[go: up one dir, main page]

RU2359044C1 - Method of iron metl receiving, particularly steel melt - Google Patents

Method of iron metl receiving, particularly steel melt Download PDF

Info

Publication number
RU2359044C1
RU2359044C1 RU2007133619/02A RU2007133619A RU2359044C1 RU 2359044 C1 RU2359044 C1 RU 2359044C1 RU 2007133619/02 A RU2007133619/02 A RU 2007133619/02A RU 2007133619 A RU2007133619 A RU 2007133619A RU 2359044 C1 RU2359044 C1 RU 2359044C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
iron
furnace
gas
containing material
carbon
Prior art date
Application number
RU2007133619/02A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU2007133619A (en
Inventor
Анатолий Тимофеевич Неклеса (UA)
Анатолий Тимофеевич Неклеса
Вадим Владиславович Новинский (RU)
Вадим Владиславович Новинский
Original Assignee
Анатолий Тимофеевич Неклеса
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Анатолий Тимофеевич Неклеса filed Critical Анатолий Тимофеевич Неклеса
Publication of RU2007133619A publication Critical patent/RU2007133619A/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2359044C1 publication Critical patent/RU2359044C1/en

Links

Classifications

    • YGENERAL 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
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02PCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P10/00Technologies related to metal processing
    • Y02P10/10Reduction of greenhouse gas [GHG] emissions
    • Y02P10/143Reduction of greenhouse gas [GHG] emissions of methane [CH4]

Landscapes

  • Vertical, Hearth, Or Arc Furnaces (AREA)
  • Manufacture Of Iron (AREA)
  • Manufacture And Refinement Of Metals (AREA)

Abstract

FIELD: metallurgy.
SUBSTANCE: invention relates to without-coke iron manufacturing from lump iron-bearing materials or pellets. On layer of carbon-bearing material it is fed iron-bearing and carbon-bearing material through the slot-like cavity in coat of furnace in the form of free-falling nappe, directed into near-wall region of furnace, with formation of mixture in furnace on-the-mitre of friction slope by means of its feeding. Simultaneously it is loaded reducing reactor by iron-bearing material, and higher its level it is formed layer of carbon-bearing material for correction of gas composition, delivered from melting furnace. Material is blown through in melting furnace by oxygen-containing and heated in indirect action plasmatron by oxygen-containing and natural gas. Received in melting furnace reducing gas is fed into top part of reducing reactor, it is defined composition and temperature of gas in top part of reducing reactor is compared with established and at changing of reducers concentration or temperature more than for 10%, they are corrected by gas from plasmochemical gas generator, there are repeated material feed cycles into melting furnace depending on mass of received metal.
EFFECT: purposeful usage of high reduction potential of effluent gas for providing of stage of solid-phase reduction and application of unit with less dimensions and expenditures.
4 cl, 5 tbl, 1 ex

Description

Изобретение относится к бескоксовому производству железа и созданию способа получения расплава железа, в частности стали, из кускообразных железосодержащих материалов или окатышей.The invention relates to coke-free production of iron and the creation of a method for producing a molten iron, in particular steel, from lumpy iron-containing materials or pellets.

Известен способ получения чугуна из железосодержащего окисного материала, включающий предварительное восстановление с получением губчатого железа в шахтной печи и последующее расплавление в плавильном газификаторе с одновременным получением восстановительного газа за счет подвода твердого углеродсодержащего материала и кислорода или кислородсодержащего газа, подачу полученного в плавильном газификаторе восстановительного газа в шахтную печь, отвод от нее колошникового газа, очистку от СО2 и Н2О, нагрев и возврат его в шахтную печь (Заявка Японии №63-47308, заявл. 18.08.86, №61-192462, опубл. 29.02.88).A known method for producing cast iron from iron-containing oxide material, including preliminary reduction to produce sponge iron in a shaft furnace and subsequent melting in a melting gasifier with simultaneous production of reducing gas by supplying solid carbon-containing material and oxygen or oxygen-containing gas, feeding the reducing gas obtained in the melting gasifier into shaft furnace, removal of blast furnace gas from it, purification from СО 2 and Н 2 О, heating and its return to the shaft furnace l (Japanese Application No. 63-47308, declared. 18.08.86, No. 61-192462, publ. 02.29.88).

Осуществление известного способа связано с трудностями, возникающими при нагреве колошникового газа до температуры восстановления перед подачей в шахтную печь. Восстановление железосодержащего материала происходит в интервале температур от 750 до 850°С, а развить такие температуры в теплообменнике за одну ступень нагрева очень сложно, в связи с чем для достижения необходимой температуры требуется усложнять процесс дополнительными мерами по нагреву.The implementation of the known method is associated with difficulties arising from the heating of blast furnace gas to a reduction temperature before being fed into the shaft furnace. The reduction of iron-containing material occurs in the temperature range from 750 to 850 ° C, and it is very difficult to develop such temperatures in the heat exchanger in one heating step, and therefore, to achieve the required temperature, it is necessary to complicate the process with additional heating measures.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату (прототип) принят способ получения жидкого чугуна или жидких стальных полупродуктов из мелкозернистого железосодержащего материала, включающий его подачу и расплавление в зоне плавильной газификации, в котором при подводе углеродсодержащего материала и кислородсодержащего газа одновременно получают восстановительный газ в слое из твердых носителей углерода, согласно изобретению мелкозернистый железосодержащий материал подают в плавильный газификатор с помощью кислородной горелки с образованием высокотемпературной зоны горения, центрально выше слоя из твердых носителей углерода, при этом в зону плавильной газификации дополнительно вводят кусковой углеродсодержащий материал и кусковой железосодержащий материал через подводящие трубопроводы, входящие в верхнюю зону плавильного газификатора, а с помощью восстановительного газа, образованного в зоне плавильной газификации, осуществляют предварительное восстановление железосодержащей руды, причем восстановительный газ, выходящий из плавильного газификатора подводят на восстановление неочищенным от пыли (Патент Украины №37264, заявл. 18.07.1996, опубл. 15.15.2001, бюл. №4, 2001).The closest in technical essence and the achieved result (prototype) method is adopted for producing molten iron or liquid steel intermediates from fine-grained iron-containing material, including its supply and melting in the melting gasification zone, in which, when the carbon-containing material and oxygen-containing gas are supplied, reducing gas is simultaneously obtained in the layer of solid carbon carriers, according to the invention, a fine-grained iron-containing material is fed into the melting gasifier using a ki a sulfur burner with the formation of a high-temperature combustion zone, centrally above the layer of solid carbon carriers, while a lump of carbon-containing material and lump of iron-containing material are additionally introduced into the melting gasification zone through the supply pipelines entering the upper zone of the melting gasifier, and with the help of a reducing gas formed in zone melting gasification, carry out a preliminary reduction of iron ore, and the reducing gas leaving the smelter gasifier fail to restore untreated from dust (Patent of Ukraine No. 37264, decl. 07/18/1996, publ. 15.15.2001, bull. No. 4, 2001).

Однако данный способ не обеспечивает качества восстановленного металла по причине обязательного наличия в восстановительном газе оксидов, которые связаны с технологией сжигания газов.However, this method does not ensure the quality of the reduced metal due to the obligatory presence of oxides in the reducing gas, which are associated with the technology of burning gases.

В основу изобретения поставлена задача создания способа получения расплава железа, в частности стали, путем использования технологических возможностей плазменных технологий для высокотемпературного нагрева железорудного материала и образования восстановительного газа применительно к процессам прямого получения расплава железа, использования угля как энергоносителя и восстановителя для компенсации теплового баланса и коррекции состава газа в процессе восстановительной плавки и предварительного восстановления и за счет этого оптимизировать работу двух используемых при выплавке металла агрегатов, снизить температуру ввода отходящего из плавильной печи восстановительного газа до величины, приемлемой для предварительного восстановления железосодержащего материала, путем продувки материала сверху вниз через слой угля и в результате уменьшить затраты на процесс прямого получения металла и, при этом, проводить реакцию восстановления стабильно и эффективно.The basis of the invention is the task of creating a method for producing an iron melt, in particular steel, by using the technological capabilities of plasma technologies for high-temperature heating of iron ore material and the formation of reducing gas in relation to the processes of direct production of iron melt, the use of coal as an energy carrier and reducing agent to compensate for heat balance and correction the composition of the gas in the process of reductive melting and pre-reduction, and thereby to imitate the operation of two units used in metal smelting, reduce the temperature of the input of the reducing gas leaving the smelting furnace to a value acceptable for preliminary reduction of the iron-containing material by blowing the material from top to bottom through a layer of coal and, as a result, reduce the cost of the direct metal production process and, at the same time, , conduct the recovery reaction stably and efficiently.

Поставленная задача решается тем, что в способе получения расплава железа, в частности расплава стали, включающем загрузку в зону плавильной газификации кускового углеродсодержащего материала и кускового железосодержащего материала через отдельные питатели, входящие в верхнюю зону плавильной печи, плавку и восстановление материала в плавильной печи, восстановление железосодержащего материала в восстановительном реакторе с помощью восстановительного газа, образованного в зоне плавильной газификации, согласно изобретению углеродсодержащий и железосодержащий материалы подают в печь с заданным массовым соотношением, причем первоначально на поде печи создают слой углеродсодержащего материала, на который подают железосодержащий и углеродсодержащий материал, полученную смесь формируют в печи под углом, равным углу естественного откоса, путем подачи ее через щелеобразную полость в крышке печи в виде свободно падающей струи, которую направляют в пристеночную область печи, параллельно загружают реактор железосодержащим материалом, массу которого определяют исходя из требуемой конечной средневзвешенной степени металлизации, при этом выше уровня железосодержащего материала формируют заданный слой углеродсодержащего материала для коррекции состава газа, поступающего из плавильной печи, продувают материал в плавильной печи кислородсодержащим и нагретым в плазмотронах косвенного действия кислородсодержащим и природным газом, подают полученный в плавильной печи восстановительный газ в верхнюю часть реактора, определяют состав и температуру газа в верхней части реактора, сопоставляют с заданными и при изменении концентрации восстановителей или температуры более чем на 10% корректируют их газом из плазмохимических газогенераторов, повторяют циклы подачи материалов в плавильную печь в зависимости от массы получаемого металла, а отходящий из реактора газ подают на дожигание в реактор предварительного подогрева железосодержащего материала, при этом массовое соотношение углеродсодержащего материала к железосодержащему материалу находится в пределах 0,2-0,4, а кусковой железосодержащий материал в реакторе формируют по двум температурным зонам, разделенным колосниками, причем в реактор и плавильную печь загружают предварительно подогретый железосодержащий материал.The problem is solved in that in a method for producing an iron melt, in particular a steel melt, comprising loading into a melting gasification zone a lump of carbon-containing material and lump of iron-containing material through separate feeders included in the upper zone of the melting furnace, melting and reducing the material in the melting furnace, recovery iron-containing material in a reduction reactor using a reducing gas formed in the melting gasification zone according to the invention carbon holding and iron-containing materials are fed into the furnace with a predetermined mass ratio, and initially a layer of carbon-containing material is created on the hearth of the furnace, onto which iron-containing and carbon-containing material is fed, the resulting mixture is formed in the furnace at an angle equal to the angle of repose, by feeding it through a slit-like cavity into the lid of the furnace in the form of a freely falling jet, which is sent to the wall region of the furnace, in parallel, load the reactor with iron-containing material, the mass of which is determined based on the required final weighted average degree of metallization, while above the level of the iron-containing material, a predetermined layer of carbon-containing material is formed to correct the composition of the gas coming from the smelting furnace, the material is blown in the smelter with oxygen-containing and heated in indirect plasma torches with oxygen-containing and natural gas, and the recovery obtained in the smelting furnace is fed gas in the upper part of the reactor, determine the composition and temperature of the gas in the upper part of the reactor, compared with the set when the concentration of reducing agents or the temperature is changed by more than 10%, they are corrected with gas from plasma-chemical gas generators, the cycles of supplying materials to the smelting furnace are repeated depending on the mass of the metal obtained, and the gas leaving the reactor is fed to the afterburning of the iron-containing material in the reactor, while the mass the ratio of carbon-containing material to iron-containing material is in the range of 0.2-0.4, and lumpy iron-containing material in the reactor is formed at two temperatures polar zones divided grate, wherein the reactor and the melter is charged with preheated iron-containing material.

Заданное массовое соотношение углеродсодержащего материала (угля) к железосодержащему материалу (окатышам) принято в пределах 0,2-0,4 из условия обеспечения допустимой концентрации серы и углерода в получаемом металле.The predetermined mass ratio of the carbon-containing material (coal) to the iron-containing material (pellets) is taken in the range of 0.2-0.4 from the condition of ensuring an acceptable concentration of sulfur and carbon in the resulting metal.

Первоначальная загрузка слоя угля в плавильную печь обеспечивает снижение спекания шихты на поде печи. На слой угля в плавильной печи подают в пристенную область печи смесь углеродсодержащего и железосодержащего материалов и формируют ее под углом естественного откоса с тем, чтобы канал отходящего из печи газа находился со стороны стенки, противоположной загрузке. Наклонная поверхность смеси (шихты) представляет собой газопроницаемую поверхность, через которую проходят газовые потоки. Присутствие углеродсодержащего материала (угля) в печи при столь высокой температуре позволяет снизить расход энергии на тонну горячего металла по сравнению с известными процессами.The initial loading of the coal layer into the melting furnace reduces the sintering of the charge on the hearth of the furnace. A mixture of carbon-containing and iron-containing materials is fed to the coal layer in the smelting furnace into the wall region of the furnace and is formed at an angle of repose so that the channel of the gas leaving the furnace is on the side of the wall opposite to the charge. The inclined surface of the mixture (charge) is a gas-permeable surface through which gas flows. The presence of carbon-containing material (coal) in the furnace at such a high temperature can reduce energy consumption per ton of hot metal in comparison with known processes.

Непрерывный нагрев шихты с равномерным температурным профилем достигают за счет симметричной установки плазмотронов относительно продольной оси печи под углом к поду печи и подачи кислородсодержащего газа над предполагаемой верхней границей расплава.Continuous heating of the charge with a uniform temperature profile is achieved by symmetrical installation of plasmatrons relative to the longitudinal axis of the furnace at an angle to the bottom of the furnace and the supply of oxygen-containing gas above the assumed upper boundary of the melt.

В связи с верхней подачей восстановительного газа в восстановительный реактор и нижним отводом отработанного газа, железосодержащий материал формируют по двум температурным зонам. Вначале загрузку материала производят в полость, образованную разнесенными по высоте реактора двумя колосниками, а затем загружают остальную массу материала выше верхнего колосника исходя из требуемой конечной средневзвешенной степени металлизации. Выше уровня заполненного материала формируют слой угля для коррекции состава газа, поступающего из плавильной печи. Нагретый нижний слой материала, расположенный между колосниками, направляют в плавильную печь или на твердофазное восстановление, а верхний металлизированный материал - для последующего использования. Отходящий газ из восстановительного реактора подают на дожигание в реактор подогрева железосодержащего материала.In connection with the upper supply of reducing gas to the reducing reactor and the lower exhaust gas outlet, the iron-containing material is formed in two temperature zones. Initially, the material is loaded into a cavity formed by two grates separated by the height of the reactor, and then the remaining mass of material is loaded above the upper grate based on the required final weighted average degree of metallization. Above the level of the filled material, a coal layer is formed to correct the composition of the gas coming from the smelter. The heated lower layer of material located between the grates is sent to a melting furnace or for solid-phase reduction, and the upper metallized material is for subsequent use. The waste gas from the reduction reactor is fed to the afterburning in the reactor for heating the iron-containing material.

При осуществлении способа согласно настоящему изобретению материал нагревают, расплавляют и восстанавливают с использованием плазменной плавильной печи, а твердофазное восстановление осуществляют в вертикальном восстановительном реакторе. Оба агрегата имеют общую стенку, а внутренние поверхности крышек служат стенкой канала для перепуска восстановительного газа из плавильной печи в реактор. На устройство, в котором может быть осуществлено настоящее изобретение, не накладываются ограничения. Изобретение может быть осуществлено в различных типах оборудования при прямом получении расплава железа с перепуском без значительных тепловых потерь горячего восстановительного газа из плавильной печи в реактор, с верхней подачей газа в реактор и нижним отводом отработанного газа.In the process of the present invention, the material is heated, melted and reduced using a plasma melting furnace, and solid phase reduction is carried out in a vertical reduction reactor. Both units have a common wall, and the inner surfaces of the covers serve as the channel wall for transferring the reducing gas from the smelter to the reactor. The device in which the present invention may be practiced is not limited. The invention can be implemented in various types of equipment with direct production of molten iron with bypass without significant heat loss of hot reducing gas from the smelter to the reactor, with an upper gas supply to the reactor and a lower exhaust gas outlet.

Способ осуществляется следующим образом.The method is as follows.

При осуществлении способа сырой кусковый железосодержащий материал предварительно нагревают. На под плавильной печи помещают слой угля, затем в печь подают окатыши и уголь через раздельные питатели с массовым соотношением углеродсодержащего материала к железосодержащему материалу в пределах 0,2-0,4. Материал подают в печь через щелеобразную полость в крышке в виде свободно падающей струи, которую направляют в пристеночную область печи, и таким образом формируют полученную смесь в печи под углом, равным углу естественного откоса.In the method, the raw lumpy iron-containing material is preheated. A layer of coal is placed under the melting furnace, then pellets and coal are fed into the furnace through separate feeders with a mass ratio of carbon-containing material to iron-containing material in the range of 0.2-0.4. The material is fed into the furnace through a slit-like cavity in the lid in the form of a freely falling jet, which is directed to the wall region of the furnace, and thus the resulting mixture is formed in the furnace at an angle equal to the angle of repose.

Параллельно загружают восстановительный реактор подогретыми окатышами. В связи с верхней подачей восстановительного газа через столб окатышей и нижним отводом отработанного газа окатыши располагают по двум температурным зонам. Сначала окатыши загружают в нижнюю часть реактора в полость, образованную разнесенными по высоте реактора двумя колосниками. Затем загружают окатыши выше верхнего колосника исходя из требуемой конечной средневзвешенной степени металлизации. Выше уровня слоя окатышей формируют слой угля, предназначенного для коррекции состава газа, поступающего из плавильной печи.In parallel, the recovery reactor is loaded with heated pellets. In connection with the upper supply of reducing gas through the column of pellets and the lower exhaust gas outlet, the pellets are arranged in two temperature zones. First, the pellets are loaded into the lower part of the reactor into a cavity formed by two grates spaced apart along the height of the reactor. Then, pellets are loaded above the upper grate based on the desired final weighted average degree of metallization. Above the level of the pellet layer, a coal layer is formed to correct the composition of the gas coming from the smelter.

В плавильной печи симметрично под углом к поду устанавливают плазмотроны косвенного действия. Запускают плазмотроны в плавильной печи и через фурмы, установленные над предполагаемой верхней границей расплава, вдувают воздушно-кислородную смесь.Indirectly mounted plasma torches are installed symmetrically at an angle to the hearth in the melting furnace. The plasmatrons are launched in the melting furnace and air-oxygen mixture is blown through the tuyeres installed above the assumed upper boundary of the melt.

Под действием высокотемпературных плазменных струй железосодержащий материал плавится, и уровень первоначально загруженного в печь материала уменьшается. Поддерживают уровень шихты в печи постоянным за счет дозагрузки необходимой массы угля и окатышей в зависимости от массы получаемого металла. К загружаемой смеси добавляют вспомогательные добавки, такие как известь, которая действует как удаляющий серу и фосфор агент. Продувают материал в плавильной печи кислородсодержащим и нагретым в плазмотронах косвенного действия кислородсодержащим и природным газом. Подают полученный в плавильной печи восстановительный газ в верхнюю часть восстановительного реактора. Так как на начальном этапе температура и химический состав газа не соответствует процессу твердофазного восстановления, состав газа корректируют восстановительным газом, полученным в плазмохимических газогенераторах. Восстановительный газ проходит через слой угля и столб окатышей и отводится в нижней части реактора. Появляется возможность использования восстановительного газа, образующегося из угля. За счет повышения общего количества восстановительного газа обеспечивается его высокий восстановительный потенциал. Когда температура и состав газа достигают заданного значения, отключают плазмохимические газогенераторы, а при изменении концентрации восстановителей или температуры более чем на 10% вновь корректируют состав газа дополнительной подачей газа из включаемых плазмохимических газогенераторов. Состав газа контролируют газоанализаторами, а температуру - термопарами.Under the influence of high-temperature plasma jets, the iron-containing material melts, and the level of the material initially loaded in the furnace decreases. Maintain the charge level in the furnace constant by reloading the required mass of coal and pellets, depending on the mass of the metal obtained. Auxiliary additives such as lime, which acts as a sulfur and phosphorus removing agent, are added to the feed mixture. The material is purged with an oxygen-containing material and oxygen-containing and natural gas heated in indirect plasma torches of indirect action. The reducing gas obtained in the smelting furnace is fed to the top of the reduction reactor. Since at the initial stage the temperature and chemical composition of the gas does not correspond to the solid-phase reduction process, the gas composition is adjusted with the reducing gas obtained in plasma-chemical gas generators. The reducing gas passes through a layer of coal and a column of pellets and is discharged at the bottom of the reactor. It becomes possible to use reducing gas formed from coal. By increasing the total amount of reducing gas provides its high recovery potential. When the temperature and gas composition reach the set value, the plasma chemical gas generators are turned off, and when the concentration of the reducing agents or the temperature is changed by more than 10%, the gas composition is again adjusted by additional gas supply from the included plasma chemical gas generators. The composition of the gas is controlled by gas analyzers, and the temperature by thermocouples.

Таким образом, для обеспечения стабильности протекания процесса металлизации окатышей необходимо поддерживать достаточное количество газа-восстановителя.Thus, to ensure the stability of the process of metallization of the pellets, it is necessary to maintain a sufficient amount of reducing gas.

После окончания процесса металлизации окатышей вначале удаляют слой отработанного углеродсодержащего материала, затем выпускают слой окатышей из нижней зоны восстановительного реактора, ограниченной двумя колосниками, и после этого выпускают металлизированные окатыши из верхней температурной зоны, в которой гарантирована полная заданная металлизация. Слой окатышей из нижней температурной зоны направляют в восстановительный реактор для дополнительной металлизации или в плазменную плавильную печь. Отходящий газ из реактора направляют на дожигание в реактор предварительного подогрева окатышей.After the metallization of the pellets is completed, a layer of spent carbon-containing material is first removed, then a layer of pellets is released from the lower zone of the reduction reactor bounded by two grates, and then metallized pellets are released from the upper temperature zone, in which full specified metallization is guaranteed. A layer of pellets from the lower temperature zone is sent to a reduction reactor for additional metallization or to a plasma melting furnace. The waste gas from the reactor is sent to the pellet preheater in the reactor.

Пример конкретного выполненияConcrete example

Получение стали и металлизированных окатышей осуществлялось на установке прямого получения стали, состоящей из плавильной печи объемом 2,2 м3 и восстановительного реактора объемом 3,0 м3, имеющих одну общую стенку из огнеупорного кирпича и соединенных между собой каналом для перепуска газа из плавильной печи в восстановительный реактор. В нижних боковых частях плавильной печи установлены по два плазмотрона косвенного действия мощностью по 0,5 МВт, направленных под углом к поду печи. Восстановительный реактор снабжен двумя плазмохимическими газогенераторами, восстановительные газы из которых направляют в его верхнюю часть.The production of steel and metallized pellets was carried out on the installation of direct production of steel, consisting of a 2.2 m 3 smelting furnace and 3.0 m 3 reducing reactor, having one common wall of refractory bricks and interconnected by a channel for passing gas from the smelting furnace into a reduction reactor. In the lower lateral parts of the melting furnace, two indirect-acting plasma torches with a power of 0.5 MW each are installed, directed at an angle to the furnace bottom. The reduction reactor is equipped with two plasma-chemical gas generators, the reducing gases from which are sent to its upper part.

В качестве исходных материалов для получения стали и металлизированных окатышей использовались окатыши ЦГОКа и уголь (антрацит) Донецкого бассейна.As starting materials for the production of steel and metallized pellets, pellets of TsGOK and coal (anthracite) of the Donetsk basin were used.

Табл.1Table 1 Химический состав окатышейThe chemical composition of the pellets FeОБЩ, %Fe GENERAL ,% Ре3О3, %Re 3 About 3 ,% FeO, %FeO,% SiO2, %SiO 2 ,% CaO, %CaO,% MgO, %MgO,% 63,463,4 87,287.2 3,13,1 5,15.1 3,163.16 0,880.88

Для получения 2 т стали использовалась шихта следующего состава:To obtain 2 tons of steel, a mixture of the following composition was used:

Табл.2Table 2 НаименованиеName Количество,Amount, ОкатышиPellets 3,3 АнтрацитAnthracite 1,31.3 ИзвестьLime 0,20.2 Плавиковый шпатFluorspar 0,00,0

Первоначально на под плавильной печи загружают 440 кг антрацита, затем в печь совместно подают окатыши, предварительно подогретые до 400-600°С, и антрацит через раздельные питатели с массовым соотношением антрацита к окатышам 0,25.Initially, 440 kg of anthracite is charged under the smelting furnace, then pellets preheated to 400-600 ° C and anthracite are fed into the furnace together through separate feeders with a mass ratio of anthracite to pellets of 0.25.

Материалы подают в печь через щелеобразную полость в крышке и формируют смесь окатышей и угля в печи под углом, равным углу естественного откоса. Первоначальная масса загрузки окатышей и угля на угольную подсыпку составляет 1,9 т (1,37 т окатышей и 0,53 т угля).The materials are fed into the furnace through a slit-like cavity in the lid and form a mixture of pellets and coal in the furnace at an angle equal to the angle of repose. The initial mass of loading of pellets and coal onto a coal bed is 1.9 tons (1.37 tons of pellets and 0.53 tons of coal).

Одновременно с плавильной печью загружают восстановительный реактор предварительно подогретыми окатышами. Сначала 1,4 т исходных окатышей загружают в нижнюю часть реактора, затем устанавливают колосники и загружают следующую порцию окатышей массой 4,4 т. Сверху окатышей засыпают 700 кг угля.Simultaneously with the melting furnace, the reduction reactor is loaded with preheated pellets. First, 1.4 tons of the original pellets are loaded into the lower part of the reactor, then the grate is installed and the next portion of pellets weighing 4.4 tons is loaded. 700 kg of coal are poured on top of the pellets.

После загрузки плавильной печи и восстановительного реактора включают плазмотроны плавильной печи и подают воздух, природный газ и кислород. Устанавливают общие расходы на 4 плазмотрона и 4 форсунки:After loading the melting furnace and the reduction reactor, the plasmatrons of the melting furnace are turned on and air, natural gas, and oxygen are supplied. Set the total costs for 4 plasmatrons and 4 nozzles:

природный газ - 28 г/с;natural gas - 28 g / s;

воздух - 320 г/с;air - 320 g / s;

кислород - 85 г/с.oxygen - 85 g / s.

Под воздействием плазменных струй и вдуваемого кислорода происходит горение угля и плавление окатышей, в результате чего уменьшается уровень первоначально загруженного материала. Через 5-10 мин после начала плавки начинают дозагрузку оставшихся окатышей и угля. Известь и плавиковый шпат вводятся совместно с окатышами. Полученный в плавильной печи восстановительный газ подают в верхнюю часть восстановительного реактора. По ходу плавки температура отходящего газа возрастает от 200°С до 1100°С, при этом химический состав газа также изменяется. Так как на начальном этапе температура и химический состав газа не соответствует условиям интенсивного протекания процессов твердофазного восстановления, состав и температуру газа, отходящего из плавильной печи, корректируют восстановительным газом, полученным в плазмохимических газогенераторах. После начала плавки для коррекции температуры и химического состава восстановительного газа включают дополнительно 2 плазмотрона в плазмохимических газогенераторах с общим расходом:Under the influence of plasma jets and injected oxygen, coal is burned and pellets are melted, as a result of which the level of the initially loaded material decreases. 5-10 minutes after the start of melting, additional loading of the remaining pellets and coal begins. Lime and fluorspar are introduced together with pellets. The reducing gas obtained in the smelting furnace is fed to the top of the reducing reactor. In the course of melting, the temperature of the exhaust gas increases from 200 ° C to 1100 ° C, while the chemical composition of the gas also changes. Since at the initial stage the temperature and chemical composition of the gas does not correspond to the conditions of intensive solid-state reduction processes, the composition and temperature of the gas leaving the smelting furnace are adjusted with the reducing gas obtained in plasma-chemical gas generators. After the start of the melting, an additional 2 plasmatrons in plasma-chemical gas generators with a total flow rate are included to correct the temperature and chemical composition of the reducing gas:

природный газ - 7 г/с;natural gas - 7 g / s;

воздух - 115 г/с;air - 115 g / s;

кислород - 8 г/с.oxygen - 8 g / s.

В результате работы корректирующих плазмотронов температура газа в верхней части восстановительного реактора находилась на уровне 1030-1050°С. При этом газ в верхней части восстановительного реактора имел следующий химический состав:As a result of the operation of the correcting plasmatrons, the gas temperature in the upper part of the reduction reactor was at a level of 1030-1050 ° C. The gas in the upper part of the reduction reactor had the following chemical composition:

Табл.3Table 3 Н2, %H 2 % N2, %N 2 ,% СО, %WITH,% CO2, %CO 2 % 2424 2626 4747 33

Содержание восстановителей (Н2+СО) в восстановительном газе составило 65±5%.The content of reducing agents (H 2 + CO) in the reducing gas was 65 ± 5%.

Температуру восстановительного газа регулируют либо отключением плазмотронов плазмохимических газогенераторов, либо уменьшением их мощности, а состав восстановительного газа корректируют путем изменения подачи природного газа через плазмотроны.The temperature of the reducing gas is controlled either by turning off the plasmatrons of the plasma-chemical gas generators or by reducing their power, and the composition of the reducing gas is adjusted by changing the supply of natural gas through the plasma torches.

Длительность плавки в плавильной печи составляет 1 час. После окончания плавки вскрывают летку и выпускают металл и шлак. После этого цикл плавки в плавильной печи повторяют. Металлизированные окатыши из восстановительного реактора выгружают с периодичностью через две плавки. Степень металлизации (FeМЕТ/FeОБЩ) окатышей после двух часов восстановительно-тепловой обработки составляет 82-84%. Состав стали, получаемой в плавильной печи, приведен ниже.The melting time in the melting furnace is 1 hour. After the end of the smelting, the opening is opened and the metal and slag are released. After that, the melting cycle in the melting furnace is repeated. Metallized pellets from the reduction reactor are discharged at intervals through two melts. The degree of metallization (Fe MET / Fe GEN ) pellets after two hours of heat recovery is 82-84%. The composition of the steel obtained in the melting furnace is shown below.

Табл.4Table 4 Химический состав сталиThe chemical composition of steel С, %FROM, % Si, %Si,% Mn, %Mn,% S, %S,% P, %P% Fe, %Fe,% 0,06-0,080.06-0.08 0,0025-0,0050.0025-0.005 0,01-0,050.01-0.05 0,008-0,020.008-0.02 0,008-0,020.008-0.02 99,7-99,999.7-99.9

Табл.5Table 5 Химический состав металлизированных окатышейThe chemical composition of metallized pellets FeМЕТ, %Fe MET % FeO, %FeO,% Ре2О3, %Re 2 About 3 ,% FeОБЩ, %Fe GENERAL ,% Степень металлизации, %The degree of metallization,% 62,762.7 20,020,0 -- 75,875.8 82,782.7 65,265,2 13,213,2 2,72.7 77,377.3 84,384.3

Изобретение позволяет целенаправленно использовать высокий восстановительный потенциал отходящего газа, позволяет обеспечить стадию восстановления достаточным количеством восстановительного газа и поэтому применять установки с меньшими размерами и меньшими расходами.EFFECT: invention makes it possible to purposefully use the high recovery potential of the exhaust gas, makes it possible to provide the recovery stage with a sufficient amount of reducing gas, and therefore, use installations with smaller sizes and lower costs.

Claims (4)

1. Способ получения расплава железа, в частности расплава стали, включающий загрузку в зону плавильной газификации кускового углеродсодержащего материала и кускового железосодержащего материала через отдельные питатели, входящие в верхнюю зону плавильной печи, плавку и восстановление материала в плавильной печи, восстановление железосодержащего материала в восстановительном реакторе с помощью восстановительного газа, образованного в зоне плавильной газификации, отличающийся тем, что углеродсодержащий и железосодержащий материалы подают в печь с заданным массовым соотношением, причем первоначально на поде печи создают слой углеродсодержащего материала, на который подают железосодержащий и углеродсодержащий материал через щелеобразную полость в крышке печи в виде свободно падающей струи, направленной в пристеночную область печи, с формированием смеси в печи под углом, равным углу естественного откоса, параллельно загружают восстановительный реактор железосодержащим материалом, массу которого определяют исходя из требуемой конечной средневзвешенной степени металлизации, при этом выше уровня железосодержащего материала формируют заданный слой углеродсодержащего материала для коррекции состава газа, поступающего из плавильной печи, продувают материал в плавильной печи кислородсодержащим и нагретым в плазмотронах косвенного действия кислородсодержащим и природным газом, подают полученный в плавильной печи восстановительный газ в верхнюю часть восстановительного реактора, определяют состав и температуру газа в верхней части восстановительного реактора, сопоставляют с заданными и при изменении концентрации восстановителей или температуры более чем на 10% корректируют их газом из плазмохимических газогенераторов, повторяют циклы подачи материалов в плавильную печь в зависимости от массы получаемого металла, а отходящий из восстановительного реактора газ подают на дожигание в реактор предварительного подогрева железосодержащего материала.1. A method of producing a molten iron, in particular a molten steel, comprising loading into a melting gasification zone a lump of carbon-containing material and a lump of iron-containing material through separate feeders included in the upper zone of the melting furnace, melting and reducing the material in the melting furnace, reducing the iron-containing material in a reduction reactor using a reducing gas formed in the melting gasification zone, characterized in that the carbon-containing and iron-containing materials served in a furnace with a given mass ratio, and initially on the hearth of the furnace create a layer of carbon-containing material, which serves iron and carbon-containing material through a slit-like cavity in the lid of the furnace in the form of a freely falling jet directed into the wall region of the furnace, with the formation of the mixture in the furnace at an angle equal to the angle of repose, the recovery reactor is loaded in parallel with iron-containing material, the mass of which is determined based on the required final weighted average degree m metalization, while above the level of the iron-containing material, a predetermined layer of carbon-containing material is formed to correct the composition of the gas coming from the smelting furnace, the material in the smelting furnace is blown with oxygen-containing and heated in indirect plasma torches with oxygen-containing and natural gas, and the reducing gas obtained in the smelting furnace is fed to the upper part reduction reactor, determine the composition and temperature of the gas in the upper part of the recovery reactor, compare with the specified and at enenii reducing the concentration or temperature of more than 10% of gas is corrected from the gasifiers plazmohimicheskih, repeated cycles of feeding materials into the melting furnace according to the weight of the produced metal, and the effluent gas from the reduction reactor is fed to the afterburning in the preheating reactor ferrous material. 2. Способ по п.1, отличающийся тем, что массовое соотношение углеродсодержащего материала к железосодержащему материалу находится в пределах 0,2-0,4.2. The method according to claim 1, characterized in that the mass ratio of the carbon-containing material to the iron-containing material is in the range of 0.2-0.4. 3. Способ по п.1, отличающийся тем, что кусковой железосодержащий материал в восстановительном реакторе формируют по двум температурным зонам, разделенным колосниками.3. The method according to claim 1, characterized in that the lumpy iron-containing material in the reduction reactor is formed in two temperature zones separated by grates. 4. Способ по п.1, отличающийся тем, что в восстановительный реактор и плавильную печь загружают предварительно подогретый железосодержащий материал. 4. The method according to claim 1, characterized in that the preheated iron-containing material is loaded into the reduction reactor and the smelting furnace.
RU2007133619/02A 2006-12-04 2007-09-07 Method of iron metl receiving, particularly steel melt RU2359044C1 (en)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
UA?200612777 2006-12-04
UAA200612777 2006-12-04
UAA200612777A UA82783C2 (en) 2006-12-04 2006-12-04 Method for production of iron-carbon melt, in particular of steel melt

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2007133619A RU2007133619A (en) 2009-03-20
RU2359044C1 true RU2359044C1 (en) 2009-06-20

Family

ID=39819204

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2007133619/02A RU2359044C1 (en) 2006-12-04 2007-09-07 Method of iron metl receiving, particularly steel melt

Country Status (2)

Country Link
RU (1) RU2359044C1 (en)
UA (1) UA82783C2 (en)

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2078142C1 (en) * 1990-11-29 1997-04-27 Фоест-Альпине Индустрианлагенбау ГмбХ Method of producing cast iron from iron-containing oxide material
RU2133780C1 (en) * 1995-07-19 1999-07-27 Фоест-Альпине Индустрианлагенбау ГмбХ Method of producing liquid iron or liquid steel semiproducts and plant for its embodiment

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2078142C1 (en) * 1990-11-29 1997-04-27 Фоест-Альпине Индустрианлагенбау ГмбХ Method of producing cast iron from iron-containing oxide material
RU2133780C1 (en) * 1995-07-19 1999-07-27 Фоест-Альпине Индустрианлагенбау ГмбХ Method of producing liquid iron or liquid steel semiproducts and plant for its embodiment
UA37264C2 (en) * 1995-07-19 2001-05-15 Фоест-Альпіне Індустріанлагенбау Гмбх Method for preparation of hot metal and liquid steel pre-products, as well as the plant for realizing of the method

Also Published As

Publication number Publication date
UA82783C2 (en) 2008-05-12
RU2007133619A (en) 2009-03-20

Similar Documents

Publication Publication Date Title
RU2090622C1 (en) Method of producing iron from iron-containing materials in converter
US4913734A (en) Method for preparing ferrocarbon intermediate product for use in steel manufacture and furnace for realization thereof
RU2205878C2 (en) Metal melt production apparatus and method (versions)
WO2010072043A1 (en) Smelting vessel, steel making plant and steel production method
JPS63125611A (en) Method for increasing supply of energy to arc furnace
JP2003506570A (en) Direct smelting method
CN101956038B (en) Process method and device for performing lower-carbon ironmaking and steelmaking through melting reduction of iron ore
US5258054A (en) Method for continuously producing steel or semi-steel
CN106566907A (en) Production method for directly smelting iron by iron ores and smelting reduction device
CN106119449B (en) A kind of blast furnace whole world group smelting process
KR930009970B1 (en) Smelting furnaces for smelting iron and other metals from agglomerates or ores
KR20010040351A (en) Sustainable steelmaking by efficient direct reduction of iron oxide and solid waste minimisation
SK124299A3 (en) Apparatus for manufacturing molten pig iron and reduced iron by utilizing fluidized bed, and method therefor
JPH01195226A (en) Smelting reduction method
CN103534363A (en) Direct smelting process for high sulphur feed
PL178175B1 (en) Method of and apparatus for smelting ferrous metals in a coke-fired cupola oven
CN101956035B (en) Iron-containing material slag bath smelting reduction steelmaking technical method and device
CN115289842A (en) A new type of side-blown synthesis furnace for pyrometallurgy
RU2005126707A (en) IMPROVED METHOD OF Smelting for iron production
RU2359044C1 (en) Method of iron metl receiving, particularly steel melt
AU2012350151B2 (en) Starting a smelting process
CN1570153A (en) One and half step melting deacidizing iron-smelting method
RU2186119C1 (en) Conversion pig iron melting method
RU2151197C1 (en) Method of iron smelting and unit for realization of this method
RU2319749C2 (en) Method of the direct production of iron, in particular steels, and installation for its implementation

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20090908