CZ78197A3 - Process for producing liquid pig iron or a steel half-finished product and apparatus for making the same - Google Patents
Process for producing liquid pig iron or a steel half-finished product and apparatus for making the same Download PDFInfo
- Publication number
- CZ78197A3 CZ78197A3 CZ97781A CZ78197A CZ78197A3 CZ 78197 A3 CZ78197 A3 CZ 78197A3 CZ 97781 A CZ97781 A CZ 97781A CZ 78197 A CZ78197 A CZ 78197A CZ 78197 A3 CZ78197 A3 CZ 78197A3
- Authority
- CZ
- Czechia
- Prior art keywords
- iron
- melting
- burner
- containing material
- fine
- Prior art date
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 28
- 229910000805 Pig iron Inorganic materials 0.000 title claims abstract description 25
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 title claims abstract description 8
- 239000010959 steel Substances 0.000 title claims abstract description 8
- 239000007788 liquid Substances 0.000 title description 10
- XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N Iron Chemical compound [Fe] XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 119
- 229910052742 iron Inorganic materials 0.000 claims abstract description 56
- 239000007789 gas Substances 0.000 claims abstract description 50
- 239000000463 material Substances 0.000 claims abstract description 34
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 claims abstract description 28
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 26
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 claims abstract description 26
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 16
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 claims abstract description 16
- 238000002485 combustion reaction Methods 0.000 claims abstract description 11
- 239000007787 solid Substances 0.000 claims abstract description 11
- 239000010419 fine particle Substances 0.000 claims abstract description 7
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 claims abstract description 5
- 238000002844 melting Methods 0.000 claims description 59
- 230000008018 melting Effects 0.000 claims description 59
- 238000002309 gasification Methods 0.000 claims description 17
- 239000003245 coal Substances 0.000 claims description 16
- 239000002893 slag Substances 0.000 claims description 10
- 239000000428 dust Substances 0.000 claims description 8
- 230000001914 calming effect Effects 0.000 claims description 5
- 239000000155 melt Substances 0.000 claims description 4
- 238000007664 blowing Methods 0.000 claims description 3
- 238000000926 separation method Methods 0.000 claims description 2
- 230000007704 transition Effects 0.000 claims description 2
- 238000007599 discharging Methods 0.000 claims 1
- 239000000969 carrier Substances 0.000 abstract description 2
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 abstract 2
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 10
- 239000000571 coke Substances 0.000 description 5
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 4
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 4
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 4
- 239000011236 particulate material Substances 0.000 description 3
- 206010003497 Asphyxia Diseases 0.000 description 2
- UCKMPCXJQFINFW-UHFFFAOYSA-N Sulphide Chemical compound [S-2] UCKMPCXJQFINFW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 2
- VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N methane Chemical compound C VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 230000003647 oxidation Effects 0.000 description 2
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 description 2
- 239000000843 powder Substances 0.000 description 2
- MYMOFIZGZYHOMD-UHFFFAOYSA-N Dioxygen Chemical compound O=O MYMOFIZGZYHOMD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- CWYNVVGOOAEACU-UHFFFAOYSA-N Fe2+ Chemical compound [Fe+2] CWYNVVGOOAEACU-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- MBMLMWLHJBBADN-UHFFFAOYSA-N Ferrous sulfide Chemical compound [Fe]=S MBMLMWLHJBBADN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000003723 Smelting Methods 0.000 description 1
- 239000000654 additive Substances 0.000 description 1
- 239000003638 chemical reducing agent Substances 0.000 description 1
- 238000010410 dusting Methods 0.000 description 1
- -1 ferrous metals Chemical class 0.000 description 1
- 239000012530 fluid Substances 0.000 description 1
- 229930195733 hydrocarbon Natural products 0.000 description 1
- 150000002430 hydrocarbons Chemical class 0.000 description 1
- 239000003345 natural gas Substances 0.000 description 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 1
- 238000005406 washing Methods 0.000 description 1
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
- C21B13/0006—Making spongy iron or liquid steel, by direct processes obtaining iron or steel in a molten state
- C21B13/0013—Making spongy iron or liquid steel, by direct processes obtaining iron or steel in a molten state introduction of iron oxide into a bath of molten iron containing a carbon reductant
- C21B13/002—Reduction of iron ores by passing through a heated column of carbon
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C21—METALLURGY OF IRON
- C21B—MANUFACTURE OF IRON OR STEEL
- C21B13/00—Making spongy iron or liquid steel, by direct processes
-
- 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
-
- 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
- Y02P10/134—Reduction of greenhouse gas [GHG] emissions by avoiding CO2, e.g. using hydrogen
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Metallurgy (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Manufacture Of Iron (AREA)
- Heat Treatment Of Articles (AREA)
- Application Of Or Painting With Fluid Materials (AREA)
- Chemical Treatment Of Metals (AREA)
- Crucibles And Fluidized-Bed Furnaces (AREA)
- Manufacture Of Metal Powder And Suspensions Thereof (AREA)
- Furnace Details (AREA)
- Compounds Of Iron (AREA)
- Vertical, Hearth, Or Arc Furnaces (AREA)
- Treatment Of Steel In Its Molten State (AREA)
Description
Vynález se týká způsobu výroby tekutého surového železa nebo ocelového polotovaru z materiálu, obsahujícího železo, tvořeného jemnými částicemi, zejména z redukované železné houby, v tavící zplyňovací zóně tavícího generátoru, ve kterém se za přívodu materiálu obsahujícího uhlík a plynu obsahujícího kyslík v loži tvořené pevným nosičem uhlíku taví při současné tvorbě redukčního plynu materiál, obsahující železo, popřípadě po předchozí redukci, jakož i zařízení k provádění způsobu.
Dosavadní stav techniky
Z EP B 010 627 je znám způsob výroby tekutého surového železa nebo ocelového polotovaru z částicového materiálu, obsahujícího železo, zejména z redukované železné houby, jakož i výroby redukčního plynu v tavícím generátoru, při kterém se vytváří přidáváním uhlí a dmýcháním plynu obsahujícího kyslík do vířivé vrstvy z částic koksu. Plyn obsahující kyslík popř. čistý kyslík se přitom vedmýchává ve spodní části tavícího generátoru. Částicový materiál, obsahující železo, zejména redukovaná železná houba, a kusové uhlí se přivádí vsázkovým otvorem v krytu tavícího generátoru shora, padající částice zabrzdí ve vířivé vrstvě a částice, obsahující železo, se v koksovou fluidní vrstvou redukují a struskou pokrytý kov se shromaždúje průběhu propadání taví. Roztavený, na dně tavícího pomocí oddělených generátoru, odpichů.
Kov a struská se odtahují
Způsob tohoto druhu však není vhodný pro zpracování jemně dělené železné houby, neboť jemně dělená železná houba by v důsledku silného proudění plynu v tavícím generátoru z něho byla hned vynášena. Vynášení je ještě zvýhodněno teplotou v horní části tavícího generátoru, neboť ta je příliš nízká na to, aby se železná houba roztavila v místě jejího přivádění.
Z US 5 082 251 je známo redukovat jemnou rudu obsahující železo v procesu s vířivou vrstvou přímo pomocí redukčního plynu vyrobeného ze zemního plynu. Přitom se jemná ruda, bohatá železem, redukuje v systému do série uspořádaných reaktorů s vířivou vrstvou pomocí redukčního plynu za zvýšeného tlaku. Takto vyrobený prášek železné houby se návazně podrobí horkému a studenému briketování. Pro další zpracování prášku železné houby jsou upravena zvláštní tavící zařízení.
Z EP A 217 331 je známo přímo předredukovat jemnou rudu v procesu s vířivou vrstvou a předredukovanou jemnou rudu uvést do tavícího generátoru a redukovat a roztavit ji pomocí plazmového hořáku za přívodu redukčního prostředku obsahujícího uhlík. V tavícím generátoru se tvoří fluidní vrstva a nad ní vířivá vrstva z koksu. Předredukovaná jemná ruda popř. prášek železné houby se přivádí k plazmovému hořáku, uspořádanému ve spodní části tavícího generátoru, přitom je nevýhodné, že přiváděním předredukované jemné rudy bezprostředně do spodní oblasti tavení, tzn. do oblasti shromažďování taveniny, není zajištěna konečná redukce a v žádném případě nemůže být dosaženo chemického složení, potřebného pro další zpracování surového železa. Kromě toho se pro přítomnost fluidní popř. pevné vrstvy tvořící z uhlí ve spodní části tavícího generátoru není možné přivádění velkých množství předredukované jemné rudy, neboť není možné dostatečné odvádění produktů tavení z vysokoteplotní zóny plazmového hořáku. Přivádění velkých množství předredukované rudy by tak ihned vedlo k tepelnému a mechanickému selhání plazmového hořáku.
Z EP B 111 176 je známo vyrábět částice železné houby a tekuté surové železo z kusové železné rudy, přičemž železná ruda se přímo redukuje v agregátu pro přímou redukci a částice železné houby, vynášené z agregátu pro přímou redukci se dělí na hrubou a jemnou frakci. Jemná frakce se přivádí do tavícího generátoru, ve kterém se z dodaného uhlí a přivedeného plynu obsahujícího kyslík vyrábí teplo potřebné k tavení železné houby, jakož i redukční plyn přiváděný do agregátu pro přímou redukci. Jemnozrnná frakce se do tavícího generátoru přivádí spádovou trubkou, která vyčnívá z hlavy tavícího generátoru až do blízkosti fluidní vrstvy uhlí. Na konci spádové trubky je uspořádána odrážecí deska pro zmenšení rychlosti jemnozrnné frakce, takže výstupní rychlost jemnozrnné frakce ze spádové trubky je velmi malá. V místě přivádění je teplota panující v tavícím generátoru velmi nízká, takže nemůže docházet k okamžitému tavení přiváděné jemnozrnné frakce. To spolu s nízkou výstupní rychlostí ze spádové trubky způsobuje, že značný podíl přiváděné jemnozrnné frakce vystupuje z tavícího generátoru spolu s vyráběným redukčním plynem. Přivádění většího množství v jemných zrnech nebo výlučně v jemných zrnech podle tohoto způsobu není možné.
Při způsobu podle EP A 576 414 se přímo redukují kusové suroviny s obsahem železa v redukční šachtové peci, a to pomocí redukčního plynu, vytvářeného v tavící zplyňovací zóně. Takto získaná železná houba se pak přivádí do tavící zplyňovací zóny. Tiby se při tomto známém způsobu mohla navíc zhodnotit jemná ruda a/nebo prach z rudy, jako oxidický jemný železný prach, vyskytující se v hutích, přivádí se jemná ruda a/nebo prach z rudy s pevným nosičem uhlíku k prachovému hořáku, pracujícímu v tavící zplyňovací zóně, a přeměňuje se v podstechiometrické spalovací reakci. Tento způsob dovoluje účinné zpracování jemné rudy a/nebo prachu z rudy, vyskytujícího se v hutích, a to až do velikosti řádu 20 až 30% celkové vsázky rudy, takže kombinuje zpracování kusové rudy a jemné rudy.
Cílem vynálezu je odstranění těchto nevýhod a obtíží a jeho úkolem je, poskytnout způsob výše popsaného druhu jakož i zařízení k provádění způsobu, při kterém je možné zpracování materiálu, obsahujícího železo, tvořeného jemnými částicemi, bez potřeby briketování, přičemž se na jedné straně spolehlivě zamezí vynášení přiváděných jemných částic, tedy materiálu obsahujícího železo, popřípadě v předredukovaném nebo zcela redukovaném stavu, reakčními plyny vyráběnými v tavícím generátoru, a na druhé straně ze zajistí popřípadě požadovaná úplná redukce. Úkolem vynálezu zejména je, poskytnout způsob, při kterém se může zpracovávat na surové železo a/nebo ocelový polotovar pomocí tavícího generátoru vsázka, tvořená z větší části, s výhodou ze 100%, materiálem, obsahujícím železo, sestávajícím z jemných částic.
Podstata vynálezu
Tento úkol je podle vynálezu řešen tím, že materiál, obsahující železo, se vnáší do tavícího generátoru pomocí kyslíkového hořáku vytvářejícího vysokoteplotní spalovací zónu ve středu těsně nad ložem, avšak v její bezprostřední blízkosti, přičemž s výhodou se materiál, obsahující železo, dmýchá proti povrchu lože paprskem hořáku, vyvíjeným ve vysokoteplotní spalovací zóně, směřujícím proti povrchu lože.
Na povrchu lože se rychlost materiálu, obsahujícího železo, tvořeného jemnými částicemi, zbrzdí, takže dosáhne doby pobytu ve vysokoteplotní zóně, která stačí k roztavení přiváděného materiálu obsahujícího železo. Struska a železo mohou skrze fluidní nebo pevnou vrstvu odtékat do spodního úseku tavícího generátoru. Pomocí doby pobytu zajištěné v tavící zplyňovací zóně je zajištěna úplná redukčně popřípadě ještě ne zcela zredukovaného materiálu, obsahujícího železo.
Z EP A 174 291 je známo, prachovité sulfidické rudy neželezných kovů, zejména rudy barevných kovů, přivádět do tavícího generátoru nad tavící hořák. Přitom mohou být zpracována také větší množství sulfidických rud neželezných kovů, neboť teplo, potřebné k tavení částic rudy se vyvíjí exotermní přeměnou sulfidické rudy kyslíkem v hořáku.
Uhlí pro vytváření uhlíkové vířivé vrstvy se při tomto známém způsobu do tavící zplyňovací zóny vsazuje zvlášť. Při způsobu tohoto druhu není možné používat oxidických jemných rud, neboť přitom by chybělo teplo pro tavení této oxidické jemné rudy. Důsledkem by bylo vynášení této jemné rudy skrze přívod jemné rudy, uspořádaný na horním konci tavícího generátoru, redukčním plynem, vystupujícím z tavící zplyňovací zóny a odváděným z tavícího generátoru.
Pro zamezení oxidace materiálu, obsahujícího železo, tvořeného jemnými částicemi, dodávaného do tavící zplyňovací zóny, kyslíkem popř. kyslík obsahujícím plynem, přiváděným kyslíkovému hořáku, se podle vynálezu s výhodou přivádí do vysokoteplotní spalovací zóny bezprostředně jemné uhlí, s výhodou vedmýcháváním.
Podle výhodného provedení se redukčním plynem, vytvářeným v tavící zplyňovací zóně, redukuje jemná ruda v procesu s vířivou vrstvou, přičemž redukční plyn, vystupující z tavícího generátoru, se do redukce s vířivou vrstvou přivádí přímo, tzn. bez předchozího oddělování prachu. Přitom se koksový prach, vynášený redukčním plynem z tavící zplyňovací zóny, přivádí do redukční zóny vířivé vrstvy, přičemž se zmenšuje nebezpečí „dušení. Návazně se přivádí s redukovanou jemnou rudou přes kyslíkový hořák zase do tavící zplyňovací zóny, takže se neztrácí.
S výhodou se do tavící zplyňovací zóny dodává přídavně kusový materiál obsahujíc! uhlík, jakož i kusový materiál, obsahující železo, které z důvodu jejich velikosti nemohou být vynášeny proudem plynu, a to pomocí přívodů, ústících v horní části tavícího generátoru. Tak mohou být při způsobu podle vynálezu použity obvyklé tavící generátory bez podstatných konstrukčních změn.
Zařízení k provádění způsobu s tavícím generátorem s přiváděcími a odváděcími vedeními pro přidávání materiálu obsahujícího uhlík, materiálu obsahujícího železo, pro odtah vyvíjeného redukčního plynu a pro přívod plynu obsahujícího kyslík, dále s výpustí tekuté strusky a železa, přičemž je uspořádán spodní úsek tavícího generátoru pro zachycení roztaveného surového železa a tekuté strusky, na něm ležící střední úsek pro uložení lože tvořeného pevným nosičem uhlíku, a návazně horní úsek jako uklidňovací prostor, se vyznačuje tím, že je opatřeno hořákem, přivádějícím plyn obsahující kyslík a materiál, obsahující železo, tvořený jemnými částicemi, jehož hlava hořáku je v oblasti přechodu středního úseku do horního úseku ve střední části průřezu uklidňovacího prostoru, přičemž výhodně hlava hořáku směřuje proti povrchu lože.
S výhodou jsou v bezprostřední blízkosti hlavy hořáku uspořádána ústí přívodních trubek, přivádějících jemné uhlí.
Podle výhodného provedení je hořák vytvořen jako hořáková trubka, vyčnívající z hlavy tavícího generátoru vertikálně a centrálně dovnitř tavícího generátoru. Hořák může být proveden například jak je popsáno v EP A 481 955. Může být navíc opatřen prstencovou štěrbinou k současnému přivádění jemného pevného uhlí.
Je účelné, když generátoru ze strany, přívodní trubky zasahují do tavícího s výhodou směrovány šikmo dolů.
Výhodné je, když odvod redukčního plynu, uklidňovacího prostoru tavícího generátoru, znamená bez vřazení odprašovacího zařízení, vířivou vrstvou, sloužícího přímé redukci tvořené jemnými částicemi, a že vedení, vycházející z ústí přímo, to do reaktoru s železné rudy, vystupující z reaktoru s vířivou vrstvou, odvádějící z něho redukovanou jemnou rudu, ústí do kyslíkového hořáku.
Přehled obrázků na výkresech
Vynález bude blíže vysvětlen prostřednictvím příkladu u provedení schematicky znázorněného na výkrese.
Příklady provedení vynálezu
Zařízení podle vynálezu obsahuje reaktor 1 s vířivou vrstvou, do kterého se přes přívod 2 rudy přivádí jemná ruda obsahující železo nebo ruda obsahující železo (např. 1 461 kg rudy/t surového železa), s velkým podílem (více než 50%) jemné rudy. V tomto reaktoru 1 s vířivou vrstvou probíhá předredukce, popřípadě konečná redukce jemné rudy v zóně 3 vířivé vrstvy.
Vlastnosti rudy:
Feceik 6 6,3%
Fe2O3 94,7
Velikost částic 0 až 8 mm
Místo jediného reaktoru 1^ s vířivou vrstvou může být uspořádáno více reaktorů s vířivou vrstvou v sérii za sebou, přičemž jemná ruda se vede od reaktoru k reaktoru pomocí zavážecího potrubí, a to podobně, jak je popsáno v US A 5 082 251.
Předredukovaná popř. zcela redukovaná jemná ruda, to je prášková železná houba (530 kg/t surového železa) se přivádí pomocí zavážecího potrubí 4_ způsobem, který bude ještě blíže popsán, do tavícího generátoru 5. V tavícím generátoru 5 se v tavící zplyňovací zóně 6 vyrábí z uhlí a plynu obsahujícího kyslík redukční plyn (1715 Nm3/t surového železa při 850°C), obsahující CO a H2, který se pomocí přívodu 7 redukčního plynu zavádí do reaktoru 1 s vířivou vrstvou.
Složení redukčního plynu:
CO 63,4%
C02 4,3%
H2 26, 3% zbytek je H20, N2, CH4
Redukční plyn proudí v protiproudu k průchodu rudy tímto reaktorem 1_ s vířivou vrstvou a odvádí se z reaktoru 1 s vířivou vrstvou přes odvod 8_ kychtového plynu a návazně se chladí a propírá v mokré pračce 9 a je pak jako kychtový plyn (1639 Nm3/t surového železa) k dispozici spotřebitelům.
Složení kychtového plynu:
CO 42%
33,2%
H2 18,4% zbytek je H2O, N2, CH4
Výhřevnost kychtového plynu: 7681 kJ/Nm3
Tavící generátor _5 má přívody 10 pro pevný nosič uhlíku v kusové formě (700 kg hrubého uhlí/t surového železa), přívody 11 pro plyny obsahující kyslík (175 Nm3O2/t surového železa), jakož i popřípadě přívody pro nosiče uhlíku, kapalné nebo plynné při teplotě okolí, jako jsou uhlovodíky, a pro spalované přísady.
V tavícím generátoru 5 se shromažďuje ve spodním úseku
I pod tavící zplyňovací zónou 6 roztavené tekuté surové železo 12 (1 000 kg surového železa/t surového železa), popř. roztavený tekutý ocelový polotovar a roztavená tekutá struska 13 (303 kg/t surového železa), které se odpichují výpustí 14.
Surové železo má v průměru následující složení:
C 4,3% z
Si 0,4%
Mn 0,08%
P 0, 1%
S 0,05% zbytek je Fe
Struska má v průměru bazicitu B2 (Ca0/Si02) =1,1
V úseku II tavícího generátoru 5, uspořádaném nad spodním úsekem I_, dochází k vytváření lože 16, s výhodou jako pevné a/nebo vířivé vrstvy, tvořené nosičem uhlíku. Nad středním úsekem II uspořádaný úsek III funguje jako uklidňovací prostor pro redukční plyn, vytvářený v tavícím generátoru 5, a pevné částice, unášené plynným proudem tvořeným redukčním plynem.
Předredukované popř. zcela redukovaná jemná ruda se do tavící zplyňovací zóny 6 zavádí pomocí kyslíkového hořáku 15, směřujícího shora přibližně vertikálně dolů, přičemž hlava 15z hořáku dosahuje těsně nad povrch 17 lože 16. Hlava 15' hořáku je uspořádána vzhledem k průřezu tavícího generátoru ý v jeho střední části, tzn. s odstupem od jeho stěn. S výhodou je uspořádána jen jediná hlava 15z hořáku, která leží ve vertikální podélné středové ose tavícího generátoru 5. Hořák 15 má středovou vnitřní trubku 18 pro přívod částečně popř. zcela redukované jemné rudy a prstencovou štěrbinu 20, obklopující středovou vnitřní trubku 18, ohraničenou chlazenou vnější trubkou 19, pro přívod kyslíku (275 Nm302/t surového železa) popř. plynu, kyslík obsahujícího.
V místě výstupu plynu, obsahujícího kyslík, a přiváděného materiálu, obsahujícího železo, dochází k vytváření vysokoteplotní spalovací zóny 21, ve které materiál, obsahující železo, který se vedmýchává hlavou hořáku ve směru k povrchu 17 lože 16, v důsledku jeho zabrždění na povrchu 17 lože 16, dosáhne doby pobytu na tomto povrchu 17, která stačí k roztavení materiálu obsahujícího železo. Struska, tvořící se přitom, a roztavené železo mohou skrze lože 16 odtékat do spodního úseku I tavícího generátoru 5.
Může být výhodou, zvláště při větším kolísání velikosti zrna vsazované jemné rudy popř. při určitém podílu hrubších částic rudy, že z reaktoru 1_ s vířivou vrstvou vystupující materiál, obsahující železo, se frakcionuje a do hořáku 15 se přivádí jen jemnozrnná frakce, a hrubozrnná frakce (s výhodou 2 až 8 mm) (530 kg/g surového železa) naopak se vsazuje přes přívodní vedení 22 a přívodní otvory 23 do horní části tavícího generátoru 5. Velikost zrn částic přiváděných pomocí hořáku 15 s výhodou leží v rozmezí 0 až 2 mm.
Vlastnosti uhlí: analýza prvků:
73, 6% 4,4%
1,7%
6,2%
1,0%
Cfix
60,8% 25, 6%
8, 6% těkavé složky popel
Velikost zrna jemného uhlí:
až 2 mm
Velikost zrna hrubého uhlí:
až 50 mm
V těsném sousedství hlavy 15' hořáku jsou umístěna ústí 24 přívodních trubek 25, přivádějících jemné uhlí (250 kg/t surového železa) . Tak může být jemné uhlí dmýcháno ze strany do vysokoteplotní spalovací zóny 21 pod hlavou 15' hořáku, čímž se zamezí oxidaci částečně nebo zcela redukované jemné rudy kyslíkem, přiváděným hlavou 15z hořáku.
Přiváděné jemné uhlí umožňuje dále snížit teplotu redukčního plynu, tvořeného v tavící zplyňovací zóně 6, který může být odváděn jako u obvyklých tavících generátorů.
Není zapotřebí zařízení pro odprášení redukčního plynu ani zpětné vedení prachu, neboť koksový prach vynášený redukčním plynem v redukční zóně 2 vířivé vrstvy reaktoru 1_ s vířivou vrstvou zmenšuje nebezpečí „dušení, takže v žádném případě nevadí, a pomocí kyslíkového hořáku 15 se dostane zase do tavící zplyňovací zóny 6. Výhodné pro nastavení teploty redukčního plynu však může být propírání jeho části s návaznou recirkulací.
Claims (12)
1. Způsob výroby tekutého surového železa (12) nebo ocelového polotovaru z materiálu, obsahujícího železo, tvořeného jemnými částicemi, zejména z redukované železné houby, v tavící zplyňovací zóně (6) tavícího generátoru (5), ve kterém se za přívodu materiálu obsahujícího uhlík a plynu obsahujícího kyslík v loži (16) tvořeném pevným nosičem uhlíku taví při současné tvorbě redukčního plynu materiál, obsahující železo, popřípadě po předchozí redukci, vyznačující se tím, že materiál, obsahující železo, se přivádí do tavícího generátoru (5) pomocí kyslíkového hořáku (15) vytvářejícího vysokoteplotní spalovací zónu (21) ve středu těsně nad ložem (16), avšak v jeho bezprostřední blízkosti.
2. Způsob podle nároku 1, vyznačující se tím, že materiál, obsahující železo, se dmýchá proti povrchu lože (16) paprskem hořáku, vyvíjeným ve vysokoteplotní spalovací zóně (21), směřujícím proti povrchu lože (16).
3. Způsob podle nároku 1 nebo 2, vyznačující se tím, že se do vysokoteplotní spalovací zóny bezprostředně přivádí, s výhodou vedmýchává, jemné uhlí.
4. Způsob podle některého z nároků 1 až 3, vyznačující se tím, že redukčním plynem, vytvářeným v tavící zplyňovací zóně (6), se redukuje jemná ruda v procesu (3) s vířivou vrstvou, přičemž redukční plyn vystupující z
- 15 tavícího generátoru (5) se přivádí přímo, to znamená bez předchozího oddělení prachu, k redukci (3) ve vířivé vrstvě.
5. Způsob podle některého z nároků 1 až 4, vyznačující se tím, že se do tavící zplyňovací zóny (6) dále přivádí kusový materiál, obsahující uhlík, jakož i kusový materiál, obsahující železo, a to pomocí přívodů (10, 22, 23), ústících v horní části tavícího generátoru (5).
6. Zařízení k provádění způsobu podle některého z nároků 1 až 5, s tavícím generátorem (5) s přiváděcími a odváděcími vedeními (4, 7, 10, 11) pro přidávání materiálu obsahujícího uhlík, materiálu obsahujícího železo, pro odtah vyvíjeného redukčního plynu a pro přívod plynu obsahujícího kyslík, dále s výpustí (14) tekuté strusky a železa, přičemž je uspořádán spodní úsek (I) tavícího generátoru (5) pro zachycení roztaveného surového železa (12) a tekuté strusky (13), na něm ležící střední úsek (II) pro uložení lože (16) tvořeného pevným nosičem uhlíku, a návazně horní úsek (III) jako uklidňovací prostor, vyznačující se tím, že je opatřeno hořákem (15) pro přivádění plynu obsahujícího kyslík a materiálu, obsahujícího železo, tvořeného jemnými částicemi, jehož hlava (15') hořáku je v oblasti přechodu středního úseku (II) do horního úseku (III) ve střední části průřezu uklidňovacího prostoru.
7. Zařízení podle nároku 6, vyznačující se tím, že hlava (15') hořáku směřuje proti povrchu (17) lože (16) .
8. Zařízení podle nároku 6 nebo 7, vyznačující se tím, že v bezprostřední blízkosti hlavy (15') hořáku jsou uspořádána ústí (24) přívodních trubek (25), přivádějících jemné uhlí.
9. Zařízení podle některého z nároků 6 až 8, vyznačující se tím, že hořák (15) je vytvořen jako hořáková trubka, vyčnívající z hlavy tavícího generátoru (5) vertikálně a centrálně dovnitř tavícího generátoru (5).
10. Zařízení podle nároku 8 nebo 9, vyznačující se tím, že přívodní trubky (25) zasahují do tavícího generátoru (5) ze strany, s výhodou směrovány šikmo dolů.
11. Zařízení podle některého z nároků 6 až 10, vyznačující se tím, že odvod (7) redukčního plynu, vycházející z uklidňovacího prostoru (III) tavícího generátoru (5), ústí přímo, to znamená bez vřazení odprašovacího zařízení, do reaktoru (1) s vířivou vrstvou, sloužícího přímé redukci železné rudy, tvořené jemnými částicemi, a že vedení (4), vystupující z reaktoru (1) s vířivou vrstvou, odvádějící z něho redukovanou jemnou rudu, ústí do kyslíkového hořáku.
12. Obchodně použitelný výrobek, jako válcované zboží, vyrobený ze surového železa nebo ocelového polotovaru, vyrobeného způsobem podle některého z nároku 1 až 5.
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| AT0123495A AT406480B8 (de) | 1995-07-19 | 1995-07-19 | Verfahren zur herstellung von flüssigem roheisen oder stahlvorprodukten und anlage zur durchführung des verfahrens |
| PCT/AT1996/000128 WO1997004136A1 (de) | 1995-07-19 | 1996-07-18 | Verfahren zur herstellung von flüssigem roheisen oder stahlvorprodukten und anlage zur durchführung des verfahrens |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CZ78197A3 true CZ78197A3 (en) | 1997-10-15 |
Family
ID=3509512
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CZ97781A CZ78197A3 (en) | 1995-07-19 | 1996-07-18 | Process for producing liquid pig iron or a steel half-finished product and apparatus for making the same |
Country Status (16)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5944871A (cs) |
| EP (1) | EP0783591B1 (cs) |
| JP (1) | JPH10509216A (cs) |
| KR (1) | KR100240810B1 (cs) |
| CN (1) | CN1158146A (cs) |
| AT (2) | AT406480B8 (cs) |
| AU (1) | AU698669B2 (cs) |
| BR (1) | BR9606524A (cs) |
| CA (1) | CA2200323A1 (cs) |
| CZ (1) | CZ78197A3 (cs) |
| DE (1) | DE59606821D1 (cs) |
| RU (1) | RU2133780C1 (cs) |
| SK (1) | SK36597A3 (cs) |
| TW (1) | TW334476B (cs) |
| UA (1) | UA37264C2 (cs) |
| WO (1) | WO1997004136A1 (cs) |
Families Citing this family (13)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| AT403696B (de) * | 1996-06-20 | 1998-04-27 | Voest Alpine Ind Anlagen | Einschmelzvergaser und anlage für die herstellung einer metallschmelze |
| AT407052B (de) * | 1998-08-13 | 2000-12-27 | Voest Alpine Ind Anlagen | Verfahren zur herstellung von flüssigem roheisen |
| JP4691827B2 (ja) * | 2001-05-15 | 2011-06-01 | 株式会社神戸製鋼所 | 粒状金属鉄 |
| AT411265B (de) | 2002-02-14 | 2003-11-25 | Voest Alpine Ind Anlagen | Verfahren und vorrichtung zur erzeugung von metallen und/oder metallvorprodukten |
| KR101121197B1 (ko) * | 2004-07-30 | 2012-03-23 | 주식회사 포스코 | 일반탄 및 분철광석을 직접 사용하는 용융가스화로에 미분탄재를 취입하는 용철제조장치 및 그 용철제조방법 |
| UA82783C2 (uk) * | 2006-12-04 | 2008-05-12 | Анатолий Тимофеевич Неклеса | Спосіб одержання залізовуглецевого розплаву, зокрема розплаву сталі |
| RU2368667C2 (ru) * | 2007-04-19 | 2009-09-27 | Ооо "Твинн" | Способ прямого восстановления железа |
| AT507823B1 (de) | 2009-01-30 | 2011-01-15 | Siemens Vai Metals Tech Gmbh | Verfahren und anlage zur herstellung von roheisen oder flüssigen stahlvorprodukten |
| US8518146B2 (en) | 2009-06-29 | 2013-08-27 | Gb Group Holdings Limited | Metal reduction processes, metallurgical processes and products and apparatus |
| KR101481126B1 (ko) * | 2012-08-16 | 2015-01-12 | 주식회사 포스코 | 용철 제조장치 |
| CN107299177B (zh) * | 2017-05-25 | 2019-04-30 | 北京大学 | 一种流固耦合的铁矿粉还原装置及方法 |
| CN109371189A (zh) * | 2018-11-02 | 2019-02-22 | 中国石油大学(华东) | 铁矿粉和煤粉y型气流床分级还原气化炼铁工艺 |
| TWI890124B (zh) * | 2022-08-29 | 2025-07-11 | 盧森堡商保爾伍斯股份有限公司 | 鐵礦還原及熔化設備及在一爐中還原及熔化鐵礦之方法 |
Family Cites Families (14)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE1267692B (de) * | 1960-08-10 | 1968-05-09 | E H Hermann Schenck Dr Ing Dr | Verfahren zur Reduktion von Metalloxyden mit Kohle im Wirbelbett |
| US3264096A (en) * | 1963-12-19 | 1966-08-02 | United States Steel Corp | Method of smelting iron ore |
| GB1218388A (en) * | 1968-06-27 | 1971-01-06 | Steel Co Of Wales Ltd | Process for manufacture of iron from iron ore using fuel oil oxygen lance |
| US4087274A (en) * | 1975-07-04 | 1978-05-02 | Boliden Aktiebolag | Method of producing a partially reduced product from finely-divided metal sulphides |
| DE2843303C2 (de) * | 1978-10-04 | 1982-12-16 | Korf-Stahl Ag, 7570 Baden-Baden | Verfahren und Anlage zur Erzeugung von flüssigem Roheisen und Reduktionsgas in einem Einschmelzvergaser |
| DE3328373A1 (de) * | 1982-11-15 | 1984-05-17 | Korf Engineering GmbH, 4000 Düsseldorf | Verfahren und anlage zur direkten erzeugung von eisenschwammpartikeln und fluessigem roheisen aus stueckigem eisenerz |
| IN164687B (cs) * | 1984-08-16 | 1989-05-13 | Voest Alpine Ag | |
| AT381116B (de) * | 1984-11-15 | 1986-08-25 | Voest Alpine Ag | Verfahren zur herstellung von fluessigem roheisen oder stahlvorprodukten sowie vorrichtung zur durchfuehrung des verfahrens |
| DE3535572A1 (de) * | 1985-10-03 | 1987-04-16 | Korf Engineering Gmbh | Verfahren zur herstellung von roheisen aus feinerz |
| JPS6447820A (en) * | 1987-08-13 | 1989-02-22 | Kawasaki Steel Co | Production of molten metal from powdery ore |
| US5082251A (en) * | 1990-03-30 | 1992-01-21 | Fior De Venezuela | Plant and process for fluidized bed reduction of ore |
| AT400181B (de) * | 1990-10-15 | 1995-10-25 | Voest Alpine Ind Anlagen | Brenner für die verbrennung von feinkörnigen bis staubförmigen, festen brennstoffen |
| AT401777B (de) * | 1992-05-21 | 1996-11-25 | Voest Alpine Ind Anlagen | Verfahren und anlage zur herstellung von flüssigen roheisen oder flüssigen stahlvorprodukten |
| AT404735B (de) * | 1992-10-22 | 1999-02-25 | Voest Alpine Ind Anlagen | Verfahren und anlage zur herstellung von flüssigem roheisen oder flüssigen stahlvorprodukten |
-
1995
- 1995-07-19 AT AT0123495A patent/AT406480B8/de not_active IP Right Cessation
-
1996
- 1996-07-18 KR KR1019970701875A patent/KR100240810B1/ko not_active Expired - Fee Related
- 1996-07-18 CA CA002200323A patent/CA2200323A1/en not_active Abandoned
- 1996-07-18 CN CN96190760A patent/CN1158146A/zh active Pending
- 1996-07-18 DE DE59606821T patent/DE59606821D1/de not_active Expired - Fee Related
- 1996-07-18 BR BR9606524A patent/BR9606524A/pt not_active IP Right Cessation
- 1996-07-18 AU AU63477/96A patent/AU698669B2/en not_active Ceased
- 1996-07-18 AT AT96922677T patent/ATE200797T1/de active
- 1996-07-18 UA UA97031179A patent/UA37264C2/uk unknown
- 1996-07-18 US US08/793,321 patent/US5944871A/en not_active Expired - Fee Related
- 1996-07-18 RU RU97106332/02A patent/RU2133780C1/ru not_active IP Right Cessation
- 1996-07-18 JP JP9506079A patent/JPH10509216A/ja not_active Ceased
- 1996-07-18 EP EP96922677A patent/EP0783591B1/de not_active Expired - Lifetime
- 1996-07-18 WO PCT/AT1996/000128 patent/WO1997004136A1/de not_active Ceased
- 1996-07-18 SK SK365-97A patent/SK36597A3/sk unknown
- 1996-07-18 CZ CZ97781A patent/CZ78197A3/cs unknown
- 1996-07-19 TW TW085108807A patent/TW334476B/zh active
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| TW334476B (en) | 1998-06-21 |
| EP0783591A1 (de) | 1997-07-16 |
| WO1997004136A1 (de) | 1997-02-06 |
| DE59606821D1 (de) | 2001-05-31 |
| RU2133780C1 (ru) | 1999-07-27 |
| AU6347796A (en) | 1997-02-18 |
| JPH10509216A (ja) | 1998-09-08 |
| AT406480B (de) | 2000-05-25 |
| CA2200323A1 (en) | 1997-02-06 |
| KR970706407A (ko) | 1997-11-03 |
| ATE200797T1 (de) | 2001-05-15 |
| AT406480B8 (de) | 2000-07-25 |
| CN1158146A (zh) | 1997-08-27 |
| AU698669B2 (en) | 1998-11-05 |
| BR9606524A (pt) | 1997-10-14 |
| SK36597A3 (en) | 1998-04-08 |
| UA37264C2 (uk) | 2001-05-15 |
| KR100240810B1 (ko) | 2000-01-15 |
| ATA123495A (de) | 1999-10-15 |
| EP0783591B1 (de) | 2001-04-25 |
| US5944871A (en) | 1999-08-31 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CA1214333A (en) | Method and a melt-down gasifier for producing molten pig iron or steel pre-products | |
| CZ323196A3 (cs) | Způsob výroby kapalného surového železa nebo kapalných předproduktů oceli a za tepla briketovaného železa | |
| US5948139A (en) | Process for the production of molten pig iron or steel pre-products and a plant for carrying out the process | |
| CZ78197A3 (en) | Process for producing liquid pig iron or a steel half-finished product and apparatus for making the same | |
| JPS648044B2 (cs) | ||
| AU713666B2 (en) | Process for producing liquid pig iron or intermediate steel products and installation for implementing it | |
| JP2001505618A (ja) | 液状銑鉄または液状鋼予備生成物を製造するためのプロセス | |
| US6454833B1 (en) | Process for producing liquid pig iron or semifinished steel products from iron-containing materials | |
| US6156262A (en) | Melter gasifier for the production of a metal melt | |
| AU728751B2 (en) | Method for producing a reducing gas serving for the reduction of metal ore | |
| CA2260202C (en) | Process for charging of metal carrying materials in a melt gasifier | |
| US6488738B2 (en) | Method of producing molten metal | |
| US6277172B1 (en) | Method of charging metal carriers to a melt-down gasifying zone | |
| KR100466634B1 (ko) | 용융선철또는용강중간제품을생산하는방법및그설비 | |
| KR100466633B1 (ko) | 용융금속생산용용융가스화로및용융금속생산설비 | |
| JP2000503353A (ja) | 鉄含有材料から液状銑鉄または鋼予備製造物を製造する方法 |