Claims (17)
1. Система для получения расплавленного железа из железных руд, включающая1. A system for producing molten iron from iron ores, including
(1) шахтную печь для прямого восстановления,(1) shaft furnace for direct reduction,
(2) зону плавления в плавильной печи, содержащей слой кокса в своей нижней части и камеру для загрузки и предварительного нагревания в своей верхней части; и(2) a melting zone in a melting furnace containing a layer of coke in its lower part and a chamber for loading and preheating in its upper part; and
(3) по меньшей мере одну зону образования восстанавливающего газа, сообщающуюся с упомянутой зоной плавления, отличающаяся тем, что обеспечивает(3) at least one zone of formation of a reducing gas in communication with said melting zone, characterized in that it provides
(а) получение восстановленного промежуточного продукта с установленной степенью металлизации и науглероживания в упомянутой печи с восстановительной атмосферой путем взаимодействия упомянутых руд с высокотемпературным восстанавливающим и науглероживющим газом;(a) obtaining a reduced intermediate product with an established degree of metallization and carburization in said furnace with a reducing atmosphere by reacting said ores with a high-temperature reducing and carbonizing gas;
(b) загрузку упомянутого восстановленного промежуточного продукта в упомянутую плавильную печь поверх слоя кокса, при этом упомянутый восстановленный промежуточный продукт плавится в результате контакта с упомянутым высокотемпературным восстанавливающим газом;(b) loading said reduced intermediate product into said melting furnace over a coke bed, said reduced intermediate being melted by contact with said high temperature reducing gas;
(с) получение восстанавливающего газа в упомянутой зоне для получения восстанавливающего газа путем частичного сжигания углеводородного топлива с кислородосодержащим газом; и(c) obtaining a reducing gas in said zone for producing a reducing gas by partially burning hydrocarbon fuel with an oxygen-containing gas; and
(d) подачу упомянутого восстанавливающего газа в упомянутую плавильную печь, предотвращая контакт свободного кислорода с упомянутым слоем кокса в упомянутой плавильной печи.(d) supplying said reducing gas to said melting furnace, preventing contact of free oxygen with said coke layer in said melting furnace.
2. Система по п.1, отличающаяся тем, что упомянутый восстанавливающий газ образуется в камере частичного сгорания таким образом, что углеводородное топливо и содержащий кислород газ взаимодействуют и сгорают, по существу, удаляя весь свободный кислород перед контактом с упомянутым слоем кокса.2. The system according to claim 1, characterized in that said reducing gas is formed in the partial combustion chamber in such a way that hydrocarbon fuel and oxygen-containing gas interact and burn, essentially removing all free oxygen before contact with said coke layer.
3. Система по п.2, отличающаяся тем, что упомянутое углеводородное топливо представляет собой природный газ.3. The system according to claim 2, characterized in that said hydrocarbon fuel is natural gas.
4. Система по п.3, отличающаяся тем, что отношение объемной скорости потока содержащего кислород газа к скорости потока упомянутого природного газа составляет приблизительно от 0,86 до 1,04.4. The system according to claim 3, characterized in that the ratio of the volumetric flow rate of the oxygen-containing gas to the flow rate of said natural gas is from about 0.86 to 1.04.
5. Система по п.2, отличающаяся тем, что упомянутое углеводородное топливо является жидким.5. The system according to claim 2, characterized in that the said hydrocarbon fuel is liquid.
6. Система по п.2, отличающаяся тем, что упомянутое углеводородное топливо представляет собой нефтяной кокс.6. The system according to claim 2, characterized in that said hydrocarbon fuel is petroleum coke.
7. Система по п.2, отличающаяся тем, что упомянутое углеводородное топливо представляет собой уголь.7. The system according to claim 2, characterized in that said hydrocarbon fuel is coal.
8. Система по п.1, отличающаяся тем, что обеспечивает8. The system according to claim 1, characterized in that it provides
(е) удаление прореагировавшего восстанавливающего газа из упомянутой печи с восстановительной атмосферой;(e) removing the reacted reducing gas from said reducing atmosphere furnace;
(f) регенерацию восстановительного потенциала упомянутого удаленного восстанавливающего газа путем охлаждения и удаления по меньшей мере части содержащейся в нем воды;(f) regenerating the reduction potential of said remote reducing gas by cooling and removing at least a portion of the water contained therein;
(g) нагревание части упомянутого регенерированного удаленного восстанавливающего газа до температуры выше 800°С; и(g) heating a portion of said regenerated remote reducing gas to a temperature above 800 ° C; and
(h) подачу упомянутого нагретого, регенерированного удаленного восстанавливающего газа в печь с восстановительной атмосферой.(h) supplying said heated, regenerated remote reducing gas to a reducing atmosphere furnace.
9. Система по п.1, отличающаяся тем, что обеспечивает получение упомянутого восстанавливающего газа в одной камере частичного сгорания и его подачу в упомянутую плавильную печь через множество входных отверстий, сделанных и расположенных в огнеупорной футеровке упомянутой плавильной печи.9. The system according to claim 1, characterized in that it provides receiving said reducing gas in one partial combustion chamber and its supply to said melting furnace through a plurality of inlets made and located in the refractory lining of said melting furnace.
10. Система по п.1, отличающаяся тем, что обеспечивает получение упомянутого восстанавливающего газа в нескольких камерах частичного сгорания, связанных с упомянутой плавильной печью через множество входных отверстий, проделанных в стене упомянутой плавильной печи.10. The system according to claim 1, characterized in that it provides the receipt of the said reducing gas in several partial combustion chambers associated with said melting furnace through a plurality of inlets made in the wall of said melting furnace.
11. Система по п.1, отличающаяся тем, что упомянутые входные отверстия расположены в упомянутой плавильной печи таким образом, что высокотемпературный восстанавливающий газ, подаваемый для контакта с упомянутым коксом, поднимается через часть упомянутого слоя кокса и через упомянутую камеру предварительного нагревания упомянутой плавильной печи.11. The system according to claim 1, characterized in that said inlet openings are located in said melting furnace so that the high-temperature reducing gas supplied to contact said coke rises through a portion of said coke layer and through said pre-heating chamber of said melting furnace .
12. Система по п.10, отличающаяся тем, что упомянутый содержащий железо материал представляет собой DRI, полученный вдали от упомянутой плавильной печи.12. The system of claim 10, wherein said iron-containing material is a DRI obtained away from said smelter.
13. Система по п.11, отличающаяся тем, что упомянутый поток восстанавливающего газа, выходящий из упомянутой плавильной печи, далее используется в качестве топлива, для выработки энергии или в качестве газа для синтеза в других химических процессах.13. The system according to claim 11, characterized in that said reducing gas stream exiting from said melting furnace is further used as fuel, to generate energy or as gas for synthesis in other chemical processes.
14. Система по п.8, отличающаяся тем, что длина упомянутой камеры частичного сгорания составляет по меньшей мере около 0,6 м.14. The system of claim 8, characterized in that the length of said partial combustion chamber is at least about 0.6 m.
15. Система по п.8, отличающаяся тем, что длина упомянутой камеры частичного сгорания составляет по меньшей мере около 0,8 м.15. The system of claim 8, characterized in that the length of said partial combustion chamber is at least about 0.8 m.
16. Система по п.1, отличающаяся тем, что упомянутая плавильная печь расположена вдали от упомянутой шахтной печи для прямого восстановления, при этом обеспечивает:16. The system according to claim 1, characterized in that the said melting furnace is located away from the shaft furnace for direct reduction, while providing:
(а) удаление газов, выходящих из упомянутой плавильной печи;(a) removing gases exiting said melting furnace;
(b) охлаждение и очистку упомянутых отходящих газов;(b) cooling and purifying said off-gas;
(с) отделение СО2 от упомянутых охлажденных отходящих газов;(c) separating CO 2 from said cooled exhaust gases;
(d) нагревание упомянутых охлажденных отходящих газов до температуры выше приблизительно 600°С; и(d) heating said chilled exhaust gas to a temperature above about 600 ° C; and
(е) рециркуляцию упомянутых нагретых восстанавливающих газов в упомянутую плавильную печь.(e) recirculating said heated reducing gases into said melting furnace.
17. Система по п.15, отличающаяся тем, что часть упомянутых охлажденных и очищенных газов, выходящих из упомянутой плавильной печи, используется в качестве топлива для нагревания упомянутых рециркулированных газов.17. The system of claim 15, wherein a portion of said cooled and purified gases exiting said melting furnace is used as fuel for heating said recirculated gases.