Спосіб та пристрій для виробництва рідкого чавуну

1. Спосіб виробництва рідкого чавуну, який включає наступні стадії: стадію, на якій відновлюють перші залізні руди через завалку перших залізних руд у відновний реактор із псевдозрідженим шаром; стадію, на якій виробляють пресоване залізо через пресування відновлених перших залізних руд; стадію, на якій відновлюють другі залізні руди разом із пресованим залізом через завалку других залізних руд і пресованого заліза у відновний реактор з ущільненим шаром, причому розмір часток других залізних руд є більшим за розмір часток перших залізних руд; стадію, на якій відновлені пресоване залізо й другі залізні руди завантажують у плавильний газифікатор, який підключають до відновного реактора з ущільненим шаром; стадію, на якій готують огрудковані вуглецеві матеріали як джерело тепла для плавлення відновлених пресованого заліза і других залізних руд; стадію, на якій огрудковані вуглецеві матеріали завантажують у плавильний газифікатор, а потім утворюють ущільнений шар вугілля; стадію, на якій генерують відновний газ з ущільненого шару вугілля і подають принаймні в один відновний реактор, вибраний із групи, що складається з відновного реактора із псевдозрідженим шаром і відновного реактора з ущільненим шаром; й 2 (19) 1 3 92659 4 другий зворотний газ, що подають до відновного пристрій для виробництва пресованого заліза, реактора з ущільненим шаром. підключений до відновного реактора із псевдозрі13. Спосіб за п. 12, який відрізняється тим, що дженим шаром, який виконаний з можливістю прекількість першого зворотного газу беруть більшою сувати відновлені перші залізні руди й виробляти за кількість другого зворотного газу. пресоване залізо; 14. Спосіб за п. 12, який відрізняється тим, що відновний реактор з ущільненим шаром, підключетемпературу відновного газу, який подають у відний до пристрою для виробництва пресованого новний реактор із псевдозрідженим шаром, підтзаліза, - відновний реактор з ущільненим шаром, римують нижчою за температуру відновного газу, виконаний з можливістю завантаження в нього й який подають у відновний реактор з ущільненим відновлення разом пресованого заліза й других шаром. залізних руд, розмір часток яких є більший за роз15. Спосіб за п. 14, який відрізняється тим, що мір часток перших залізних руд; температуру відновного газу, який подають у відплавильний газифікатор, підключений до відновновний реактор із псевдозрідженим шаром, підтного реактора з ущільненим шаром, - плавильний римують на рівні або вище позначки 700 °С і нижче газифікатор, виконаний з можливістю завантаженпозначки 750 °С. ня в нього других залізних руд, пресованого заліза 16. Спосіб за п. 14, який відрізняється тим, що й огрудкованих вуглецевих матеріалів і вироблентемпературу відновного газу, який подають у відня рідкого чавуну з подачею газоподібного кисню новний реактор з ущільненим шаром, підтримують через фурму, встановлену у стінці плавильного у межах 750-800 °С. газифікатора. 17. Спосіб за п. 1, який відрізняється тим, що 28. Пристрій за п. 27, який відрізняється тим, що включає додаткову стадію, на якій в ущільнений пристрій для виробництва пресованого заліза вишар вугілля через фурму вдувають допоміжне конаний з можливістю забезпечувати міцність препаливо. сованого заліза вищою за міцність других залізних 18. Спосіб за п. 17, який відрізняється тим, що руд. 29. Пристрій за п. 28, який відрізняється тим, що допоміжне паливо вдувають в ущільнений шар вугілля окремо від кисню. пристрій для виробництва пресованого заліза ви19. Спосіб за п. 17, який відрізняється тим, що як конаний з можливістю забезпечувати міцність предопоміжне паливо використовують дрібне вугілля, сованого заліза, рівну або вищу за 200 кг/см2. 30. Пристрій за п. 28, який відрізняється тим, що яке попередньо висушують до вологості 1,0 мас. % або нижче. пристрій для виробництва пресованого заліза ви20. Спосіб за п. 17, який відрізняється тим, що як конаний з можливістю забезпечувати частку пусдопоміжне паливо використовують дрібне вугілля, тот другої залізної руди вищою за частку пустот і розмір часток дрібного вугілля беруть 3,0 мм або пресованого заліза. 31. Пристрій за п. 28, який відрізняється тим, що менше. 21. Спосіб за п. 17, який відрізняється тим, що як пристрій для виробництва пресованого заліза видопоміжне паливо використовують газ із вмістом конаний з можливістю забезпечувати при відноввуглеводню. ленні других залізних руд разом із пресованим 22. Спосіб за п. 1, який відрізняється тим, що залізом коефіцієнт відновної видозміни пресовановключає додаткову стадію, на якій окатиші або го заліза меншим за коефіцієнт відновної видозміагломеровані руди завантажують у відновний реани других залізних руд. 32. Пристрій за п. 27, який відрізняється тим, що ктор з ущільненим шаром і відновлюють їх. 23. Спосіб за п. 1, який відрізняється тим, що при пристрій для виробництва пресованого заліза вивідновленні перших залізних руд коефіцієнт відноконаний з можливістю забезпечувати розмір часвлення перших залізних руд є рівним або більшим ток пресованого заліза у межах 8-40 мм. 33. Пристрій за п. 27, який відрізняється тим, що за 45 %. 24. Спосіб за п. 1, який відрізняється тим, що час, пристрій для виробництва пресованого заліза винеобхідний для відновлення пресованого заліза конаний з можливістю забезпечувати розмір часразом із другими залізними рудами у відновному ток других залізних руд рівним або вищим за 5 мм. 34. Пристрій за п. 27, який відрізняється тим, що реакторі з ущільненим шаром, є довшим за час, необхідний для відновлення перших залізних руд у додатково містить: відновному реакторі із псевдозрідженим шаром. перший підвідний трубопровід відновного газу, 25. Спосіб за п. 1, який відрізняється тим, що яким з'єднано плавильний газифікатор з відновним кількість других залізних руд є рівною або меншою реактором із псевдозрідженим шаром; і за сорок відсотків від суми перших і других заліздругий підвідний трубопровід відновного газу, яким них руд. з'єднано плавильний газифікатор з відновним реа26. Спосіб за п. 1, який відрізняється тим, що при ктором з ущільненим шаром. 35. Пристрій за п. 34, який відрізняється тим, що відновленні пресованого заліза і других залізних руд коефіцієнт відновлення пресованого заліза і додатково містить пристрій для видалення діоксидругих залізних руд є рівним або більшим за сімду вуглецю і подачі зворотного газу у відновний десят відсотків. газ, виконаний з можливістю одержання зворотно27. Пристрій для виробництва рідкого чавуну, який го газу шляхом видалення діоксиду вуглецю з відмістить: хідного газу, відведеного з відновного реактора з відновний реактор із псевдозрідженим шаром, псевдозрідженим шаром і відновного реактора з який виконаний з можливістю відновлювати перші ущільненим шаром. залізні руди; 5 92659 6 36. Пристрій за п. 35, який відрізняється тим, що лінію вдування допоміжного палива, яка віднесена додатково містить охолоджувач відхідного газу, від лінії вдування кисню й виконана з можливістю виконаний з можливістю охолоджувати відхідний вдувати допоміжне паливо у плавильний газифікагаз, відведений принаймні з одного відновного тор. 41. Пристрій за п. 40, який відрізняється тим, що реактора, вибраного із групи з відновного реактора із псевдозрідженим шаром і відновного реактора з виконаний з можливістю забезпечувати зустріч і ущільненим шаром. потім спалювання кисню і допоміжного палива у 37. Пристрій за п. 35, який відрізняється тим, що каналі плавильного газифікатора, та забезпечувадодатково містить перший і другий підвідні труботи віднесення кисню від фурми. 42. Пристрій за п. 41, який відрізняється тим, що проводи зворотного газу, які підключені до пристрою для видалення діоксиду вуглецю; і тим, що лінія вдування допоміжного палива встановлена перший підвідний трубопровід зворотного газу таким чином, щоб проходити через передній кіпідключений до відновного реактора із псевдозрінець фурми. 43. Пристрій за п. 41, який відрізняється тим, що дженим шаром; а другий підвідний трубопровід зворотного газу підключений до відновного реакдопоміжним паливом є газ, що містить вуглеводтора з ущільненим шаром. невий газ або дрібні вуглецеві матеріали. 38. Пристрій за п. 37, який відрізняється тим, що 44. Пристрій за п. 34, який відрізняється тим, що виконаний з можливістю забезпечувати кількість додатково містить охолоджувач газу, призначений зворотного газу, призначеного для подачі через для охолоджування відновного газу перед подаперший підвідний трубопровід зворотного газу, чею відновного газу плавильного газифікатора до більшою за кількість зворотного газу, призначеновідновного реактора із псевдозрідженим шаром і го для подачі через другий підвідний трубопровід відновного реактора з ущільненим шаром. 45. Пристрій за п. 27, який відрізняється тим, що зворотного газу. 39. Пристрій за п. 38, який відрізняється тим, що виконаний з можливістю забезпечувати коефіцієнт виконаний з можливістю забезпечувати темперавідновлення перших залізних руд у відновному туру відновного газу, призначеного для подачі до реакторі із псевдозрідженим шаром рівним або відновного реактора із псевдозрідженим шаром, вищим за 45 %. 46. Пристрій за п. 27, який відрізняється тим, що нижчою, ніж температура відновного газу, призначеного для подачі до відновного реактора з ущільвідновний реактор із псевдозрідженим шаром неним шаром. включає кілька відновних реакторів із псевдозрі40. Пристрій за п. 27, який відрізняється тим, що дженим шаром, з'єднаних між собою багатоступінфурма містить: лінію вдування кисню, призначену частим чином. для вдування кисню; і Технічна галузь [1] Винахід відноситься до пристрою для виробництва рідкого чавуну й способу виробництва рідкого чавуну з використанням цього пристрою. Зокрема, винахід відноситься до пристрою для виробництва рідкого чавуну й способу виробництва рідкого чавуну з використанням цього пристрою для відновлення дрібних залізних руд з широким діапазоном розміру зерна. Передумови винаходу [2] Виробництво чавуну й сталі - це ключове виробництво, що поставляє основні матеріали, необхідні у будівництві й виробництві автомобілів, кораблів, побутових приладів і багатьох інших виробів, якими ми користаємося. Крім того, це виробництво з найдовшою історією, що розвивається разом із розвитком людства. У чавуноливарному цеху, який відіграє ведучу роль у виробництві чавуну й сталі, після виробництва рідкого чавуну, який представляє собою передільний чавун у розплавленому стані, з використанням залізної руди й вугілля як сировини з цього чавуну виробляється сталь, яка згодом поставляється замовникам. [3] На разі приблизно 60% світового виробництва чавуну здійснюється з використанням доменного процесу, розробленого ще у XIV сторіччі. У доменному процесі кокс, одержаний при використанні бітумінозного вугілля й залізної руди, які піддають процесу агломерації, завантажують у до менну піч, й у доменну піч вдувають кисень для відновлення залізної руди у залізо й, таким чином, для виробництва рідкого чавуну. [4] Доменний процес, який є найпоширенішим на заводах з виробництва рідкого чавуну, потребує, щоб сировина мала міцність принаймні заданого рівня й мала розмір зерна, який може забезпечити проникність у печі, враховуючи характеристики реакції. З цієї причини кокс, який одержується обробкою конкретного вихідного вугілля, потрібен як джерело вуглецю, використовуваного як паливо й відновник. Крім того, агломеровані руди, які пройшли подальший процес агломерації, необхідні як джерело заліза. [5] Відповідно, сучасний доменний спосіб потребує устаткування для попередньої обробки вихідних матеріалів, такого, як устаткування з виробництва коксу й агломераційного матеріалу. Крім того, він потребує допоміжних пристроїв на додаток до доменної печі, а також устаткування для запобігання забрудненню, створюваному допоміжними пристроями, і його зменшення. Тому великі капіталовкладення у додаткові пристрої й устаткування призводять до збільшених виробничих витрат. [6] Для того щоб вирішити ці проблеми доменного способу, у багатьох країнах проводиться велика низка досліджень процесу одержання рідкого чавуну відновною плавкою. У процесі відновної 7 92659 8 плавки рідкий чавун одержують у плавильному бота є важчою, оскільки у реакторі з псевдозрігазифікаторі шляхом прямого використання звидженим шаром важко утворювати рівномірний чайного вугілля як палива й відновника й залізної псевдозріджений шар. Тобто, якщо залізні руди з руди як джерело заліза. широким діапазоном розміру псевдозріджуються [7] Оскільки у плавильному газифікаторі утводля відновлення, на відновний реактор із псевдозрюється ущільнений шар вугілля, матеріали, рідженим шаром прикладається велике навантавключаючи заліза й добавки плавляться й ошлаження, через що робота ще більше ускладнюється ковуються в ущільнений шар вугілля, який по тому й стає важкою. вивантажується як рідкий чавун і шлак. Через кіль[11] У публікації корейської патентної заявки ка фурм, встановлених у зовнішній стінці, у плави№ 2001-0065011 описаний пристрій для виробницльний газифікатор вдувається кисень, таким чином тва рідкого чавуну при одночасному використанні займаючи ущільнений шар вугілля у плавильному вищезазначених відновного реактора з ущільнегазифікаторі. Кисень перетворюється у гарячий ним шаром і відновного реактора із псевдозріджевідновний газ і подається у відновний реактор. ним шаром. У цьому пристрої для виробництва Потім гарячий відновний газ відновлює й пластирідкого чавуну відновний реактор з ущільненим фікує залізну руду й добавки й відводиться назовшаром просто поєднується з відновним реактором ні. із псевдозрідженим шаром залежно від розміру [8] Як відновний реактор, використовують відзалізних руд, ґрунтуючись на плавильному газифіновний реактор з ущільненим шаром або відновкаторі. Тут, по-перше, залізні руди класифікуються ний реактор із псевдозрідженим шаром. У відновяк дрібні залізні руди й крупні залізні руди залежно ному реакторі з ущільненим шаром, руди від розміру залізних руд. Після того як дрібні залізконтактують з відновним газом, що піднімається ні руди відновлюються у відновному реакторі із через порожнини, утворені між шарами руд, а попсевдозрідженим шаром, вони подаються у платім шари руд відновлюються при переміщенні шавильний газифікатор у стані дрібних матеріалів без рів руд вниз. Тому у відновному реакторі з ущільпроходження процесу пресування. Після того як неним шаром у рудах необхідно одержати крупні залізні руди відновлюються у відновному вентиляцію, щоб відновний газ рівномірно протікав реакторі з ущільненим шаром, вони подаються у у шарах руд. Для цього залізні руди, використовуплавильний газифікатор. Отже, проблема викоривані у відновному реакторі з ущільненим шаром, стання вищезазначених відновного реактора з обмежуються такими, що мають заданий розмір з ущільненим шаром і відновного реактора з псевнаявного діапазону ресурсів. Однак, оскільки у дозрідженим шаром ще й досі залишається невивідновному реакторі з ущільненим шаром залізні рішеною. руди відновлюються із зазнанням видозміни, співРозкриття винаходу відношення часток у печі збільшується. Як насліТехнічна проблема док, вентиляція погіршується, й при цьому потік [12] Для того щоб вирішити вищеописані провідновного газу у шарах руди утворюється нерівблеми, пропонується пристрій для виробництва номірно. Відтак, подавати відновний газ стає нерідкого чавуну, спроможний відновлювати й пламожливим, що призводить до необхідності зупинивити залізні руди з широким діапазоном розміру, з ти процес. подальшим виробництвом рідкого чавуну. [9] 3 іншого боку, дрібні залізні руди у віднов[13] Крім того, пропонується спосіб виробництному реакторі із псевдозрідженим шаром відновва рідкого чавуну з використанням вищеописаного люються із набуттям псевдозрідженого стану з пристрою для виробництва рідкого чавуну. використанням відновного газу з високою швидкісТехнічне рішення тю. Дрібні залізні руди повинні відновлюватися із [14] Спосіб виробництва рідкого чавуну відпозаданим рівнем коефіцієнта відновлення, щоб мівідно до одного варіанту здійснення винаходу німізувати паливний коефіцієнт у плавильному включає наступні стадії: і) стадію, на якій відновгазифікаторі. Для цього у відновний реактор із люють перші залізні руди через завалку перших псевдозрідженим шаром подається відновний газ залізних руд у відновний реактор із псевдозріджеіз низьким ступенем окислення. ним шаром; іі) стадію, на якій виробляють пресо[10] Швидкість відновного газу у відновному ване залізо через пресування відновлених перших реакторі із псевдо зрідженим шаром необхідно залізних руд; ііі) стадію, на якій відновлюють другі регулювати, щоб одержувати рівномірний псевдозалізні руди разом із пресованим залізом через зріджений шар у відновному реакторі із псевдозрізавалку других залізних руд і пресованого заліза у дженим шаром, через що керування роботою є відновний реактор з ущільненим шаром, причому важким. Ще одна проблема полягає у тому, що розмір других залізних руд є більшим за розмір дрібні залізні руди відновним газом високої швидперших залізних руд; iv) стадію, на якій відновлене кості розкидаються назовні. З іншого боку, шари пресоване залізо й другі залізні руди завантажупсевдозрідженого шару у відновному реакторі із ють у плавильний газифікатор, який підключають псевдозрідженим шаром руйнуються відновним до відновного реактора з ущільненим шаром; v) газом низької швидкості. Крім того, якщо зруйностадію, на якій готують огрудковані вуглецеві мавані шари псевдозрідженого шару підтримуються теріали як джерело тепла для плавлення відновупродовж тривалого часу, робота унеможливлюлених пресованого заліза і других залізних руд; vi) ється, оскільки дрібні залізні руди сплавляються і стадію, на якій огрудковані вуглецеві матеріали зв'язуються між собою. Тому якщо залізні руди з завантажують у плавильний газифікатор, а потім широким діапазоном розміру відновлюються у відутворюють ущільнений шар вугілля; й vii) стадію, новному реакторі із псевдозрідженим шаром, рона якій через фурми, які встановлюють у плавиль 9 92659 10 ному газифікаторі, подають кисень, а потім з пре[19] Спосіб виробництва рідкого чавуну відпосованого заліза і других залізних руд виробляють відно до ще одного варіанту здійснення цього вирідкий чавун. находу включає стадію, на якій окатиші або агло[15] При відновленні других залізних руд разом мерат руди завантажують у відновний реактор з із пресованим залізом міцність пресованого заліза ущільненим шаром і відновлюють їх. При відновможе бути вищою за міцність других залізних руд. ленні перших залізних руд коефіцієнт відновлення Міцність пресованого заліза може бути рівною або перших залізних руд може бути рівним або більбільшою за 200 кг/см. Частка пустот у других залішим за 45%. Час, необхідний для відновлення зних руд може бути вищою за частку пустот у препресованого заліза разом із другими залізними сованому залізі. При відновленні других залізних рудами у відновному реакторі з ущільненим шаруд разом із пресованим залізом коефіцієнт віднором, може бути довшим за час, необхідний для вної видозміни пресованого заліза може бути відновлення перших залізних руд у відновному меншим за коефіцієнт відновної видозміни других реакторі із псевдозрідженим шаром. Кількість друзалізних руд. Розмір пресованого заліза може бути гих залізних руд може бути рівною або меншою за у межах 8-40 мм. Розмір других залізних руд може сорок відсотків від суми перших і других залізних бути рівним або більшим за 5 мм. руд. При відновленні пресованого заліза і других [16] Стадія виробництва пресованого заліза залізних руд коефіцієнт відновлення пресованого може включати ще й стадію, на якій пресоване заліза і других залізних руд дорівнює або більший залізо після пресування перших залізних руд подза сімдесят відсотків. рібнюють. Крім того, ця стадія може додатково [20] Пристрій для виробництва рідкого чавуну включати подачу відновного газу, який утворюють відповідно до одного варіанту цього винаходу місз ущільненого шару вугілля, принаймні в один відтить і) відновний реактор із псевдозрідженим шановний реактор, вибраний із групи, що складаєтьром, який відновлює перші залізні руди; іі) пристрій ся з відновного реактора із псевдозрідженим шадля виробництва пресованого заліза, підключений ром і відновного реактора з ущільненим шаром. до відновного реактора із псевдозрідженим шаКрім того, ця стадія може додатково включати ром, який пресує відновлені перші залізні руди й охолодження відновного газу перед подачею відвиробляє пресоване залізо; ііі) відновний реактор з новного газу у відновний реактор. Крім того, ця ущільненим шаром, підключений до пристрою для стадія може додатково включати додання зворотвиробництва пресованого заліза, відновний реакного газу, який одержують через видалення діоктор з ущільненим шаром, у який завантажуються й сиду вуглецю з відхідного газу, який відводять з разом відновлюються пресоване залізо й другі відновного реактора з псевдозрідженим шаром і залізні руди, розмір яких більший за розмір перших відновного реактора з ущільненим шаром у віднозалізних руд; iv) плавильний газифікатор, підклювний газ. Відновний газ, який утворюють з ущільчений до відновного реактора з ущільненим шаненого шару вугілля, можуть подавати у відновний ром - плавильний газифікатор, у який завантажуреактор із псевдозрідженим шаром і відновний ються другі залізні руди, пресоване залізо й реактор з ущільненим шаром. огрудковані вуглецеві матеріали, і який виробляє [17] Зворотний газ може включати перший рідкий чавун з подачею газоподібного кисню через зворотний газ, який подають у відновний реактор фурму, встановлену у боці плавильного газифікаіз псевдозрідженим шаром, і другий зворотний газ, тора. який подають у відновний реактор з ущільненим [21] Міцність пресованого заліза може бути шаром. Кількість першого зворотного газу може вищою за міцність других залізних руд. Міцність бути більшою за кількість другого зворотного газу. пресованого заліза може дорівнювати або переТемпература відновного газу, який подають у відвищувати 200 кг/см2. Частка пустот у других залізновний реактор із псевдозрідженим шаром, може них руд може бути вищою за частку пустот у пребути нижчою за температуру відновного газу, який сованому залізі. При відновленні других залізних подають у відновний реактор з ущільненим шаром. руд разом із пресованим залізом коефіцієнт відноТемпература відновного газу, який подають у відвної видозміни пресованого заліза може бути новний реактор із псевдозрідженим шаром, може меншим за коефіцієнт відновної видозміни других бути рівною або вище позначки +700°С і нижче залізних руд. Розмір пресованого заліза може бути позначки +750°С. Температура відновного газу, у межах 8-40 мм. Розмір других залізних руд може який подають у відновний реактор з ущільненим дорівнювати або перевищувати 5 мм. шаром, може бути у межах +750°С - +800°С. [22] Пристрій для виробництва рідкого чавуну [18] Спосіб виробництва рідкого чавуну відповідповідно до одного варіанту здійснення цього відно до ще одного варіанту здійснення цього вивинаходу може додатково містити перший підвіднаходу включає стадію, на якій в ущільнений шар ний трубопровід відновного газу, який з'єднує плавугілля через фурму вдувають допоміжне паливо. вильний газифікатор з відновним реактором із Допоміжне паливо можуть подавати в ущільнений псевдозрідженим шаром; й другий підвідний трушар вугілля окремо від кисню. Як допоміжне палибопровід відновного газу, який з'єднує плавильний во, можуть використовувати дрібне вугілля, яке газифікатор з відновним реактором з ущільненим попередньо висушують до вологості 1,0 мас. % шаром. Пристрій для виробництва рідкого чавуну або нижче. Як допоміжне паливо, можуть викорисвідповідно до одного варіанту здійснення цього товувати дрібне вугілля розміром часток 3,0 мм винаходу може додатково містити пристрій для або менше. Як допоміжне паливо, можуть викоривидалення діоксиду вуглецю, який подає зворотстовувати газ із вмістом вуглеводню. ний газ, який одержують шляхом видалення діоксиду вуглецю з відхідного газу, який відводиться з 11 92659 12 відновного реактора з псевдозрідженим шаром і достатня вентиляція може забезпечуватися завдявідновного реактора з ущільненим шаром у відноки пресованому залізу. вний газ. Пристрій для виробництва рідкого чавуну [28] Крім того, при вдуванні допоміжного паливідповідно до одного варіанту здійснення може ва кількість відновного газу збільшується, і при додатково містити охолоджувач відхідного газу, цьому час перебування других залізних руд і преякий охолоджує відхідний газ, що відводиться присованого заліза у плавильному газифікаторі може наймні з одного відновного реактора із групи з відзбільшуватися. Тому другі залізні руди і пресоване новного реактора із псевдозрідженим шаром і відзалізо можуть повністю відновлюватися й потім новного реактора з ущільненим шаром. легко плавитися. [23] Пристрій для виробництва рідкого чавуну [29] Крім того, оскільки зворотний газ, одержавідповідно до одного варіанту здійснення цього ний шляхом видалення діоксиду вуглецю з відхідвинаходу може додатково містити перший і другий ного газу, повторно використовується як відновний підвідні трубопроводи зворотного газу, які підклюгаз, кількість відновного газу можна ефективно чені до пристрою для видалення діоксиду вуглезбільшити, а температуру відновного газу можна цю; і перший підвідний трубопровід зворотного відповідно регулювати. газу підключений до відновного реактора із псевСтислий опис графічного матеріалу дозрідженим шаром; а другий підвідний трубопро[30] Фіг. 1 представляє собою схематичний вивід зворотного газу підключений до відновного гляд пристрою для виробництва рідкого чавуну реактора з ущільненим шаром. Кількість зворотновідповідно до першого ілюстративного варіанта го газу, що подається через перший підвідний труздійснення цього винаходу. бопровід зворотного газу, є більшою за кількість [31] Фіг. 2 представляє собою схематичний зворотного газу, що подається через другий підвізбільшений вигляд шарів залізної руди у відновдний трубопровід зворотного газу. Температура ному реакторі з ущільненим шаром, показаному на відновного газу, що подається до відновного реакфіг. 1. тора із псевдозрідженим шаром, може бути ниж[32] Фіг. 3 представляє собою схематичний вичою, ніж температура відновного газу, що подагляд пристрою для виробництва рідкого чавуну ється до відновного реактора з ущільненим відповідно до другого ілюстративного варіанта шаром. здійснення цього винаходу. [24] Фурма може містити лінію вдування кис[33] Фіг. 4 схематично ілюструє збільшену часню, через яку вдувається кисень, і лінію вдування тину IV фіг. 3. допоміжного палива, яка віднесена від лінії вду[34] Фіг. 5 представляє собою схематичний вивання кисню й вдуває допоміжне паливо у плавигляд пристрою для виробництва рідкого чавуну льний газифікатор. Кисень і допоміжне паливо відповідно до третього ілюстративного варіанта можуть зустрічатися й потім можуть спалюватися у здійснення цього винаходу. каналі плавильного газифікатора; і кисень відне[35] Фіг. 6 представляє собою схематичний висений від фурми. Лінія вдування допоміжного пагляд пристрою для виробництва рідкого чавуну лива може встановлюватися таким чином, щоб відповідно до четвертого ілюстративного варіанта проходити через передній кінець фурми. Допоміжздійснення цього винаходу. ним паливом може бути газ, що містить вуглевод[36] Фіг. 7 представляє собою схематичний виневий газ або дрібні вуглецеві матеріали. гляд пристрою для виробництва рідкого чавуну [25] Пристрій для виробництва рідкого чавуну відповідно до п'ятого ілюстративного варіанта відповідно до одного варіанту здійснення цього здійснення цього винаходу. винаходу може додатково містити охолоджувач Найкращий шлях здійснення винаходу газу, що охолоджує відновний газ перед тим, як [37] Ілюстративні варіанти здійснення цього відновний газ у плавильному газифікаторі подавинаходу далі пояснюються з посиланнями на фіг. ється до відновного реактора із псевдозрідженим 1-7. Ці ілюстративні варіанти здійснення служать шаром і відновного реактора з ущільненим шаром. просто для ілюстрації винаходу, й об'єм винаходу Коефіцієнт відновлення перших залізних руд у ними не обмежується. відновному реакторі із псевдозрідженим шаром [38] Фіг. 1 схематично ілюструє пристрій для може дорівнювати або перевищувати сорок п'ять виробництва рідкого чавуну 100 відповідно до відсотків. Відновний реактор із псевдозрідженим першого ілюстративного варіанта здійснення цього шаром може включати кілька відновних реакторів винаходу. Пристрій для виробництва рідкого чавуіз псевдозрідженим шаром, з'єднаних між собою ну 100, проілюстрований на фіг. 1, служить просто багатоступінчастим чином. для ілюстрації винаходу, й об'єм винаходу ним не Переважні результати обмежується. Тому конструкція пристрою для ви[26] У пропонованому способі виробництва ріробництва рідкого чавуну 100 може змінюватися й дкого чавуну можна запобігти втратам через рознабувати інших форм. кидування і явищу прилипання у відновному реак[39] На фіг. 1 рудна труба, по якій пропускаторі із псевдозрідженим шаром. Тому вироблену ються залізні руди, для зручності показана суцількількість рідкого чавуну можна збільшити, а втрати ною жирною лінією, а газопровід, через який проіз шламом можна зменшити. пускається газ, показаний тонкою лінією. Крім того, [27] Другі залізні руди й пресоване залізо завуглепровід, через який пропускається вугілля, вантажуються у відновний реактор з ущільненим показаний пунктирною лінією. шаром і відновлюються разом. Тому навіть якщо [40] Хоча на фіг. 1 показано, що відновний газ другі залізні руди видозмінені відновним газом, подається у відновний реактор із псевдозрідженим шаром 20 і відновний реактор з ущільненим шаром 13 92659 14 10 з плавильного газифікатора 40, це служить реактор з ущільненим шаром 10 можуть завантапросто для ілюстрації винаходу, й об'єм винаходу жувати окатиші або агломеровані руди. При цьому цим не обмежується. робота з використанням пристрою для виробницт[41] У пристрої для виробництва рідкого чавува рідкого чавуну 100 може бути стабільнішою. ну 100, проілюстрованому на фіг. 1, рідкий чавун [45] Кожен із пристроїв, що входить до складу можна виробляти, використовуючи дрібні залізні пристрою для виробництва рідкого чавуну 100, руди. Для виробництва рідкого чавуну використопояснюється далі. Конструкція пристрою, що поясвуються огрудковані вуглецеві матеріали. нюється нижче, служить просто для ілюстрації Як огрудковані вуглецеві матеріали, викорисцього винаходу, й об'єм цього винаходу нею не товуються частки вугілля великого розміру або обмежується. вугільні брикети. Відновлені залізні руди заванта[46] Кілька відновних реакторів із псевдозріжуються у плавильний газифікатор 40, і водночас дженим шаром 20 з'єднані між собою багатоступіу плавильний газифікатор 40 завантажуються нчастим чином. На фіг. 1 проілюстровані відновні огрудковані вуглецеві матеріали, і при цьому можреактори із псевдозрідженим шаром 20 з чотирма на виробляти рідкий чавун. стадіями; цей приклад служить просто для ілюст[42] Пристрій для виробництва рідкого чавуну рації цього винаходу, й об'єм цього винаходу цим містить відновний реактор з ущільненим шаром не обмежується. Тому число відновних реакторів із 10, відновний реактор із псевдозрідженим шаром псевдозрідженим шаром 20 може варіюватися. 20, пристрій для виробництва пресованого заліза Перші залізні руди, завантажені у відновні реакто30, і плавильний газифікатор 40. Крім того, у разі ри із псевдозрідженим шаром 20, відновляються, потреби може включатися й інше устаткування. проходячи через відновні реактори із псевдозрі[43] У пристрої для виробництва рідкого чавудженим шаром 20. У разі потреби разом із першину 100 можуть використовуватися два види залізми залізними рудами у відновні реактори із псевних руд. Ці два види залізних руд класифікуються дозрідженим шаром 20 можуть завантажуватися й іменуються як перші й другі залізні руди. Розмір добавки. Відновний газ, утворений у плавильному других залізних руд є більшим, ніж розмір перших газифікаторі 40, послідовно проходить через кільзалізних руд. При проході через відновний реактор ка стадій у відновних реакторах із псевдозріджеіз псевдозрідженим шаром 20 перші залізні руди ним шаром 20 і потім відводиться назовні. Перші псевдозріджуються. Якщо розмір залізних руд є залізні руди, завантажені у відновні реактори із великим, та швидкість потоку відновного газу у псевдозрідженим шаром 20, попередньо нагрівавідновному реакторі із псевдозрідженим шаром 20, ються, попередньо відновлюються, остаточно відперші залізні руди у відновному реакторі із псевновлюються й потім подаються у пристрій для видозрідженим шаром добре не псевдозріджуються. робництва пресованого заліза 30. Після того як Тому перші залізні руди можуть падати на дно перші залізні руди відновляться у відновних реаквідновного реактора із псевдозрідженим шаром торах із псевдозрідженим шаром 20, вони ізнов 20, становлячись при цьому агрегатами. Перші відновлюються у відновному реакторі з ущільнезалізні руди повинні мати розмір, який унеможливним шаром 10. Тому коефіцієнт відновлення у відлює розкидування й уможливлює залишення у новних реакторах із псевдозрідженим шаром 20 не відновному реакторі із псевдозрідженим шаром 20. обов'язково має буди високим. Після відновлення перших залізних руд у віднов[47] Коефіцієнт відновлення перших залізних ному реакторі із псевдозрідженим шаром 20, вони руд у відновних реакторах із псевдозрідженим шапресуються у пристрої для виробництва пресоваром 20 можна мінімізувати достатньо для того, ного заліза 30. Потім перші залізні руди завантащоб спресувати перші залізні руди у пристрої для жуються у відновний реактор з ущільненим шаром виробництва пресованого заліза 30. Наприклад, 10 і відновлюються далі. якщо коефіцієнт відновлення перших залізних руд [44] Одночасно у відновний реактор з ущільу відновних реакторах із псевдозрідженим шаром неним шаром 10 завантажуються другі залізні руди 20 є менш, ніж 45 відсотків, спресувати перші заліразом із пресованим залізом (відновленими матезні руди у пристрої для виробництва пресованого ріалами перших залізних руд), які були спресовані заліза 30 важко. Це пояснюється тим, що кількість у пристрої для виробництва пресованого заліза чистого заліза, яке під час пресування може діяти 30. Другі залізні руди й пресоване залізо, відновяк в'яжуча речовина, є занадто низькою. Як релені у відновному реакторі з ущільненим шаром зультат, перші залізні руди пресуються недостат10, завантажуються у плавильний газифікатор 40 і ньо й потім легко розбиваються. Тому коефіцієнт потім плавляться. Розмір других залізних руд, що відновлення перших залізних руд у відновному завантажуються у відновний реактор з ущільненим реакторі із псевдозрідженим шаром 20 може дорішаром 10, визначається, виходячи з умови, що внювати або перевищувати 45%. Детальна конспогіршення вентиляції не перевищує робочу межу. трукція відновного реактора із псевдозрідженим Наприклад, розмір других залізних руд може дорішаром 20 фахівцеві у цій галузі може бути легко внювати або перевищувати 5мм. Якщо розмір друзрозумілою, тому її докладний опис не наводиться. гих залізних руд менший за 5 мм, порожнина для [48] Перші залізні руди, що пройшли через віпропуску відновного газу, який піднімається з ниждновні реактори з псевдозрідженим шаром 20, ньої частини відновного реактора з ущільненим пресуються у пристрої для виробництва пресовашаром 10, є занадто малою, коли другі залізні руного заліза 30. Пристрій для виробництва пресоди завантажуються в нього. При цьому потік віднованого заліза 30 підключений до відновного реаквного газу блокується, й потім робота стає нестатора із псевдозрідженим шаром 20. Пристрій для більною. Окрім других залізних руд, у відновний виробництва пресованого заліза 30 містить бункер 15 92659 16 302, пару валків 304 й дробарку 306, Крім того, кети або огрудковані частки вугілля. Вугільні бриуразі потреби можуть включатися й інші пристрої. кети або огрудковані частки вугілля завантажують[49] Пристрій для виробництва пресованого ся у плавильний газифікатор 40 і потім утворюють заліза 30 пресує відновлені перші залізні руди за ущільнений шар вугілля. допомогою пари валків 304 й потім виробляє довго [55] Відновний газ, одержаний при спалюванні з'єднане пресоване залізо. Пресоване залізо дроогрудкованих вуглецевих матеріалів, подається до биться дробаркою 306, а потім передається у привідновного реактора з псевдозрідженим шаром 20 строї вирівнювання гарячого тиску 101. Пресоване і відновного реактора з ущільненим шаром 10 чезалізо може вироблятися з міцністю при стисненні, рез підвідний трубопровід відновного газу L50 відщо дорівнює або перевищує 200кг/см2, щоб зазнаповідно. Тому залізні руди можуть відновлюватися ти видозміни у відновному реакторі з ущільненим за допомогою відновного газу у відновному реакшаром 10. Детальна конструкція пристрою для торі з псевдозрідженим шаром 20 і відновному виробництва пресованого заліза 30 фахівцеві у цій реакторі з ущільненим шаром вугілля 10. галузі може бути легко зрозумілою, тому її доклад[56] Детальна конструкція плавильного газифіний опис не наводиться. катора 40 фахівцеві у цій галузі може бути легко [50] Пресоване залізо, одержане у пристрої зрозумілою, тому її докладний опис не наводиться. для виробництва пресованого заліза 30, заванта[57] Фіг. 2 ілюструє збільшений вигляд пресожується у відновний реактор з ущільненим шаром ваного заліза 800 і других залізних руд 900, заван10 через пристрій вирівнювання гарячого тиску тажених у відновний реактор з ущільненим шаром 101. У відновний реактор з ущільненим шаром 10 10. Стан суміші пресованого заліза 800 і других завантажуються й другі залізні руди. Другі залізні залізних руд 900, проілюстрований на фіг. 2, слуруди й пресоване залізо можуть завантажуватися жить просто для ілюстрації цього винаходу, й у відновний реактор з ущільненим шаром 10 однооб'єм цього винаходу цим не обмежується. часно або поперемінно. [58] Кілька пресованих часток заліза 800 і кіль[51] Другі залізні руди й пресоване залізо, зака других залізних руд 900 завантажуються у відвантажені у відновний реактор з ущільненим шановний реактор з ущільненим шаром 10. Оскільки ром 10, відновлюються разом упродовж достатпресоване залізо 800 виробляється вручну принього часу. Час, потрібний для відновлення строєм для виробництва пресованого заліза, покапресованого заліза разом із другими залізними заним на фіг. 1, вони мають однаковий розмір. рудами у відновному реакторі з ущільненим шаОскільки пресоване залізо 800 виробляється для ром 10, може бути тривалішим, ніж час, потрібний подрібнення, воно може мати неправильну форму. для відновлення перших залізних руд у відновноІ навпаки, оскільки другі залізні руди 900 - це заліму реакторі із псевдозрідженим шаром 20. Тому зні руди, зібрані з місця виробництва, їх розміри не пресоване залізо й другі залізні руди відновлює однаковими, а є різними. ються з коефіцієнтом відновлення, що дорівнює [59] Як показано на фіг. 2, оскільки пресоване або перевищує 70%, завдяки чому паливний коезалізо 800 є достатньо великим, вентиляцію у відфіцієнт плавильного газифікатора 40 можна мініновному реакторі з ущільненим шаром 10 легко мізувати. забезпечити. Розмір пресованого заліза 800 може [52] Пресоване залізо й другі залізні руди відвідповідати розміру окатишів або агломерованої новлюються у відновному реакторі з ущільненим руди. Тобто, розмір може бути у межах 8-40 мм. З шаром 10; кількість других залізних руд дорівнює іншого боку, оскільки пресоване залізо 800 не підабо менша, ніж сорок відсотків суми перших і друдається видозміні, цей розмір можна зменшити до гих залізних руд. При цьому кількості перших і дру3 мм. Як описувалося вище, розмір других залізгих залізних руд регулюються для оптимізації проних руд 900 може дорівнювати або перевищувати цесу виробництва рідкого чавуну. Якщо кількість 5 мм. невідновлених других залізних руд перевищува[60] Міцність пресованого заліза 800 перевитиме сорок відсотків, вентиляція може погіршитися щує міцність других залізних руд 900. Оскільки через відновну видозміну у відновному реакторі з другі залізні руди 900 збираються з місця виробущільненим шаром. Крім того, коефіцієнт відновництва й використовуються безпосередньо, їх міцлення у відновному реакторі з ущільненим шаром ність при стисненні є низькою. І навпаки, пресоваможе знизитися. не залізо 800 утворюється пресуванням під тиском [53] Детальна конструкція відновного реактора 200 МПа пристроєм для виробництва пресованого з ущільненим шаром 10 фахівцеві у цій галузі мозаліза. Тому пресоване залізо 800 маєміцність, же бути легко зрозумілою, тому її докладний опис що дорівнює або перевищує 200кг/см2. Оскільки не наводиться. Механізм відновлення відновного пресоване залізо 800 має таку міцність, воно не реактора з ущільненим шаром 10 буде докладно зазнає значної видозміни у відновному реакторі з описаний з посиланнями на фіг. 2. ущільненим шаром 10. [54] Другі залізні руди й пресоване залізо, що [61] Відновний газ, що подається до відновнобули відновлені у відновному реакторі з ущільнего реактора з ущільненим шаром 10, відновлює ним шаром 10, завантажуються у плавильний гапресоване залізо 800 і другі залізні руди 900. У зифікатор 40. Одночасно у плавильний газифікацьому випадку другі залізні руди 900 відновлюютьтор 40 завантажуються огрудковані вуглецеві ся відновним газом і зазнають видозміни. І навпаматеріали, що містять летючі речовини, як джереки, оскільки перші залізні руди, тобто, джерело ло тепла для плавлення других залізних руд й пресованого заліза 800, вже пройшли процес попресованого заліза. Як огрудкований вуглецевий переднього відновлення, пресоване залізо не заматеріал можуть використовуватися вугільні бризнає значної видозміни при відновленні відновним 17 92659 18 газом. А саме, на стадії відновлення других залізсень, що вдувається через фурму, спалює вищеоних руд 900 разом із пресованим залізом 800 коеписаний зв'язаний вуглець, що опускається у нижфіцієнт відновної видозміни пресованого заліза ню частину ущільненого шару вугілля, за хімічною 800 є меншим за коефіцієнт відновної видозміни формулою 1, після чого утворюється гарячий віддругих залізних руд 900. Тому, навіть якщо другі новний газ. залізні руди 900 у відновному реакторі з ущільне[67] [Хімічна формула 1] ним шаром 10 зазнають видозміни, вентиляція [68] С+1/2О2 СО відновного реактора з ущільненим шаром 10 може [69] Гарячий монооксид вуглецю піднімається надійно забезпечуватися завдяки пресованому через ущільнений шар вугілля, передаючи тепло залізу 800. Це можливо, оскільки пресоване залізо огрудкованим вуглецевим матеріалам і пресова800, завантажене разом із другими залізними руному залізу в ущільненому шарі вугілля. При цьодами 900, мають низький коефіцієнт відновної виму температура других залізних руд і пресованого дозміни. Як результат, оскільки порожнина у відзаліза підвищується до температури плавлення. В новному реакторі з ущільненим шаром 10 може процесі підвищення температури невідновлений підтримуватися, може надійно забезпечуватися й оксид заліза (FeO), що міститься у других залізних вентиляція. рудах і пресованому залізі, частково відновлюєть[62] Як показано у збільшеному колі на фіг. 2, ся із твердого стану наступною реакцією непрямодруга залізна руда 900 має на своїй поверхні кільго відновлення за хімічною формулою 2. ка пустот 9001. Як результат, другі залізні руди [70] [Хімічна формула 2] 900 добре відновлюються. І навпаки, оскільки пре[71] FeO + CO Fe + СО2 соване залізо 800 одержується пресуванням част[72] Крім того, упродовж вищезазначеного ково відновлених перших залізних руд, кількість процесу плавлення невідновлені оксиди заліза у пустот на його поверхні є відносно малою. Тобто, пресованому залізі і других залізних рудах остаточастка пустот у других залізних руд 900 є більшою чно відновлюються кількома зв'язаними вуглецями за частку пустот у пресованого заліза 800. Тому реакцією прямого відновлення за наступною хімічдругі залізні руди 900 відновлюються легше, аніж ною формулою 3. пресоване залізо 800. Однак, оскільки пресоване [73] [Хімічна формула 3] залізо вже у певній мірі відновлене, різниця між [74] FeO + С Fe + CO остаточними коефіцієнтами відновлення пресова[75] У даному випадку реакція прямого відновного заліза 800 і других залізних руд 800 є дуже лення - це екзотермічна реакція, а реакція прямого малою. відновлення - це ендотермічна реакція. Тому доці[63] Фіг. 3 ілюструє пристрій для виробництва льно збільшити непряме відновлення відносно рідкого чавуну 200 відповідно до другого варіанту прямого відновлення в ущільненому шарі вугілля, здійснення цього винаходу. Конструкція пристрою щоб зменшити кількість огрудкованих вуглецевих для виробництва рідкого чавуну 200, проілюстроматеріалів, що витрачаються у плавильному газиваного на фіг. 3, служить просто для ілюстрації фікаторі 40. А саме, можна зменшити паливний цього винаходу, й об'єм цього винаходу нею не коефіцієнт. Для того щоб збільшити непряме відобмежується. Крім того, оскільки конструкція приновлення, час падіння (час перебування) других строю для виробництва рідкого чавуну 200 є схозалізних руд і пресованого заліза необхідно збільжою до конструкції пристрою для виробництва шити. Крім того, оскільки другі залізні руди й прерідкого чавуну відповідно до першого варіанту соване залізо можна завантажувати у плавильний здійснення цього винаходу, схожі елементи познагазифікатор 40 у частково відновленому стані, час чені однаковими позиціями, тому її докладний перебування в ущільненому шарі вугілля необхідопис не наводиться. но збільшити, щоб уможливити одночасне й пода[64] Як показано на фіг. 3, допоміжне паливо льше відновлення й плавлення. Крім того, необможе вдуватися у плавильний газифікатор 40 рахідно збільшити кількість гарячого газу, зом із киснем через фурму 402 у другому варіанті спалюваного у фурмі 402, який піднімається через здійснення цього винаходу. Прикладом вуглеводущільнений шар вугілля. невого газу може служити рідкий природний газ [76] У другому варіанті здійснення цього вина(LNG). ходу через фурму 402 вдувається допоміжне па[65] Огрудковані вуглецеві матеріали, що заливо, завдяки чому збільшується кількість гарячовантажуються у плавильний газифікатор 40, місго газу. Допоміжним паливом, що містить летючі тять летючі речовини, зв'язаний вуглець і золи. речовини, можна замінити частину огрудкованих При проходженні вниз через ущільнений шар вувуглецевих матеріалів. Допоміжне паливо спалюгілля огрудковані вуглецеві матеріали піддаються ється разом зі киснем, який вдувається в напрямку термічному розкладенню. У верхній частині ущільканалу, утвореного осторонь фурми 402, і перетненого шару вугілля більшість летючих речовин, ворюється у гарячий монооксид вуглецю й водневі що містяться в огрудкованих вуглецевих матеріагази. Гарячий монооксид вуглецю й водневі гази лах, перетворюються у газ. У нижню частину ущіпіднімаються через ущільнений шар вугілля, відльненого шару вугілля опускаються лише зв'язановлюючи невідновлені у другі залізні руди й прений вуглець, з якого були видалені летючі соване залізо, що падають через ущільнений шар речовини, й золи. вугілля, реакцією непрямого відновлення за на[66] На боковій площині плавильного газифікаступною хімічною формулою 4. тора 40 у нижній частині ущільненого шару вугілля [77] [Хімічна формула 4] встановлена фурма 402. Через фурму 402 у пла[78] 2FeO + CO + H2 2Fe + CO2+H2O вильний газифікатор 40 вдувається кисень. Ки 19 92659 20 [79] При цьому більшість вуглецевих компонематеріали й кисень віднесені один від одного, тантів і водневих компонентів, що містяться у допоким чином зустрічаються лише у каналі, утвореноміжному паливі, газифікуються. Кількість газу, му на передньому кінці фурми 402. Дрібні вуглецеутвореного у фурмі вдуванням допоміжного паливі матеріали й кисень спалюються у цьому каналі. ва, значно збільшується у порівнянні до кількості [84] Фіг. 5 ілюструє пристрій для виробництва газу, що утворюється при згорянні лише зв'язаного рідкого чавуну 300 відповідно до третього варіанту вуглецю в огрудкованих вуглецевих матеріалах. здійснення цього винаходу. Конструкція пристрою Крім того, при вдуванні допоміжного палива огруддля виробництва рідкого чавуну 300, проілюстроковані вуглецеві матеріали, що завантажуються з вана на фіг. 5, служить просто для ілюстрації цьоверхньої частини плавильного газифікатора 40, го винаходу, й об'єм цього винаходу нею не обмеспалюються у фурмі, і при цьому швидкість виводу жується. Крім того, оскільки конструкція пристрою зменшується. Тому час для того, щоб огрудковані для виробництва рідкого чавуну 300 є схожою до вуглецеві матеріали, відновлені другі залізні руди конструкції пристрою для виробництва рідкого чай пресоване залізо впали через ущільнений шар вуну відповідно до другого варіанту здійснення вугілля із заданим об'ємом у фурму, тобто, час цього винаходу, схожі елементи позначені однакоперебування, збільшується. вими позиціями, тому її докладний опис не наво[80] Як описувалося вище, якщо вдувається диться. допоміжне паливо, кількість газу, спалюваного у [85] Відновний газ генерується шляхом спалюфурмі, і який піднімається в ущільненому шарі вання огрудкованих вуглецевих матеріалів і доповугілля, збільшується. Крім того, оскільки час пеміжного палива, що подаються у плавильний гаребування відновлених других залізних руд й презифікатор 40. Тому при вдуванні допоміжного сованого заліза в ущільненому шарі вугілля, коепалива кількість огрудкованих вуглецевих матеріфіцієнт непрямого відновлення підвищується. Як алів, що завантажується у плавильний газифікатор результат, кількість палива, що витрачається у 40, можна зменшити. При цьому, оскільки кількість плавильному газифікаторі 40, можна зменшити. огрудкованих вуглецевих матеріалів зменшилася, [81] Фіг. 4 схематично ілюструє внутрішню кількість відновного газу, що генерується у плавиконструкцію фурми 402 - збільшену частину IV фіг. льному газифікаторі 40, зменшується. Ця кількість 3. Як показано на фіг. 4, фурма 402 містить лінію відновного газу є меншою, ніж потрібна для відновдування кисню 4021 і лінію вдування допоміжного влення залізних руд у відновному реакторі із псевпалива 4023. Лінія вдування кисню 4021 утворена дозрідженим шаром 20 і відновному реакторі з у центрі фурми 402, а лінія вдування допоміжного ущільненим шаром 10. Тому у третьому варіанті палива 4023 віднесена від лінії вдування кисню здійснення цього винаходу частина відхідного газу, 4021, і по ній допоміжне паливо вдувається у плащо відводиться з відновного реактора із псевдозвильний газифікатор. Кількість допоміжного палирідженим шаром 20 і відновного реактора з ущільва можна регулювати робочим клапаном 4025, неним шаром 10, рекуперується й і знов подається встановленим у лінії вдування допоміжного палива у процес для підтримування відповідної кількості 4023. Лінія вдування допоміжного палива 4023 відновного газу. встановлена таким чином, щоб проходити через [86] Як показано на фіг. 5, відхідний газ, що віпередній кінець фурми 402. дводиться з відновного реактора із псевдозрідже[82] Як допоміжне паливо, можуть використоним шаром 20 і відновного реактора з ущільненим вуватися дрібні вуглецеві матеріали або газ, що шаром 10, охолоджується при проходженні через містить вуглеводень. Якщо як допоміжне паливо охолоджувач відхідного газу 52 й потім відхідний використовуються дрібні вуглецеві матеріали, дрігаз рекуперується для подачі у пристрій для видабні вуглецеві матеріали повітрям передаються по лення діоксиду вуглецю 50. Частково охолоджений лінії вдування допоміжного палива 4023. Дрібні відхідний газ може відводитися назовні. Пристрій вуглецеві матеріали попередньо висушуються до для видалення діоксиду вуглецю 50 подає зворотвологості 1,0 % або нижче, щоб запобігти прилиний газ, який генерується шляхом видалення діокпанню дрібних вуглецевих матеріалів до внутрішсиду вуглецю з відхідного газу, у відновний реакніх частин лінії вдування допоміжного палива 4023 тор із псевдозрідженим шаром 20 і відновний й потім блокуванню лінії вдування допоміжного реактор з ущільненим шаром 10. Діоксид вуглецю палива 4023. Крім того, розмір дрібних вуглецевих видаляється за допомогою пристрою для видаматеріалів контролюється таким чином, щоб він лення діоксиду вуглецю 50, завдяки чому відновна був 3,0 мм або менше, щоб не блокувати лінію здатність зворотного газу підвищується. Оскільки вдування допоміжного палива 4023. детальна конструкція пристрою для видалення [83] Лінія вдування кисню 4021 і лінія вдування діоксиду вуглецю 50 фахівцеві у цій галузі може допоміжного палива 4023 можуть бути віднесенибути легко зрозумілою, тому її докладний опис не ми одна від одної. Якщо допоміжне паливо й кинаводиться. сень змішати й потім вдувати лише по лінії вду[87] Зворотний газ змішується з відновним гавання кисню 4021, допоміжне паливо зом, що генерується у плавильному газифікаторі займатиметься в лінії вдування кисню 4021 тепло40. При цьому відновний газ повертається у цикл, тою випромінювання гарячої зони, утвореної на забезпечуючи необхідну кількість відновного газу передньому кінці фурми 402. Це призведе до пошдля відновного реактора з псевдозрідженим шакодження лінії вдування кисню 4021 через плавром 20 і відновного реактора з ущільненим шаром лення. Для того щоб запобігти цьому явищу, як 10 і незалежно від кількості відновного газу, що показано на фіг. 4, кисень і допоміжне паливо вдугенерується у плавильному газифікаторі 40. Тому ваються окремо. У цьому випадку дрібні вуглецеві відновна реакція може належним чином протікати 21 92659 22 у відновному реакторі з псевдозрідженим шаром ілюстрації цього винаходу, й об'єм цього винаходу 20 і відновному реакторі з ущільненим шаром 10. нею не обмежується. Крім того, оскільки конструк[88] Зокрема, перший підвідний трубопровід ція пристрою для виробництва рідкого чавуну 400 зворотного газу L54 з'єднує пристрій для видаленє схожою до конструкції пристрою для виробництня діоксиду вуглецю 50 з відновним реактором із ва рідкого чавуну відповідно до третього варіанту псевдозрідженим шаром 20, подаючи перший звоздійснення цього винаходу, схожі елементи познаротний газ до відновного реактора із псевдозрічені однаковими позиціями, тому її докладний дженим шаром 20.Другий підвідний трубопровід опис не наводиться. зворотного газу L56 з'єднує пристрій для видален[93] Пристрій для виробництва рідкого чавуну ня діоксиду вуглецю 50 з відновним реактором з 400 містить додатково охолоджувач газу 406. Охоущільненим шаром 10, подаючи другий зворотний лоджувач газу 406 відгалужує частину відновного газ до відновного реактора з ущільненим шаром газу, що генерується у плавильному газифікаторі 10. 40, й охолоджує її. Охолоджувач газу 406 змішує [89] Як описувалося вище, оскільки зворотний охолоджений відновний газ з відновним газом, що газ ділиться на перший і другий зворотні гази, теподається до відновного реактора із псевдозрімпература відновного газу, що подається до віддженим шаром 20 і відновного реактора з ущільновного реактора із псевдозрідженим шаром 20, і неним шаром 10, зменшуючи температуру відновтемпература відновного газу, що подається до ного газу, що подається туди. Температура відновного реактора з ущільненим шаром 10, мовідновного газу регулюється, завдяки чому регужуть регулюватися таким чином, щоб різнитися. люється коефіцієнт відновлення відновного реакТобто, кількість першого зворотного газу регулютора із псевдо зрідженим шаром 20 або відновного ється таким чином, щоб бути більшою за кількість реактора з ущільненим шаром 10, і прилипання другого зворотного газу. Оскільки температура залізних руд через термалізацію унеможливлюзворотного газу низька, при змішуванні зворотного ється. Крім того, через фурму 402 у пристрій для газу з відновним газом температура відновного виробництва рідкого чавуну 400 вдувається допогазу знижується. Таким чином, температура відноміжне паливо, і за допомогою пристрою для видавного газу, що подається до відновного реактора із лення діоксиду вуглецю 50 відновний газ може псевдозрідженим шаром 20, може регулюється рекуперуватися для повторного використання, таким чином, щоб бути меншою за кількість віднозавдяки чому ефективність можна оптимізувати. вного газу, що подається до відновного реактора з [94] Після того як відхідний газ охолоджується ущільненим шаром 10. при проходженні через охолоджувач відхідного [90] Оскільки з відновним газом, що подається газу 52, він відводиться або подається у пристрій до відновного реактора з ущільненим шаром 10, для видалення діоксиду вуглецю 50. Оскільки при змішується відносно мала кількість першого звопроходженні через охолоджувач відхідного газу 52 ротного газу, температура відновного газу може пил, що міститься у відхідному газі, може видаляпідтримуватися високою. Тому швидкість відновтися, явище блокування, що спричиняється цим лення других залізних руд і пресованого заліза у пилом, можна наперед унеможливити. відновному реакторі з ущільненим шаром 10 мож[95] У плавильному газифікаторі 40 встановна максимально збільшити. З іншого боку, оскільки лений циклон 404. Циклон 404 збирає пил, що розз відновним газом, що подається до відновного кидається з плавильного газифікатора 40, і поверреактора із псевдозрідженим шаром 20, змішуєтьтає його у плавильний газифікатор 40. Тобто, пил, ся відносно велика кількість другого зворотного що вивантажується по газопроводу L40, фільтругазу, температура відновного газу може підтримується у циклоні 404 і повертається у плавильний ватися відносно низькою. У такий спосіб можна газифікатор 40. Відновний газ, відділений від пилу, запобігти явищу прилипання дрібних залізних руд подається до відновного реактора із псевдозріу гарячому стані у відновному реакторі із псевдоздженим шаром 20 і відновного реактора з ущільрідженим шаром 20. неним шаром 10 по підвідному трубопроводу від[91] За допомогою вищеописаного зворотного новного газу L42. газу температура відновного газу, що подається [96] Оскільки газопровід L42 розгалужується, до відновного реактора з ущільненим шаром 10, частина відновного газу по газопроводу L44 подаможе регулюватися у межах +750°С - +800°С. Зається в охолоджувач газу 406. Наприклад, як оховдяки цьому другі залізні руди й пресоване залізо лоджувач газу 406 може використовуватися скруможна ефективно відновлювати. Крім того, темпебер. Після охолодження відновного газу в ратура відновного газу, що подається до відновноохолоджувачі газу 406 він передається у газопрого реактора із псевдозрідженим шаром 20, може від L40 або підвідний трубопровід відновного газу регулюватися таким чином, щоб підтримувалась L50. Температура відновного газу, що подається на рівні або вище позначки +700°С і нижче позначдо відновного реактора із псевдозрідженим шаром ки +750°С. При цьому унеможливлюється прили20 або відновного реактора з ущільненим шаром пання перших залізних руд до внутрішньої частини 10, може регулюватися шляхом змішування зворовідновного реактора із псевдозрідженим шаром тного газу, що подається з вищеописаного при20. строю для видалення діоксиду вуглецю 50, або [92] Фіг. 6 ілюструє пристрій для виробництва охолоджувального газу, що подається з охолоджурідкого чавуну 400 відповідно до четвертого варіавача газу 406, з відновним газом, що генерується у нту здійснення цього винаходу. Конструкція приплавильному газифікаторі 40. Як описувалося вистрою для виробництва рідкого чавуну 400, проіще, у третьому варіанті здійснення температура люстрована на фіг. 6, служить просто для відновного газу, що подається до відновного реак 23 92659 24 тора з ущільненим шаром 10, може регулюватися перші залізні руди відновилися у відновному реаку межах +750°С - +800°С. Завдяки цьому другі заторі із псевдозрідженим шаром 24, вони ізнов відлізні руди й пресоване залізо можна ефективно новлюються у відновному реакторі з ущільненим відновлювати. Крім того, температура відновного шаром 10. Коефіцієнт відновлення відновленого газу, що подається до відновного реактора із псезаліза, завантаженого у плавильний газифікатор вдозрідженим шаром 20, може регулюватися та40, повинен дорівнювати певному рівню або переким чином, щоб підтримувалась на рівні або вище вищувати його, щоб мінімізувати паливний коефіпозначки +700°С і нижче позначки +750°С. При цієнт плавильного газифікатора 40. У цьому винацьому унеможливлюється прилипання перших ході, оскільки перші залізні руди відновлюються залізних руд до внутрішньої частини відновного двічі з використанням як відновного реактора із реактора із псевдозрідженим шаром 20. псевдозрідженим шаром 24, так й відновного реак[97] Фіг. 7 ілюструє пристрій для виробництва тора з ущільненим шаром 10, навантаження відрідкого чавуну 500 відповідно до п'ятого варіанту новлення, що прикладається до відновного реакздійснення цього винаходу. Конструкція пристрою тора із псевдозрідженим шаром 24, можна значно для виробництва рідкого чавуну служить просто зменшити. Тому навіть якщо використовується для ілюстрації цього винаходу, й об'єм цього виналише один відновний реактор із псевдозрідженим ходу нею не обмежується. Крім того, оскільки шаром 24, перші залізні руди можуть відновлюваконструкція пристрою для виробництва рідкого тися до потрібного коефіцієнта відновлення. Якщо чавуну 500 є схожою до конструкції пристрою для використовується пристрій для виробництва рідковиробництва рідкого чавуну відповідно до першого го чавуну 500, його конструкція стає спрощеною, варіанту здійснення цього винаходу, схожі елемеперевагою чого є значно зменшені витрати. нти позначені однаковими позиціями, тому її до[99] Винахід детально показаний й описаний з кладний опис не наводиться. посиланнями на примірні варіанти його здійснен[98] Як показано на фіг. 7, перші залізні руди ня, але фахівцеві у цій галузі зрозуміло, що можможуть відновлюватися з використанням лише ливі різноманітні зміни за формою і деталями у одного відновного реактора з псевдозрідженим межах об'єму й сутності винаходу, визначених дошаром 24. Як описувалося вище, після того, як даною формулою винаходу. 25 92659 26 27 92659 28 29 Комп’ютерна верстка В. Мацело 92659 Підписне 30 Тираж 26 прим. Міністерство освіти і науки України Державний департамент інтелектуальної власності, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601