими перепускними каналами через вузли розвантаження відновленого залізорудного матеріалу, при цьому в нижній частині відновлювального реактора нижче установки колектора, примикає трубопровід з блоком охолодження відновленого матеріалу, а у верхній частині відновлювального реактора встановлено колектор, вхід якого пов'язаний із джерелом стисненого атмосферного повітря, що служить для прогріву залізоокисного матеріалу, що надходить. Блок підготовки газів, счThe second task is solved by the fact that in the installation for the direct reduction of iron oxides with the production of molten iron, which contains a reduction reactor for the recovery of iron oxide material, the furnace for the production of an iron-carbon alloy is designed with the possibility of limiting the admission of atmospheric gases into them and the removal of gaseous reaction products, respectively prior to the invention, the installation contains at least two plasma 7/0 melting furnaces, connected to the reduction reactor, in the middle of which there is a reduction zone, which includes parallel distribution collectors of the reduction gas located on its outer surface and spaced in height, the outlet channels of which are connected to the nozzles , installed in the reactor, while the inlet of the lower distribution manifold is connected to the plasma chemical gas generator, the inlet channel of which is connected to the gas pipeline leaving the reduction reactor, and the inlet of the upper distribution 7/5 Collector is connected by a pipeline to the cleaning cyclone of reducing gases leaving the plasma melting furnaces, in each of which indirect action plasmatrons are installed symmetrically with respect to the longitudinal axis of the reactor, and the plasmatrons of the plasma chemical gas generator and the plasmatrons of the plasma melting furnaces are connected at the entrance to power sources, the unit for the preparation of outgoing gases, the main line water supply and natural gas supply pipeline, and the reduction reactor is connected to the 2o briquetting unit and plasma melting furnaces, closed bypass channels through the nodes for unloading the reduced iron ore material, while in the lower part of the reduction reactor below the collector installation, a pipeline with a cooling unit is connected of reduced material, and a collector is installed in the upper part of the reducing reactor, the inlet of which is connected to a source of compressed atmospheric air, which serves to warm up the incoming iron oxide material. Block of gas preparation, school
РІ) відходять, включає циклон, рукавний фільтр, теплообмінник і компресор, а плазмохімічний газогенератор містить камеру, у корпусі якої встановлені плазмотрони непрямої дії, при цьому камера зв'язана через циклон і) очищення та димосос із трубопроводом газу, що відходить із відновлювального реактора.RI) leave, includes a cyclone, a bag filter, a heat exchanger and a compressor, and the plasma chemical gas generator contains a chamber in the body of which indirect action plasmatrons are installed, while the chamber is connected through a cyclone and) cleaning and a smoke extractor to the pipeline of gas leaving the reduction reactor .
Установка, відповідно до винаходу, містить відновлювальний реактор безперервної дії вертикального типу із проходженням матеріалів зверху вниз, виконаного з можливістю обмеження надходження в нього газів з со зо атмосфери.The installation, according to the invention, contains a vertical-type continuous-action reductive reactor with the passage of materials from top to bottom, made with the possibility of limiting the entry of gases from the atmosphere into it.
Відмінними ознаками установки є виконання відновлювального реактора, у якому в середній частині - розташовані зони відновлення, що включають паралельно змонтовані розподільні колектори відновлювального «г газу, один із яких зв'язаний на вході із плазмохімічним газогенератором, призначеним для утворення відновлювального газу за допомогою плазмотронів з відхідних із відновлювального реактора газів, а другий - Ме)Distinctive features of the installation are the execution of the reduction reactor, in which the reduction zones are located in the middle part, which include parallel mounted distribution collectors of the reduction gas, one of which is connected at the entrance to the plasma chemical gas generator designed for the formation of reduction gas using plasmatrons with waste gases from the reduction reactor, and the second - Me)
Зв через циклон очищення зв'язаний трубопроводом подачі відхідних із плавильних печей газів, у яких відхідні М гази містять тільки окис вуглецю і водень. У цій установці відхідний газ, вироблений у плазмових плавильних печах, використовується для наступного етапу відновлення шляхом стабілізації його складу в плазмотронах, збільшуючи, таким чином, ступінь утилізації відхідного газу, і зменшуючи споживання природного газу.Sv is connected through the cleaning cyclone by the supply pipeline of waste gases from the melting furnaces, in which the waste M gases contain only carbon monoxide and hydrogen. In this installation, the waste gas produced in the plasma melting furnaces is used for the next stage of recovery by stabilizing its composition in the plasmatrons, thus increasing the degree of utilization of the waste gas and reducing the consumption of natural gas.
Конструкція вузлів зони відновлення дозволяє рівномірно розподілити газ у шарі шихти, усереднити його « відновлювальний потенціал, що сприяє підвищенню швидкості відновлення окислів заліза. з с Джерелами нагрівання та одержання відновлювального газу в плазмових плавильних печах і відновлювальному реакторі є плазмотрони непрямої дії. ;з» У верхній частині відновлювального реактора встановлена система попереднього нагрівання нових порцій шихти, яка виконана у вигляді колектора, вхід якого пов'язаний із джерелом стисненого атмосферного повітря, аThe design of the nodes of the recovery zone allows to evenly distribute the gas in the layer of the charge, to average its "reducing potential, which helps to increase the rate of recovery of iron oxides. The sources of heating and reduction gas production in plasma melting furnaces and reduction reactors are indirect action plasmatrons. ;z" In the upper part of the reducing reactor, a preheating system for new portions of the charge is installed, which is made in the form of a collector, the entrance of which is connected to a source of compressed atmospheric air, and
Випускні отвори колектора рознесені по периметру реактора. -І Закриті перепускні канали для перетікання металізованої шихти безпосередньо із зони відновлення реактора, забезпечують подачу відновленого матеріалу в плавильну піч при температурі 900-10002С. Завдяки цьому о знижується час роботи плазмотронів, зменшується витрата електроенергії. ї» Сутність винаходу пояснюється кресленням, де представлена схема установки для прямого відновлення оксидів заліза й одержання розплаву заліза.Outlets of the collector are spaced along the perimeter of the reactor. -I Closed bypass channels for the flow of the metallized charge directly from the reactor recovery zone ensure the supply of the recovered material to the melting furnace at a temperature of 900-10002С. Due to this, the operating time of plasmatrons is reduced, and electricity consumption is reduced. The essence of the invention is explained by the drawing, which shows the scheme of the installation for the direct reduction of iron oxides and the production of molten iron.
Ше Заявлений спосіб реалізують таким чином.The proposed method is implemented as follows.
Ф Шихтовий матеріал, що містить оксиди заліза, завантажують у відновлювальний реактор, у якому шар залізорудної шихти, що опускається, контактує в протитечії з потоком гарячого відновлювального газу для перетворення шихти в металеве залізо. Матеріал відновлюють шляхом впливу на нього відновлювальним газом,Ф The charge material containing iron oxides is loaded into a reducing reactor, in which the falling layer of iron ore charge is countercurrently contacted with a flow of hot reducing gas to convert the charge into metallic iron. The material is regenerated by exposure to it with a reducing gas,
ЩО вводять у реактор розподілено навколо стовпа шихти двома поперечними високотемпературними зонами, розташованими в середній частині реактора. Нижню, основну відновлювальну зону, формують газами, що іФ) відходять із відновлювального реактора, які після сухого очищення нагнітають у плазмохімічний газогенератор, ко при цьому відбирають із цього потоку частину газів, додатково очищають охолоджують до 302С, нормалізують тиск газу до 4-батм і подають у плазмотрони плазмохімічного газогенератора з одночасною подачею в ці бо плазмотрони природного газу й води, а отриману в плазмотронах плазму змішують у плазмохімічному реакторі із очищеним відхідним газом, а отриманий відновлювальний газ направляють у шар шихти в інтервалі температур 900-115026.What is introduced into the reactor is distributed around the column of the charge by two transverse high-temperature zones located in the middle part of the reactor. The lower, main reduction zone is formed by gases leaving the reduction reactor, which, after dry cleaning, are pumped into a plasma chemical gas generator, where part of the gases are taken from this flow, additionally cleaned, cooled to 302C, the gas pressure is normalized to 4 barm and are supplied to the plasmatrons of the plasma chemical gas generator with the simultaneous supply to these plasmatrons of natural gas and water, and the plasma obtained in the plasmatrons is mixed in the plasma chemical reactor with the purified waste gas, and the resulting reducing gas is sent to the charge layer in the temperature range of 900-115026.
Після першого запуску відновлювального реактора, шихту, розташовану нижче зони відновлення, випускають і перевантажують знову в реактор й, надалі, підтримують заданий рівень стовпа шихти циклічним завантаженням 65 матеріалу при постійній швидкості його витікання.After the first start-up of the recovery reactor, the charge located below the recovery zone is released and reloaded back into the reactor and, further, maintains the set column level of the charge by cyclic loading 65 of material at a constant flow rate.
Завантаження металізованого матеріалу в плазмові плавильні печі здійснюють по черзі через вузол розвантаження й перепускні канали із зони відновлення відновлювального реактора й під час роботи плавильних печей формують другу високотемпературну зону у відновлювальному реакторі, за рахунок відхідних із плавильних печей очищених від пилу газів. Матеріал у кожній плазмовій плавильній печі продувають Відновлювальним газом, утвореним за рахунок конверсії природного газу водою й кисневмісним газом у плавильних плазмотронах. Завантажений у піч матеріал розплавляють й остаточно відновлюють у плавильній зоні до досягнення температури розплаву, що перевищує температуру його плавлення на 100-120296,Loading of metallized material into plasma melting furnaces is carried out alternately through the unloading node and bypass channels from the recovery zone of the reduction reactor, and during the operation of the melting furnaces, a second high-temperature zone is formed in the reduction reactor, due to the exhaust gases cleaned from dust from the melting furnaces. The material in each plasma melting furnace is blown with Regenerative gas, formed due to the conversion of natural gas with water and oxygen-containing gas in melting plasmatrons. The material loaded into the furnace is melted and finally restored in the melting zone until the temperature of the melt is reached, which exceeds its melting temperature by 100-120296,
При великій висоті відновлювального реактора виникає необхідність у попередньому нагріванні шихтового матеріалу. Нагрівання здійснюють шляхом спалювання частини відновлювального газу в додатковому 7/0 повітряному потоці, що вдувають у шихту окремими струменями по периметру реактора у верхній частині стовпа шихти.At a high height of the reducing reactor, there is a need to pre-heat the charge material. Heating is carried out by burning part of the reducing gas in an additional 7/0 air flow, which is blown into the charge by separate jets along the perimeter of the reactor in the upper part of the charge column.
Металізовану шихту охолоджують у нижній частині відновлювального реактора до температури 50026.The metallized charge is cooled in the lower part of the reduction reactor to a temperature of 50026.
Безупинно стікаючу з реактора металізовану шихту направляють на завантаження в плавильну піч, а також на виготовлення брикетів.The metallized charge constantly flowing out of the reactor is directed to loading into the melting furnace, as well as to the production of briquettes.
Приклад конкретного виконання.An example of a specific implementation.
Дослідна установка складається з відновлювального і плавильного реакторів.The experimental facility consists of a reducing and a melting reactor.
Експериментальний відновлювальний реактор із внутрішнім діаметром 0,45м і висотою 5м завантажують сировиною, що складається із залізорудного концентрату, збагаченого флотаційним способом, і сполучних домішок. Вихідна сировина містить Ре2жО3-63,195, БеО-26,995. Загальний вміст заліза в шихті склав 65,07965.An experimental reduction reactor with an internal diameter of 0.45 m and a height of 5 m is loaded with raw materials consisting of iron ore concentrate enriched by the flotation method and binders. The raw material contains Re2zhO3-63,195, BeO-26,995. The total iron content in the charge was 65.07965.
Матеріал перед завантаженням у відновлювальний реактор проходить стадію грохочення для відсівання фракції 0-10мм. У реактор завантажують матеріал фракції 10-25мм. Маса шихти, що перебуває у відновлювальному реакторі, становить 140Окг, причому приблизно 100Окг шихти перебуває у високотемпературних зонах попереднього нагрівання й відновлення. Попереднє нагрівання шихти здійснюють шляхом подачі природного газу й повітря в середню частину реактора. Температуру нагрівання контролюють термопарами і при досягненні Га ро температури шихти 1000-1100 включають плазмотрони плазмохімічного газогенератора, у які подають природний газ і повітря в кількості С гд - 12г/с, повітря - 27г/с. Отриманий у плазмохімічному газогенераторі о відновлювальний газ містить Но -55,595; СО - 17,695; СО» - 0,390; СНУ - 2,595 й М» - 24965. Доводять температуру шихти до 900-11502С. Відкривають шибер і випускають частину шихти, що перебуває нижче зони відновлення.Before loading the material into the recovery reactor, it undergoes a screening stage to screen out the 0-10 mm fraction. Material fractions of 10-25 mm are loaded into the reactor. The mass of the charge in the reduction reactor is 140Okg, and approximately 100Okg of the charge is in the high-temperature preheating and reduction zones. Preheating of the charge is carried out by supplying natural gas and air to the middle part of the reactor. The heating temperature is controlled by thermocouples, and when the temperature of the charge reaches 1000-1100, the plasmatrons of the plasma chemical gas generator are turned on, which are supplied with natural gas and air in the amount of C gd - 12 g/s, air - 27 g/s. The reducing gas obtained in the plasma chemical gas generator contains Но -55,595; CO - 17,695; CO" - 0.390; SNU - 2.595 and M" - 24965. Bring the temperature of the charge to 900-11502С. The shutter is opened and part of the charge below the recovery zone is released.
Циклічним завантаженням доводять висоту шихти до відмітки 4,8м, при цьому ступінь металізації матеріалу (не (Се) нижче 90-9295) регулюють швидкістю переміщення шихти та кількістю додаткового газу, що надходить після м очищення. Швидкість переміщення шихти склала 1,2 1,4 метрів за годину, при цьому продуктивність установки склала 0,75-0,8 тон на годину при одержанні металізованих брикетів наступного хімічного складу: Гемеєт-80-8290; «ІBy cyclic loading, the height of the charge is brought to the mark of 4.8 m, while the degree of metallization of the material (not (Ce) below 90-9295) is regulated by the speed of movement of the charge and the amount of additional gas arriving after m cleaning. The speed of movement of the charge was 1.2-1.4 meters per hour, while the productivity of the installation was 0.75-0.8 tons per hour when obtaining metallized briquettes of the following chemical composition: Hemeet-80-8290; "AND
БеО-2,5-3,295. Вміст загального заліза РГездг-82-849о при ступені металізації 92,6-94,290. оBeO-2.5-3.295. The content of total iron RGezdg-82-849o at the degree of metallization 92.6-94.290. at
При сталому режимі прогріву й відновлення частину матеріалу з відновлювального реактора завантажують у плазмову плавильну піч. Маса завантаження становить 250-300кг. Завантажений у піч матеріал розплавляють, в. попередньо додавши в нього 25-30кг вапняку для ошлакування порожньої породи. Після прогріву розплаву до температури 1680-1750 його випускають. Отриманий розплав заліза мав наступний хімічний склад, 90:With a steady mode of heating and recovery, part of the material from the recovery reactor is loaded into the plasma melting furnace. The loading weight is 250-300 kg. The material loaded into the furnace is melted, c. having previously added to it 25-30 kg of limestone for slagging of empty rock. After heating the melt to a temperature of 1680-1750, it is released. The resulting iron melt had the following chemical composition, 90:
Ее-99,8; С-0,037; 5-0,038; Р-0,005; Мі-0,011; Ст-0,001. «Ee-99.8; C-0.037; 5-0.038; P-0.005; Mi-0.011; St-0.001. "
Установка для прямого відновлення оксидів заліза й одержання розплаву заліза включає відновлювальний реактор 1 і плазмові плавильні печі 2. У верхній частині відновлювального реактора змонтовано в с завантажувальний пристрій 3, а в середній частині - розташована зона відновлення, що включає паралельно з» розміщені по його зовнішній поверхні й рознесені по висоті розподільні колектори 4 й 5 відновлювального газу, випускні канали яких сполучені із соплами 6, установленими в реакторі. Вхід верхнього розподільного колектора 4 з'єднаний із трубопроводом подачі відхідних газів із плазмових плавильних печей 2 через циклон очищення газів 7. Вхід нижнього колектора 5 з'єднаний із плазмохімічним газогенератором 8, який включає камеру, - сполучену з однієї сторони з контуром 9 відхідних із відновлювального реактора 1 газів, циклон 10 очищенняThe installation for the direct reduction of iron oxides and production of molten iron includes a reduction reactor 1 and plasma melting furnaces 2. In the upper part of the reduction reactor, a loading device 3 is mounted in c, and in the middle part there is a reduction zone, which includes parallel to" placed along its outer surface and height-spaced distribution collectors 4 and 5 of the reducing gas, the outlet channels of which are connected to the nozzles 6 installed in the reactor. The inlet of the upper distribution manifold 4 is connected to the supply pipeline of waste gases from the plasma melting furnaces 2 through the gas cleaning cyclone 7. The inlet of the lower manifold 5 is connected to the plasma chemical gas generator 8, which includes a chamber - connected on one side to the circuit 9 of waste from reduction reactor 1 gases, cyclone 10 cleaning
Ге) газів і димосос 11, а з іншого боку - з вихідним каналом 12 подачі відновлювального газу в реактор. У корпусі камери плазмохімічного газогенератора 8 установлені плазмотрони 13 непрямої дії, з'єднані із блоком 14 ве підготовки газів, що відходять, а також трубопроводом подачі природного газу, магістраллю підведення води і -І 20 джерелом живлення (на кресленні не показано). Вище зони відновлення реактора 1 змонтована система попереднього нагрівання завантажувальної шихти. Система включає колектор 15 із соплами б і джерело м, стисненого повітря 16. У плазмовій плавильній печі 2, у плавильній зоні 17, симетрично її поздовжньої осі, установлені плазмотрони 18 непрямої дії. Плазмотрони 18 зв'язані на вході із блоком 14 підготовки газів, що відходять, джерелом живлення, магістраллю підведення води та трубопроводом подачі природного газу (на 22 Кресленні не показано), при цьому блок 14 підготовки відхідних газів включає рукавний фільтр 19,Ge) of gases and smoke extractor 11, and on the other hand - with the output channel 12 of reducing gas supply to the reactor. In the housing of the chamber of the plasma chemical gas generator 8, plasmatrons 13 of indirect action are installed, connected to the unit 14 for the preparation of outgoing gases, as well as the natural gas supply pipeline, the water supply line and -I 20 power source (not shown in the drawing). Above the recovery zone of reactor 1, a pre-heating system of the loading charge is mounted. The system includes a collector 15 with nozzles b and a source m, compressed air 16. In the plasma melting furnace 2, in the melting zone 17, symmetrically to its longitudinal axis, plasmatrons 18 of indirect action are installed. Plasmatrons 18 are connected at the entrance to the unit 14 for the preparation of outgoing gases, a power source, a water supply line and a natural gas supply pipeline (not shown in Drawing 22), while the unit 14 for preparation of outgoing gases includes a bag filter 19,
ГФ) теплообмінник 20 і компресор 21. Вузол 22 розвантаження відновленого залізорудного матеріалу розташований нижче колектора 5 зони відновлення й зв'язаний закритими перепускними каналами 23 із плавильною піччю 2. У о нижній частині відновлювального реактора 1 нижче установки колектора 5, примикає трубопровід з блоком 24 охолодження відновленого матеріалу, пов'язаний з контуром 9 газів, що відходять, а також вузол 25 60 розвантаження відновленого матеріалу, до якого примикають закриті перепускні канали 26, пов'язані з установкою 27 брикетування. Плавильні печі 2 і відновлювальний реактор 71 по висоті корпуса постачені термопарами. У плазмових плавильних печах 2 у нижній частині є льотки 28 для зливу металу і шлаку.HF) heat exchanger 20 and compressor 21. The unit 22 for unloading the reduced iron ore material is located below the collector 5 of the recovery zone and is connected by closed bypass channels 23 to the melting furnace 2. In the lower part of the reduction reactor 1 below the installation of the collector 5, the pipeline is connected to the block 24 cooling of the recovered material, associated with the circuit 9 of the outgoing gases, as well as the node 25 60 unloading of the recovered material, to which the closed bypass channels 26, associated with the briquetting unit 27, adjoin. Melting furnaces 2 and reducing reactor 71 are supplied with thermocouples along the height of the body. In the plasma melting furnaces 2 in the lower part there are jets 28 for draining metal and slag.
Установка працює в такий спосіб.The installation works as follows.
Після розігріву відновлювального реактора 1 до температури в інтервалі 900-1000 С, через бо завантажувальний пристрій З завантажують у реактор шихту, що містить оксиди заліза. Доводять висоту стовпа шихти до заданого рівня, включають плазмохімічний газогенератор 8, для чого на плазмотрони 13 подають напругу, природний газ, воду й стиснене повітря. У результаті конверсії в плазмохімічному газогенераторі утворюється відновлювальний газ, що транспортується через вихідний канал 12, розподільний колектор 5 і сопла 6 струменями в шар шихти. Термопарами контролюють температуру шихти і при досягненні температури 900-10002С, коректують кількість поданого природного газу й води через плазмотрони 13 плазмохімічного газогенератора 8 до заданої величини об'ємного співвідношення окислювача до відновлювача А-0,4...0,5.After heating the reducing reactor 1 to a temperature in the range of 900-1000 C, a charge containing iron oxides is loaded into the reactor through the loading device C. The height of the column of the charge is brought to the specified level, the plasma chemical gas generator 8 is turned on, for which voltage, natural gas, water and compressed air are supplied to the plasmatrons 13. As a result of the conversion in the plasma chemical gas generator, a reducing gas is formed, which is transported through the output channel 12, the distribution manifold 5 and the nozzle 6 in jets into the charge layer. The temperature of the charge is controlled by thermocouples, and when the temperature reaches 900-10002C, the amount of supplied natural gas and water is adjusted through the plasmatrons 13 of the plasma chemical gas generator 8 to the specified value of the volume ratio of the oxidizing agent to the reducing agent A-0.4...0.5.
Доводять температуру шихти до 115020.Bring the temperature of the charge to 115020.
Із газів, що відходять із верхньої частини відновлювального реактора, утворюють замкнутий контур 9, у 70 якому послідовно встановлені циклон 10 очищення газів і димосос 11, пневматично пов'язані з камерою плазмохімічного газогенератора 8, при цьому відокремлюють частину газів з контуру 9 і направляють у блок 14 підготовки відхідних газів, у якому газ додатково очищають у рукавному фільтрі 19, охолоджують газ до 309С у теплообміннику 20, піднімають тиск газу до 4-батм у компресорі 21 для забезпечення роботи плазмотронів. Вибір габаритів відновлювального реактора і його трубопроводів здійснюють із урахуванням одержання заданої 75 кількості металізованого матеріалу й наступного його використання для одержання розплаву в декількох плазмових плавильних печах, а також для виготовлення металізованих брикетів. У верхній частині реактора 1, у зону надходження завантажувальних порцій вихідного матеріалу, через колектор 15 вдувають стиснене повітря, при цьому відбувається реакція горіння висхідного відновлювального газового потоку і повітряного потоку, що вдувається, чим забезпечується нагрівання нових порцій вихідного матеріалу, що завантажується в реактор.From the gases leaving the upper part of the reduction reactor, they form a closed circuit 9, in which a gas cleaning cyclone 10 and a smoke extractor 11 are installed in series, pneumatically connected to the chamber of the plasma chemical gas generator 8, while separating part of the gases from the circuit 9 and directing them to waste gas preparation unit 14, in which the gas is additionally cleaned in the bag filter 19, the gas is cooled to 309С in the heat exchanger 20, the gas pressure is raised to 4-batm in the compressor 21 to ensure the operation of plasmatrons. The selection of dimensions of the reduction reactor and its pipelines is carried out taking into account the production of a given amount of metallized material and its subsequent use for the production of melt in several plasma melting furnaces, as well as for the production of metallized briquettes. In the upper part of the reactor 1, in the area where the loading portions of the source material are received, compressed air is blown through the manifold 15, while the burning reaction of the rising reducing gas flow and the blown air flow takes place, which ensures the heating of new portions of the source material loaded into the reactor.
Загрузку плавильних печей 2 відновленим металізованим матеріалом здійснюють по черзі через вузол 22, перепускні канали 23, виходячи із циклів роботи кожної печі. Після завантаження печі включають плазмотрони 18, установлені в плавильній зоні 17 і продувають металізовану шихту відновлювальним газом. Під дією відновлювальних плазмових струменів шихта в плавильній зоні інтенсивно розплавляється, і далі плазмові струмені продувають шар розплаву. Рідкий шлак, що утворився в плавильній печі, і метал виводять Ччерезльоткуй СМ 28. У результаті роботи плазмотронів при плавленні металізованої шихти, відновлювальний газ, що відходить із о плавильних плазмових печей, направляють через циклон 7 очищення газів у верхню зону 4 відновлення в реакторі 1.The loading of melting furnaces 2 with recovered metallized material is carried out one by one through node 22, bypass channels 23, based on the cycles of operation of each furnace. After loading the furnace, plasmatrons 18 installed in the melting zone 17 are turned on and the metallized charge is blown with reducing gas. Under the action of regenerating plasma jets, the charge in the melting zone intensively melts, and then the plasma jets blow away the melt layer. The liquid slag formed in the melting furnace and the metal are removed by Chcherezlyotkuy SM 28. As a result of the operation of plasmatrons during the melting of the metallized charge, the reducing gas leaving the melting plasma furnaces is directed through cyclone 7 of gas purification to the upper zone 4 of reduction in reactor 1 .
У нижній частині відновлювального реактора шар металізованої шихти продувають відновлювальними газами, які перепускають із блоку 24 охолодження й доводять температуру шихти до 5009С, випускають шихту «0In the lower part of the reduction reactor, the layer of metallized charge is blown with reducing gases, which are passed from the cooling unit 24 and bring the temperature of the charge to 5009С, release the charge "0
Через вузол 25 розвантаження й перепускають каналами 26 в установку 27 брикетування. мThrough the unloading node 25, they are passed through the channels 26 to the briquetting unit 27. m
При постійному переміщенні шихти зверху вниз усередині реактора, рівень стовпа шихти підтримують циклічним її завантаженням. «ІWith constant movement of the charge from top to bottom inside the reactor, the level of the column of the charge is maintained by its cyclic loading. "AND
Реалізація винаходу дозволить наблизити час реакції відновлення до часу хімічної реакції, досягти більш Ф високого ступеня відновлення заліза з оксидів, забезпечити високошвидкісне протікання хімічних реакцій відновлення при сполученні високих температур, здійснити рівномірний і постійний ступінь металізації, - безперервність технологічного процесу за рахунок суміщення в часі всіх його операцій від подачі в реактор шихти та відновлювача, до випуску металу й брикетів, поліпшити утилізацію відхідного газу, підвищити економічність виплавки металу. Додатковим результатом є також екологічний аспект рішення завдання. « ші сImplementation of the invention will make it possible to bring the time of the reduction reaction closer to the time of the chemical reaction, to achieve a higher degree of reduction of iron from oxides, to ensure the high-speed flow of chemical reduction reactions at the combination of high temperatures, to achieve a uniform and constant degree of metallization, - the continuity of the technological process due to the combination in time of all its operations from feeding the charge and reducing agent into the reactor, to the production of metal and briquettes, to improve waste gas utilization, and to increase the efficiency of metal smelting. An additional result is also the environmental aspect of the task solution. "shi p
Claims (6)
Priority Applications (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| UAA200500401A UA79476C2 (en) | 2005-01-17 | 2005-01-17 | Method for direct reduction of ferric oxides with obtaining iron melt and unit for realizing the same |
| RU2005116796/02A RU2304620C2 (en) | 2005-01-17 | 2005-06-01 | Method of the direct reduction of the ferric oxides and production of the iron melt and the installation for the method realization |
| PCT/UA2005/000031 WO2006075977A1 (en) | 2005-01-17 | 2005-07-21 | Plant for directly reducing iron oxides and for producing an iron melt |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| UAA200500401A UA79476C2 (en) | 2005-01-17 | 2005-01-17 | Method for direct reduction of ferric oxides with obtaining iron melt and unit for realizing the same |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| UA79476C2 true UA79476C2 (en) | 2007-06-25 |
Family
ID=36677935
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| UAA200500401A UA79476C2 (en) | 2005-01-17 | 2005-01-17 | Method for direct reduction of ferric oxides with obtaining iron melt and unit for realizing the same |
Country Status (3)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2304620C2 (en) |
| UA (1) | UA79476C2 (en) |
| WO (1) | WO2006075977A1 (en) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US8632622B2 (en) | 2008-06-06 | 2014-01-21 | Siemens Vai Metals Technologies Gmbh | Process and device for producing pig iron or liquid steel precursors |
| RU2518820C2 (en) * | 2009-01-30 | 2014-06-10 | Сименс Фаи Металз Текнолоджиз Гмбх | Method and device for production of cast iron or fused steel semis |
Families Citing this family (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| AT507955B1 (en) | 2009-02-20 | 2011-02-15 | Siemens Vai Metals Tech Gmbh | METHOD AND APPARATUS FOR MANUFACTURING SUBSTITUTE GAS |
| AT509357B1 (en) | 2010-01-15 | 2012-01-15 | Siemens Vai Metals Tech Gmbh | METHOD AND DEVICE FOR REDUCING IRON-EFFICIENT SUBSTANCES OR FOR PRODUCING RAW IRONS OR LIQUID STEEL PREPARED PRODUCTS |
| EA201600321A1 (en) * | 2015-03-13 | 2016-10-31 | Сулейман Мустафьевич ТЛЕУГАБУЛОВ | METHOD OF RESTORING MELTING STEEL AND DEVICE FOR ITS IMPLEMENTATION |
| WO2021221529A1 (en) * | 2020-04-29 | 2021-11-04 | Vigdorchikov Oleg Valentinovich | Method for directly reducing iron ore concentrate and producing a melt of soft magnetic iron (armco) and apparatus for the implementation thereof |
| CN115216574B (en) * | 2022-01-25 | 2023-10-03 | 中冶长天国际工程有限责任公司 | A direct reduction process and direct reduction device for iron-containing composite pellets |
Family Cites Families (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| SE8004313L (en) * | 1980-06-10 | 1981-12-11 | Skf Steel Eng Ab | SET OF MATERIAL METAL OXIDE-CONTAINING MATERIALS RECOVERED SOLAR METALS |
| SE446743B (en) * | 1980-09-29 | 1986-10-06 | Skf Steel Eng Ab | Method and device for production of sponge iron in a shaft furnace with the help of a plasma generator |
| GB2092617B (en) * | 1981-02-11 | 1984-11-07 | Skf Steel Eng Ab | Manufacturing sponge iron |
| US5139568A (en) * | 1991-10-03 | 1992-08-18 | Cargill, Incorporated | Continuous production of iron-carbon alloy using iron carbide |
-
2005
- 2005-01-17 UA UAA200500401A patent/UA79476C2/en unknown
- 2005-06-01 RU RU2005116796/02A patent/RU2304620C2/en not_active IP Right Cessation
- 2005-07-21 WO PCT/UA2005/000031 patent/WO2006075977A1/en not_active Ceased
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US8632622B2 (en) | 2008-06-06 | 2014-01-21 | Siemens Vai Metals Technologies Gmbh | Process and device for producing pig iron or liquid steel precursors |
| US9181594B2 (en) | 2008-06-06 | 2015-11-10 | Siemens Vai Metals Technologies Gmbh | Process and device for producing pig iron or liquid steel precursors |
| RU2518820C2 (en) * | 2009-01-30 | 2014-06-10 | Сименс Фаи Металз Текнолоджиз Гмбх | Method and device for production of cast iron or fused steel semis |
| US8968441B2 (en) | 2009-01-30 | 2015-03-03 | Siemens Vai Metals Technologies Gmbh | Method and system for producing pig iron or fluid steel pre-products |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| WO2006075977A1 (en) | 2006-07-20 |
| RU2304620C2 (en) | 2007-08-20 |
| RU2005116796A (en) | 2006-12-10 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| EP3980567B1 (en) | Direct reduction process utilizing hydrogen | |
| RU2109070C1 (en) | Method for producing liquid conversion pig iron from iron ore and device for its embodiment | |
| US9328395B2 (en) | Method and apparatus for producing direct reduced iron utilizing a source of reducing gas comprising hydrogen and carbon monoxide | |
| US6270553B1 (en) | Direct reduction of metal oxide agglomerates | |
| US4380469A (en) | Process and apparatus for continuously reducing and melting metal oxides and/or pre-reduced metallic materials | |
| RU2125098C1 (en) | Method of direct reduction of material containing iron oxides and plant for method equipment | |
| KR20010041141A (en) | Method and apparatus for producing direct reduced iron with improved reducing gas utilization | |
| JP7802915B2 (en) | Molten iron manufacturing method | |
| US9499872B2 (en) | Iron reduction process and equipment | |
| CA1240520A (en) | Apparatus and process for reduction of metal oxides | |
| KR19990087540A (en) | Production method of molten pig iron or intermediate steel product and facility for implementing the production method | |
| JP3441464B2 (en) | Method for producing sponge iron and plant for carrying out the method | |
| RU2304620C2 (en) | Method of the direct reduction of the ferric oxides and production of the iron melt and the installation for the method realization | |
| WO1997027338A1 (en) | Direct iron and steelmaking | |
| JP2002522642A (en) | Heat treatment method of residue material containing heavy metal and iron oxide | |
| RU2006114771A (en) | METHOD AND DEVICE FOR PRODUCING A MELTED IRON | |
| JP2916516B2 (en) | Method for producing liquid metal from metal oxide fine particles and reduction smelting furnace for carrying out this method | |
| KR19990087542A (en) | Equipment and methods for spongy metal production | |
| US5286273A (en) | Method for steel making in high temperature reactor | |
| JP2001520310A (en) | Method and apparatus for controlling carburization of DRI | |
| RU2285047C1 (en) | Method of production of iron by direct reduction and device for realization of this method | |
| RU2833291C1 (en) | Method of direct reduction of iron using gas plasma | |
| RU2319749C2 (en) | Method of the direct production of iron, in particular steels, and installation for its implementation | |
| AU708255B2 (en) | Direct iron and steelmaking | |
| CA2019050C (en) | Method and apparatus for steel making |