[go: up one dir, main page]

SK3942001A3 - Method for producing directly reduced metal in a multi-tiered furnace - Google Patents

Method for producing directly reduced metal in a multi-tiered furnace Download PDF

Info

Publication number
SK3942001A3
SK3942001A3 SK394-2001A SK3942001A SK3942001A3 SK 3942001 A3 SK3942001 A3 SK 3942001A3 SK 3942001 A SK3942001 A SK 3942001A SK 3942001 A3 SK3942001 A3 SK 3942001A3
Authority
SK
Slovakia
Prior art keywords
furnace
metal oxides
hearth furnace
reducing agents
heating resistors
Prior art date
Application number
SK394-2001A
Other languages
Slovak (sk)
Inventor
Jean-Luc Roth
Thomas Hansmann
Romain Frieden
Marc Solvi
Original Assignee
Wurth Paul Sa
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 Wurth Paul Sa filed Critical Wurth Paul Sa
Publication of SK3942001A3 publication Critical patent/SK3942001A3/en

Links

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C21METALLURGY OF IRON
    • C21BMANUFACTURE OF IRON OR STEEL
    • C21B13/00Making spongy iron or liquid steel, by direct processes
    • C21B13/10Making spongy iron or liquid steel, by direct processes in hearth-type furnaces
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C21METALLURGY OF IRON
    • C21BMANUFACTURE OF IRON OR STEEL
    • C21B13/00Making spongy iron or liquid steel, by direct processes
    • C21B13/10Making spongy iron or liquid steel, by direct processes in hearth-type furnaces
    • C21B13/105Rotary hearth-type furnaces
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F27FURNACES; KILNS; OVENS; RETORTS
    • F27BFURNACES, KILNS, OVENS OR RETORTS IN GENERAL; OPEN SINTERING OR LIKE APPARATUS
    • F27B9/00Furnaces through which the charge is moved mechanically, e.g. of tunnel type; Similar furnaces in which the charge moves by gravity
    • F27B9/14Furnaces through which the charge is moved mechanically, e.g. of tunnel type; Similar furnaces in which the charge moves by gravity characterised by the path of the charge during treatment; characterised by the means by which the charge is moved during treatment
    • F27B9/16Furnaces through which the charge is moved mechanically, e.g. of tunnel type; Similar furnaces in which the charge moves by gravity characterised by the path of the charge during treatment; characterised by the means by which the charge is moved during treatment the charge moving in a circular or arcuate path
    • F27B9/18Furnaces through which the charge is moved mechanically, e.g. of tunnel type; Similar furnaces in which the charge moves by gravity characterised by the path of the charge during treatment; characterised by the means by which the charge is moved during treatment the charge moving in a circular or arcuate path under the action of scrapers or pushers
    • F27B9/185Furnaces through which the charge is moved mechanically, e.g. of tunnel type; Similar furnaces in which the charge moves by gravity characterised by the path of the charge during treatment; characterised by the means by which the charge is moved during treatment the charge moving in a circular or arcuate path under the action of scrapers or pushers multiple hearth type furnaces
    • 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
    • Y02P10/134Reduction of greenhouse gas [GHG] emissions by avoiding CO2, e.g. using hydrogen

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Metallurgy (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Manufacture And Refinement Of Metals (AREA)
  • Manufacture Of Iron (AREA)
  • Furnace Details (AREA)
  • Furnace Charging Or Discharging (AREA)

Abstract

The invention relates to a method for producing directly reduced metal in a multi-tiered furnace, whereby metal oxides and a reducing agent are inserted into the furnace and the process heat required for the reduction of the metal oxides is generated by indirect heating of the individual tiers of said furnace.

Description

Spôsob výroby priamo redukovaného kovu vo viacnásobnej nistejovej peciProcess for producing directly reduced metal in a multiple-hearth furnace

Oblasť technikyTechnical field

Vynález sa týka spôsobu výroby priamo redukovaného kovu vo viacnásobnej nistejovej peci.The invention relates to a process for the production of directly reduced metal in a multiple-hearth furnace.

Viacnásobné nistejové pece sa používajú na výrobu kovov zo zodpovedajúcich oxidov kovov, pričom sa oxid kovu a redukčné činidlo vovádzajú do viacnásobnej nistejovej pece a pri vysokej teplote spolu reagujú.Multiple crucible furnaces are used to produce metals from the corresponding metal oxides, wherein the metal oxide and the reducing agent are introduced into the multi crucible furnace and react at high temperature.

Doterajší stav technikyBACKGROUND OF THE INVENTION

Dokument DE-C-552 837 sa týka spôsobu vytavovania jemnozrnných železných rúd v redukčnej peci so šiestimi nistejami. Viacnásobná nistejová pec je rozdelená do dvoch pásiem. V prvom pásme tvorenom hornými dvoma nistejami sa najskôr predhrieva železná ruda. Na tento účel sa používajú akékoľvek vhodné horúce neutrálne plyny v regulovateľnom množstve. Prípadne sa tiež môžu použiť prídavné horáky. Druhé pásmo zahrnujúce štyri spodné nisteje sa od predhrievacieho pásma nepriedušne izoluje. Preto medzi oboma pásmami nedochádza k žiadnej výmene plynu. Druhé pásmo je určené na redukciu železnej rudy Na tento účel sa redukčné plyny injektujú buď do najspodnejšej nisteje alebo oddelene do každej jednotlivej nisteje. Horné tri nisteje redukčného pásma sú vybavené mufľami, z ktorých každá je vybavená horákom Prostredníctvom týchto muflí a horákov sú do horných troch nistejí dodávané vykurovacie plyny.DE-C-552 837 relates to a method for melting fine-grained iron ores in a six-hearth reduction furnace. The multiple-hearth furnace is divided into two zones. In the first zone formed by the upper two overheads, iron ore is first preheated. Any suitable hot neutral gases in controllable amounts are used for this purpose. Optionally, additional burners may also be used. The second zone comprising the four lower pads is sealed from the preheating zone. Therefore, there is no gas exchange between the two zones. The second zone is intended for the reduction of iron ore. For this purpose, the reducing gases are injected either into the lowest bottom or separately into each individual bottom. The top three of the reduction zone are equipped with muffles, each of which is equipped with a burner. Through these muffles and burners, fuel gases are supplied to the top three furnaces.

Patent US 2089782 opisuje viacnásobnú nistejovú pec na priamu redukciu železnej rudy, v ktorej komora obsahujúca horúcu taveninu a umiestnená pod nistejami nepriamo zahrieva vyššie umiestnenú nistej (nisteje).U.S. Pat. No. 2089782 discloses a multiple iron furnace for direct reduction of iron ore, in which a chamber containing hot melt and located below the furnaces indirectly heats the higher furnace (s).

V dokumente D3 (LU-A-87890) sa opisuje pec s otáčavou nistejou, v ktorej sa pelety redukujú na otáčavej plošine rozdelenej do prstencových sekcií, • · • · ··· • · · · ·· • · • ··· • · · · ·· ·· • · ·· · pričom sú tieto sekcie otáčavej plošiny umiestnené medzi jemnozrnnou žiaruvzdornou hmotou sústredne sa otáčajúcou okolo osi rotácie. Teplotu procesu zaisťujú elektrické radiátory umiestnené nad značnou časťou reaktorového segmentu S cieľom minimalizovať straty energie sa radiátory umiestňujú len niekoľko centimetrov nad povrch uvedeného jemnozrnného materiálu. Materiál určený na redukciu sa priamo ohrieva na požadovanú teplotu radiátormi. Počas výrobného spôsobu zostávajú surovinové pelety v stacionárnej polohe, to znamená že sa nezúčastňujú zodpovedajúceho kruhového pohybuDocument D3 (LU-A-87890) discloses a rotary hearth furnace in which the pellets are reduced on a rotary platform divided into annular sections. Wherein these sections of the rotating platform are located between the fine-grained refractory mass concentrically rotating about the axis of rotation. The process temperature is provided by electric radiators located above a significant portion of the reactor segment. In order to minimize energy loss, the radiators are positioned only a few centimeters above the surface of said fine-grained material. The material to be reduced is directly heated to the desired temperature by the radiators. During the manufacturing process, the raw pellets remain in a stationary position, i.e. they do not participate in the corresponding circular movement

Oxidy kovov a redukčné činidlá sa vsadzujú do viacnásobnej nistejovej pece, kde sa krúživým pohybom rozhrnujú hrabľami s dĺžkou polomeru nisteje od stredu k obvodu nisteje, kde prepadajú niekoľkými otvormi do nižšej nisteje. Odtiaľ sú oxidy kovov zmiešané s redukčnými činidlami premiestňované k stredu nisteje a potom padajú do spodnejšej nisteje. Počas zostupu z hornej nisteje do spodnej časti viacnásobnej nistejovej pece sa oxidy kovov a redukčné činidlá postupne ohrievajú.The metal oxides and reducing agents are charged into a multiple-hearth furnace, where they are swirled by rakes with a radius length running from the center to the periphery of the hearth, where they fall through several openings into the lower hearth. From there, the metal oxides mixed with the reducing agents are moved to the center of the crucible and then fall into the lower crucible. During the descent from the upper purge to the bottom of the multiple-hearth furnace, the metal oxides and reducing agents are gradually heated.

Pretože je redukcia oxidov kovov endotermný proces, vyžaduje naštartovanie a udržovanie tejto reakcie dodávanie pomerne značného množstva energie. Na tento účel sa viacnásobná nistejová pec vyhrieva plynovými alebo inými horákmi a časť redukčného činidla - spravidla prchavé zložky nosiča uhlíka ako je uhlie - sa spaľuje injektovaním plynu obsahujúceho kyslík do viacnásobnej nistejovej pece. Potrebné procesné teplo sa získa spaľovaním uhlia a pomocou plynových horákov za vzniku oxidu uhličitého Nad určitou teplotou oxid uhličitý prítomný v horúcich plynoch reaguje vo viacnásobnej nistejovej peci s uhlíkom podľa Boudouardovej reakcie za vzniku oxidu uhoľnatého. Týmto spôsobom vytvorený oxid uhoľnatý redukuje oxidy kovu na kov. Obsah oxidu uhoľnatého v plynoch vo viacnásobnej nistejovej peci v podstate určuje ich redukčný potenciál.Since the reduction of metal oxides is an endothermic process, starting and maintaining this reaction requires the supply of a relatively large amount of energy. For this purpose, the multiple-hearth furnace is heated by gas or other burners and part of the reducing agent - generally the volatile components of the carbon carrier such as coal - is burned by injecting an oxygen-containing gas into the multiple-hearth furnace. The necessary process heat is obtained by burning coal and using gas burners to form carbon dioxide. Above a certain temperature, the carbon dioxide present in the hot gases reacts with the carbon in a multiple-hearth furnace according to the Boudouard reaction to form carbon monoxide. The carbon monoxide formed in this way reduces metal oxides to metal. The carbon monoxide content of the gases in the multiple-hearth furnace essentially determines their reduction potential.

Nevýhodou tohto spôsobuje, že sa do viacnásobnej nistejovej pece, v ktorej prebieha redukcia, vovádzajú oxidované plyny a kyslík Okrem toho vzniká veľké množstvo odpadových plynov, ktoré je treba upravovať.The disadvantage of this is that oxidized gases and oxygen are introduced into the multiple-hearth furnace in which the reduction takes place. In addition, a large amount of waste gases is to be treated.

·· ·· ·· • · · · · · • ···· · · • ···· • · · · · · ·· ·· ·· ······························

V tomto type viacnásobnej nistejovej pece, ohrievanej horúcimi plameňmi zo zemného plynu, je obťažné vytvoriť a regulovať jednotný teplotný profil v priereze pece Pretože jednotlivé pásma a nisteje sú prepojené, je obťažné regulovať podmienky v jednotlivých pásmach nezávisle od ostatných. Plyny opúšťajúce jednu nistej ovplyvňujú podmienky v najbližšej vyššej nistejiIn this type of multiple-hearth furnace, heated by hot flames from natural gas, it is difficult to establish and regulate a uniform temperature profile in the furnace cross-section Because the individual bands and crosses are interconnected, it is difficult to control the conditions in each bands independently of the others. Gases leaving one or the other affect the conditions in the next higher purer

Preto je cieľom tohto vynálezu navrhnúť spôsob výroby priamo redukovaného kovu, pri ktorom sa pracuje s menšími množstvami plynu.It is therefore an object of the present invention to provide a process for the production of a directly reduced metal using less gas.

Podstata vynálezuSUMMARY OF THE INVENTION

Podľa tohto vynálezu sa tento problém rieši spôsobom výroby priamo redukovaného kovu vo viacnásobnej nistejovej peci, ktorý je charakteristický tým, že sa do viacnásobnej nistejovej pece vsadzujú oxidy kovov a redukčné Činidlá a procesné teplo potrebné na redukciu oxidov kovov sa vytvára nepriamym ohrevom oxidov kovu výhradne prostredníctvom nisteji alebo plášťa viacnásobnej nistejovej pece elektrickými vykurovacími rezistormi pod jednotlivými nistejami alebo na plášti viacnásobnej nistejovej pece a jednotlivé nisteje sú nepriamo zahrievané nezávisle od ostatných.According to the present invention, this problem is solved by a method of producing directly reduced metal in a multiple-hearth furnace, characterized in that metal oxides are charged into the multiple-hearth furnace and reducing agents and process heat required to reduce metal oxides are generated by indirectly heating the metal oxides of the furnace or the housing of the multiple-hearth furnace by electric heating resistors under the individual hearths or on the housing of the multiple-hearth furnace and the individual hearths are indirectly heated independently of the others.

Pri spôsobe podľa vynálezu sa procesné teplo do viacnásobnej nistejovej pece dodáva radiačnou energiou a nie spaľovaním redukčného činidla in situ alebo plynovými horákmi ako v už známych spôsoboch.In the method of the invention, process heat is supplied to the multiple furnace furnace by radiation energy and not by combustion of the reducing agent in situ or by gas burners as in the known methods.

Dôležitou výhodou tohto vynálezu je, že sa do viacnásobnej nistejovej pece nemusí injektovať žiadny kyslík alebo iné oxidované plyny, aby sa dosiahlo potrebné procesné teplo Tým sa značne zmenší množstvo plynov cirkulujúcich vo viacnásobnej nistejovej peci. Množstvo odpadových plynov, ktoré je treba dodatočne spracovať je značne menšie, čím sa znížia náklady tohto spracovaniaAn important advantage of the present invention is that no oxygen or other oxidized gases need to be injected into the multiple-hearth furnace to achieve the necessary process heat. This greatly reduces the amount of gases circulating in the multiple-hearth furnace. The amount of waste gases to be re-treated is considerably less, thereby reducing the cost of the treatment

Okrem toho majú menšie objemy plynu za následok nižšie rýchlosti prietoku plynu v jednotlivých nistejách. Z viacnásobnej nistejovej pece sa s ním preto vynáša menej zvíreného odpadového prachu.In addition, smaller gas volumes result in lower gas flow rates in the individual supports. Therefore, less turbulent waste dust is discharged from the multiple furnace furnace.

• · ·· ·· ·· ·· • · · · · · • · ·t*· · ·• · · · · t · t · t t t

Pretože sa do viacnásobnej nistejovej pece neinjektuje žiadny kyslík alebo iné oxidované plyny, je redukčný potenciál plynov vnútri viacnásobnej nistejovej pece vyšší než v už známych viacnásobných nistejových peciach.Since no oxygen or other oxidized gases are injected into the multiple-hearth furnace, the reduction potential of the gases inside the multiple-hearth furnace is higher than in the already known multiple-hearth furnaces.

Okrem toho tento spôsob umožňuje rovnomernejší ohrev viacnásobnej nistejovej pece a v nej obsiahnutých látok.In addition, the method allows a more uniform heating of the multiple-hearth furnace and the substances contained therein.

Spôsob môže prebiehať pri tlaku 1 až 5 barov, čo má za následok, že viacnásobná nistejová pec môže mať kompaktnejšiu konštrukciu.The process can be carried out at a pressure of 1 to 5 bar, with the result that a multiple-hearth furnace can be of a more compact design.

V jednom výhodnom uskutočnení sa popri pevných redukčných činidlách používajú plynné redukčné Činidlá.In one preferred embodiment, gaseous reducing agents are used in addition to the solid reducing agents.

Oxidy kovov sú napríklad železné rudy, zinkové rudy, odpady obsahujúce olej a oxidy železa a rôzne formy problémových odpadov ako je frakcia prachových Častíc obsahujúca oxidy železa znečistené oxidmi zinku a/alebo oxidmi ťažkých kovovMetal oxides are, for example, iron ores, zinc ores, oil-containing wastes and iron oxides, and various forms of problem wastes such as the fraction of particulate iron containing iron oxides contaminated by zinc oxides and / or heavy metal oxides

Vynález sa tiež týka viacnásobnej nistejovej pece zahrnujúcej niekoľko nistejí umiestnených jedna nad druhou na výrobu priamo redukovaného kovu Viacnásobná nistejová pec podľa vynálezu je charakterizovaná elektrickými vykurovacími rezistormi na nepriamy ohrev jednotlivých nistejí, ktoré vytvárajú procesné teplo potrebné na redukciu oxidov kovov, pričom sú vykurovacie rezistory inštalované pod jednotlivými nistejami alebo na plášti viacnásobnej nistejovej pece a jednotlivé nisteje sa nepriamo ohrievajú nezávisle od ostatnýchThe invention also relates to a multiple furnace comprising several furnaces placed one above the other for the production of directly reduced metal. The multiple furnace according to the invention is characterized by electric heating resistors for indirectly heating the individual furnaces which generate the process heat required to reduce metal oxides. underneath the individual hearths or on the shell of the multiple hearth furnace and the individual hearths are indirectly heated independently of the other

Viacnásobná nistejová pec sa môže napríklad ohriať na potrebnú teplotu a na tejto teplote udržovať elektrickými vykurovacími rezistormi inštalovanými vnútri viacnásobnej nistejovej peceFor example, the multiple-hearth furnace may be heated to the desired temperature and maintained at that temperature by electrical heating resistors installed within the multiple-hearth furnace.

Preto je možno v každej nisteji upraviť teplotu selektívne bez podstatného ovplyvnenia podmienok v nistejách nad a pod ňou Na rozdiel od tradičných viacnásobných nistejových pecí možno podmienky v rôznych nistejách regulovať nezávisle od ostatných.Therefore, in each crucible, the temperature can be selectively adjusted without substantially affecting the conditions in the crucibles above and below. In contrast to traditional multiple crucibles, the conditions in the various crucibles can be regulated independently of the others.

• · *• · *

• · · • 11

Pri tej istej kapacite a tých istých rýchlostiach prúdenia plynu v nistejách môže byť viacnásobná nistejová pec na výrobu priamo redukovaného kovu spôsobom podľa vynálezu menšia než konvenčná viacnásobná nistejová pec.At the same capacity and at the same gas velocities in the pans, the multiple pan furnace for producing directly reduced metal may be smaller than the conventional multiple pan furnace according to the invention.

Prvky na nepriamy ohrev sa môžu inštalovať na povrchu a/alebo pod jednotlivými nistejami. Taktiež ich možno osadzovať na bočné steny.Indirect heating elements may be installed on the surface and / or under individual supports. They can also be fitted on the side walls.

Tento spôsob je zvlášť vhodný na priamu redukciu železnej rudy.This method is particularly suitable for direct reduction of iron ore.

Ďalšie výhodné uskutočnenia sa uvádzajú v závislých nárokoch.Further advantageous embodiments are set forth in the dependent claims.

Jedno uskutočnenie vynálezu sa opisuje nižšie pomocou pripojeného obrázku.One embodiment of the invention is described below with reference to the accompanying drawing.

Prehľad obrázkov na výkresochBRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS

Obrázok l je prierez viacnásobnou nistejovou pecou na výrobu priamo redukovaného kovu.Figure 1 is a cross-section of a multiple-hearth furnace for the production of directly reduced metal.

Obrázok 2 je schematické znázornenie elektrických vykurovacích rezistorov vo viacnásobnej nistejovej peci.Figure 2 is a schematic representation of electrical heating resistors in a multiple-hearth furnace.

Príklady uskutočnenia vynálezuDETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

Obrázok 1 ukazuje prierez viacnásobnou nistejovou pecou 10. ktorá obsahuje niekoľko - v tomto prípade dvanásť - nistejí 12 umiestnených nad sebou. Tieto samonosné nisteje 12 sú zo žiaruvzdorného materiálu rovnako ako plášť 14. klenba 16 a dno 18 viacnásobnej nistejovej pece _LQFigure 1 shows a cross-section of a multi-hearth furnace 10 which comprises a plurality - in this case twelve - of the stack 12 placed one above the other. These self-supporting supports 12 are of refractory material as well as the jacket 14, the vault 16 and the bottom 18 of the multiple-hearth furnace 10.

Klenba 16 viacnásobnej nistejovej pece 10 je vybavená odťahom 20. ktorým sa môžu odvádzať z viacnásobnej nistejovej pece plyny a otvorom 22, ktorým sa vsadzujú oxidy kovov a redukčné činidlá do hornej nisteje Oxidy kovov sa však môžu do viacnásobnej nistejovej pece 10 vsádzať tiež nižšie a oddelene od redukčných činidielThe vault 16 of the multiple furnace 10 is provided with an exhaust 20 through which gases can be discharged from the multiple furnace and an opening 22 through which metal oxides and reducing agents are introduced into the upper hearth. However, metal oxides can also be charged lower and separately into the multiple furnace 10 from reducing agents

Β* ΒΒΒ * ΒΒ

B B B B ··· B B B • · · I ··· B B • B · B B β Β·Β B . BBBBBBBB ··· ···· ·· ·· ·· ·B B B B B B B I B B B B B B. BBBBBBBB ··· ···· ·· ·· ·· ·

Hriadeľ 24 vybavený hrabľami 26 siahajúcimi cez celé nisteje 12 je umiestnený uprostred viacnásobnej nistejovej pece Hriadeľ 24 a hrable 26 sú chladené vzduchom alebo vodou.The shaft 24 provided with rakes 26 extending across the entire crates 12 is positioned in the middle of a multiple-hearth furnace The shaft 24 and the rakes 26 are cooled by air or water.

Hrable 26 sú konštruované tak, aby krúživým pohybom hrnuli materiál v nisteji od obvodu ku stredu a potom v spodnejšej nisteji od stredu k obvodu a tak aby zaistili zostup materiálu celou viacnásobnou nistejovou pecou 10 odhora nadol.The rakes 26 are designed to swirl the material in a circumferential to center, and then in the lower, from the center to the circumference in a circular motion, so as to ensure that the material descends through the multiple furnace 10 from top to bottom.

Oxidy kovov sa zmiešajú s pevnými redukčnými činidlami ako je hnedouhoľný koks, ropný koks alebo uhlie mimo viacnásobnej nistejovej pece 10 a zmes oxidov kovov a redukčných činidiel sa následne vsadzuje do hornej nisteje.The metal oxides are mixed with solid reducing agents such as lignite coke, petroleum coke or coal outside the multiple crucible furnace 10 and the mixture of metal oxides and reducing agents is subsequently charged to the upper crucible.

Oxidy kovov sa však môžu vsádzať do hornej nisteje tiež oddelene a potom sa pevné redukčné činidlá vsadzujú do viacnásobnej nistejovej pece 10 nižšie sádzacím otvorom 30 v plášti 14.However, the metal oxides can also be fed separately into the upper crucible and then the solid reducing agents are fed into the multiple furnace 10 through the lower opening 30 in the housing 14.

Oxidy kovov je tiež možné predsušovať mimo viacnásobnej nistejovej pece 10 pred zmiešaním s pevnými redukčnými činidlami.The metal oxides may also be pre-dried outside the multiple crucible furnace 10 prior to mixing with the solid reducing agents.

Po vsadení zmesi oxidov kovov a redukčných činidiel do prvej nisteje viacnásobnej nistejovej pece 10. je zmes krúživým pohybom hrabľami 26 rozhrnovaná k obvodu nisteje, kde prepadá niekoľkými otvormi 28. vytvorenými na tento účel, do nižšej nisteje. Odtiaľ sú oxidy kovov zmiešané s redukčnými činidlami premiestňované k stredu nisteje a potom padajú do spodnejšej nisteje. Počas zostupu z hornej nisteje do spodnej časti viacnásobnej nistejovej pece sa oxidy kovov a redukčné činidlá postupne ohrievajú.After the mixture of the metal oxides and reducing agents has been introduced into the first crucible of the multiple crucible furnace 10, the mixture is swirled by the rakes 26 to the periphery of the crucible where it passes through several openings 28 provided for this purpose into the lower crucible. From there, the metal oxides mixed with the reducing agents are moved to the center of the crucible and then fall into the lower crucible. During the descent from the upper purge to the bottom of the multiple-hearth furnace, the metal oxides and reducing agents are gradually heated.

Súčasne sa kontaktom s nistejou 12 a stúpajúcimi horúcimi plynmi odstraňuje vlhkosť z oxidov kovov zmiešaných s redukčnými činidlami. Horné nisteje vo viacnásobnej nistejovej peci 10 takto patria do sušiaceho a predhrievacieho pásmaAt the same time, moisture is removed from the metal oxides mixed with the reducing agents by contact with the crucible 12 and the rising hot gases. The upper supports in the multiple furnace 10 thus belong to the drying and preheating zone

V bočnej stene viacnásobnej nistejovej pece 10 - normálne v jej hornej tretine - je zaistený najmenej jeden sádzací otvor 30, ktorým sa zavádzajú redukčné činidlá, pokiaľ už neboli do viacnásobnej nistejovej pece 10 zavedenéIn the side wall of the multiple-hearth furnace 10 - normally in its upper third - at least one intake opening 30 is provided through which reducing agents are introduced, unless they have been introduced into the multiple-hearth furnace 10

Ί • ·· ·· ·· ·· • · · · ··· ··· • · · · ··· · · • · · · ·· ··· · ·· ···· · ······· ·· ·· ·· · spoločne s oxidmi kovov. Týmto sádzacím otvorom 30 sa do viacnásobnej nistejovej pece 10 môžu vsádzať buď všetky redukčné činidlá alebo iba prídavné. Tieto redukčné činidlá môžu byť v plynnej rovnako ako v kvapalnej alebo pevnej forme. Tieto redukčné činidlá predstavujú napríklad oxid uhoľnatý, vodík, zemný plyn, ropu alebo ropné deriváty alebo pevné nosiče uhlíka ako hnedouhoľný koks, ropný koks, vysokopecný prach, uhlie a podobne.Ί · · · · · · · · · ··· ·· ·· ·· · together with metal oxides. Through this suction opening 30, either all reducing agents or only additional agents can be charged into the multiple-hearth furnace 10. These reducing agents may be in gaseous as well as in liquid or solid form. These reducing agents include, for example, carbon monoxide, hydrogen, natural gas, petroleum or petroleum derivatives, or solid carbon carriers such as lignite coke, petroleum coke, blast furnace dust, coal and the like.

Redukčné činidlo, v tomto prípade uhlie, ktoré je vsádzané do nisteje umiestnenej vo viacnásobnej nistejovej peci 10 v nižšom pásme, je tu hrabľami 26 zmiešané s ohriatymi oxidmi kovov. Oxidy kovov sa vysokou teplotou a prítomnosťou redukčných činidiel postupne redukujú pri zostupnom transporte viacnásobnou nistejovou pecou 10.The reducing agent, in this case coal, which is fed into the crucible located in the multiple crucible furnace 10 in the lower zone, is mixed here with the rakes 26 with the heated metal oxides. The metal oxides are gradually reduced by the high temperature and the presence of reducing agents in the descending transport by a multiple furnace 10.

Redukcia oxidov kovov sa môže presne regulovať a jej spôsob uskutočňovať za optimálnych podmienok kontrolovaným vsádzaním pevných, kvapalných alebo plynných redukčných činidiel v rôznych bodoch viacnásobnej nistejovej pece 10 a odťahovaním nadbytočných plynov v kritických bodoch.The reduction of the metal oxides can be precisely controlled and its process carried out under optimal conditions by the controlled introduction of solid, liquid or gaseous reducing agents at various points in the multiple furnace 10 and by drawing off excess gases at critical points.

V bočných stenách sú umiestnené dýzy 30 na injektovanie horúcich plynov (250 °C až 500 °C) obsahujúcich kyslík, ktorými sa môže do viacnásobnej nistejovej pece 10 privádzať vzduch alebo iný plyn obsahujúci kyslík. V dôsledku vysokých teplôt a prítomnosti kyslíka sa môžu v horných nistejách 12 viacnásobnej nistejovej pece 10 spaľovať horľavé plyny a vzniknutá energia sa môže použiť na sušenie oxidov kovov a redukčných činidielNozzles 30 are disposed in the side walls for injecting oxygen-containing hot gases (250 ° C to 500 ° C) through which air or other oxygen-containing gas can be introduced into the multiple-hearth furnace 10. Due to the high temperatures and the presence of oxygen, combustible gases can be burned in the upper pans 12 of the multiple pan furnace 10 and the energy generated can be used to dry metal oxides and reducing agents

V poslednej nisteji dole alebo v posledných dvoch nistejách je zaistené injektovanie pre plynné redukčné činidlo, napríklad oxid uhoľnatý alebo vodík, špeciálnymi dýzami 44. V takto vzniknutej atmosfére so zvýšeným redukčným potenciálom sa môže dokončiť redukcia oxidov kovov.In the last bottom down or in the last two overheads, injection is provided for the gaseous reducing agent, for example carbon monoxide or hydrogen, by special nozzles 44. In the resulting atmosphere with increased reducing potential, the reduction of the metal oxides can be completed.

Následne sa vyrobený kov odpichuje spoločne s popolom výpusťou 46 v dne 18 viacnásobnej nistejovej pece H).Subsequently, the produced metal is tapped together with the ash through the outlet 46 in the bottom 18 of the multiple-hearth furnace 11).

Kov sa po odpichu z výpuste 46 ochladí v chladiči 48 spoločne s popolom a redukčnými činidlami, ktoré možno za vhodných okolností znovu použiť. Po·· ··· ··· • · · ··* * · ·· ·· ···· ·· g ..............After tapping from the outlet 46, the metal is cooled in the cooler 48 together with ash and reducing agents which can be reused under appropriate circumstances. Po ····································

tom sa redukovaný kov oddelí odlučovačom 50 od popola z redukčných činidiel a znovu použiteľných redukčných činidiel 52..Hereby the reduced metal is separated from the ash by a separator 50 from reducing agents and reusable reducing agents 52.

Zmes plynov z viacnásobnej nistejovej pece 10 odchádza odťahom 20 do prídavného horáka 54. kde sa spaľujú horľavé plyny z plynnej zmesi. Potom sa plynná zmes uvádza do chladiča 56 obsahujúceho chladiacu látku a ochladzuje sa. Následne sa ochladená plynná zmes Čistí pomocou cyklónového filtra 58 pred vypustením do atmosféry.The gas mixture from the multiple-hearth furnace 10 is discharged to a supplementary burner 54 via a withdrawal 20 to combust the combustible gases from the gas mixture. Thereafter, the gas mixture is introduced into a cooler 56 containing the coolant and cooled. Subsequently, the cooled gas mixture is purged by means of a cyclone filter 58 before being released to the atmosphere.

Pokiaľ viacnásobná nistejová pec pracuje za pretlaku, je samozrejme potrebné vybaviť otvory 22 a 30 na vsádzanie oxidov kovov a redukčných činidiel rovnako ako odťah 20 tlakovými uzávermi. Taktiež musia byť utesnené ložiská hriadeľa 24 a výpust’ 46 vybavená uzáverom pre odpich horúceho materiálu.Of course, if the multiple furnace is operated under positive pressure, it is necessary to provide the holes 22 and 30 for the introduction of metal oxides and reducing agents as well as the exhaust 20 with pressure seals. Shaft bearings 24 and drain ´46 must also be sealed for hot material tapping.

Odpadové plyny z viacnásobnej nistejovej pece 10 sa však tiež môžu použiť na poháňanie turbíny vyrábajúcej elektrinu. V tomto prípade je treba vynechať dospaľovanie vnútri viacnásobnej nistejovej pece 10 a do viacnásobnej nistejovej pece 10 sa dýzami 32 nevháňa žiadny plyn obsahujúci kyslík.However, the off-gases from the multiple furnace 10 can also be used to power an electricity generating turbine. In this case, it is necessary to omit the build-up inside the multiple-hearth furnace 10 and no oxygen-containing gas is injected into the multiple-hearth furnace 10.

Táto viacnásobná nistejová pec 10 umožňuje spracovávať železnú rudu, zinočnaté rudy, odpadové materiály obsahujúce olej a oxid železitý, a rôzne problematické odpady ako sú prachové odpady obsahujúce oxid železitý kontaminovaný zinočnatými oxidmi a/alebo oxidmi ťažkých kovovThis multiple furnace 10 allows the processing of iron ore, zinc ores, waste materials containing oil and iron oxide, and various problematic wastes such as dust containing iron oxide contaminated with zinc oxides and / or heavy metal oxides

Prachové odpady a kaly obsahujúce oxid železitý z elektrických alebo konvertorových oceliarní, ktoré spravidla neobsahujú žiadny uhlík, alebo prach z čistenia odpadových plynov z vysokých pecí sa preto môžu vsádzať do viacnásobnej nistejovej pece 10 špeciálnym otvorom 30. Redukcia zvyškových materiálov sa môže presne regulovať a spôsob uskutočňovať za optimálnych podmienok regulovaným vsadzovaním pevných, kvapalných a plynných redukčných činidiel v rôznych bodoch viacnásobnej nistejovej pece 10 a odťahovaním nadbytočných plynov v kritických bodochDust wastes and iron oxide containing sludges from electric or converter steel mills, which generally do not contain any carbon, or dust from blast furnace waste gas cleaning can therefore be fed into the multiple furnace 10 through a special opening 30. The reduction of residual materials can be precisely controlled and carried out under optimum conditions by the controlled introduction of solid, liquid and gaseous reducing agents at various points of the multiple-hearth furnace 10 and by drawing off excess gases at critical points

Pretože tieto prachové a kvapalné odpady obsahujúce oxid železitý sú často kontaminované oxidmi ťažkých kovov, môže sa vysoký podiel plynov stú9Because these ferric oxide-containing dust and liquid wastes are often contaminated with heavy metal oxides, a high proportion of gases may increase.

• ·· • ·· • · • · • · • · • · • · • · · • · · • · • · • · • · ··· · · · • · • · • · • · ·· ···· ·· ···· • · • · ·· · · ·· · ·

pajúcich viacnásobnou nistejovou pecou odťahovať z pece 10 pod nistejou, do ktorej sa vsadzujú prachové odpady a kaly obsahujúce oxidy ťažkých kovov, a to pomocou odťahovej rúrkovej spojky 60 umiestnenej v bočnej stene a reinjektovať do pece 10 otvorom 62 nad uvedenou nistejou V dôsledku toho je v nisteji, do ktorej sa vovádzajú prachy a kaly obsahujúce oxidy ťažkých kovov, podiel plynu malý. Oxidy ťažkých kovov prítomné v prachových podieloch a kaloch sa po vsadení do pece redukujú a vzniknuté kovy odparujú. V ďalšom ich možno z viacnásobnej nistejovej pece 10 odtiahnuť z tejto nisteje ako malý plynný podiel odťahom 64 v bočnej stene.As a result, it is possible to withdraw the dust and sludge containing heavy metal oxides from the furnace 10 under the furnace 10 by means of a pipe connector 60 located in the side wall and to reinject the furnace 10 through an opening 62 above said hearth. For example, in which dusts and sludges containing heavy metal oxides are introduced, the proportion of gas is small. The heavy metal oxides present in the dusts and sludges are reduced after being introduced into the furnace and the resulting metals are evaporated. Further, they can be withdrawn from the multiple furnace 10 as a small gas fraction by withdrawal 64 in the side wall.

Tento malý objem plynu s pomerne vysokým obsahom ťažkých kovov sa potom môže čistiť oddelene. Dôsledkom malých množstiev odpadového plynu je nízka rýchlosť prietoku plynu zodpovedajúcimi nistejami, takže je s týmto odpadovým plynom strhávané len malé množstvo odpadových prachov. Preto je v odpadovom plyne veľmi vysoká koncentrácia ťažkých kovovThis small volume of gas with a relatively high heavy metal content can then be cleaned separately. Small amounts of waste gas result in a low gas flow rate through the corresponding nozzles, so that only a small amount of waste dust is entrained with this waste gas. Therefore, the concentration of heavy metals in the waste gas is very high

Horľavé plyny odtiahnuté z plynnej zmesi sa spália v prídavnom horáku 66. Zvyšný podiel plynnej zmesi sa ochladí v chladiči 68 a následne čistí cyklónovým filtrom 70 pred vypustením do atmosféryCombustible gases withdrawn from the gaseous mixture are burned in the auxiliary burner 66. The remaining portion of the gaseous mixture is cooled in a condenser 68 and subsequently purified by a cyclone filter 70 before being released to the atmosphere.

Oxid železitý prítomný v prachových odpadoch sa redukuje na železo spoločne s odpadmi obsahujúcimi olej a oxid železaThe iron oxide present in the dust waste is reduced to iron together with the oil and iron oxide wastes

Všetky vznikajúce plyny vrátane prchavých zložiek redukčných činidiel sa môžu bezo zvyšku spáliť v sušiarni pre zvyškové materiály obsahujúce ťažký kov a oxid železitý a v prípade potreby aj pre redukčné činidlá mimo viacnásobnej nistejovej pece a zostávajúce teplo odpadových plynov z pece sa takto môže optimálne využiťAll gases produced, including the volatile components of the reducing agents, can be completely burned in the oven for residual materials containing heavy metal and iron oxide and, if necessary, for reducing agents outside the multiple furnace and the remaining heat of the furnace waste gases can be optimally used

Obrázok 2 ukazuje schematické znázornenie nisteje vo viacnásobnej nistejovej peci 10. v ktorej sú vykurovacie rezistory 72 a 74 inštalované na bočné steny alebo plášť 14 a pod nistejou 12.Figure 2 shows a schematic representation of a crucible in a multiple crucible furnace 10 in which the heating resistors 72 and 74 are mounted on the side walls or housing 14 and below the crucible 12.

Claims (6)

PATENTOVÉ NÁROKYPATENT CLAIMS 1. Spôsob výroby priamo redukovaného kovu vo viacnásobnej nistejovej peci, vyznačujúci sa tým, že sa do viacnásobnej nistejovej pece vsadzujú oxidy kovov a redukčné činidlá a procesné teplo potrebné na redukciu kovových oxidov sa vytvára nepriamym ohrevom oxidov kovov výhradne prostredníctvom nistejí alebo plášťa viacnásobnej nistejovej pece elektrickými vykurovacími rezistormi inštalovanými pod jednotlivými nistejami alebo na plášti viacnásobnej nistejovej pece a jednotlivé nisteje sú nepriamo ohrievané, navzájom nezávisle od seba.Method for producing directly reduced metal in a multiple-hearth furnace, characterized in that metal oxides are charged into the multiple-hearth furnace and the reducing agents and the process heat required to reduce metal oxides are generated by indirectly heating the metal oxides solely by means of the furnace or sheath of the multiple-hearth furnace. electrical heating resistors installed below the individual pans or on the shell of the multiple pan furnace and the individual pans are indirectly heated, independently of each other. 2. Spôsob podľa nároku 1, vyznačujúci sa tým, že sa tento spôsob uskutočňuje pri tlaku 1 až 5 barov.Process according to claim 1, characterized in that the process is carried out at a pressure of 1 to 5 bar. 3 Spôsob podľa jedného z predchádzajúcich nárokov, vyznačujúci sa tým, že sa používajú plynné redukčné činidlá.Method according to one of the preceding claims, characterized in that gaseous reducing agents are used. 4. Spôsob podľa jedného z predchádzajúcich nárokov, vyznačujúci sa tým, že oxidy kovov sú železné rudy, zinkové rudy, odpady obsahujúce olej a oxid železa a rôzne problematické odpady ako napríklad prachové odpady obsahujúce oxid železa znečistený zinočnatými oxidmi a/alebo oxidmi ostatných ťažkých kovovMethod according to one of the preceding claims, characterized in that the metal oxides are iron ores, zinc ores, oil and iron oxide-containing wastes and various problematic wastes such as iron oxide-containing dust wastes contaminated with zinc oxides and / or other heavy metal oxides 5 Viacnásobná nistejová pec obsahujúca niekoľko nistejí umiestnených jedna nad druhou na výrobu priamo redukovaného kovu z oxidov kovov, vyznačujúca sa tým, že je vybavená elektrickými vykurovacími rezistormi inštalovanými pod jednotlivými nistejami alebo na plášti viacnásobnej niste11 • ···· ·· ·· » · · » · ···5 Multiple crucible furnace containing several stacks placed one above the other for the production of directly reduced metal from metal oxides, characterized in that it is equipped with electric heating resistors installed under individual racks or on the casing of a multiple stack11 • ····· · · · »· ··· B · · I ·· ·· ·· ··· jovej pece, pričom sa procesné teplo potrebné na redukciu oxidov kovov vytvára nepriamym ohrevom oxidov kovov výhradne elektrickými vykurovacími rezistormi, pričom sú vykurovacie rezistory navzájom nezávislé.The process heat necessary for the reduction of metal oxides is generated by indirectly heating the metal oxides solely by electric heating resistors, the heating resistors being independent of each other. 6. Viacnásobná nistejová pec podľa nároku 5, vyznačujúca sa tým, že elektrické vykurovacie rezistory majú ochranný štítA multiple-hearth furnace according to claim 5, characterized in that the electric heating resistors have a protective shield.
SK394-2001A 1998-09-23 1999-08-30 Method for producing directly reduced metal in a multi-tiered furnace SK3942001A3 (en)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
LU90291A LU90291B1 (en) 1998-09-23 1998-09-23 Process for producing directly reduced metal in a deck oven
PCT/EP1999/006381 WO2000017404A1 (en) 1998-09-23 1999-08-30 Method for producing directly reduced metal in a multi-tiered furnace

Publications (1)

Publication Number Publication Date
SK3942001A3 true SK3942001A3 (en) 2001-12-03

Family

ID=19731769

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
SK394-2001A SK3942001A3 (en) 1998-09-23 1999-08-30 Method for producing directly reduced metal in a multi-tiered furnace

Country Status (15)

Country Link
EP (1) EP1115890A1 (en)
JP (1) JP2002526652A (en)
KR (1) KR20010075318A (en)
CN (1) CN1319143A (en)
AU (1) AU6079499A (en)
BR (1) BR9914460A (en)
CA (1) CA2343212A1 (en)
CZ (1) CZ20011042A3 (en)
LU (1) LU90291B1 (en)
PL (1) PL346835A1 (en)
SK (1) SK3942001A3 (en)
TR (1) TR200101480T2 (en)
TW (1) TW459049B (en)
WO (1) WO2000017404A1 (en)
ZA (1) ZA200102128B (en)

Families Citing this family (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
UA77355C2 (en) * 2002-12-23 2006-11-15 Method and apparatus for manufacturing molten iron
EP1905853A1 (en) * 2006-09-29 2008-04-02 Paul Wurth S.A. Heat treatment method of metal-containing waste materials contaminated with organics and apparatus therefor
LU91312B1 (en) * 2007-02-16 2008-08-18 Wurth Paul Sa Multiple hearth furnace
JP5601138B2 (en) * 2010-10-14 2014-10-08 新日鐵住金株式会社 Heating method for agglomerates
DE102016120833A1 (en) * 2016-11-02 2018-05-03 Thyssenkrupp Ag Multi-level oven and method for operating a multi-level oven

Family Cites Families (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE552837C (en) * 1927-06-21 1932-06-18 Paul Gredt Device and method for shredding oolite grains obtained from minette
FR717429A (en) * 1930-12-03 1932-01-08 Trent Process Corp Direct reduction process for iron ore
US2089782A (en) * 1934-12-14 1937-08-10 Industrimetoder Ab Process of producing sponge iron
DE1225673B (en) * 1959-07-23 1966-09-29 Kloeckner Humboldt Deutz Ag Process for the dry reduction of iron ore
US3650830A (en) * 1969-06-30 1972-03-21 Nichols Eng & Res Corp Recovery system
DE2134977A1 (en) * 1971-07-13 1973-01-25 Atsukawa Masami Solid state iron prodn from powder or granule ore - by high intensity alternating current resistance heating
FR2250422A7 (en) * 1973-11-07 1975-05-30 Leur Ryan Indirect heater for basalt dust - has superimposed heater plates with spoked wheels revolving above them
GB2140141B (en) * 1983-05-20 1986-10-01 British Petroleum Co Plc Process and vacuum sublimation furnace for treatment of ores
DE3734892A1 (en) * 1987-10-15 1989-04-27 Egon Evertz Process for dressing metallurgical dusts
LU87890A1 (en) * 1991-02-20 1992-11-16 Arbed METHOD AND DEVICE FOR WINNING METALS FROM INDUSTRIAL RESIDUES

Also Published As

Publication number Publication date
ZA200102128B (en) 2002-06-14
AU6079499A (en) 2000-04-10
LU90291B1 (en) 2000-03-24
PL346835A1 (en) 2002-02-25
EP1115890A1 (en) 2001-07-18
TR200101480T2 (en) 2001-09-21
CA2343212A1 (en) 2000-03-30
TW459049B (en) 2001-10-11
WO2000017404A1 (en) 2000-03-30
CN1319143A (en) 2001-10-24
CZ20011042A3 (en) 2001-10-17
BR9914460A (en) 2001-05-22
JP2002526652A (en) 2002-08-20
KR20010075318A (en) 2001-08-09

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US4874427A (en) Methods for melting and refining a powdery ore containing metal oxides
CA1224516A (en) Electric arc fired cupola for remelting of metal chips
US6391088B1 (en) Method for heat-treating recyclings containing oil and iron oxide
RU2218417C2 (en) Method of heat treatment of wastes containing heavy metals and ferric oxides
US6395057B1 (en) Method for producing directly reduced iron in a layered furnace
SK3942001A3 (en) Method for producing directly reduced metal in a multi-tiered furnace
SK5962001A3 (en) Method for the heat treatment of residues containing heavy metals
RU2323260C2 (en) Metals with low evaporation temperature production method
SK5972001A3 (en) Method for producing directly reduced, desulfurized iron
RU2205229C2 (en) Method for producing direct-process iron in multiple-hearth furnace
MXPA01003080A (en) Method for producing directly reduced metal in a multi-tiered furnace
CA1114603A (en) Method and apparatus for feeding an oxidant within a furnace enclosure
RU2056009C1 (en) Plant for thermal reconditioning of solid fuel and metal-containing raw materials
RU2342442C2 (en) Facility for receiving of iron melt
CZ20002009A3 (en) A method for producing directly reduced iron in a tray oven
MXPA01001545A (en) Method for the thermal processing of residues containing heavy metals and iron oxide