Спосіб одержання розплавленого заліза

1. Спосіб одержання розплавленого заліза, який включає такі стадії: введення суміші вихідних матеріалів, які містять матеріал на основі оксиду заліза та вуглецевмісний відновник, у нагрівальну відновну піч з метою відновлення оксиду заліза в суміші вихідних матеріалів за допомогою вуглецевмісного відновника до твердого відновленого заліза; транспортування твердого відновленого заліза у плавильну піч; і горіння вуглецевих матеріалів, що надходять як паливо, для плавлення твердого відновленого заліза у плавильній печі для одержання розплавленого заліза, причому, після того як ступінь металізації твердого відновленого заліза збільшують щонайменше до 60 %, тверде відновлене залізо транспортують у плавильну піч, і кількості кисню та вуглецевого матеріалу, що надходять у плавильну піч, регулюють для досягнення коефіцієнта допалення газоподібного оксиду вуглецю (II) у плавильній печі на рівні 40 % і нижче, при цьому ефективність теплоперенесення тепла допалювання до розплавленого заліза збільшують щонайменше до 60 %, причому ефективність теплоперенесення тепла (Ef) опалювання до розплавленого заліза визначається виразом: Ef(%)={1 - (H 3+H4-H2)/H1}*100, 2 (19) 1 3 77753 4 7. Спосіб за п. 1, в якому інертний газ інжектують у зберігають, а потім транспортують у плавильну піч розплавлене залізо, у плавильній печі, для передля плавлення. мішування розплавленого заліза. 17. Спосіб за п. 1, в якому щонайменше частина 8. Спосіб за п. 1, в якому плавильна піч являє согазу, утвореного у плавильній печі, надходить у бою стаціонарний тип або хитний тип. нагрівальну відновну піч і її використовують як 9. Спосіб за п. 1, в якому плавильна піч являє соджерело тепла. бою стаціонарний тип і має отвір у боковій стінці 18. Спосіб за п. 17, в якому газ, утворений у пладля випуску розплавленого заліза та розплавленовильній печі, охолоджують, видаляють пил для го шлаку на висоті, з якої інертний газ не може зниження об'єму пилу приблизно до 5 г/м 3 (н.у.) вдуватися вище шару шлаку. або менше, а потім вводять у нагрівальну відновну 10. Спосіб за п. 1, в якому матеріал на основі окпіч. сиду заліза включає в себе оксид заліза та незалі19. Спосіб за п. 1, в якому щонайменше частину зистий метал або його оксид. вуглецевого матеріалу і/або іншого вуглецевого 11. Спосіб за п. 1, в якому матеріал на основі окматеріалу або його весь, вводять у нагрівальну сиду заліза включає в себе відходи з обладнання відновну піч. для переплавлення металу. 20. Спосіб за п. 19, в якому щонайменше частина 12. Спосіб за п. 1, в якому матеріал, який містить вуглецевого матеріалу або його весь і/або інший СаО, додають таким чином, що основність шлаку, вуглецевий матеріал вводять у нагрівальну віднощо утворюється у плавильній печі, становить щовну піч, нагрівають, а потім подають у плавильну найменше 1, 2, і сірку з розплавленого заліза пепіч разом з твердим відновленим залізом. реносять у розплавлений шлак. 21. Спосіб за п. 1, в якому вміст вуглецю у розпла13. Спосіб за п. 1, в якому вміст вуглецю у розплавленому залізі встановлюють за допомогою щовленому залізі становить щонайменше 2 відсотки найменше одного компонента, вибраного з вуглемасових. цевмісного відновника, включеного в суміш 14. Спосіб за п. 1, в якому тверде відновлене залівихідних матеріалів, що надходять у нагрівальну зо, що одержують у нагрівальній відновній печі, відновну піч, додаткового вуглецевого матеріалу, безпосередньо транспортують та вип ускають у що надходить у нагрівальну відновну піч, вуглецеплавильну піч для плавлення. вмісного відновника, що входить у відновлене за15. Спосіб за п. 1, в якому тверде відновлене залілізо, що одержують у нагрівальній відновній печі, і зо, що одержують у нагрівальній відновній печі, вуглецевого матеріалу, що надходить у плавильну транспортують по суті без охолоджування у плапіч. вильну піч для плавлення. 22. Металеве залізо, що одержують за допомогою 16. Спосіб за п. 1, в якому тверде відновлене заліспособу за п. 1. зо, що одержують у нагрівальній відновній печі, Даний винахід відноситься до способів для одержання розплавленого заліза. Зокрема, даний винахід відноситься до способу для ефективного одержання розплавленого заліза з високою чистотою при термічному відновленні матеріалів на основі оксидів заліза, таких як залізна руда, за допомогою вуглецьвмісних відновників, таких як вуглецьвмісні матеріали. У цей час, розплавлене залізо одержують шляхом відновлення матеріалів на основі оксидів заліза, таких як залізна руда, в основному, за допомогою схеми виробництва, яка включає доменну піч та конвертор. Цей спосіб виробництва завжди вимагає коксу як відновника. Крім того, даний спосіб робить економічні міркування, пов'язані з масштабом виробництва, головними; отже, спосіб не може відповідати обмеженому виробництву різноманітних продуктів при зміні економічних тенденцій. Прямі способи одержання заліза, такі як MIDREX, є придатними для обмеженого виробництва різноманітних продуктів. На жаль, ці способи використовують природний газ як відновник; з цієї причини, набір місць для будівництва установок є обмеженим. Інший спосіб для одержання розплавленого заліза являє собою спосіб SL/RN, який включає в себе виробництво відновленого заліза за допомогою вуглецевих відновників на основі вугілля та плавлення відновленого заліза в електричній печі. Відома також множина способів прямого одержання заліза, в яких піч з обертовим подом та електрична плавильна піч використовуються для відновлення оксиду заліза та плавлення відновленого заліза. Оскільки ці способи споживають велику кількість електричної енергії, будівництво установок є обмеженим тими площадками, до яких може бути легко підведена електрична енергія. За таких обставин, інтенсивно вивчаються можливості удосконалення способу відновного плавлення, в якому виробляється розплавлене залізо з використанням джерел заліза, таких як залізна руда, і вуглецевмісних відновників, таких як вугілля. Типовими прикладами способів є DIOS та HIsmelt з використанням поєднання печі для попереднього відновлення та плавильної відновної печі. Ключовими моментами при практичному використанні цих способів є високий коефіцієнт допалення та висока ефективність теплоперенесення у плавильній відновній печі. Однак, в таких умовах, шлак, який виходить як побічний продукт під час відновного плавлення з компонентів пустої породи в джерелі заліза, такому як залізна руда, неминуче має високий вміст оксиду заліза (FeO). 5 77753 6 Оксид заліза значно руйнує вогнетривкі матеріали одержання розплавленого заліза, причому, після футерівки печі. Відомий спосіб включає в себе того як ступінь металізації твердого відновленого водяне охолоджування печі для пониження ерозії заліза збільшується, щонайменше, до 60%, тверде вогнетривких матеріалів. Цей спосіб, однак, обувідновлене залізо транспортується у плавильну мовлює великі теплові втрати в печі, значно знипіч, і кількості кисню та вуглецьвмісного матеріалу, жуючи продуктивність по розплавленому залізу та що надійшли у плавильну піч, контролюють таким ефективність використання теплової енергії. чином, що коефіцієнт допалення газоподібного СО Один з способів прямого одержання заліза у плавильній печі зменшується до 40% або менше. включає в себе нагрівання вуглецьвмісних гранул Коефіцієнт допалення у плавильній печі за да(котунів або брикетів), які являють собою формоним винаходом обчислюється на основі аналізу вані суміші джерел заліза, таких як залізна руда, відхідних газів з плавильної печі за допомогою та вуглецьвмісних відновників, таких як вуглецеві наступної формули: матеріали, в печі з обертовим подом для відновКоефіцієнт допалення лення джерел заліза, і відновлення продукту у =100х(СО2+Н2О)/(СО+СО 2+Н2+Н2О) плавильній відновній печі. У цьому способі гарячий Ефективність теплоперенесення обчислюєтьвідхідний газ, який утворюється у плавильній відся із значень температур газу та розплавленого новній печі, вводять в піч з обертовим подом, і заліза, які випускаються з плавильної печі, і вказавикористовують тепло відхідного газу у плавильній ного вище коефіцієнта допалення. відновній печі з метою поліпшення загальної тепУ суміші ви хідних матеріалів, що використовулової ефективності обладнання. Однак гарячий ються у даному винаході, вміст вуглецю (А), вивідхідний газ з плавильної відновної печі містить ключаючи леткі компоненти, у вуглецьвмісному велику кількість пилу, який осаджується не тільки відновнику та у вуглецьвмісному матеріалі перена внутрішніх стінках тр уб, але також на стінках важно дорівнює, або є більш високим, ніж сумарпечі з обертовим подом, утруднюючи стабільну ний хімічний еквівалент, необхідний для відновбезперервну роботу. лення оксиду заліза в суміші, кінцевий вміст Цей спосіб пов'язаний також і з наступною вуглецю у розплавленому залізі і кількість, яка проблемою. Якщо у плавильній відновній печі відвідповідає кількості тепла, що виділяється, необбуваються зміна температури, кількість тепла у хідного для плавлення твердого відновленого загарячому газі, підведена до печі з обертовим поліза. дом, і відновний потенціал газу змінюються, приЗа таких умов, ряд стадій, що включають в сезводячи до нестабільної роботи обладнання. Така бе твердофазне відновлення оксиду заліза в сунестабільна робота викликає зміни в ефективності міші вихідних матеріалів, відновлення, плавлення відновлення оксиду заліза та металізації в печі з та одержання розплавленого металевого заліза, обертовим подом. У результаті, вироблене залізо може бути здійснений без особливих проблем і з не має постійної чистоти. Крім того, побічний провисокою ефективністю. дукт - шлак - містить підвищену кількість оксиду Вміст вуглецю (А) може бути встановлений за заліза (FeO), яка руйнує вогнетривкий під. допомогою, щонайменше, одного вуглецьвмісного У доповнення до цього, у способі відновного компонента, включеного в суміш ви хідних матеріплавлення, великі кількості кисню та тепла підвоалів, які повинні вводитися у нагрівальну відновну дяться у плавильну відновну піч. Таким чином, піч, наприклад вуглецьвмісного відновника, який обслуговування вогнетривких матеріалів печі та міститься у відновленому залізі, яке виготовляєтьфурми є необхідним, для чого використовуються ся у нагрівальній відновній печі, або вуглецьвміспристрої для гойдання та поступального переміного матеріалу, що надходить у плавильну піч. щення печі, що призводить до збільшення вартості Газ, що містить кисень, який надходить у плавиробництва розплавленого заліза. вильну піч, переважно являє собою газоподібний Метою даного винаходу є створення способу кисень високої чистоти, що містить, щонайменше, для ефективного одержання розплавленого заліза 90% кисню, який збільшує коефіцієнт допалення у високої чистоти з суміші оксидів заліза та вуглецеплавильній печі, полегшує контроль температури вмісного відновника, при зведенні до мінімуму при допаленні та ефективне теплоперенесення до ерозії вогнетривких матеріалів печі з обертовим ванни з розплавленим залізом, і зменшує кількість подом та плавильної печі, за допомогою необхідвідхідних газів і, таким чином, генерування пилу. ного регулювання умов роботи в способі виробниГазоподібний кисень високої чистоти може подацтва розплавленого заліза, який використовує поватися у плавильну піч за допомогою нижнього єднання печі з обертовим подом та плавильної дуття, вер хнього дуття, бокового дуття або їх попечі. єднання. Вдування газоподібного кисню високої Спосіб одержання розплавленого заліза відчистоти зверху і збоку по відношенню до шару повідно до даного винаходу включає в себе стадії шлаку переважно збільшує ефективність горіння введення суміші вихідних матеріалів, яка містить введеного вуглецевого матеріалу у шарі шлаку, матеріал на основі оксидів заліза та вуглецьвмісщо призводить до збільшення ефективності тепний відновник, у нагрівальну відновну піч, з метою лоперенесення. Переважно, ефективність тепловідновлення оксиду заліза в суміші з вуглецевмісперенесення від процесу допалення до розплавним відновником до твердого відновленого заліза; леного заліза збільшується, щонайменше, до 60%. транспортування твердого відновленого заліза у Плавильна піч може бути стаціонарного (тобплавильну піч; і спалення вуглецевого матеріалу, то, нехитного) типу або хитного типу. Переважний що надходить як паливо, для плавлення твердого спосіб полегшення плавлення за допомогою просвідновленого заліза у плавильній печі, з метою тих операцій включає в себе введення твердого 7 77753 8 відновленого заліза, вуглецевого матеріалу та стовується для попереднього нагрівання повітря. флюсу для встановлення композицій шлаку з верЦе гаряче повітря використовується, щонайменхньої частини плавильної печі під дією сили тяжінше, в одному з наступних застосувань: як повітря ня. Переважно, у плавильній печі, у розплавлене для спалення палива у нагрівальній відновній печі, залізо вдується інертний газ з метою перемішудля сушіння суміші вихідних матеріалів і для сування розплавленого заліза. Плавлення твердого шіння матеріалів на основі оксиду заліза та вуглевідновленого заліза додатково полегшується, і час цевого відновника, для збільшення загальної тепобробки скорочується. лової ефективності способу. У разі використання стаціонарної плавильної Далі наводиться опис з посиланням на креспечі, переважно передбачається випускний отвір у лення, на яких показано: боковій стінці для випуску розплавленого заліза та Фіг.1 являє собою блок-схему загальної сисрозплавленого шлаку на такій висоті, з якою інерттеми відповідно до одного варіанту здійснення ний газ не може вдуватися поверх шару шлаку. даного винаходу. Тим самим, запобігають заростанню фурми при Фіг.2 являє собою графік, що демонструє завдуванні газу. лежність між витратою вуглецевого матеріалу та Матеріал на основі оксиду заліза, що викорисступенем металізації при різних коефіцієнтах дотовується у даному винаході, як правило, являє палення у плавильній печі. собою залізну руду, і в тому числі подрібнену руду; Фіг.3 являє собою графік, що демонструє запил, що містить оксид заліза, зокрема, доменний лежність між витратою вуглецевого матеріалу та пил або конверторний пил; і оксид заліза, що міскоефіцієнтом допалення при різних значеннях стутить незалізисті метал або його оксид, тобто, р уду, пеня металізації. що містить незалізисті метали, такі як нікель, хром, Фіг.4 являє собою графік, що демонструє замарганець і титан, та їх оксиди, і пил або шлак, лежність між ефективністю теплоперенесення до який виникає на обладнанні для переплавки метарозплавленого заліза у плавильній печі та коефіцілу. Ці незалізисті метали та їх оксиди можуть мати єнтом допалення при різних температурах відхідможливість для переходу в шлак, який утворюєтьного газу з плавильної печі. ся під час одержання розплавленого заліза, так що Далі варіанти даного винаходу будуть описунезалізисті метали високої чистоти та оксиди неватися детально, з посиланнями на креслення. залізистих металів витягуються як продукти або Оскільки множина різних варіантів даного винаховихідні матеріали. ду може бути здійснена без відхилення від його У способі плавлення твердого відновленого задуму і меж, необхідно розуміти, що даний виназаліза у плавильній печі, розплавлене металеве хід не є обмеженим конкретними варіантами. залізо містить помітну кількість сірки, яка прихоФіг.1 являє собою блок-схему загальної сисдить з вуглецевих матеріалів. У цьому способі, теми відповідно до одного варіанту даного винапереважно, адекватну кількість матеріалу, що місходу. Залізна руда 1, як джерело заліза, переважтить СаО, додають таким чином, що основність но являє собою дрібнодисперсну руду, яка має (CaO/SiO2) шлаку, сформованого у плавильній розмір частинок приблизно 8мм або менше. Залізпечі, дорівнює, щонайменше, 1,2. При цьому кільну руду 1 сушать у сушарці 2 і подрібнюють у мликість сірки, що переходить у розплавлений шлак, ні 3 для руди. Сушарка 2 використовує повітря 4 як легко збільшується, що призводить до пониження джерело тепла, причому повітря заздалегідь навмісту сірки у металевому залізі. Переважно, кільгрівається шляхом теплообміну з відхідним відкість вуглецевих матеріалів, що надходять у плапрацьованим газом з печі 14 з обертовим подом і вильну піч, встановлюється таким чином, що вміст надходження додаткового тепла від допоміжного вуглецю у розплавленому металевому залізі стапалива 5, якщо це необхідне. Вугілля 6, що виконовить, щонайменше, 2%. Коефіцієнт розподілу ристовується як вуглецьвмісний відновник, подрібсірки зі шлаком тим самим збільшується, додатконюють у дробарці 7 для вугілля і вводять у змішуво знижуючи вміст сірки у розплавленому залізі. вач 8. У змішувачі 8 подрібнена залізна руда 1, Тверде відновлене залізо, вироблене у нагріподрібнене вугілля 6, і необов'язково, зв'язуюче 9, вальній відновній печі, безпосередньо вводять у і відповідна кількість води, змішуються і формуплавильну піч, при цьому, підтримуючи високу ються у шматки 12, такі як котуни, гранули, або температуру. Таким чином, тепло твердого віднобрикети, в агломераційній машині 11. На цій стадії вленого заліза ефективно використовується для можуть використовува тися допоміжні матеріали його плавлення. З точки зору обмеження площі 10, такі як оксид алюмінію, оксид кремнію та оксид розміщення обладнання, тверде відновлене залізо кальцію. Допоміжні матеріали 10 використовуютьможе тимчасово зберігатися у дворі, а потім може ся при відновному плавленні у плавильній печі. надходити у плавильну піч. Допоміжний матеріал 10 може додаватися окремо У вказаному вище способі, відхідний газ, що або в поєднанні. генерується у плавильній печі, містить помітну У даному прикладі, суміш вихідних матеріалів кількість тепла. Це тепло може бути використане формується у вигляді шматків. У даному винаході, при нагріванні відновної печі. У такому випадку, використання таких шматків є найбільш переважпаливний газ охолоджується і зазнає витягування ним, і варіанти, що використовують шматки, бупилу, з метою зменшення об'єму пилу у газі до дуть описуватися нижче. Замість шматків, однак, у 5г/м 3 (н.у.) або менше. Осадженню пилу на внутданому винаході може використовуватися порошрішніх поверхнях труб і на стінках нагрівальної коподібна суміш або дещо компактована суміш. відновної печі тим самим запобігають. Переважно, Типове джерело заліза являє собою залізну руду. відхідний газ з нагрівальної відновної печі викориПил від доменної печі та відходи від дробарки, які 9 77753 10 містять оксид заліза, можуть використовуватися природний газ або порошкоподібне вугілля переразом із залізною рудою. У доповнення до цього, важно використовуються як додаткове паливо 17, можуть використовуватися інші матеріали, що місяке подається на початковій стадії роботи обладтять оксид заліза, і незалізисті метали та відповіднання і при тепловій компенсації для печі 14 з ні оксиди, такі як пил, що генерується обладнанобертовим подом. ням для переплавлення металу. В печі 14 з обертовим подом, газоподібний Коли вуглецеві матеріали, такі як вугілля 6 виCO, що утворюється завдяки реакціям, представкористовують як вуглецьвмісні відновники, леткі леним нижче, за допомогою формул (2) та (4), закомпоненти, що містяться у вуглецеви х матеріазнає допалення у присутності заздалегідь нагрітолах, випаровуються при температурі вище 600°С і го повітря 4 для сушіння, як представлено у по суті не беруть участі у відновленні оксиду залірівнянні (1): за. Таким чином, по відношенню до вмісту вугле(1) CO+1/2О2®СО2 цю, виключаючи вміст леткого вуглецю, у вуглецеТеплота цієї реакції використовується для тевому матеріалі, кількість вуглецевого матеріалу, рмічного відновлення шматків 12. На цій стадії що використовується у даному винаході, визначамонооксид вуглецю повністю окиснюється, так що ється сумарним хімічним еквівалентом, необхідкисень у відхідному газі по суті відсутній. Це ознаним для відновлення оксиду заліза, для цільового чає, що енергія вуглецевого матеріалу повністю вмісту вуглецю у розплавленому залізі, для видіспоживається в печі 14 з обертовим подом. Відполення кількості тепла, необхідного для плавлення відно, цей спосіб має високу енергетичну ефектитвердого відновленого заліза у плавильній печі, і вність. невеликою надмірною кількістю, відповідною втраВідновлене залізо 15, одержане в печі 14 з там у способі. обертовим подом, може подаватися у зовнішній Агломераційна машина 11, що використовупростір виробничої лінії, але переважно, вводитьється при виробництві шматків 12, являє собою, ся у плавильну піч 16, оскільки воно нагрівається наприклад, гранулюючу або брикетуючу машину. для збільшення теплової ефективності. ПереважПереважно, шматки 12 мають об'ємну щільність, ним є, щоб відновлене залізо 15 безперервно ввощонайменше, 1,2г/см 3, а більш переважно, щодилося з верхньої частини плавильної печі 16 під найменше, 1,8г/см 3. Ця об'ємна щільність встанодією сили тяжіння. На цій стадії, вуглецевий матевлюється таким чином, щоб тепло, яке переноріал 18, як джерело тепла для плавлення відновситься до поверхонь шматків 12, швидко леного заліза 15, і допоміжний матеріал 19 для надходило всередину агломератів 12, у нагрівальрегулювання складу шлаку також вводяться з верній відновній печі (печі з обертовим подом). хньої частини плавильної печі 16. Таке введення Переважно, шматки 12 сушать у сушарці 13 до зверху полегшує обслуговування вузла введення. вмісту вологості 1% або менше, і вводять в піч 14 з Вуглецевому матеріалу 18 забезпечують можобертовим подом (нагрівальну відновну піч). Повіливість для взаємодії, з джерелом кисню 20, у тря 4 для сушіння, що використовується у цьому плавильній печі 16, для відновлення оксиду заліза, способі, переважно заздалегідь нагрівається шлящо залишається у відновленому залізі 15, і для хом теплообміну з тепловмісним відхідним газом з плавлення відновленого заліза з метою одержанпечі з обертовим подом 14, для ефективного виконя розплавленого заліза, що має вміст вуглецю, ристання тепла, що вивільняється. Переважно, який, переважно, дорівнює 2% або більше, більш температура повітря 4 для сушіння становить припереважно, дорівнює від 2,5% до 4,5%. близно 200°С або менше, для запобігання вибухоПереважно, кількості джерела 20 кисню та вувому розтріскуванню шматків 12, що спричиняєтьглецевого матеріалу 18 контролюються таким чися раптовим випаровуванням води. Потім ном, що коефіцієнт допалення газоподібного СО, висушені шматки 12 вводяться в піч 14 з обертощо генерується у плавильній печі 16, становив вим подом, для відновлення плавленням. 40% або менше, а більш переважно, знаходиться Переважно, ступінь металізації відновленого у межах від 20% до 40%. У результаті, теплова заліза 15, одержаного шляхом відновного плавефективність перенесення тепла від допалення до лення, становить, щонайменше, 60%, більш перерозплавленого металу може бути збільшена, щоважно, щонайменше, 80%, а найбільш переважно, найменше, до 60%, більш переважно, щонайменщонайменше, 90%, що по витратах тепла на плаше, до 75%, а найбільш переважно, щонайменше, влення відповідає плавленню металобрухту, як до 80%. Причини для обмеження цих параметрів описано нижче з посиланням на Фіг.2. Відновний будуть описані нижче. газ, що виходить з плавильної печі 16, використоПереважно, джерело кисню 20, що використовується як паливо для процесу відновного плаввується, являє собою газоподібний кисень високої лення. Відновний газ спалюється у пальнику, печистоти, що містить, щонайменше, 90% кисню, які редбаченому на бокових стінках печі 14 з вдувають у напрямку до шару шлаку, що покриває обертовим подом, для нагрівання шматків 12. розплавлений метал у плавильній печі 16 шляхом Для підтримки вказаного вище ступеня металіверхнього дуття, бокового дуття або нижнього дутзації відновленого заліза 15, на стадії термічного тя, для перемішування ванни. Верхнє вдування і відновлення, стан горіння у пальнику повинен завбокове вдування газоподібного кисню високої чисжди бути стабільним. Переважно, відпрацьований тоти є переважними, через полегшення обслугогаз з плавильної печі 16 охолоджується і зазнає вування фурми. Крім того, такий спосіб дуття не витягування пилу, для пониження об'єму пилу у вимагає нахилу плавильної печі 16; отже, констругазі до 5г/м 3 (н.у.) або менше, а більш переважно, кція плавильної печі може бути спрощена. 1 г/м 3 (н.у.) або менше. У доповнення до цього, Використання газоподібного кисню високої чи 11 77753 12 стоти, що містить, щонайменше, 90% кисню, полеважно, плавильна піч 16 має замкнену стр уктур у, гшує контроль коефіцієнта допалення та контроль так що весь газ або його частина, що утворюється тепловмісту відновного газу, що вводиться з плау плавильній печі 16, вводиться в піч 14 з обертовильної печі 16 в піч 14 з обертовим подом, а савим подом та ефективно використовується як ме, необхідний і достатній контроль для підтримки джерело тепла. Як показано на кресленнях, газ, теоретичної температури горіння. Переважно, інещо утворюється у плавильній печі 16, охолоджуртний газ 21 вдувається у розплавлене залізо за ється, надходить у вузол видалення пилу 24 для допомогою нижнього дуття, для перемішування зменшення об'єму пилу приблизно до 5г/м 3 (н.у.) розплавленого заліза. Плавлення твердого відноабо менше, а більш переважно, 1г/м 3 (н.у.) або вленого заліза 15 при цьому додатково полегшуменше, і вводиться в піч 14 з обертовим подом. ється. Осадження пилу на внутрішніх поверхнях тр уб і на Щонайменше, частина, або весь вуглецевий внутрішніх стінках печі 14 з обертовим подом тим матеріал 18, що надходить у плавильну піч 16, самим запобігається. Для ефективного викорисі/або інший вуглецевий матеріал можуть безпосетання тепла відхідного газу з нагрівальної печі 16 редньо надходити в піч 14 з обертовим подом, в для відновлення, переважно, тепло відхідного газу доповнення до шматків 12. Ці інші вуглецеві матеутилізується за допомогою, наприклад, бойлера з ріали можуть вводитися як засипка на під печі 14 з радіаційним теплообміном, який розташований на обертовим подом, можуть надходити разом із виході з плавильної печі 16, і зв'язаний з вузлом 24 шматками 12 в піч 14 з обертовим подом, або модля видалення пилу. жуть надходити в піч 14 з обертовим подом після Газ надходить у бустерну повітродувку 25, для надходження туди шматків 12. Всі інші вуглецеві контролю тиску, і надходить для спалення у пальматеріали можуть бути у вигляді пилу, коли вони ник печі 14 з обертовим подом. Переважно, надвикористовуються як засипка на під. Однак всі інші лишок газу 26 передається у зовнішній простір і вуглецеві матеріали необов'язково є порошкоподівикористовується як паливний газ для обладнанбними і можуть являти собою шматки, які одночаня, що знаходиться рядом. Переважно, кисень під сно вводяться разом із шматками 12, або надховисоким тиском вдувають у плавильну піч 16, що дять після надходження шматків 12, в піч 14 з має замкнену конструкцію, для створення підвиобертовим подом. Оскільки леткі компоненти у всіх щеного тиску у внутрішньому просторі плавильної інших вуглецеви х матеріалах випаровуються і випечі 16. У такому способі, бустерна повітродувка користовуються як сировина для нагрівання, об'єм 25 не є необхідною. додаткового палива 17 зменшується. Відхідний газ з печі 14 з обертовим подом по Всі додаткові вуглецеві матеріали, представсуті не має прихованої теплоти, але як і раніше ляють тип, який відрізняється від вуглецевого мазнаходиться при високій температурі. Таким читеріалу 18, що надходить у плавильну піч 16. Наном, відпрацьований газ переважно передається приклад, коли вуглецевий матеріал 18, який для витягування тепла в бойлер 27 і використовунадходить у плавильну піч 16 являє собою кокс, ється для попереднього нагрівання повітря у тепінший вуглецевий матеріал являє собою вугілля. лообміннику 28. Відхідний газ, після витягування Відповідно, інший вуглецевий матеріал у даному тепла у теплообміннику 28, очищається у вузлі 30 винаході необов'язково являє собою абсолютно для видалення пилу і випускається в атмосферу інший тип. Можливий варіант, коли додатковий за допомогою відкачувального вентилятора 31. вуглецевий матеріал та вуглецевий матеріал 18 Відкачувальний вентилятор 31 регулює вн утрішній можуть являти собою один і той самий тип. тиск в печі 14 з обертовим подом. Вуглецевий матеріал нагрівається для обвугСпосіб за даним винаходом здійснюється відлювання в печі 14 з обертовим подом і надходить повідно до вказаної вище схеми процесу. Умови у плавильну піч для плавлення відновленого заліроботи печі 14 з обертовим подом та плавильної за. У цьому процесі, леткі компоненти вуглецевого печі 16 тепер будуть описуватися з додатковими матеріалу видаляються, і нагріте вугілля надхоподробицями, оскільки ці умови є особливо важдить у плавильну піч. Таким чином, об'єм відпраливими у даному винаході. цьованого газу коли вуглецьвмісний матеріал надСпочатку буде описуватися піч 14 з обертовим ходить у плавильну піч знижується, в порівнянні з подом, головний компонент обладнання для одевипадком використання, як вуглецевого матеріалу ржання відновленого заліза. Коли суміш матеріа18, для плавильної печі, що призводить до спролу, який містить оксиди заліза та вуглецьвмісний щення конструкції пристроїв для відпрацьованого відновник, або, переважно, шматки цієї суміші, газу і до зменшення об'єму відпрацьованого газу вводяться в піч з обертовим подом і нагріваються 26. Як і вуглецевий матеріал 18, всі інші вуглецеві в ній, відбуваються реакції, представлені рівнянматеріали можуть являти собою вугілля, деревну нями (2)-(4): стружку, пластикові відходи, або покришки, що (2) FemOn+nC®mFe+nCO відслужили термін. Альтернативно, всі інші вугле(3) FemOn+nCO®mFe+nCO2 цеві матеріали можуть являти собою кокс, деревне (4) С+СО2®2СО вугілля, або коксовий дрібняк, які не містять летких При цьому відновлюється оксид заліза. Кількомпонентів. кість СО та СО2, що утворюється, залежить від Плавильна піч 16 забезпечується випускним кількості вуглецьвмісного відновника, що міститься отвором на боковій стінці для випуску розплавлев шматках, і від умов нагрівання. ного заліза 22 та розплавленого шлаку 23. ВипускСуміш вихідних матеріалів, що надходить в піч ний отвір переважно передбачається на висоті, з з обертовим подом, нагрівається під дією теплоти якою не може випускатися інертний газ 21. Перегоріння палива у пальнику і під дією радіаційного 13 77753 14 тепла, що надходить від бокових стінок та склепінКоли вміст FeO в побічному продукті - шлаку ня печі. Оскільки випромінювання тепла пропорзнижується, коефіцієнт розподілу сірки збільшуційне четвертому ступеню температури, досягається, і, таким чином, вміст сірки у розплавленому ються швидке нагрівання та відновлення. Оксид залізі знижується. Оскільки вміст FeO знижується, заліза в суміші вихідних матеріалів може відновколи у розплавленому залізі збільшується вміст люватися до металевого заліза шляхом нагрівання вуглецю (В), вміст вуглецю (В) у розплавленому протягом дуже короткого часу, наприклад протязалізі переважно, становить, щонайменше, 2%, а гом 6-12 хвилин. більш переважно, щонайменше, 3%, для збільТепло, одержане поверхнею суміші вихідних шення коефіцієнта розподілу компонентів сірки і, матеріалів, переноситься у напрямку до внутрітаким чином, для пониження вмісту сірки у розшньої частини суміші теплопровідністю, щоб сприплавленому залізі. Оскільки FeO руйнує вогнетрияти реакціям, представленим рівняннями (2)-(4). вкі матеріали футерівки, таке пониження вмісту Переважно, суміш ви хідних матеріалів являє соFeO є переважним для пониження ерозії. Вміст бою шматки, що мають об'ємну щільність, яка довуглецю (В) у розплавленому залізі може бути рівнює, щонайменше, 1,2г/см 3, а більш переважно встановлений за допомогою, щонайменше, одного 1,8г/см 3, для полегшення теплопровідності у наз компонентів: (1) вуглецьвмісного відновника, прямку до внутрішньої частини суміші вихідних включеного в суміш вихідних матеріалів, яка повиматеріалів. нна надходити у нагрівальну відновну піч, (2) вугВідношення матеріалу на основі оксиду заліза лецьвмісного відновника, включеного у відновлене до вуглецевого відновника повинно визначатися залізо, яке одержують у нагрівальній відновній печі таким чином, щоб кількість твердого вуглецю (А), і яке ще не надійшло у плавильну піч, (3) вуглецевиключаючи леткі компоненти, у вуглецьвмісному вого матеріалу, що надходить у плавильну піч, і (4) відновникові та у вуглецевому матеріалі дорівнюбудь-якого іншого вуглецевого матеріалу, який вало або було більшим, ніж хімічний еквівалент, надходить у нагрівальну відновну піч. необхідний для відновлення оксиду заліза. ПереДля здійснення відновного плавлення у плаважно, це відношення визначається з точки зору вильній печі ефективним чином, ключовим моментепла горіння, необхідного для плавлення у платом є те, як збільшується ступінь металізації джевильній печі та цільового вмісту вуглецю у розпларела заліза (відновленого заліза), яке надходить у вленому залізі, що одержується шляхом відновплавильну піч. Таким чином, в печі з обертовим лення плавленням. подом, металізація відновленого заліза повинна У суміші ви хідних матеріалів, що використовузбільшуватися. ються у даному винаході, вміст вуглецю (А), виЗ цієї причини, умови нагрівання вихідних ключаючи леткі компоненти, у вуглецьвмісному шматків в печі з обертовим подом повинні адеквавідновнику та у вуглецевому матеріалі переважно тно контролюватися. Таким чином, властивості дорівнює або є більшим, ніж сумарний хімічний паливного газу для такого нагрівання повинні стаеквівалент, необхідний для відновлення оксиду білізуватися настільки, наскільки це можливо. Козаліза в суміші, для цільового вмісту вуглецю в ли газ, що утворюється у плавильній печі, викорипродукті розплавленого заліза, і кількість, яка відстовується як паливний газ в печі з обертовим повідає кількості тепла, необхідній для плавлення подом, додаткове тепло робить можливим швидке твердого відновленого заліза. Вміст вуглецю може нагрівання і полегшує контроль температури в печі бути встановлений за допомогою, щонайменше, з обертовим подом. Це вказує на те, що коефіцієнт одного з компонентів: (1) вуглецьвмісного відновдопалення у плавильній печі знижується для поника, включеного в суміш ви хідних матеріалів, яка ниження вмісту СО 2. Для забезпечення стабільноповинна надходити у нагрівальну відновну піч, (2) го горіння у пальнику протягом тривалого часу, вуглецьвмісного відновника, включеного у відновпереважним є, щоб об'єм пилу у паливному газі лене залізо, яке одержують в печі для відновлення був зведений до мінімуму, для запобігання осаі яке ще не надійшло у плавильну піч, і (4) будьдженню пилу на вхідних труба х та пальнику для якого іншого вуглецевого матеріалу, що надходить паливного газу і закупоренню сопел. у нагрівальну відновну піч. Коли велика кількість З цієї причини, перед піччю з обертовим повуглецевого матеріалу включається в суміш на дом, передбачається пристрій для охолоджування стадії приготування суміші вихідних матеріалів, газу з плавильної печі та видалення пилу. У прокількість вуглецевого матеріалу, доданого в тверцесі видалення пилу є переважним, щоб кількість де відновлене залізо, одержане шляхом відновнопилу в газі становила 5г/м 3 (н.у.) або менше, а го плавлення, і кількість вуглецевого матеріалу, більш переважно 1г/м 3 (н.у.) або менше. Робоча що надходить у плавильну піч, можуть бути відпотемпература у вузлі для видалення пилу переважвідно зменшені. но становить приблизно 800°С або менше, з мірПри відновному плавленні у плавильній печі, у кувань теплостійкості і безпеки вузла. плавильну піч переважно додається матеріал, що Далі будуть описува тися робочі умови у пламістить СаО, окремо або в поєднанні з твердим вильній печі для відновного плавлення твердого відновленим залізом, таким чином, щоб основність відновленого заліза. Вуглецевий матеріал, що побічного продукту шлаку, становила, щонайменнадходить у ванну із залізним розплавом, у плавише, 1,2. При основності 1,2 або більше, сірка, що льній печі, взаємодіє з киснем високої чистоти, що міститься у розплавленому залізі, переходить у вводиться одночасно, з утворенням газоподібного розплавлений шлак, і, таким чином, одержане меCO, як показано у рівнянні (5): талеве залізо містить зменшені кількості компоне(5) С+1/2О2®СО нтів сірки. Газоподібний CO допалюється у газовій фазі 15 77753 16 над розплавом, як показує рівняння (6): вогнетривких матеріалів футерівки через збільше(6) ний вміст FeO у розплавленому шлаку. Водяне CO+1/2О2®СО2 Оскільки ці реакції є екзотермічними, тепло охолоджування, яке здійснюється для пониження ерозії вогнетривких матеріалів, спричиняє втрати переноситься у ванну і використовується для дотепла, які негативно впливають на ефективність і даткового відновлення і плавлення твердого відвартість виробництва. новленого заліза. Перемішування ванни розплаву є е фективним Фіг.2 являє собою графік, що демонструє співвідношення між витратою вуглецевого матеріалу і для полегшення плавлення джерела заліза (відновленого заліза), доданого у плавильну піч. Однак ступенем металізації, і Фіг.3 являє собою графік, енергійне перемішування спричиняє збільшення що демонструє співвідношення між витратою вугкількості пилу у відхідному газі з плавильної печі лецевого матеріалу і коефіцієнтом допалення. Ці приблизно до 100г/м 3 (н.у.), що призводить до пографіки демонструють, що витрату вуглецевого матеріалу потрібно знижувати при збільшенні мениження виходу заліза і до закупорення труб для гарячого газу через осадження пилу. талізації джерела заліза, що надходить, (Фіг.2) і із Відповідно, у даному винаході, металізація збільшенням коефіцієнта допалення (Фіг.3). відновленого заліза, що надходить у плавильну Фіг.2 показує, що витрата вуглецевого матеріпіч, збільшується, щонайменше, до 60%, а більш алу не збільшується при металізації 60% або більше, при коефіцієнті допалення 40% або менше. переважно, щонайменше, до 80%, для пониження споживання вуглецевого матеріалу, і коефіцієнт Ці умови є дуже сприятливими для стабільної родопалення у плавильній печі зменшується до 40% боти, оскільки споживання вуглецевого матеріалу або менше, більш переважно, до 20%-40%, а найє стабільним, незалежно від ступеня металізації. більш переважно, до 20%-35%, для запобігання Відповідно, металізація джерела заліза (відновленого заліза), що надходить у плавильну піч, надмірному збільшенню температури газової фази і для пониження впливу на плавильну піч. переважно збільшується настільки, наскільки це є Джерело кисню, що надходить у плавильну можливим, щонайменше, до 60%, більш переважпіч, може являти собою повітря. У такому випадку, но, щонайменше, до 80%, а найбільш переважно, однак, азот, який міститься у кількості, що перещонайменше, до 90%, що відповідає значенню для залізного брухту загалом, для пониження сповищує вміст кисню в чотири рази, також нагрівається, що призводить до підвищення втрат на поживання вуглецевого матеріалу та стабілізації переднє нагрівання і до збільшення об'єму процесу. відхідного газу. Відповідно, джерелом кисню переМеталізація, що дорівнює, щонайменше, 60%, важно є кисень високої чистоти, а більш переваждосягається, наприклад, за допомогою відповідного регулювання кількості вуглецьвмісного відновно, газоподібний кисень високої чистоти, що містить, щонайменше, 90% кисню, для збільшення ника, доданого під час одержання суміші вихідних теплової ефективності і для запобігання збільшенматеріалів, і умов термічного відновлення в печі з ню об'єму відхідного газу. Кисень високої чистоти обертовим подом. Зокрема, коли вуглецьвмісний також може зменшити утворення пилу. відновник додають у необхідній і достатній кількості для відновлення оксиду заліза на стадії одерФіг.4 являє собою графік, що демонструє співвідношення між ефективністю теплоперенесення жання суміші вихідних матеріалів, робоча темпета коефіцієнтом допалення при різних температуратура печі з обертовим подом знаходиться у рах відхідного газу з плавильної печі, для порівмежах між 1100°С та 1400°С, а більш переважно, няння даного винаходу із звичайними прикладами. між 1250°С та 1350°С, і час витримки становить, щонайменше, 6 хвилин, а більш переважно, щоФіг.4 демонструє, що температура відхідного газу збільшується, коли збільшується коефіцієнт найменше, 8 хвилин. допалення, при постійній ефективності теплопереФіг.3 демонструє, що більш високий коефіцієнт несення, і що збільшена кількість тепла не викоридопалення є переважним для ефективного зменстовується у плавильній печі. Коли температура шення споживання вуглецевого матеріалу у плавильній печі і становить, більш переважно, щовідхідного газу підтримується постійною, ефективність теплоперенесення збільшується разом з конайменше, 20%. Однак при коефіцієнті допалення, ефіцієнтом допалення, демонструючи ефективне що перевищує 40%, споживання вуглецевого мавикористання тепла. У прикладі А на Фіг.4, метатеріалу додатково не зменшується. Відповідно, лобрухт використовується як джерело заліза, що коефіцієнт допалення, переважно дорівнює 40% або менше, а більш переважно, 30% або менше. надходить у плавильну піч, де ефективність теплоперенесення досягає 89%, і температура газу, Коефіцієнт допалення змінюється із вмістом що відпрацював, досягає приблизно 1650°С, при вуглецевого матеріалу і з вмістом газоподібного коефіцієнті допалення, що дорівнює 20%. кисню у плавильній печі. Таким чином, кількості У прикладі В, відновлене залізо, яке має стувуглецевого матеріалу та газоподібного кисню регулюються для досягнення коефіцієнта допапінь металізації 30%, використовується як джерело заліза, що надходить у плавильну піч. Оскільки лення, який дорівнює 40% або менше, а більш коефіцієнт допалення досягає приблизно 45%, переважно, 20%-40%. температура газу, що відпрацював, становить Допалювання збільшує температуру газової 1900°С, спричиняючи підвищений термічний вплив фази у плавильній печі і має жорсткий термічний вплив на вогнетривкі матеріали футерівки. Знижена вогнетривкі матеріали футерівки, і ефективність теплоперенесення знижується до 85%. Оскільки у на металізація джерела заліза відповідає підвиприкладі В, металізація джерела заліза становить щеному вмісту невідновленого оксиду заліза (FeO) 30%, вміст FeO в побічному продукті шлаку, що в джерелі заліза і, таким чином, прискореної ерозії 17 77753 18 утворюється під час відновного плавлення, збільН4 являє собою втрати тепла у газовій фазі, в шується, прискорюючи ерозію вогнетривких матеякій здійснюється реакція повторного горіння, ріалів футерівки. втрати тепла відповідають 10-20% від загального Відповідно до цих результатів, переважні умонадходження тепла. ви для роботи об'єднаного обладнання, що вклюПри таких умовах, продовжується термін случає пристрій для термічного відновлення (піч з жби вогнетривких матеріалів футерівки плавильної обертовим подом) і плавильну піч для відновного печі. Коли плавильна піч являє собою стаціонарплавлення відновленого заліза, одержаного в печі ний тип, вона може працювати протягом тривалого з обертовим подом, є наступними: (1) металізація часу без обслуговування та ремонту. Однак, у дав печі з обертовим подом збільшується, щонайменому винаході, плавильна піч хитного типу може нше, до 60%, а більш переважно, щонайменше, до використовува тися замість стаціонарної плавиль80%, для відновлення залишкового FeO, настільної печі. ки, наскільки це можливо; (2) коефіцієнт допаленВідповідно до даного винаходу, при виробницня у плавильній печі контролюється на рівні 40% тві розплавленого заліза шляхом введення суміші або менше, а більш переважно, у межах від 20% вихідних матеріалів, яка містить вуглецьвмісний до 40%, так що відхідний газ з плавильної печі має відновник, у нагрівальну відновну піч, таку як піч з тепловміст, який є необхідним для палива в печі з обертовим подом, відновленні оксиду заліза тверобертовим подом; і (3) коефіцієнт допалення знидого відновленого заліза, що міститься в суміші, з жується до 40% або менше, для сповільнення збіодержанням, і додатковому відновленні та плавльшення температури відхідного газу і, таким чиленні відновленого заліза у плавильній печі ном, для пониження ерозії вогнетривких (1) металізація твердого відновленого заліза у матеріалів футерівки у плавильній печі. На Фіг.4, нагрівальній відновній печі збільшується, щонайзаштрихована ділянка показує переважні умови. менше, до 60%; Як показано на Фігурах 2 та 3, кількості кисню і (2) кількості кисню та вуглецевого матеріалу вуглецевого матеріалу, що надходять у плавильну регулюються таким чином, що коефіцієнт допапіч, контролюються, і ефективність теплоперенелення CO, який утворюється у плавильній печі, сення тепла допалення до розплавленого заліза зменшується до 40% або менше; збільшується, щонайменше, до 60%, а більш пе(3) ефективність теплоперенесення тепла дореважно, щонайменше, до 75%, так що металізапалення збільшується, щонайменше, до 60%; і ція відновленого заліза в печі з обертовим подом (4) плавильна піч має замкнену конструкцію, і збільшується, щонайменше, до 60%, і коефіцієнт весь газ, що утворюється у плавильній печі, або допалення газоподібного CO, що утворюється у частина його, надходить у нагрівальну відновну піч плавильній печі, знижується до 40% або менше. з метою нагрівання твердого відновленого заліза у Ефективність теплоперенесення (Ef) тепла плавильній печі. Розплавлене відновлене залізо, допалення до розплавленого заліза визначається що має вміст вуглецю приблизно 1,5%-4,5%, тим таким чином: самим може вироблятися з високою продуктивнісEf(%)={1-(Η3+Η4-Η2)/Η1}х100, тю і з високою енергетичною ефективністю, при де Н1 являє собою теплоту допалення газопопониженні шкідливого впливу на нагрівальну віддібних СО та Н2, що утворюються в печі, як предновну піч та плавильну піч. ставлено за допомогою наступних реакцій: Приклади CO+1/2О2=СО2 Даний винахід далі буде описуватися у додатН2+1/2О2=Н2О кових подробицях за допомогою прикладів. ВідпоН2 являє собою тапловміст газу, що утворювідно до блок-схеми, зображеної на Фіг.1, операції ється в печі, де об'єм і композиція газу обчислюздійснюються з використанням сирої руди та вуються з матеріального балансу, і температура гагілля, які мають склади, представлені у таблиці 1, зу, як передбачається, є такою самою як при умовах, представлених у таблиці 2. Результатемпература розплаву; Н3 являє собою тапловміст ти також представлені у таблиці 2. газу, що випускається з печі; і Таблиця 1 Композиція вихідних матеріалів (відсоток масовий) Залізна руда Вугілля Загальний вміст Fe FeO SiO2 Аl2О 3 CaO Фіксований вуглець Леткий компонент Зола 68,18 (примітка) 0,01 0,83 0,47 0,05 71,0 19,8 9,2 Примітка: 91,4% у вигляді Fe2 O3; залишок являє собою ТіО2, Na2O, K 2O і тому подібне. 19 77753 20 Таблиця 2 Експеримент 1 Залізна руда (кг/тонна продукту) 1,410 Вугілля (кг/тонна Кількість вуглецю 459 продукту) Кількість вуглецю, що надходить у плавильну піч 105 Кисень, що вдується у плавильну піч (м 3 (н.у.)/т продукту) 105 Коефіцієнт допалення у плавильній печі (%) 30,0 Ефективність теплоперенесення у плавильній печі (%) 84,6 Металізація в печі з обертовим подом (%) 90 Кількість допоміжного палива, що надходить в піч з обертовим по6 дом (м 3(н.у.)/т продукту) 3 Надмірний газ, що генерується у плавильній печі (м (н.у.)/т проду0 кту) Вміст вуглецю у розплавленому залізі (%) 3 Об'єм пилу у відпрацьованому газі з плавильної печі (г/м 3 (н.у.)) 1,0 Вміст кисню в газоподібному кисні, що вдувається у плавильну піч 99,8 (%) В експериментах 1-3, наведених у таблиці 2, ступінь металізації відновленого заліза, що одержується в печі з обертовим подом, підтримується на рівні 90%, коефіцієнт допалення у плавильній печі підтримується на рівні 40% або менше, і ефективність теплоперенесення підтримується при 60%-90%. В експерименті 1, весь газ, що утворюється у плавильній печі, вводять в піч з обертовим подом, і допоміжне паливо (природний газ) заповнює нестачу тепла. В експерименті 2, ефективність теплоперенесення та утворення газу збільшуються, так що в печі з обертовим подом допоміжне паливо не використовується. Хоча об'єм пилу у відхідному газі з плавильної печі трохи збільшується, це не впливає на роботу. Невеликий надлишок відхідного газу, який може бути використаний як зовнішнє джерело тепла, утворюється у плавильній печі. В експерименті 3, всі параметри процесу оптимізуються не для використання допоміжного палива і не для генерації надмірного газу з плавильної печі. Робота із замкненим енергетичним циклом, з точки зору енергії, досягається при об'єднанні печі з обертовим подом та плавильної печі. В експерименті 4, коефіцієнт допалення досягає 30%. Оскільки ефективність теплоперенесення до розплавленого заліза у плавильній печі становить 73%, що являє собою декілька занижений рівень, витрати вугілля та кисню підвищуються. Таким чином, кількість газу та концентрація пилу також трохи збільшуються. В експерименті 6, кількість вуглецевого матеріалу, що надходить у плавильну піч, збільшується, для збільшення вмісту вуглецю у розплавленому залізі до вмісту вуглецю, відповідного насиченню. Відповідно до даного винаходу, вміст вуглецю у розплавленому залізі може бути збільшений до вмісту, відповідного насиченню, шляхом регулювання кількості вуглецю, що надходить у плавильну піч. 2 3 4 5 6 1,410 1,410 1,410 1,410 1,410 459 459 459 459 459 111 111 124 73 211 119 111 126 93 211 30,0 28,0 30,0 50,0 10 89,3 88,7 73,1 85,0 72,5 90 90 90 90 90 0 0 0 39,0 0 3 0 36 0 0 3,2 4,0 2,8 3,2 3,8 5,4 2,3 3,1 4,5 5,0 99,8 99,8 99,8 99,8 99,8 В експерименті 5, коефіцієнт допалення у плавильній печі істотно збільшується. Хоча е фективність теплоперенесення збільшується, об'єм відхідних газів, що надходять у нагрівальну відновну піч, і кількість тепла (відновний потенціал) знижуються. В результаті, в печі з обертовим подом, необхідне додаткове спалення палива. Ці результати показують, що оптимізація робочих умов дає можливість для виробництва розплавленого заліза з високою чистотою при високій енергетичній ефективності та високій продуктивності за допомогою ряду стабільних операцій, від твердофазного відновлення до відновлення у розплаві, без надмірного термічного впливу на плавильну піч. Як показано в експерименті 3, робота із замкненим енергетичним циклом, з точки зору енергії, досягається з використанням цього обладнання для виробництва розплавленого заліза. При виробництві розплавленого заліза відповідно до експерименту 3, додають додатковий вуглецевий матеріал для нагрівання плавильної печі і оксид кальцію (СаО), так що основність (відношення CaO/SiO2) шлаку знаходиться у межах від 1,5 до 1,6. Визначають вміст сірки у розплавленому залізі. На початковій стадії роботи, вміст сірки поступово збільшується і досягає приблизно 0,04 відсотка через 40 хвилин. Після цього вміст сірки встановлюється при 0,04 відсотка масових. Ймовірно, збільшення основності через додавання СаО сприяє переходу сірки з розплавленого заліза у шлак. Спосіб для одержання розплавленого заліза відповідно до даного винаходу забезпечує ефективне виробництво розплавленого заліза при зниженому споживанні енергії, в порівнянні із звичайними способами. Цей спосіб зменшує пошкодження вогнетривких матеріалів і забезпечує гн учкість виробництва в процесі одержання заліза. 21 77753 22 23 Комп’ютерна в ерстка О. Гапоненко 77753 Підписне 24 Тираж 26 прим. Міністерство осв іт и і науки України Держав ний департамент інтелектуальної в ласності, вул. Урицького, 45, м. Київ , МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислов ої в ласності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601