SK6998A3

SK6998A3 - Process for producing liquid pig iron or intermediate steel products and installation for implementing it

Info

Publication number: SK6998A3
Application number: SK69-98A
Authority: SK
Inventors: Werner L Kepplinger; Felix Wallner; Johannes Schenk
Original assignee: Voest Alpine Ind Anlagen; Po Hang Iron & Steel; Res Inst Ind Science & Tech
Priority date: 1995-07-19
Filing date: 1996-07-18
Publication date: 1998-12-02
Also published as: TW359686B; AU6347996A; UA42845C2; EP0840806A1; DE59607839D1; BR9609784A; RU2135598C1; ZA966099B; KR100321806B1; CN1190995A; WO1997004138A1; US6264722B1; JPH11509274A; AU713666B2; KR19990029079A; CZ16898A3; AT406483B; ATE206469T1; CA2227231A1; ATA123695A

Description

SPÔSOB VÝROBY TEKUTÉHO SUROVÉHO ŽELEZA ALEBO POLOTOVAROV NA VÝROBU OCELE A ZARIADENIE NA VYKONÁVANIE TOHTO SPÔSOBU

Oblasť techniky

Vynález sa týka spôsobu výroby tekutého surového železa alebo polotovarov na výrobu ocele z materiálu vo forme jemných častíc obsahujúceho železo, najmä z redukovanej železnej huby, v zóne tavného splynovania tavného splynovača, v ktorom sa za prívodu materiálu obsahujúceho uhlík a plynu obsahujúceho kyslík a za súčasného vytvárania redukčného plynu v lôžku vytvorenom z pevných nosičov uhlíka taví materiál obsahujúci železo pri prechode týmto lôžkom, poprípade po predchádzajúcej dokončovacej redukcii, a tiež zariadenia na vykonávanie tohto spôsobu.

Doterajší stav techniky

Z EP-B-0 010627 je známy spôsob výroby tekutého surového železa alebo polotovarov na výrobu ocele z materiálu vo forme jemných častíc obsahujúceho železo, najmä predredukovanej železnej huby a tiež výroby redukčného plynu v tavnom splymovači, pri ktorom sa tvorí privedením uhlia vháňaním plynu obsahujúceho kyslík fluidného lôžka z častíc koksu. Plyn obsahujúci kyslík, prípadne čistý kyslík, sa pritom vháňa v spodnej oblasti tavného splynovača. Materiál vo forme jemných častíc obsahujúci železo, najmä predredukovaná železná huba, a kusové uhlie sa privádzajú zhora vsádzacími otvormi v poklope tavného splynovača, padajúce častice sa vo fluidnom lôžku zbrzdia a častice obsahujúce železo sa pri prepadávaní koksovým fluidným lôžkom redukujú a tavia. Vytavený kov pokrytý troskou sa zhromažďuje na dne tavného splynovača. Kov a troska sa odvádzajú oddelenými odpichovými otvormi.

Spôsob tohto typu však nie je vhodný na spracovanie jemnozrnej železnej huby a jemnozrného uhlia, pretože jemnozrnné častice pevných látok by boli v dôsledku silného prúdenia plynu v tavnom splynovači z tavného splynovača rýchle vynášané von. Toto vynášanie je ešte podporované teplotou v hornej oblasti

862/B tavného splynovača, pretože je príliš nízka, aby zaistila tavenie železnej huby v mieste vynášania.

Z DE-B-26 60 884 je známe priviesť materiál obsahujúci oxid kovu pri padaní dolu šachtou stykom s horúcimi spaľovacími plynmi na tavenie a následne previesť stykom s privádzaným redukčným prostriedkom na predredukovaný produkt, ktorý sa redukuje na čisto a taví sa v reaktore pripojenom k spodnému dielu šachtovej pece.

Z US-A-5 082 251 je známe redukovať jemnú rudu obsahujúcu železo priamo fluidným spôsobom za pomoci redukčného plynu vytváraného zo zemného plynu. Pritom sa jemná ruda bohatá na železo redukuje pri zvýšenom tlaku za pomoci redukčného plynu v systéme reaktorov s fluidnou vrstvou usporiadaných do série. Takto vyrobený prášok železnej huby sa následne podrobuje briketovaniu za tepla alebo za studená. Na daľšie spracovanie prášku železnej huby sú k dispozícii vhodné taviace zariadenia. Spracovanie uhlia vo forme jemných častíc je pritom nemožné.

Z EP-B-0 111 176 je známe vyrábať častice železnej huby a tekuté surové železo z kusovej železnej rudy, pričom sa táto železná ruda priamo redukuje v agregáte na priamu redukciu a častice železnej huby vynášané z agregátu na priamu redukciu sa rozdeľujú na hrubozrnnú a jemnozrnnú frakciu. Jemnozrnná frakcia sa privádza do tavného splynovača, v ktorom sa z vloženého uhlia a privedeného plynu obsahujúceho kyslík vytvára teplo potrebné na tavenie železnej huby a tiež redukčný plyn privedený do agregátu na priamu redukciu. Tak je síce použitie uhlia možné, avšak len v kusovej forme. Uhlie vo forme jemnozrnných čiastočiek by sa z tavného splynovača vynášalo redukčným plynom.

Pri spôsobe podľa EP-A-0 576 414 sa kusové prísadové látky obsahujúce železnú rudu redukujú priamo v redukčnej šachtovej peci, a to prostredníctvom redukčného plynu vytváraného v zóne tavného splynovania. ' akto získaná železná huba sa potom privádza do zóny tavného splynovania. Aby sa pri tomto známom spôsobe mohla dodatočne zhodnotiť jemná ruda a/alebo rudný prach, ako jemný železný oxidický prach vznikajúci v huti, privádza sa jemná ruda a/alebo rudný prach s koksovým prachom do prachového horáku pracujúceho v zóne tavného splynovania a premieňajú sa pri nestechiometrickej spaľovacej reakcii. Takýto

862/B spôsob dovoľuje efektívne spracovanie jemnej rudy a/alebo rudného prachu zostávajúceho v huti, a to až do veľkosti rádovo 20% až 30% celkovej vsádzky rudy, a teda kombinované spracovanie kusovej rudy a jemnej rudy a tiež spracovanie koksového prachu. Použitie uholného pri ohu by však bolo problematické, pretože by vďaka horúcej redukovanej rude dochádzalo k odplyneniu a tvorbe dechtu a tým k uľpievaniu v dopravných rúrkach.

Vynález smeruje k zamedzeniu týchto nevýhod a ťažkostí a kladie si úlohu vytvoriť spôsob v úvode popísaného druhu a tiež zariadenie k vykonávaniu tohto spôsobu, pri ktorom je možné spracovanie uhlia vo forme jemných čiastočiek a materiálu vo forme jemných čiastočiek obsahujúceho železo. Pritom sa má jednak spoľahlivo zabrániť vynášaniu privádzaných jemných čiastočiek redukčným plynom vytváraným v tavnom splynovači a jednak zaistiť prípadné požadované dokončovacie redukovanie materiálu obsahujúceho železo. Vynález si kladie predovšetkým za úlohu vytvoriť spôsob, ktorým sa pri vsádzke uhlia vo forme jemných čiastočiek môže na surové železo a/alebo polotovar na výrobu ocele spracovávať za použitia tavného splynovača vsádzka pozostávajúca zo 100% z materiálu vo forme jemných čiastočiek obsahujúceho železo.

Podstata vynálezu

Táto úloha je podľa vynálezu riešená spôsobom v úvode popísaného typu tak, že v blízkosti odvodu redukčného plynu z tavného splynovača ústí prídavný prívod pre uhlie, a to uhlie vo forme jemných čiastočiek, ako je uholný prach a/alebo iné materiály obsahujúce uhlík s prchavou zložkou, nezávislý na prívode materiálu obsahujúceho železo a v blízkosti odvodu redukčného plynu tavného splynovača ďaľšie prídavné potrubie privádzajúce plyn obsahujúci kyslík nezávisle na prívode materiálu obsahujúceho železo, a takto prídavné privedené uhlie vo forme jemných čiastočiek a/alebo iné materiály obsahujúce uhlík s prchavou zložkou sa pri zavedení do tavného splynovača premieňajú na koks vo forme jemných čiastočiek a takto vytvorený koks vo forme jemných čiastočiek sa vynáša spoločne s redukčným plynom odvádzaným z tavného splynovača a odlučuje sa. Podľa vynálezu sa jednoduchým spôsobom premieňa uhlie vo forme jemných čiastočiek na koks pri využití vynášacieho účinku spôsobeného silným prúdením

862/B redukčného plynu. Tento jemnozrný koks je podstatne jednoduchšie použiteľný pre ďaľšie využitie, pretože úž nie je treba sa obávať odplyňovania a tvorby dechtu. Ako ďaľšie materiály obsahujúce uhlík s prchavou zložkou prichádzajú do úvahy napríklad plastové drte alebo jemnozrnný ropný koks.

S výhodou sa koks vo forme jemných čiastočiek orivádza spoločne s materiálom vo forme jemných čiastočiek obsahujúcim železo a prípadne predhriatym a/alebo redukovaným prostredníctvom redukčného plynu do tavného splynovača, pričom podľa jednej výhodnej formy realizácie sa v zóne ukľudnenia vytvorenej nad lôžkom vytvára pri priamom prívode kyslíku spaľovaním a/alebo splynovaním koksu vo forme jemných čiastočiek privádzaného do tavného splynovača vysokoteplotná spaľovacia a/alebo splynovacia zóna, do ktorej sa priamo zavádza materiál vo forme jemných čiastočiek obsahujúcich železo, pričom uvoľňujúcim sa teplom pri premene koksu vo forme jemných čiastočiek sa vykonáva aspoň povrchové natavenie materiálu obsahujúce železo a jeho spekanie.

Takto vytvorené aglomeráty vykazujú vďaka svojej vyššej hmotnosti vyššiu spekaciu rýchlosť. Týmto a ich lepším tvarovým súčiniteľom, to znamená vhodnejšou hodnotou Cw v dôsledku rozsiahlejšej tvorby guličiek, sa zabraňuje vynášaniu materiálu obsahujúceho železo redukčným plynom odvádzaným z tavného splynovača.

Z EP-A-0 217 331 je známe priamo predbežne zredukovať jemnú rudu fluidným spôsobom a túto predbežne zredukovanú jemnú rudu viesť do tavného splynovača, redukovať nahotovo a vytaviť za pomoci plazmového horáka pri prívode redukčného prostriedku obsahujúceho uhlík. V tavnom splyňovači sa vytvára fluidné lôžko a nad ním vírivé lôžko z koksu. Predredukovaná jemná ruda, prípadne prášok železnej huby, sa privádza k plazmovému horáku usporiadanému v spodnom úseku tavného splynovača. Nedostatkom pritom je, že prívodom predredukovanej jemnej rudy bezprostredne v spodnej natavovacej oblasti, to znamená v oblasti zberu taveniny, nie je zaistená redukcia na hotovo a v žiadnom prípade nemôže byť dosiahnuté chemické zloženie nutné pre ďaľšie spracovanie surového železa. Naviac nie je možné vnášanie väčších množstiev predredukovanej jemnej rudy kvôli fluidnému lôžku prípadne nepohyblivému lôžku,

862/B ktoré sa vytvára z uhlia v spodnej oblasti tavného splynovača, pretože nie je možný dostatočný odvod tavných produktov z vysokoteplotnej zóny plazmového horáku. Vnášanie väčších množstiev predredukovanej jemnej rudy by viedlo okamžite k tepelnému i mechanickému zlyhaniu plazmového horáku.

Na docielenie čo najrovnomernejšieho úplného zmiešania a prípravy privádzaných pevných látok sa podľa vynálezu vytvorí vysokoteplotná spaľovacia a/alebo splynovacia zóna výhodne centrálne a na ho.aom konci tavného splynovača a prívod materiálu prebieha orientovaný dolu, pričom aglomerácia sa výhodne urýchľuje a zintenzívňuje pri zvírení materiálu obsahujúceho železo vo vysokoteplotnej a/alebo splyňovacej zóne a s výhodou sa ďalej rovnako pri zvírení vykonáva prívod kyslíku do vysokoteplotnej spaľovacej a/alebo splyňovacej zóny.

Podľa jedného výhodného variantu realizácie sa do vysokoteplotnej spaľovacej a/alebo splyňovacej zóny zavádza materiál obsahujúci železo zmiešaný s koksom vo forme jemných čiastočiek.

Naviac je výhodné, keď sa vstupná rýchlosť materiálu obsahujúceho železo do vysokoteplotnej spaľovacej a/alebo splyňovacej zóny zvyšuje prostredníctvom pohonného plynu, ako je dusík alebo procesný plyn.

Podľa jednej výhodnej formy realizácie sa redukčný plyn vytvorený v zóne tavného splynovania privádza do predhrievacej zóny a/ak bo do zóny priamej redukcie na predbežnú úpravu materiálu obsahujúceho železo, pričom sa tento predhriaty a/alebo redukovaný materiál obsahujúci železo privádza v horúcom stave do vysokoteplotnej spaľovacej a/alebo splyňovacej zóny. S výhodou sa môže pritom privádzať do tejto predhrievacej zóny prípadne zóny priamej redukcie naviac i koks vo forme jemných čiastočiek.

Na tvotbu lôžka vytvoreného z pevných nosičov uhlíku sa s výhodou dodatočne vkladá do zóny tavného splynovania kusové uhlie.

Jeden výhodný variant sa vyznačuje tým, že sa v predhrievacej zóne a/alebo zóne priamej redukcie vykonáva rozdeľovanie materiálu obsahujúceho železo na jemnú frakciu a hrubú frakciu, ktorá má s výhodou čiastočky medzi 0,5 a 8 mm, a do vysokoteplotnej spaľovacej a/alebo splyňovacej zóny sa vnáša len jemná frakcia a hrubá frakcia sa vnáša priamo do tavného splynovača, najmä jeho zóny

862/B ukľudnenia. Hrubšie podiely redukovanej železnej rudy sa môžu vsádzať samé gravitačnou silou, pri pridávaní do vysokoteplotnej spaľovacej a/alebo splynovacej zóny by spotrebovávali len teplo. Toto teplo je tak k dispozícií na spekanie jemných čiastočiek. Horák, ktorý slúži na vytvorenie vysokoteplotnej spaľovacej a/alebo splynovacej zóny, tak môže pracovať efektívnejšie a prípadne ani aby negatívne ovplyvňoval spekanie, môže byť dimenzovaný menší.

Jeden d’aľší výhodný variant sa vyznačuje tým, že sa redukčný plyn privádza do predhrievacej zóny a/alebo zóny priamej redukcie nečistený. Tak sa môže v predhrievacej zóne a/alebo zóne priamej redukcie odlučovať prach z tavného splynovača, ktorý obsahuje uhlík.

Zariadenie na realizáciu tohto spôsobu s tavným splynovačom s prívodmi a odvodmi na pridávanie materiálu obsahujúceho uhlík, materiálu obsahujúceho železo, na odťah vytvoreného redukčného plynu a na privádzanie plynu obsahujúceho kyslík, a tak ďalej s odpichom trosky a taveniny, u ktorého sú navrhnuté spodný úsek tavného splynovača na zachytávanie roztaveného surového železa eventuálne polotovaru na výrobu oceli a tekutej trosky, stredný úsek na zachytenie lôžka s pevných nosičov uhlíku, ktorý leží nad ním, a následne horný úsek ako priestor ukľudnenia, je vyznačené tým, že tavný splynovač vykazuje v blízkosti otvoru odvodu redukčného plynu horák na prívod uhlia vo forme jemných čiastočiek a že v odvode redukčného plynu je navrhnutý odlučovač na odlučovanie koksu vo forme jemných čiastočiek vynášaného spolu s redukčným plynom, pričom z tohto odlučovača ústí účelne do tavného splynovača spätné vedenie koksu vo forme jemných čiastočiek.

S výhodou je na hornom konci priestoru ukľudnenia navrhnutý horák privádzajúci plyn obsahujúci kyslík a materiál obsahujúci železo vo forme jemných čiastočiek a prívodné zariadenie na prívod koksu vo forme jemných čiastočiek.

Výhodne je navrhnutý jeden jediný centrálny horák, to znamená horák usporiadaný na vertikálnej strednej pozdľžnej osi tavného splynovača, ktorého ústie horáku je nasmerované proti povrchu lôžka.

Prívod koksu vo forme jemných čiastočiek prebieha účelne rovnako cez horák, pričom ten je s výhodou vytvorený ako kyslíkovo-uhlíkový horák.

862/B

Na docielenie dobrého premiešania pevných látok privádzaných k horáku medzi sebou a tiež s privádzaným plynom obsahujúcim kyslík je horák s výhodou opatrený víriacim zariadením pre pevné látky privádzané cez horák a ďalej tiež výhodne víriacim zariadením pre plyn obsahujúci kyslík, ktorý sa privádza cez horák.

Jedno jednoduché vyhotovenie horáku vzniká, keď do horáku ústi potrubie zmesi na privádzanie materiálu vo forme jemných čiastočiek obsahujúceho železo a koksu vo forme jemných čiastočiek.

Podľa jednej ďaľšej výhodnej formy uskutočnenia ústi do zariadenia na predhrievanie a/alebo priame redukovanie materiálu vo forn e jemných čiastočiek obsahujúceho železo odvádzacie potrubie redukčného plynu, ktoré vychádza z priestoru ukľudnenia tavného splynovača.

S výhodou vykazuje zariadenie na predhrievanie a/alebo priame redukovanie frakcionačného zariadenia na rozdeľovanie materiálu obsahujúceho železo na hrubú a jemnú frakciu a jemná frakcia je vedená cez potrubie k horáku, zatiaľ čo naproti tomu hrubá frakcia je cez potrubie privádzaná priamo do tavného splynovača.

Odvádzacie potrubie redukčného plynu ústi výhodne do zariadenia na predhrievanie a/alebo priame redukovanie priamo, to znamená bez zaradenia odlučovača prachu.

Prehľad obrázkov na výkresoch

Vynález je následne bližšie vysvetlený za pomoci príkladu uskutočnenia, pričom obrázok ukazuje v schématickom vyobrazení jedno zariadenie na vykonávanie spôsobu podľa vynálezu.

Príklady uskutočnenia vynálezu

Vzťahovou značkou 1 je označený tavný splynovač, v ktorom sa z uhlia a plynu obsahujúceho kyslík vyrába redukčný plyn obsahujúci CO a H₂. Tento redukčný plyn sa z tavného splynovača 1. odvádza cez odvod 2 redukčného plynu,

862/B ktorý ústi do cyklóny 3 čistenia plynu, a z cyklóny 3 sa privádza do reaktoru 4 na predhrievanie a/alebo redukovanie jemnozmného materiálu 5 obsahujúceho železo, ako sú napríklad prachy obsahujúce železo, najmä rudné prachy, prachy železnej huby atď.. Časť redukčného plynu, ktorý sa odvádza cez odvod 2 redukčného plynu, sa prostredníctvom spätného vedenia 6 recirkuluje cez práčku 7 a kompresor 8 opäť do odvodu 2 redukčného plynu, aby sa tento redukčný plyn ochladil na teplotu potrebnú na vsádzku do reaktora 4.

Reaktor 4 je s výhodou vytvorený ako šachtová pec. Namiesto šachtovej pece by mohla byť tiež navrhnutá rotačná trubková pec alebo pec s otočnou nistejou. Ďalej môže byť namiesto jediného reaktora 4 navrhnutých viac reaktorov s fluidnou vrstvou zaradených za sebou do série, pričom jemná ruda sa vedie z reaktoru s fluidnou vrstvou do reaktoru s fluidnou vrstvou dopravnými vedeniami, a to podobne ako je popísané v US-A-5,082,251.

Jemné čiastočky odlúčené v cyklóne 3, ktoré sú v podstate, ako bude ešte vysvetlené neskôr, tvorené čiastočkami koksu prípadne koksovým prachom, sa cez zbernú nádobu 9 privádzajú prostredníctvom spätného potrubia 9 k horáku 11 usporiadanému centrálne na hornom konci, to znamená na hlave 10 prípadne poklope tavného splynovača 1_, ktorého prostredníctvom sa do tavného splynovača 1 vnáša materiál 5_vo forme jemných čiastočiek obsahujúci železo privádzaný z reaktora 4 vedením 12. Pred zavedením do tavného splynovača 1 sa koksový prach zmieša s materiálom 5 vo forme jemných čiastočiek obsahujúcim železo a privádza sa cez potrubie 13 zmesou k horáku 11, pričom na zvýšenie vstupnej rýchlosti pevných látok privádzaných k horáku 11 vyúsťuje do potrubia 13 zmesou cez injektor 15 potrubia 14 hnacieho plynu. Ako hnací plyn sa používa napríklad dusík. Do horáku 11 ústí ďalej potrubie 16 privádzajúce plyn obsahujúci kyslík.

Ústie 11 horáku môže byť vytvorené napríklad ako je popísané v spise EP A - 0 481 955, pričom potrubie 13 zmesou ústi do centrálnej vnútornej rúrky horáku 11, ktorá je obklopená prstencovou medzerou privád2'.ajúcou plyn, ktorý obsahuje kyslík. V princípe by sa mohol koks privádzať k ústiu horáku tiež cez vlastné trysky. Pri výstupe z horáku 11 sa pevný materiál privádzaný do horáku 11 roztáča z výhodou za pomoci horáku 11 roztáčacím zariadením (napríklad výstupnými kanálmi vytvorenými vo forme skrutkovíc). Naviac môže nastať ešte

862/B roztočenie prúdu kyslíku privádzaného cez prstencový priestor, čím sa docieli zvlášť dobré premiešanie.

Koks vo forme jemných čiastočiek prípadne koksový prach vynášaný z tavného splynovača 1 redukčným plynom sa vytvára nasledovne:

V blízkosti otvoru 17 pripadne viac otvorov 17 odvodu 2 redukčného plynu tavného splynovača 1 ústí horák 18 na prívod uhlia 19 vo forme jemných čiastočiek a/alebo iných materiálov obsahujúcich uhlík s prchavou zložkou. Do úvahy prichádzajú napríklad drviny plastických hmôt alebo jemnozrnný ropný koks. Tie sa privádzajú za pomoci hnacieho plynu, ako je dusík, ktorý sa privádza cez injektor 20, do horáku 1_8. Do horáku 18 ústi ďalej potrubie 21,ktoré privádza plyn obsahujúci kyslík.

Dochádza k premene - dielčiemu zhoreniu - privádzaného jemného uhlia 19 na koks vo forme jemných čiastočiek prípadne koksový pracn 19', ktorý je vďaka usporiadaniu horáka 18 v blízkosti otvoru 17 odvodu 2 redukčného plynu takmer úplne vynášaný redukčným plynom a odlučuje sa v cyklóne 3.

Tavný splynovač 1 vykazuje na svojom hornom konci 10 prívod 22 pre kusové nosiče uhlíka, ako je uhlie, ďalej tiež dolu usporiadané prívody 23 pre plyny obsahujúce kyslík a prípadne tiež ďaľšie prívody pre nosiče uhlíka, ktoré sú pri teplote miestnosti kvapalné alebo plynné, ako sú uhlovodíky a tiež spálené prísady.

V tavnom splynovači 1 sa v spodnom úseku I zhromažďuje roztavené tekuté surové železo 24 pripadne roztavený tekutý polotovar pre výrobu ocele a roztavená tekutá struska 25, ktoré sa odpichujú cez odpich 26.

V úseku H tavného splynovača 1. usporiadanom nad spodným úsekom I dochádza k vytváraniu pevného lôžka a/alebo fluidného lôžka 27 zo vsadených pevných nosičov uhlíka. Do tohoto úseku II ústia prívody 2í plynov obsahujúcich kyslík. Vrchný úsek [II vytvorený nad stredným úsekom II funguje ako priestor ukľudnenia redukčného plynu vytvárajúceho sa v tavnom splynovači 1_ a tiež pre čiastočky jemného materiálu strhávané prúdom plynu. V tomto vrchnom úseku II] sa nachádza otvor 17 odvodu 2 redukčného plynu a ústie horáka 18 privádzajúceho uhlie 19 vo forme jemných čiastočiek.

862/B

Pri ústí 1Γ horáku sa tvorí vysokoteplotná spaľovacia a/alebo splynovacia zóna 28, v ktorej sa natavajú jemné čiastočky materiálu 5 obsahujúceho železo a vytvárajú sa kvapky alebo sa natavujú aspoň na povrchu, čím dochádza k spekaniu jemných čiastočiek obsahujúcich železo. Tým sa účinne zabráni tomu, aby sa materiál 5 vo forme jemných čiastočiek obsahujúci železo vynášal s redukčným plynom odvádzaným z tavného splynovača 1_.

Vytvárajúce sa kvapkovité aglomeráty vykazujú väčší hydraulický priemer a/alebo vyššiu mernú hmotnosť a tým vyššiu klesajúcu rýchlosť než jemné čiastočky. Táto klesajúca rýchlosť sa naviac ďalej zlepšuje vďaka lepšiemu tvarovému faktoru, to znamená hodnote Cw tvoriacich sa kvapkovitých aglomerátov.

Usporiadanie horáka 11 v strednej oblasti pri hlave 10 tavného splynovača 1_ umožňuje rovnomerné zmiešanie privádzaných pevných čiastočiek a tým úplnú aglomeráciu. Následkom je rovnomerné viazanie nosičov železa do pevného prípadne fluidného lôžka 27. Tým sa darí uskutočňovať taviaci redukčný proces so 100 % jemnou rudou a vyhnúť sa vynášaniu nosičov železa v pevnom stave z tavného splnovača 1.

Veľkosť zrna uhlia vo forme jemných čiastočiek, ktoré nachádza uplatnenie pre spôsob podľa vynálezu, leží s výhodou v rozsahu od 1 do 0 cm a veľkosť zrna materiálu vo forme jemných čiastočiek, ktorý obsahuje železo, v rozsahu od 8 do 0 cm.

Znázornené spätné vedenie prachu nad cyklónu 3 by sa mohlo zmenšiť a prípadne tiež odpadnúť, pretože sa prach privádzaný do reaktora 4 cez čiarkované znázornené potrubie 2'(potrubie 2 medzi cyklónou 3 a reaktorom 4 potom môže odpadnúť) s predhriatymi prípadne pred redukovaným i pevnými látkami z reaktora 4 opäť vynáša a privádza sa k horáku 11 a môže byť tepelne využitý vo vysokoteplotnej zóne 28. V tomto prípade sa môže upustiť ti ž od cyklóny 3, ktorá sa prípadne môže dimenzovať len pre recirkulované množstvo redukčného plynu.

Reaktor 4 by mohol byť s výhodou vybavený frakcionačným zariadením, pričom hrubozrnné frakcie (častice medzi 0,5 a 8 mm) sa privádzajú do tavného splynovača 1 priamo, napríklad prostredníctvom gravitačného dávkovania cez vedenie 12', a jemné čiastočky sa privádzajú do vysokoteplotnej spaľovacej

862/B a/alebo splynovacej zóny 28 cez vedenie 12. Tým nastáva odľahčenie horáka 11, takže jeho teplo je k dispozícii výhradne pre najjemnejšie častice, ktoré sa pre zabránenie vynášania musia bezpodmienečne spekať. Veľkosť zrna čiastočiek hrubej frakcie by mala byť taká veľká, aby bola klesajúca rýchlosť týchto čiastočiek o niečo vyššia, ako je rýchlosť vo voľnej trúbke v zóne III tavného splynovača 1. Tým je zabránené vynášaniu týchto čiastočiek.

Príklad:

Na výrobu 40 t surového železa za hodinu zariadením podľa obrázka sa vsádza 1 020 kg uhlia/t RE (surové železo), z toho 340 kg jemného uhlia/t RE 19 a zostatok ako kusové uhlie (22), a tiež 1 460 kg materiálu 5 vo forme jemných čiastočiek obsahujúceho železo na tonu RE (surového železa).

• Uhlie:

Chemická analýza uhlia (jemné uhlie 19 a kusové uhlie, hmotnostné podiely,

suchá báza) C	77,2 %
H	4,6 %
N	1,8%
O	6,8 %
S	0,5 %
Popol C-fix	9,0 % 63,0 %

Rozdelenie veľkosti zrna jemného uhlia 19

500 pm	100%
250 pm	85%
100 pm	51 %
63 pm	66%
25 pm	21 %

materiál vo forme jemných čiastočiek obsahujúci železo:

862/B

Chemická analýza (hmotnostné podiely):

Fe_ges Feo	66,3 % 0,4 %
Fe₂O₃	94,5 %
straty opalom vlhko	1,0% 1,0%

Rozdelenie veľkosti zrna

4000 μη 100%

1000 pm	97 %
500 pm	89 %
250 pm	66 %
125 pm	25 %

Prísady:

Chemická analýza (hmotnostné podiely):

CaO	34,2 %
MgO SiO₂ AI₂O₃ Fe₂O₃	9,9 % 14,1 % 0,3 % 1,1 %
MnO	0,5 %
straty opalom	39,1 %

Na splynovanie uhlia sa do lôžka 27 vnáša cez prívody 23 vytvorené ako dúchacia trubica 321 Nm³ O2/t RE, spotreba horáka 11 má obsah 255 Nm³ O2/t RE a horáka 18 75 Nm³ O₂/t RE.

862/B

Surové železo 24:

Chemická analýza (hmotnostné podiely):

C	4,3 %
Si	0,4 %
Mn	0,09 %
P	0,1 %
S	0,05 %
Fe	95,0 %

Výstupný plyn:

Množstvo: 1 720 Nm³/t RE

Analýza (objemové podiely):

CO	38,7 %
C02 h₂ h₂o	37,2 % 16,4 % 2 %
N₂+Ar	4,6 %
ch₄	1,1 %

Výhrevnosť: 7 060 kJ/Nm3

Claims

PATENTOVÉ NÁROKY

1. Spôsob výroby tekutého surového železa (24) alebo polotovarov na výrobu ocele z materiálu (5) vo forme jemných čiastočiek obsahujúceho železo, najmä z redukovanej železnej huby, v zóne tavného splynovania tavného splynovača (1), pri ktorom sa počas prívodu materiálu obsahujúceho železo, materiálu obsahujúceho uhlík a plynu obsahujúceho kyslík prostredníctvom prvého prívodu pri súčasnom vytváraní redukčného plynu odťahovaného odvodom (2, 17) redukčného plynu natavuje v lôžku (27) vytvorenom z pevných nosičov uhlíka pri prechode týmto lôžkom (27) materiál (5) obsahujúci železo, prípadne po predchádzajúcej dokončovacej redukcii, vyznačujúci sa tým, že v blízkosti odvodu (2, 17) redukčného plynu tavného splynovača (1) ústi ďalší prídavný prívod (18) pre uhlie, a to uhlie (19) vo forme jemných čiastočiek, ako je uhoľný prach a/alebo iné materiály obsahujúce uhlík s prchavou zložkou, ktorý je nezávislý na prívode materiálu (5) obsahujúceho železo, a v blízkosti odvodu (2, 17) redukčného plynu tavného splynovača (1) ústi ďaľšie prídavné potrubie (21) privádzajúce plyn obsahujúci kyslík a nezávislé na prívode materiálu (5) obsahujúceho železo, a že takto dodatočne privádzané uhlie (19) vo forme jemných čiastočiek a/alebo iné materiály obsahujúce uhlík s prchavou zložkou sa pri zavedení do tavného splynovača (1) menia na koks (19') vo forme jemných čiastočiek a takto vytvorený koks (19') vo forme jemných čiastočiek sa vynáša spoločne s redukčným plynom odvádzaným z tavného splynovača (1) a odlučuje sa.
2. Spôsob podľa nároku 1, vyznačujúci sa tým, že koks (19') vo forme jemných čiastočiek sa spoločne s materiálom (5) vo forme jemných čiastočiek a obsahujúcim železo predhriatym prípadne redukčným plynom a/alebo redukovaným privádza k tavnému splynovaču (1).
3. Spôsob podľa nároku 2, vyznačujúci sa tým, že v zóne ukľudnenia (III) vytvorenej nad lôžkom (27) sa za priameho prívodu kyslíka vytvára spaľovaním a/alebo splynovaním koksu (19') vo forme jemných čiastočiek privádzaného do tavného splynovača vysokoteplotná spaľovacia a/alebo splynovacia zóna (28), do ktorej sa priamo zavádza materiál (5) vo forme jemných čiastočiek obsahujúcich

30 862/B železo, pričom teplom uvoľneným pri premene koksu (19 ) vo forme jemných čiastočiek sa vykonáva aspoň povrchové natavenie materiálu (5) obsahujúceho železo a jeho spekanie.
4. Spôsob podľa nároku 3, vyznačujúci sa tým, že sa vysokoteplotná spaľovacia a/alebo splynovacia zóna (28) vytvorí centrálne a na hornom konci (10) tavného splynovača (1) a prívod materiálu je orientovaný smerom dole.
5. Spôsob podľa nároku 3 alebo 4, vyznačujúci sa tým, že spekanie sa zrýchľuje a zintenzívňuje počas zvírovania materiálu (5) obsahujúceho železo vo vysokoteplotnej spaľovacej a/alebo splyňovacej zóne (28).
6. Spôsob podľa nároku 5, vyznačujúci sa tým, že sa prívod kyslíka do vysokoteplotnej spaľovacej a/alebo splyňovacej zóny (28) ’ ykonáva rovnako pri zvírení.
7. Spôsob podľa jedného alebo niekoľkých z nárokov 3 až 6, vyznačujúci sa tým, že sa do vysokoteplotnej spaľovacej a/alebo splyňovacej zóny (28) zavádza materiál (5) obsahujúci železo zmiešaný s koksom (19') vo forme jemných čiastočiek.
8. Spôsob podľa jedného alebo niekoľko z nárokov 3 až 7, vyznačujúci sa tým, že sa vstupná rýchlosť materiálu (5) obsahujúceho železo a koksu (19') vo forme jemných čiastočiek do vysokoteplotnej spaľovacej a/alebo splyňovacej zóny (28) zvyšuje pomocou hnacieho plynu, ako je dusík alebo vlastný plyn z procesu.
9. Spôsob podľa jedného alebo niekoľko z nárokov 3 až 8, vyznačujúci sa tým, že sa redukčný plyn vytváraný v tavnej splyňovacej zóne privádza do predhrievacej zóny a/alebo zóny priamej redukcie pre predbežnú úpravu materiálu (5) obsahujúceho železo, pričom tento predhriaty a/alebo predredukovaný materiál obsahujúci železo sa v horúcom stave privádza do vysokoteplotnej spaľovacej a/alebo splyňovacej zóny.

30 862/B
10. Spôsob podľa nároku 9, vyznačujúci sa tým, že do predhrievacej zóny pripadne zóny priamej redukcie sa privádza naviac koks vo forme jemných čiastočiek.
11. Spôsob podľa jedného alebo niekoľko z nárokov 1 až 10, vyznačujúci sa tým, že sa do tavnej splynovacej zóny vnáša naviac kusové uhlie.
12. Spôsob podľa jedného alebo niekoľko z nárokov 9 až 11, vyznačujúci sa tým, že v predhrievacej zóne a/alebo zóne priamej redukcie sa vykonáva rozdelenie materiálu obsahujúceho železo na jemnozrnnú frakciu a hrubozrnnú frakciu, ktorá má s výhodou čiastočky 0,5 až 8 mm a do vysokoteplotnej spaľovacej a/alebo splynovacej zóny (28) sa vnáša iba jemnozrnná frakcia, a hrubozrnná frakcia sa vnáša priamo do tavného splynovača, s výhodou do jeho zóny ukľudnenia (III).
13. Spôsob podľa jedného alebo niekoľko z nárokov 9 až 12, vyznačujúci sa tým, že sa redukčný plyn privádza do predhrievacej zóny a/alebo zóny priamej redukcie nečistený.
14. Zariadenie na vykonávanie spôsobu podľa jedného alebo niekoľko z nárokov 1 až 13, s tavným splynovačom (1) s prívodmi a odvodmi (2, 13, 18, 23) na pridávanie materiálu (19, 19') obsahujúceho uhlík, materiálu (5) obsahujúceho železo, na odťah vyrobeného redukčného plynu a na privádzanie plynu obsahujúceho kyslík a ďalej tiež s odpichom (26) strusky a taveniny železa, pričom na zachytávanie roztaveného surového železa (24) prípadne polotovaru na výrobu ocele a tekutej strusky (25) je navrhnutý spodný úsek (I) tavného splynovača (1), nad ním stredný úsek (II) na uloženie lôžka (27) z pevných nosičov uhlíka a následne je ako priestor ukľudnenia navrhnutý vrchný úsek 'III), vyznačujúce sa tým, že tavný splynovač (1) vykazuje naviac k prívodom materiálu obsahujúceho uhlík, plynu obsahujúceho kyslík a materiálu (5) obsahujúceho železo v blízkosti otvoru (17) odvodu (2) redukčného plynu horák (18) na prívod uhlia (19) vo forme jemných čiastočiek a/alebo iných materiálov obsahujúcich uhlík s prchavou zložkou nezávislá na prívode (13) materiálu (5) obsahujúceho železo, pričom v odvode (2)

30 862/B redukčného plynu je usporiadaný odlučovač (3, 4) na odlučovanie koksu (19') vo forme jemných čiastočiek vynášaného redukčným plynom.
15. Zariadenie podľa nároku 14, vyznačujúce sa tým, že z odlučovača (3) ústi do tavného splynovača (1) spätné vedenie pre koks (19') vo forme jemných čiastočiek.
16. Zariadenie podľa nároku 15, vyznačujúce sa tým, že na hornom konci priestoru (III) ukľudnenia je navrhnutý aspoň jeden horák (11) privádzajúci plyn obsahujúci kyslík a materiál (5) vo forme jemných čiastočiek obsahujúcich železo a prívodné zariadenie na prívod koksu (19') vo forme jemných čiastočiek.
17. Zariadenie podľa nároku 16, vyznačujúce sa tým, že je navrhnutý jeden jediný centrálny horák (11), to znamená usporiadaný na vertikálnej strednej pozdĺžnej osi tavného splynovača (1), ktorého ústie (1ľ) horáka je orientované oproti povrchu lôžka (27).
18. Zariadenie podľa nároku 16 alebo 17, vyznačujúce sa tým, že horák (11) je vytvorený ako kyslíkovo-uhlíkový horák, to znamená, slúžiaci taktiež pre prívod koksu (19') vo forme jemných čiastočiek.
19. Zariadenie podľa jedného alebo niekoľko z nárokov 16 až 18, vyznačujúce sa tým, že horák (11) je vybavený zvírovacím zariadením pre pevné látky (5, 19') privádzané cez horák (11).
20. Zariadenie podľa jedného alebo niekoľko z nárokov 16 až 19, vyznačujúce sa tým, že horák (11) je vybavený zvírovacím zariadením pre plyn obsahujúci kyslík privádzaný cez horák (11).
21. Zariadenie podľa jedného alebo niekoľko z nárokov 16 až 2.0, vyznačujúce sa tým, že do horáka ústi potrubie (13) zmesi na prívod n ateriálu (5) vo forme jemných čiastočiek obsahujúcich železo a koksu (19') vo forme jemných čiastočiek.

30 862/B
22. Zariadenie podľa jedného alebo niekoľko z nárokov 14 až 20, vyznačujúce sa tým, že odvod (2) redukčného plynu vychádzajúci z priestoru ukľudnenia (III) tavného splynovača (1) ústi do zariadenia na predhrievanie a/alebo priame redukovanie materiálu (5) vo forme jemných čiastočiek obsahujúcich železo.
23. Zariadenie podľa nároku 22, vyznačujúce sa tým, že zariadenie (4) na predhrievanie a/alebo priame redukovanie vykazuje frakcionačné zariadenie pre rozdeľovanie materiálu obsahujúceho železo na hrubozrnnú frakciu a jemnozrnnú frakciu a jemnozrnná frakcia je cez vedenie (12) vedená k horáku (11), zatiaľ čo hrubozrnná frakcia je naproti tomu privádzaná cez vedenie (12') priamo do tavného splynovača (1).
24. Zariadenie podľa nároku 22 alebo 23, vyznačujúce sa tým, že odvod (2) redukčného plynu ústi do zariadenia (4) na predhrievanie a/alebo redukovanie priamo, to znamená bez medzizaradenia odlučovača (3) prachu.
25. Predajný produkt, ako je valcovaný materiál, vyrobený zo surového železa alebo z polotovaru pre výrobu ocele vyrobený podľa niektorého spôsobu podľa niektorého z nárokov 1 až 13.