Спосіб та пристрій для одержання розплаву чавуну та гарячекатаного сталевого листа

1. Спосіб одержання розплаву чавун у, за яким: готують залізовмісну суміш змішуванням дрібних залізовмісних руд і допоміжної сировини і сушінням цієї суміші, перетворюють залізовмісну суміш у відновлений матеріал відновленням і спіканням у процесі проведення цієї залізовмісної суміші через багатоступінчастий блок (20) реакторів з псевдозрідженим шаром (далі - БРПШ), в якому окремі реактори (24, 2 (19) 1 3 84305 5. Спосіб за п. 2, який відрізняється тим, що витрата риформованого вихідного газу становить 1050-1400 Нм 3 на 1 т дрібних залізовмісних руд. 6. Спосіб за п. 2, який відрізняється тим, що в операції змішування риформованого відхідного газу, з якого видалено СО2, з відновлювальним вугільним газом, що ви ходить з плавильного газогенератора (10), обсяг СО2 у риформованому відхідному газі становить 3,0 мас.% або менше. 7. Спосіб за п. 2, який відрізняється тим, що відділений відхідний газ стискають під час операції відділення потоку відхідного газу, що відходить з БРПШ (20), і видалення СО2 з цього відхідного газу. 8. Спосіб за п. 2, який відрізняється тим, що додатково включають операцію відділення смоли з потоку відхідного газу, що відходить крізь БРПШ (20), перед операцією видалення СО2 з цього відхідного газу. 9. Спосіб за п. 2, який відрізняється тим, що в операції змішування риформованого відхідного газу, з якого видалено СО2, з відновлювальним вугільним газом, що відходить з плавильного газогенератора (10), риформований відхідний газ домішують у передній частині циклона (14), який вносить у плавильний газогенератор (10) пил, що вийшов з плавильного газогенератора (10). 10. Спосіб за п. 9, який відрізняється тим, що риформований потік відхідного газу, з якого видалено СО2, відділяють і використовують як газ-носій для внесення у плавильний газогенератор (10) пилу, відібраного у циклоні (14). 11. Спосіб за п. 1, який відрізняється тим, що додатково включають операцію відведення повної кількості відхідного газу від БРПШ (20) і подачу його у БРПШ (20) під час закриття плавильного газогенератора (10) або перед запуском плавильного газогенератора. 12. Спосіб за п. 1, який відрізняється тим, що додатково: відділяють потік відхідного газу від БРПШ (20) і видаляють СО2 з цього потоку, і очищають БРПШ (20) відділенням риформованого потоку відхідного газу, з якого видалено СО2, і подають риформований відхідний газ до кожного реактора (24, 25, 26 та 27) з псевдозрідженим шаром. 13. Спосіб за п. 12, який відрізняється тим, що обсяг азоту у відновлювальному вугільному газі становить 10,0 мас. % або менше. 14. Спосіб за п. 1, який відрізняється тим, що додатково: відділяють потік відхідного газу від БРПШ (20) і видаляють СО2 з цього потоку, і відділяють риформований потік вихідного газу, з якого видалено СО2, і подають цей газ у плавильний газогенератор (10) разом з киснем під час подачі кисню у плавильний газогенератор (10). 15. Спосіб за п. 1, який відрізняється тим, що операція перетворення залізовмісної суміші у відновлений матеріал включає: першу операцію, за якою попередньо нагрівають залізовмісну суміш при температурі 400-500 °С, другу операцію, за якою попередньо нагрівають залізовмісну суміш при температурі 600-700 °С, 4 третю операцію, за якою попередньо відновлюють попередньо нагріту залізовмісну суміш при температурі 700-800 °С, і четверту операцію, за якою кінцево відновлюють попередньо відновлену залізовмісну суміш при температурі 770-850 °С. 16. Спосіб за п. 15, який відрізняється тим, що ступінь окислення у першій і другій операціях становить 25 % або менше, ступінь окислення у третій операції становить 3550 %, ступінь окислення у четвертій операції становить 45 % або більше, причому ступінь окислення визначають як (СО2 об.% + Н2О об.% )/(СО об.% + Н2 об.% + СО2 об.% + Н2О об.%) х 100, де CO, СО2, Н2О і Н2 - гази, що містить відновлювальний газ. 17. Спосіб за п. 15, який відрізняється тим, що друга і третя операції включають операцію подачі кисню. 18. Спосіб за п. 1, який відрізняється тим, що в операції приготування залізовмісних брикетів розмір часток залізовмісних брикетів становить від 3 мм до 30 мм. 19. Спосіб за п. 1, який відрізняється тим, що в операції формування ущільненого вугільного шару розмір часток вуглецевмісного брикету становить від 30 мм до 50 мм. 20. Спосіб одержання гарячекатаного сталевого листа, за яким: готують розплав чавуну згідно зі способом одержання розплаву чавун у за п. 1, готують розплав сталі видаленням забруднень і вуглецю, присутні х у розплаві чавун у, виготовляють тонкий сляб безперервною розливкою одержаного розплаву сталі, виконують прокатку тонкого сляба у гарячекатаний сталевий лист. 21. Спосіб за п. 20, який відрізняється тим, що в операції виготовлення тонкого сляба безперервною розливкою розплаву сталі товщина одержаного тонкого сляба становить від 40 мм до 100 мм. 22. Спосіб за п. 20, який відрізняється тим, що в операції виготовлення гарячекатаного сталевого листа гарячою прокаткою тонкого сляба товщина цього листа становить від 0,8 мм до 2,0 мм. 23. Спосіб за п. 20, який відрізняє ться тим, що у операції приготування розплаву сталі: попередньо обробляють розплав чавун у для видалення фосфору і сірки з цього розплаву, видаляють вуглець і забруднення, присутні у розплаві чавун у, подачею кисню у розплав чавуну, і одержують розплав сталі видаленням забруднень і розчиненого газу вторинним очищенням розплаву чавун у. 24. Спосіб за п. 23, який відрізняється тим, що додатково: перетворюють дрібні залізовмісні руди у відновлене залізо відновленням дрібних залізовмісних руд шляхом проведення їх через БРПШ (20), в якому реактори (24, 25, 26 та 27) послідовно з'єднані один з одним, і виготовляють залізовмісні брикети брикетуванням відновленого заліза при високій температурі, 5 84305 причому в операції видалення вуглецю і забруднень з розплаву чавун у залізовмісні брикети і розплав чавун у змішують і видаляють з них вуглець і забруднення. 25. Спосіб за п. 24, який відрізняє ться тим, що у операції перетворення дрібних залізовмісних руд у відновлене залізо: попередньо нагрівають дрібні залізовмісні руди при температурі 600-700 °С, попередньо відновлюють попередньо нагріті дрібні залізовмісні руди при температурі 700-800 °С, і остаточно відновлюють попередньо відновлені дрібні залізовмісні руди при температурі 770-850 °С для їх перетворення у відновлене залізо. 26. Пристрій для одержання розплаву чавуну, який включає: БРПШ (20) для перетворення змішаних і висушених дрібних залізовмісних руд і додання допоміжної сировини до відновленого матеріалу, пристрій (30) для одержання залізовмісних брикетів, приєднаний до БРПШ (20) і призначений для виготовлення залізовмісних брикетів брикетуванням відновленого матеріалу при високій температурі, брикетувальник (40) для виготовлення вуглецевмісних брикетів, для використання їх як джерела тепла, брикетуванням дрібного вугілля, плавильний газогенератор (10) для приготування розплаву сталі з грудкового вугілля і вуглецевмісних брикетів, виготовлених у брикетувальнику (40), з формуванням шару з вугільною насадкою, з відновленого матеріалу з пристрою (30) для одержання залізовмісних брикетів і з додаванням кисню, і трубопровід (L50) для подачі відновлювального вугільного газу, що ви ходить з плавильного газогенератора (10), у БРПШ (20). 27. Пристрій за п. 26, який відрізняється тим, що додатково включає трубопровід (L51) для подачі риформованого відхідного газу, відділення потоку відхідного газу з БРПШ (20) і подачі риформованого відхідного газу, з якого видалено СО2, причому на трубопроводі (L50) для подачі риформованого відхідного газу встановлено кисневий пальник (70) для підігрівання відновлювального вугільного газу, змішаного з риформованим відхідним газом, перед подачею його у БРПШ (20). 28. Пристрій за п. 27, який відрізняється тим, що трубопровід (L51) для подачі риформованого відхідного газу включає риформер (77) газу для видалення СО2, що міститься у відхідному газі, який відходить з БРПШ (20) і зазнає розділення. 29. Пристрій за п. 27, який відрізняється тим, що трубопровід (L51) для подачі риформованого відхідного газу включає смолоуловлювач (75) для видалення смоли з відхідного газу, який відходить з БРПШ (20) і зазнає розділення. 30. Пристрій за п. 29, який відрізняється тим, що трубопровід (L51) для подачі риформованого відхідного газу включає компресор (76) для стиснення відхідного газу, який відходить з БРПШ (20) і зазнає розділення, а смолоуловлювач (75) встановлено на передньому кінці компресора (76). 31. Пристрій за п. 27, який відрізняється тим, що плавильний газогенератор (10) обладнано цикло 6 ном (14) для подачі пилу, що виходить з плавильного газогенератора (10), у плавильний газогенератор (10), причому до переднього кінця циклона (14) приєднано трубопровід (L51) для подачі риформованого вихідного газу. 32. Пристрій за п. 31, який відрізняється тим, що до заднього кінця циклона (14) приєднано транспортувальний газопровід (L52) для подачі риформованого відхідного газу, з якого видалено СО2 і який слугує носієм для пилу, відібраного у циклоні (14), у плавильний газогенератор (10). 33. Пристрій за п. 27, який відрізняється тим, що БРПШ (20) включає: перший реактор (24) для попереднього нагрівання залізовмісної суміші при температурі 400-500 °С, другий реактор (25) для попереднього нагрівання попередньо нагрітої залізовмісної суміші при температурі 600-700 °С, з'єднаний з першим реактором (24) попереднього нагрівання, реактор (26) попереднього відновлення, з'єднаний з другим реактором (25) попереднього нагрівання і призначений для попереднього відновлення попередньо нагрітої залізовмісної суміші при температурі 700-800 °С, і кінцевий відновлювальний реактор (27), з'єднаний з реактором (26) попереднього відновлення і призначений для остаточного відновлення попередньо відновленої залізовмісної суміші при температурі 770-850 °С. 34. Пристрій за п. 33, який відрізняється тим, що між другим реактором (25) попереднього нагрівання і реактором (26) попереднього відновлення і між реактором (26) попереднього відновлення і кінцевим відновлювальним реактором (27) встановлено кисневі пальники (72 та 71) для забезпечення попередньо нагрітим відновлювальним вугільним газом другого реактора (25) попереднього нагрівання і реактора (26) попереднього відновлення. 35. Пристрій за п. 33, який відрізняється тим, що трубопровід (L50) подачі відновлювального вугільного газу з'єднано з кінцевим відновлювальним реактором (27). 36. Пристрій за п. 26, який відрізняється тим, що додатково включає трубопровід (L55) подачі очисного вугільного газу для очищення БРПШ (20) відділенням риформованого відхідного газу, з якого видалено СО2, і подачею цього риформованого відхідного газу до кожного реактора (24, 25, 26, та 27) з псевдозрідженим шаром. 37. Пристрій за п. 26, який відрізняється тим, що додатково включає байпасний циркуляційний трубопровід (L54) для відхідного газу, з'єднаний з БРПШ (20) і призначений подавати у БРПШ (20) повний обсяг відхідного газу від БРПШ (20). 38. Пристрій за п. 26, який відрізняється тим, що додатково включає трубопровід (L53) повторної подачі вугільного газу для відділення потоку риформованого відхідного газу, з якого видалено СО2, і подачі його у плавильний газогенератор (10) разом киснем під час подачі кисню. 39. Установка повного циклу для одержання гарячекатаного сталевого листа, яка має: пристрій (100) для одержання розплаву чавуну за п. 1; 7 84305 8 пристрій (200) для одержання сталі видаленням забруднень і вуглецю з розплаву чавуну, з'єднаний з пристроєм (100) для одержання розплаву чавуну, машину (73) для відливки тонкого сляба, з'єднану з пристроєм (200) для одержання сталі і призначену для безперервної відливки тонкого сляба з розплаву сталі, одержаного від пристрою (200), стан (75) гарячої прокатки, з'єднаний з машиною (73) для відливки тонкого сляба і призначений для виготовлення гарячекатаного сталевого листа гарячою прокаткою тонкого сляба, виготовленого машиною (73) для відливки тонкого сляба. 40. Установка за п. 39, яка відрізняється тим, що пристрій (200) для отримання сталі включає: пристрій (61) попередньої обробки розплаву чавуну, з'єднаний з пристроєм (100) для отримання розплаву чавуну і призначений видаляти фосфор і сірку з розплаву чавун у, що надходить від пристрою (100), пристрій (64) видалення вуглецю, з'єднаний з пристроєм (61) попередньої обробки розплаву чавуну і призначений для видалення вуглецю і забруднень з розплаву чавун у, що надходить від пристрою (61) попередньої обробки розплаву чавун у, і ківш (67), з'єднаний з пристроєм (64) видалення вуглецю і призначений для одержання розплаву сталі повторним очищенням розплаву чавуну, що надходить від пристрою (64) видалення вуглецю. 41. Установка за п. 40, яка відрізняється тим, що додатково включає другий БРПШ (90) для відділення риформованого відхідного газу, з якого видалено СО2, і перетворення дрібних залізовмісних руд у відновлений матеріал, і другий пристрій (35), з'єднаний з другим БРПШ (90) і призначений виготовляти залізовмісні брикети брикетуванням відновленого матеріалу, причому цей другий пристрій (35) для виготовлення залізовмісних брикетів призначено постачати залізовмісні брикети до пристрою (64) видалення вуглецю. 42. Установка за п. 41, яка відрізняється тим, що другий БРПШ (90) включає: реактор (93) попереднього нагрівання для попереднього нагрівання дрібних залізовмісних руд при температурі 600-700 °С, реактор (95) попереднього відновлення, з'єднаний з реактором (93) попереднього нагрівання і призначений для попереднього відновлення попередньо нагрітих дрібних залізовмісних руд при температурі 700-800 °С, і кінцевий відновлювальний реактор (97), з'єднаний з реактором (95) попереднього відновлення і призначений для остаточного відновлення попередньо відновлених дрібних залізовмісних руд при температурі 770-850 °С. Винахід стосується пристрою для отримання розплаву заліза і способу такого отримання, зокрема, пристрою для прямого отримання розплаву заліза з тонкоподрібненого або грудкуватого вугілля і тонкомелених залізних руд і способу такого отримання, інтегрованого сталепрокатного стану, де вони використовуються, і способу прокатки. Чорна металургія є базовою галуззю, яка постачає основні матеріали, необхідні для конструювання і виробництва автомобілів, суден, побутових предметів тощо. Ця індустрія розвивалась з найранішніх часів людства. Металургійні виробництва, які грають вирішальну роль в чорній металургії, виробляють сталь з розплаву заліза і постачають її споживачам після отримання цього розплаву (тобто, чавуну у стані розплаву) з залізних руд і вугілля як сировини. Зараз приблизно 60% світового виробництва заліза виробляються з застосуванням доменних печей, тобто методом, розробленим ще у 14-му столітті. Згідно з цим методом, кокс, виготовлений з використанням залізної руди і бітумінозного вугілля, після проходження через процес спікання вносять у доменну піч і подають у піч кисень для відновлення залізної руди до заліза, отримуючи розплав заліза. Застосування доменних печей, яке практикують у більшості виробництв розплаву заліза, вимагає, щоб сировина мала щонайменше заздалегідь визначені твердість і розмір гранул, який забезпечує належну вентиляцію у печі з урахуванням реакційних характеристик. Тому кокс, отриманий у процесі обробки спеціального сирого вугілля, є необхідним як джерело вуглецю, що використовується як паливо і відновлювач. Крім того, потрібно мати джерело заліза, яким є спечена залізна руда, отримана агломерацією. Отже, сучасний доменний процес потребує обладнання для попередньої обробки сировини, наприклад, коксувального обладнання і обладнання для спікання. Крім того, необхідно мати допоміжне обладнання для доменної печі і обладнання для мінімізації забруднення довкілля. Значні інвестиції для забезпечення такого обладнання підвищують вартість виробництва. Для вирішення цих проблем на металургійних комбінатах по всьому світі були проведені значні дослідження для розробки процесу відновлювального плавлення, який дозволяє отримати розплавлене залізо, використовуючи дрібні вугілля як паливо і відновлювач і дрібні руди, які становлять більше 80% світового видобутку. Приклад такого процесу відновлювапьного плавлення можна знайти у патенті США 5 534 064, де описано пристрій, який включає багатоступеневий реактор з псевдозрідженим шаром і плавильний газогенератор з ущільненим шаром, з'єднаний з останнім ступенем багатоступінчастого реактора з псевдозрідженим шаром таким чином, що джерело дрібного заліза може бути використане безпосередньо завдяки характеристикам реакторного вузла. Однак, оскільки необхідно мати об'єм усередині ущільненого шару плавильного газогенератора, діапазон розмірів часток вугілля є обмеженим. Крім того, джерело дрібного вугілля, що 9 84305 відновлюється у багатоступінчастому реакторному вузлі з псевдозрідженим шаром треба вводити у плавильний газогенератор безперервно. Таким чином, є потреба у спеціальному методі завантаження. Зокрема, оскільки припустимий діапазон розмірів часток вугілля, який слугує паливом і відновлювачем, є обмеженим, а значна частина вугілля, що здобувається, транспортується і зберігається відкрито, не може бути використана. Крім того, у процесі роботи реакторного вузла з ущільненим шаром значна частина джерела заліза не може бути використана для отримання заліза, а для використання реакторного вузла з псевдозрідженим шаром необхідно передбачити додатковий пристрій для безперервного завантаження дрібного відновленого заліза, що виходить з реактора з псевдозрідженим шаром, у плавильний газогенератор. У патенті США 5 961 690 описано спосіб виготовлення розплавленого чавуну або сталі і підприємства для реалізації цього способу. Описано пристрій для отримання розплаву заліза, в якому з'єднано багатоступінчастий реактор з псевдозріджуючим шаром і плавильний газогенератор з усуненням налипання і відповідний спосіб. Тут частина потоку віднов-лювального газу, що проходить від кінцевого реактора до реактора попереднього відновлення, відділяють, охолоджують до кімнатної температури і стискають. Потім відділений віднов-лювальний газ після видалення CO2 знову подають у кінцевий реактор для підвищення кількості відновлювального газу і відновлення залізної руди. Одночасно температуру газу, що подається у кінцевий реактор, перед подачею підвищують додатковим підігрівачем до заздалегідь визначеної температури, підтримуючи цим температур у у кінцевому реакторі. Як спосіб підвищення температури відновлювального газу передбачено схему теплообміну, за якою температуру підвищують через контакт з високотемпературним газом, що подається додатково, або схему автономного підвищення температури. Згідно з схемою автономного підвищення температури частину відновлювального газу, що має кімнатну температур у, спалюють і отримане цим тепло використовують для підвищення температури відновлювального газу. Однак, у схемі теплообміну необхідно мати додатковий газ для отримання високотемпературного газу. У схемі автономного підвищення температури вміст таких компонентів, як CO, H 2 тощо у відновлювальному газі, що подається у кінцевий реактор, знижується внаслідок згоряння частини газу кімнатної температури. Крім того, в обох схемах температур у газу кімнатної температури необхідно підвищува ти безпосередньо, що знижує теплову здатність при підвищенні температури і тому підвищує витрати енергії під час процесу. У патенті США 5 961 690 запропоновано спосіб охолодження газу, що виходить з плавильного газогенератора, до температури, придатної для його подачі у кінцевий реактор. Згідно з цим способом, частину відновлювального газу, що має бути повторно поданий у кінцевий реактор, відді 10 ляють перед нагріванням і потім змішують з газом, що ви ходить з плавильного газогенератора. Але смола і пил, що утворюються при нагріванні вугілля і видаленні з нього летких компонентів у вер хній частині плавильного газогенератора, проходять послідовно через багатоступінчастий реактор з псевдозрідженим шаром разом з відновлювальним газом отриманим з плавильного газогенератора. Смола поступово піролізується у відновлювальному газі і зникає. Пил, що додається до дрібної руди, проходить через БРПШ під час подачі відновлювального газу у кожному з реакторів і знову рециркулюється у плавильний газогенератор. Отже, вміст пилу і смоли у відновлювальному газі знижується під час проходження через багатоступінчастий реактор з псевдозріджуючим шаром. Однак, оскільки у пристрої і способі, описаних у US 5 961 690, відділений відновлювальний газ від кінцевого реактора проходить лише через псевдозріджений шар, він містить велику кількість смоли і пилу. Отже, у процесі охолодження відділеного відновлювального газу і видалення з нього CO2 і стискання, смола, що міститься у відновлювальному газі, конденсується на пристроях охолодження відновлювального газу і видалення з нього CO2, створюючи механічні проблеми під час роботи. Крім того, згідно з US 5 961 690, для охолодження високотемпературного відновлювального газу необхідно мати охолоджуючий пристрій, який потребує води для охолодження газу, що ви ходить з багатоступінчастого реактор з псевдозрідженим шаром, і наявність додаткової охолоджуючої води перевантажує всі процеси. Задачею винаходу є вирішення згаданих вище проблем і об'єктом винаходу є пристрій для приготування розплаву заліза, який використовує дрібні або грудкуваті вугілля і дрібні залізовмісні руди і може відмінно підтримувати рівень відновлення залізовмісних руд у процесі відновлення газом залізовмісних руд з використанням відновлювального вугільного газу, отриманого з вугілля. Об'єктом винаходу є також спосіб реалізації цього процесу. Іншим об'єктом винаходу є установка повного циклу, в якій використовується зазначений вище пристрій для отримання розплаву чавун у, і спосіб виготовлення гарячекатаних сталевих листів відмінної якості при компактному розташуванні обладнання і реалізації процесів. Згідно з іншим аспектом винаходу для вирішення поставленої задачі запропоновано спосіб отримання розплаву заліза, який включає операції приготування залізовмісної суміші змішуванням дрібних залізовмісних руд і допоміжної сировини і сушінням цієї суміші; перетворення залізовмісної суміші у відновлений матеріал відновленням і спіканням у процесі проведення цієї залізовмісної суміші через багатоступінчастий реактор з псевдозріджуючим шаром (далі - БРПШ), в якому окремі реактори послідовно з'єднані один з одним; виготовлення брикетів брикетуванням відновленого матеріалу при високій температурі; формування ущільненого шару вугілля завантаженням грудкуватого вугілля і брикетів, виготовлених брикету 11 84305 ванням дрібного вугілля, у плавильний газогенератор як джерел тепла для плавлення брикетів; отримання розплаву заліза завантаженням брикетів і подачею кисню у плавильний газогенератор, з'єднаний з БРПШ; і подачі відновлювального вугільного газу, що виходить з плавильного газогенератора, у БРПШ. Спосіб приготування розплаву заліза може додатково включати операції відділення потоку газу, що виходить з БРПШ, і видалення CO2 з цього газу; змішування риформованого вихідного газу, з якого видалено CO2, з відновлювальним вугільним газом, що виходить з плавильного газогенератора; і підігрівання відновлювального вугільного газу, змішаного з риформованим вихідним газом, перед подачею у БРПШ для коригування температури відновлювального вугільного газу до температури, необхідної для відновлення залізовмісної суміші у цьому БРПШ. Риформований вихідний газ може бути підігрітий кисневим пальником під час операції підігрівання перед подачею відновлювального вугільного газу, змішаного з риформованим вихідним газом, у БРПШ. В операції відділення потоку газу, що ви ходить з БРПШ, і видалення CO2 з цього газу бажана кількість відділеного вихідного газу становить 60% (за об'ємом) від повної кількості газу, що виходить з БРПШ. Витрата риформованого вихідного газу може становити 1050 -1400 нм 3 на 1 т дрібних залізовмісних руд. В операції змішування риформованого вихідного газу, з якого видалено CO2, з відновлювальним вугільним газом, що ви ходить з плавильного газогенератора, бажано, щоб вміст CO2 у риформованому вихідному газі становив 3,0% (за об'ємом) або менше. Відділений вихідний газ може бути стиснений під час операції відділення потоку вихідного газу, що ви ходить з БРПШ, і видалення CO2 з вихідного газу. Бажано включити додаткову операцію відділення потоку ви хідного газу з БРПШ і видалення смоли з цього газу перед операцією відділення потоку цього вихідного газу і видалення CO2 з нього. В операції змішування рифоріиованого вихідного газу, з якого видалено CO2, з відновлювальним вугільним газом, що ви ходить з плавильного газогенератора, риформований вихідний газ домішують у передній частині циклону, що додає пил з плавильного газогенератора у плавильний газогенератор. Риформований потік вихідного газу, з якого видалено CO2, може бути відділений і використаний як газ-носій для внесення пилу, відділеного у циклоні, у плавильний газогенератор. Спосіб приготування розплаву заліза згідно з винаходом може додатково включати операцію проведення байпасом повної кількості вихідного газу від БРПШ і подачу його у БРПШ на час закриття плавильного газогенератора або перед запуском плавильного газогенератора. 12 Спосіб приготування розплаву заліза згідно з винаходом може додатково включати операції: відділення потоку ви хідного газу від БРПШ і видалення CO2 з цього потоку; і очищення БРПШ відділенням риформованого потоку ви хідного газу, з якого видалено CO2, і подачею цього риформованого вихідного газу до кожного реактора з псевдозрідженим шаром. Бажано, щоб вміст азоту у відновлювальному вугільному газі становив 10,0% (за об'ємом) або менше. Спосіб приготування розплаву заліза згідно з винаходом може додатково включати операції: відділення потоку ви хідного газу від БРПШ і видалення CO2 з цього потоку; і відділення риформованого потоку вихідного газу, з якого видалено CO2, і подачу цього газу у плавильний газогенератор разом з киснем під час подачі кисню у плавильний газогенератор. Операція перетворення залізовмісної суміші у відновлений матеріал може включати: першу операцію попереднього нагрівання залізовмісної суміші при температурі 400 - 500°C; другу операцію попереднього нагрівання залізовмісної суміші при температурі 600 - 700°C; третю операцію попереднього відновлення попередньо нагрітої залізовмісної суміші при температурі 700 - 800 C; і четверту операцію кінцевого відновлення попередньо відновленої залізовмісної суміші при температурі 770 - 850°C. Рівень окислення у першій і другій операціях може становити 25% або менше, у третій операції цей рівень може становити 35 - 50%, і у четвертій операції - 45% або більше. Окислення проходить згідно з рівнянням: (СО2% (за об'ємом) + Н2О% (за об'ємом))/(СО% (за об'ємом) + Н2% (за об'ємом) + СО2% (за об'ємом) + Н2О% (за об'ємом)) х 100; відновлювальний газ містить також гази CO, CO2, H2O і H2. Друга і третя операції можуть включати операцію подачі кисню. В операції приготування брикетів при високій температурі бажано, щоб розмір часток у брикетах становив від 3 мм до 30 мм. В операції формування ущільненого вугільного шару бажано, щоб розмір часток у брикетах становив від 30 мм до 50 мм. Інтегрований спосіб виготовлення сталі згідно з винаходом включає операції: приготування розплаву заліза описаним вище методом; приготування розплаву сталі видаленням забруднень і вуглецю з розплаву заліза; виготовлення тонкого слябу безперервною розливкою розплаву заліза; і прокатку тонкого слябу у гарячекатаний сталевий лист. В операції виготовлення тонкого слябу безперервною розливкою розплаву заліза товщина отриманого тонкого слябу може становити від 40 мм до 100 мм. В операції виготовлення гарячекатаного сталевого листа гарячою прокаткою тонкого слябу цей лист може мати товщину від 0,8 мм до 2,0 мм. Операція отримання розплаву сталі може включати операції: попередньої обробки розплаву заліза для видалення фосфору і сірки з розплаву 13 84305 заліза; видалення вуглецю і забруднень, присутніх у розплаві заліза, подачею кисню у розплав заліза; і отримання розплаву сталі видаленням забруднень і розчиненого газу вторинним очищенням розплаву заліза. Інтегрований спосіб виготовлення сталі може додатково включати операції: перетворення дрібних залізовмісних руд у відновлене залізо відновленням дрібних залізовмісних руд, проведенням їх через БРПШ, в якому окремі реактори послідовно з'єднані один з одним; і виготовлення брикетів відновленого заліза брикетуванням відновленого заліза при високій температурі. В операції видалення вуглецю і забруднень з розплаву заліза, брикети відновленого заліза і розплав заліза можна змішувати і видаляти з них вуглець і забруднення. Операція перетворення дрібних залізовмісних руд у відновлене залізо може включати операції: попереднього нагрівання дрібних залізовмісних руд при температурі 600 - 700°С; попереднього відновлення попередньо нагрітих дрібних залізовмісних руд при температурі 700 - 800°C; і кінцевого відновлення попередньо відновлених дрібних залізовмісних руд при температурі 770 - 850°C для їх перетворення у відновлене залізо. Пристрій для отримання розплаву заліза згідно з винаходом включає: БРПШ для перетворення змішаних і висушених дрібних залізовмісних руд і додання допоміжної сировини до відновленого матеріалу; брикетувальний пристрій, приєднаний до БРПШ і призначений для виготовлення брикетів брикетуванням відновленого матеріалу при високій температурі; брикетувальник для виготовлення брикетів, що використовуються як джерело тепла, брикетуванням дрібного вугілля; плавильний газогенератор для приготування розплаву сталі, в який додають грудкувате вугілля і брикети, виготовлені у брикетувальнику, і для формування ущільненого вугільного шару, в який завантажують відновлений матеріал з брикетувального пристрою і вводять кисень; і трубопровід для подачі відновлювального вугільного газу, що ви ходить з плавильного газогенератора, у БРПШ. Пристрій для отримання розплаву заліза згідно з винаходом може додатково включати трубопровід для подачі риформованого вихідного газу, який відділяє потік вихідного газу з БРПШ і подає риформований вихідний газ, з якого видалено CO2. У трубопроводі для подачі риформованого вихідного газу може бути встановлений кисневий пальник для підігрівання відновлювального вугільного газу, змішаного з риформованим вихідним газом, перед подачею його у БРПШ. Бажано, щоб трубопровід для подачі риформованого вихідного газу включав ри формер газу для видалення CO2 з відділеного вихідного газу БРПШ і його відділення. Бажано, щоб трубопровід для подачі риформованого вихідного газу включав смолоуловлювач для видалення смоли з відділеного вихідного газу БРПШ. Бажано, щоб трубопровід для подачі риформованого вихідного газу включав компресор для стискання відділеного вихідного газу БРПШ, а 14 смолоуловлювач був встановлений на передньому кінці компресора. Плавильний газогенератор може бути обладнаний циклоном, який подає пил, що виходить з плавильного газогенератора, у плавильний газогенератор. До переднього кінця циклону може бути приєднаний трубопровід для подачі риформованого вихідного газу. До заднього кінця циклону може бути приєднаний транспортувальний газопровід, яким у плавильний газогенератор подається риформований вихідний газ, з якого видалено CO2 і який слугує носієм для пилу, відібраного у циклоні. БРПШ може включати перший реактор попереднього нагрівання, який попередньо нагріває залізовмісну суміш при температурі 400 - 500°C; другий реактор попереднього нагрівання, з'єднаний з першим реактором попереднього нагрівання і призначений для додаткового нагрівання попередньо нагрітої залізовмісної суміші при температурі 600 - 700°C; реактор попереднього відновлення, з'єднаний з другим реактором попереднього нагрівання і призначений для попереднього відновлення попередньо нагрітої залізовмісної суміші при температурі 700 - 800°С; і кінцевий відновлювальний реактор, з'єднаний з реактором попереднього відновлення і призначений для кінцевого відновлення попередньо відновленої залізовмісної суміші при температурі 770 - 850°С. Кисневі пальники можуть бути встановлені між другою піччю попереднього нагрівання і реактором попереднього відновлення і між піччю попереднього відновлення і кінцевим відновлювальним реактором, і забезпечувати попередньо нагрітим відновлювальним вугільним газом другий реактор попереднього нагрівання і реактор попереднього відновлення. Бажано, щоб трубопровід подачі відновлювального вугільного газу був з'єднаний з кінцевим відновлювальним реактором. Пристрій для приготування розплаву заліза згідно з винаходом може додатково включати трубопровід очищення вугільного газу для очищення БРПШ відділенням риформованого потоку вихідного газу, з якого видалено CO2, і подачею цього риформованого вихідного газу до кожного окремого реактора з псевдозрідженим шаром. Пристрій для приготування розплаву заліза згідно з винаходом може додатково включати байпасний циркуляційний трубопровід для вихідного газу, з'єднаний з БРПШ і призначений подавати повний об'єм вихідного газу з цього реактора назад у БРПШ. Пристрій для приготування розплаву заліза згідно з винаходом може додатково включати трубопровід повторної подачі вугільного газу, який відділяє потік риформованого вихідного газу, з якого видалено CO2, і подає його у плавильний газогенератор разом киснем під час подачі кисню. Інтегрований сталепрокатний стан згідно з винаходом включає згаданий вище пристрій для отримання розплаву заліза, пристрій для отримання сталі, з'єднаний пристроєм для приготування розплаву сталі і призначений для отримання розплаву сталі видаленням забруднень і вуглецю з 15 84305 розплаву заліза; машину відливки тонкого слябу, з'єднану з пристроєм для отримання сталі і призначену для безперервної відливки з отриманого від цього пристрою розплаву сталі тонкого слябу; стан гарячої прокатки, з'єднаний з машиною відливання тонкого слябу і призначений для виготовлення гарячекатаного листа гарячою прокаткою тонкого слябу, виготовленого машиною відливання тонкого слябу. Пристрій для отримання сталі може включати: пристрій попередньої обробки розплаву заліза, з'єднаний з пристроєм для отримання розплаву заліза і призначений видаляти фосфор і сірку з розплаву заліза, що надходить від цього пристрою; пристрій видалення вуглецю, з'єднаний з пристроєм попередньої обробки розплаву заліза і призначений для видалення вуглецю і забруднень з розплаву заліза, що надходить від пристрою попередньої обробки розплаву заліза; і ківш, з'єднаний з пристроєм видалення вуглецю і призначений для отримання розплаву сталі повторним очищенням розплаву заліза, що надходить від пристрою видалення вуглецю. Інтегрований сталепрокатний стан згідно з винаходом може додатково включати другий БРПШ, який відділяє риформований вихідний газ, з якого видалено CO2, і перетворює дрібні залізовмісні руди у відновлений матеріал; і другий брикетувальний пристрій, з'єднаний з першим БРПШ і призначений виготовляти брикети брикетуванням цього відновленого матеріалу при високій температурі. Другий брикетувальний пристрій може постачати брикети відновленого заліза до пристрою видалення вуглецю. Другий БРПШ може включати: реактор попереднього нагрівання для попереднього нагрівання дрібних залізовмісних руд при температурі 600 700°C; реактор попереднього відновлення, з'єднаний з реактором попереднього нагрівання і призначений для попереднього відновлення попередньо нагрітих дрібних залізовмісних руд при температурі 700 - 800°C; і кінцевий відновлювальний реактор, з'єднаний з реактором попереднього відновлення і призначений для кінцевого відновлення попередньо відновлених дрібних значений для кінцевого відновлення попередньо відновлених дрібних залізовмісних руд при температурі 770 - 850°C. Описані особливості і переваги винаходу розглядаються у подальшому описі типових втілень з посиланнями на креслення, в яких: фіг. 1 - схема пристрою для отримання розплаву заліза згідно з втіленням винаходу; фіг. 2 - графік, що репрезентує співвідношення між належною кількістю високотемпературного відновлювального газу і кількістю високотемпературного відновлювального газу, утвореного у плавильному газогенераторі; фіг. 3 - схема процесу циркуляції відновлювального вугільного газу у пристрої для отримання розплаву заліза згідно з втіленням винаходу; Фіг. 4 - схема процесу циркуляції відновлювального вугільного газу після закриття плавильного газогенератора у пристрої для отримання розплаву заліза згідно з втіленням винаходу; 16 фіг. 5 - схема процесу очищення пристрою для отримання розплаву заліза згідно з втіленням винаходу; фіг. 6 - гра фік, що ілюструє співвідношення між рівнем окислення, залежним від температури, і сумішшю Fe у БРПШ пристрою для отримання розплаву заліза згідно з втіленням винаходу; Фіг. 7 - схема втілення інтегрованого сталепрокатного стану з застосуванням пристрою для отримання розплаву заліза згідно з втіленням винаходу; і Фіг. 8 - схема іншого втілення інтегрованого сталепрокатного стану з застосуванням пристрою для отримання розплаву заліза згідно з втіленням винаходу. Далі розглядаються типові втілення винаходу з супроводжуючими кресленнями. Однак, винахід може бути втілений у різних модифікаціях і не обмежується наведеним описом. Фіг. 1 містить схему пристрою 100 для отримання розплаву заліза згідно з втіленням винаходу, в якому безпосередньо використовується дрібне або грудкувате вугілля і дрібні залізовмісні руди. Пристрій 100 для отримання розплаву заліза згідно з втіленням винаходу як головні компоненти включає плавильний газогенератор 10, БРПШ 20, брикетувальний пристрій 30 для виготовлення брикетів, брикетувальник 40 для виготовлення брикетів і трубопровід L50 подачі відновлювального вугільного газу. Пристрій 100 може за необхідності включати інші допоміжні пристрої. У пристрої 100 для отримання розплаву заліза згідно з втіленням винаходу дрібні залізні руди кімнатної температури і допоміжна сировина з частками розміром 8 мм або менше тимчасово зберігаються у бункері 21, потім їх змішують для отримання залізовмісної суміші, яку сушать у сушильному пристрої 22 і завантажують у перший реактор 24 попереднього нагрівання БРПШ 20. Між сушильним пристроєм 22 і першим реактором 24 попереднього нагрівання встановлено пристрій 23 для створення рівномірного тиску, завдяки чому суміш при нормальному тиску може бути завантажена у БРПШ 20, де підтримується тиск від 1,5 до 3 ат. У контакті з залізовмісною сумішшю потік відновлювального газу з плавильного газогенератора 10 відновлює цю суміш приблизно на 90%, що є метою проведення цієї суміші через перший реактор попереднього нагрівання 24, другий реактор попереднього нагрівання 25, реактор попереднього відновлення 26 і кінцевий відновлювальний реактор 27, з'єднані між собою. Температура залізовмісної суміші піднімається до більш, ніж 800° і під час контакту з потоком відновлювального вугільного газ залізовмісна суміш перетворюється у високотемпературний відновлений матеріал, в якому більш, ніж 30% допоміжної сировини J, у залізовмісній суміші спікаються. БРПШ 20 включає 4 ступеня хоча дана кількість є лише ілюстративною і не є обмеженням винаходу. Але БРПШ 20 з псевдозрідженим шаром має бути саме багатоступінчастим. Матеріал, відновлений таким методом, має середній розмір часток приблизно 2,0 мм. Пряме 17 84305 завантаження відновленого матеріалу у плавильний газогенератор 10 викликає суттєві втрати на розсіювання і погіршення вентиляції в ущільненому вугільному шарі у плавильному газогенераторі 10. Відновлений матеріал з кінцевого реактора 27 надходить до брикетувального пристрою 30, з'єднаного з цим реактором 27. Оскільки тиск у кінцевому відновлювальному реакторі 27 підтримується на рівні 3 ат, а тиск у брикетувальному пристрої 30 є нормальним, відновлений матеріал проходить від кінцевого відновлювального реактора 27 до брикетувального пристрою 30 під дією різниці тисків. У брикетувальному пристрої 30 високотемпературно відновлений матеріал, що надходить з кінцевого відновлювального реактора 27, тимчасово зберігається у завантажувальному бункері 31 і потім механічним тиском формується у брикети у вигляді стрічки під час проходження між парою валків при високій температурі. Далі брикети подрібнюються подрібню-вачем 35 до розмірів, придатних для завантаження у плавильний газогенератор 10, і зберігаються у накопичувальному бункері 37. Такі брикети, сформовані при високій температурі, мають заздалегідь визначені міцність і розмір. Бажаний розмір часток брикетів становить від 3 до 30 мм і щільність приблизно 3,5 - 4,2 т/м 3. При розмірі часток менше 3 мм погіршується вентиляційна здатність під час завантаження у плавильний газогенератор 10. Коли розмір часток брикетів перевищує 30 мм, виготовлення брикетів ускладнюється, а їх міцність привисокій температурі знижується. Брикети з тимчасового накопичувального бункера 37 безперервно завантажуються у плавильний газогенератор 10 за допомогою високотемпературного завантажувального пристрою 12, який під рівномірним тиском (від 3,0 до 3,5 ат) завантажує залізовмісні брикети у плавильний газогенератор. У плавильному газогенераторі 10 створюють ущільнений вугільний шар, який є джерелом тепла для плавлення залізовміщуючи х брикетів. Сире грудкувате вугілля для формування ущільненого вугільного шару у плавильному газогенераторі 10 має мати розмір часток від 10мм і завантажується безпосередньо у плавильний газогенератор 10. Залишкове дрібне вугілля піддають сортуванню за розміром часток. Брикетувальник 40 подрібнює дрібне вугілля з розміром часток 10 мм або менше серед дрібного вугілля, що знаходиться у завантажувальному бункері 41 на частки розміром 4 мм або менше. Подрібнене вугілля змішується з відповідною кількістю зв'язуючого агента і добавками у міксері 43. Отримана суміш транспортується до брикетувальника 45, який механічним тиском формує з неї брикети. Бажаний розмір таких брикетів становить приблизно 30 - 50 мм і щільність 0,8 т/м 3. Коли розмір часток брикету є меншим 30 мм, це погіршує вентиляцію усередині плавильного газогенератора 10. Якщо розмір часток брикету перевищує 50 мм, це ускладнює їх ви готовлення і знижує міцність при високій температурі. Сформовані вуглецеві брикети зберігаються у бункері 47. Брикети, що зберігались у бункері 47, завантажуються у плавильний газогенератор 10 разом з 18 грудкуватим вугіллям для формування ущільненого вугільного шару. Брикети, завантажені у плавильний газогенератор 10, газифікуються через реакцію піролізу, яка відбувається у вер хній частині ущільненого вугільного шару, і через реакцію згоряння у нижній частині ущільненого вугільного шару за участю кисню. Високотемпературний відновлювальний газ, що утворюється у плавильному газогенераторі 10 реакцією газифікації подається до БРПШ 20 через трубопровід L50 подачі відновлювального вугільного газу, з'єднаний з заднім кінцем кінцевого відновлювального реактора 27. Високотемпературний відновлювальний газ використовується як відновлювач і як газ для псевдозрідження. Відновлювальний вугільний газ відновлює і спікає залізовмісну суміш, протікаючи послідовно через кінцевий відновлювальний реактор 27, реактор 26 попереднього відновлення, другий реактор 25 попереднього нагрівання і перший реактор 24 попереднього нагрівання. Відновлювальний вугільний газ, що виходить з першого реактора 24 попереднього нагрівання, очищається від пилу і охолоджується, проходячи через пилоуловлювач 51, в якому використовується вода. Куполоподібна порожнина над ущільненим вугільним шаром плавильного газогенератора 10 знижує витрату відновлювального газу. Це дозволяє відвернути значні викиди з плавильного газогенератора 10 дрібного вугілля у брикетах і дрібного вугілля, викликані різким підвищенням температури вугілля, що завантажується у плавильний газогенератор 10. Крім того, ця куполоподібна порожнина поглинає коливання тиску у плавильному газогенераторі 10, викликані нерегулярними змінами кількості газу в результаті прямого використання вугілля. Вугілля газифікується і леткі компоненти видаляються у процесі його падіння на дно ущільненого вугільного шару і врешті спалюються киснем, що подається через фурми у дні плавильного газогенератора. Піднімаючись через ущільнений вугільний шар, утворені гази згоряння перетворюються у високотемпературний відновлювальний газ і виводяться з плавильного газогенератора 10. Частина газу очищається від пилу і охолоджується, проходячи через пилоуловлювач 53, що використовує воду, внаслідок чого тиск у плавильному газогенераторі 10 підтримується у межах від 3,0 to 3,5 ат. Відновлене залізо є остаточно відновленим і розплавленим відновлювальним газом і теплом згоряння, генерованим вугільною газифікацією, і горінням під час проходження в ущільненому вугільному шарі разом з вугіллям. Отриманий розплав заліза виводиться назовні. На плавильному газогенераторі 10 встановлено циклон 14 для збирання пилу, що ви ходить назовні. Циклон 14 збирає вихідний газ плавильного газогенератора 10 і знову вводить зібраний пил у плавильний газогенератор 10. Крім того, циклон 14 вводить як відновлювальний вугільний газ зібраний вихідний газ у псевдозріджений шар відновлювального БРПШ 20. Для введення пилу, зібраного у циклоні 14, у плавильний газогенератор 10 через задню частину циклону 14 вводять газ-носій. 19 84305 Пристрій 100 для отримання розплаву заліза згідно з втіленням винаходу включає пристрій для поповнення відновлювального вугільного газу, коли кількість високотемпературного відновлювального вугільного газу, генерованого у плавильному газогенераторі 10, внаслідок змін робочих умов і якості вугілля, є недостатнім для БРПШ 20. Процес поповнення відновлювального вугільного газу розглядається у зв'язку з фіг. 2. Фіг. 2 містить графік, який ілюструє співвідношення між належною кількістю високотемпературного відновлювального газу і кількістю високотемпературного відновлювального газу, генерованого у плавильному газогенераторі, де показано кількість високотемпературного відновлювального газу, якої не достає для досягнення рівня відновлення 90%. Внаслідок варіацій умов і якості вугілля у плавильному газогенераторі 10 кількість високотемпературного відновлювального вугільного газу, що генерується плавильним газогенератором 10 може стати недостатнім порівняно з потребою газу, що має бути поданий до БРПШ 20 (фіг. 1). Одночасно робочі умови у БРПШ 20 коригуються, щоб запобігти погіршенню рівня відновлення дрібного заліза, що проходить через цей БРПШ 20, і виникненню явища, коли тепло у плавильному газогенераторі 10 стає недостатнім внаслідок плавлення відновленого заліза з низьким рівнем відновлення. На фіг. 2 крива D репрезентує співвідношення між рівнем відновлення і газовою базовою одиницею витрати. Криві C репрезентують співвідношення між рівнем відновлення і кількістю газу, генерованого плавильним газогенератором 10, переведеного у газові базові одиниці, залежно від кількості летких речовин у вугіллі. Наприклад, коли бажаний рівень відновлення становить 90%, потреба у відновлюва-льному вугільному газі становить 1400 нм 3 на 1 т дрібних залізовмісних руд (крива D). Але коли кількості летких речовин у вугіллі становить 23%, 26% і 30%, відповідні кількості відновлювального вугільного газу становлять 850 нм 3, 950 нм 3 і 1050 нм 3 на 1 т дрібних залізовмісних руд, і таким чином у відповідних випадках потрібно мати 550 нм 3, 450 нм 3 і 350 нм 3. Коли залізовмісна суміш відновлюється у БРПШ 20 з псевдозрідженим шаром в умовах недостатності відновлювального вугільного газу, бажана якість розплаву заліза не може бути отримана. Бажаний рівень відновлення відновленого матеріалу може бути отриманий введенням додаткової кількості відновлювального вугільного газу. Пристрій 100 для отримання розплаву заліза (фіг. 1) включає також трубопровід подачі риформованого вихідного газу L51, який відділяє потік вихідного газу з БРПШ 20 і подає риформований вихідний газ, з якого видалено CO2. Трубопровід подачі риформованого вихідного газу L51 обладнано компресором 76 і риформером газу 77 для видалення CO2 з вихідного газу першого реактора 24 попереднього нагрівання. На передньому кінці компресора 76 встановлено смолоуловлювач 75, який видаляє невелику кількість смоли, що міс 20 титься у газі, що входить у компресор 76, і відвертає цим конденсацію смоли у компресорі 76. У пристрої 100 частина потоку ви хідного газу першого реактора 24 попереднього нагрівання проходить через пилоуловлювач 51, відділяється і проходить через смолоуловлювач 75. Після цього ця частинка вихідного газу стискається компресором 76 і риформується риформером 77. Риформований вихідний газ нарешті подається до БРПШ 20 через клапан V772 для поповнення недостатньої кількості відновлювального вугільного газу. У цьому випадку риформований вихідний газ подається до БРПШ 20 після змішування з відновлювальним вугільним газом. Оскільки температура відновлювального вугільного газу знижується після змішування з вихідним газом, змішаний газ підігрівають до температури, потрібної для відновлення, кисневим пальником 70, встановленим у тр убопроводі L50 подачі відновлювального вугільного газу, перед подачею змішаного газу у БРПШ 20. Цей процес породжує декілька явищ. По-перше, трубопровід L51 подачі риформованого вихідного газу з'єднаний з переднім кінцем циклону 14, і у циклон 14 подається риформований вихідний газ кімнатної температури, відвертаючи перегрівання циклону 14. Таким чином, циклон 14 ефективно збирає пил, що виходить з плавильного газогенератора 10, запобігаючи його розсіюванню. Оскільки високотемпературний відновлювальний вугільний газ, що ви ходить з плавильного газогенератора 10 змішується з риформованим вихідним газом кімнатної температури, температура відновлювального вугільного газу є нижчою за температуру, необхідну при його подачі до БРПШ 20. Це заважає отриманню бажаного рівня відновлення відновленого матеріалу. Отже, рівень відновлення відновленого матеріалу підвищується, якщо коригувати температуру відновлювального вугільного газу, змішаного з риформованим вихідним газом, до температури, потрібної для відновлення, застосуванням кисневого пальника. Зокрема, у пристрої 100 для отримання розплаву заліза, оскільки температура вихідного газу БРПШ 20, тобто температура вихідного газу, що пройшов через перший реактор 24 попереднього нагрівання 24, є відносно низькою, кількість спожитої води для охолодження вихідного газу з застосуванням пилоуловлювача 51, що використовує воду, є невеликою. Отже, знижується вартість виробництва. У випадку, коли у верхній частині плавильного газогенератора 10 присутні пил і смола, то, оскільки відновлювальний вугільний газ циркулює як риформований вихідний газ після проходження через БРПШ 20, шлях для циркуляції пилу і смоли з відновлювального вугільного газу є достатньо надійним, завдяки чому видаляється значна кількість пилу і смоли. Отже, можна відвернути порушення роботи пилоуловлювача 51, викликане конденсацією смоли на пилоуловлювачі 51. Крім того, у випадку, якщо на передньому кінці компресора 76 встановлено малогабаритний смолоуловлювач 75, можна також запобігти пошкодженню компресора 76 і риформера 77 газу конденсацією смоли. 21 84305 Вихідний газ, що проходить через пилоуловлювач 51, містить 35% (за об'ємом) CO, 20% (за об'ємом) H2 і 40% (за об'ємом) CO2. Отже, для підвищення рівня відновлення бажано видаляти CO2, використовуючи риформер 77 газу. Кількість відділеного вихідного газу поповнюють до 60% (за об'ємом) або менше відносно повної кількості вихідного газу з БРПШ 20. Отже, хоча кількість відновлювального вугільного газу, що має бути поданий до БРПШ 20 є недостатньою, можна поповнити цю кількість. Коли кількість відділеного вихідного газу перевищує 60% (за об'ємом), кількість риформованого вихідного газу, що має бути поданий до БРПШ 20 після змішування з відновлювальним вугільним газом, збільшується, і це прискорює потік газу у БРПШ 20. В результаті значна кількість залізовмісної суміші розсіюється назовні БРПШ 20 і втрачається. Кількість відновлювального газу для подачі до БРПШ 20 регулюється у межах від 1050 до 1400 нм 3 на 1 т дрібних залізовмісних руд, що завантажуються у цей БРПШ 20, і цим забезпечується ефективне відновлення дрібних залізовмісних руд у БРПШ 20. Зокрема, коли кількість відновлювального газу, поданого до БРПШ 20, є меншою 1050 нм 3, важко отримати бажаний рівень відновлення. Коли кількість відновлювального газу, поданого у БРПШ 20 з псевдозрідженим шаром, перевищує 1400 нм 3, руда відновлюється, але з злипанням, зумовленим надлишком відновлювального газу. Отже, створення умов для псевдозрідженого відновлення є складною задачею. У випадку, коли CO2 видаляється риформером 77 газу, бажано, щоб вміст CO2 у ри-формованому вихідному газі, що пройшов через риформер 77 газу, становив 3,0% (за об'ємом) або менше. Коли вміст CO2 перевищує 3,0% (за об'ємом), відновлювальна потужність риформованого вихідного газу знижується і риформований вихідний газ стає непридатним для використання. У пристрої 100 для отримання розплаву заліза згідно з втіленням винаходу, частина потоку вихідного газу, що проходить через пилоуловлювач 51, відділяється і спрямовується через смолоуловлювач 75. Вихідний газ стискається компресором 76 і риформується у ри-формері 77 газу. Потім риформований вихідний газ може бути використаний як газ-носій для введення пилу, відділеного у циклоні 14, у плавильний газогенератор 10 після відкриття клапану V771, встановленого на трубопроводі L52 газу-носія. У випадку використання риформованого ви хідного газу як носія, кількість нітрогену, що використовується як носій, може бути зменшена, а швидкість згоряння підвищена. Відкриттям клапану V773, встановленого на трубопроводі L53 повторної подачі відновлювального газу, відділений потік риформованого вихідного газу, вільного від CO2, може бути поданий у плавильний газогенератор 10 під час подачі у нього кисню. Отже, кількість брикетів, що використовується, може бути знижена подачею риформованого вихідного газу у плавильний газогенератор 10 і може бути поліпшене розподілення потоку газу у вугільному шарі. 22 Фіг. 3 містить схему, що ілюструє процес циркуляції відновлювального вугільного газу у пристрої 100 для отримання розплаву заліза згідно з втіленням винаходу. На фіг. З, суцільними лініями позначено циркуляційні трубопроводи відновлювального вугільного газу. Інші труби позначено пунктиром. Якщо клапан закритий, а відновлювальний вугільний газ циркулює, цей газ доходить до переднього кінця клапану (не показано на фіг 3). Як показано на фіг. 3, вихідний газ, стиснений і риформований, можна контролювати клапанами, встановленими на трубопроводах. Зокрема, коли кількість відновлювального вугільного газу, потрібна для процесу відновлення у БРПШ 20, є недостатньою, у пристрої 100 для отримання розплаву заліза відкривають клапани V51 - V53, V27, V762 і V772, а інші закривають, поповнюючи подачу у БРПШ 20 відновлювального вугільного газу. Ме тод додаткової подачі відновлювального газу, ілюстрований фіг. З, є ли ше ілюстративним і не обмежує винаходу. Фіг. 4 містить схему циркуляції відновлювального вугільного газу після припинення його постачання від плавильного газогенератора 10 до БРПШ 20 у пристрої 100 для отримання розплаву заліза згідно з втіленням винаходу. Суцільні лінії репрезентують циркуляційні трубопроводи для відновлювального вугільного газу. Інші труби позначено пунктиром. Якщо клапан закритий, а відновлювальний вугільний газ циркулює, цей газ доходить до переднього кінця клапану. Цей процес реалізується у випадку, коли плавильний газогенератор 10 зупиняють і подача відновлювального газу до БРПШ 20 стає неможливою. У цьому випадку весь вихідний газ від БРПШ 20 проводять байпасом через байпасний циркуляційний трубопровід L54 вихідного газу і подають у БРПШ 20. Плавильний газогенератор 10 іноді зупиняють на профілактику. У цьому випадку, оскільки газ у плавильному газогенераторі 10 не виробляється, виникає необхідність у циркуляції вихідного газу для утворення бульбашок у псевдозрідженому шарі БРПШ 20, з'єднаного з плавильним газогенератором 10. У цьому випадку завантаження брикетів, вугілля і вугільних брикетів припиняється, і з зупиненням плавильного газогенератора 10 припиняється надходження газу від нього. Клапан V762 закривають, і весь вихідний газ від БРПШ 20 проходить через клапан V51 і стискається компресором 76. Одночасно відкривають клапан V761, встановлений на байпасному циркуляційному трубопроводі L54 і вихідний газ надходить до БРПШ 20. У такий спосіб підтримується безперервна циркуляція вихідного газу. При цьому клапани V27, V53, V771, V772 і V773 закривають для запобігання витоку ви хідного газу у напрямку плавильного газогенератора 10. Цим уможливлюється безперервна циркуляція вихідного газу без витоку до плавильного газогенератора 10 і відвертається колапс псевдозрідженого шару. Фіг. 5 містить схему, що ілюструє процес очищення пристрою 100 для отримання розплаву заліза. Труби, через які стиснений і риформований вихідний газ надходить на очищення БРПШ 20, 23 84305 репрезентовані суцільними лініями. При закритому клапані під час циркуляції відновлювального вугільного газу цей газ фактично надходить до переднього кінця клапану (не показано на фіг. 5). Якщо під час роботи виникає потреба в очищенні, риформований вихідний газ для чищення подається до БРПШ 20 через трубопровід L55 подачі вугільного газу на чищення. Оскільки основні операції здійснюються безперервно з одночасним очищенням, частину ри-формованого вихідного газу змішують з ви хідним газом від плавильного газогенератора 10 через трубопровід L51 подачі риформованого вихідного газу і подають у БРПШ 20, і частину риформованого вихідного газу подають до фурм плавильного газогенератора 10 або до спалювача пилу через трубопровід L52 газуносія і трубопровід L53 повторної подачі відновлювального газу, як і при нормальній роботі. Цей потік риформованого вихідного газу показаний жирними суцільними лініями. БРПШ 20 включає вбудовані вн утрішні пристрої, наприклад, циклон, водонапірну трубу, стояк і лінію вивантаження. Необхідно підтримувати псевдозріджений стан у внутрішніх пристроях, щоб забезпечити безперервне псевдозрідження відновлювального вугільного газу і залізовмісної суміші. Отже, необхідно мати лінію очищення для відвернення блокування цих вн утрішніх пристроїв. Очищення проводять азотом, але при очищенні відновлювального вугільного газу додатковий азот не потрібен, і це суттєво знижує витрату азоту. Якщо очищення проводять азотом, то, оскільки потік вихідного газу з БРПШ 20 з псевдозрідженим шаром відділяють і риформують і потім рециркулюють у БРПШ 20, нітроген накопичується у риформованому вихідному газі і його концентрація у відновлювапьному вугільному газі, що надходить до БРПШ 20, підвищується. В результаті, коли концентрація азоту, який є малоактивним газом, перевищує 10,0% (за об'ємом) відносно всього відновлювального вугільного газу, рівень відновлення руди у БРПШ 20 знижується. Отже, як уже відзначалось, концентрацію азоту у відновлювальному вугільному газі знижують до 10,0% (за об'ємом) або нижче, використовуючи риформований вихідний газ як очищувальний. Таким чином, уможливлюється відвернення накопичення азоту у відновлювальному вугільному газі, що подається до БРПШ 20. Потік вихідного газу з БРПШ 20 відділяється і очищується від CO2. Риформований вихідний газ подається до кожного реактора з псевдозрідженим шаром. Трубопровід L55 подачі вугільного газу (не показаний), з'єднаний з кожним реактором з псевдозрідженим шаром, розділяється для подачі риформованого вихідного газу до внутрішні х пристроїв відповідного реактора з псевдозрідженим шаром і для їх очищення за потребою. Зокрема, кількість риформованого вихідного газу, що подається як очищувальний газ, можна контролювати клапаном V24, встановленим на трубопроводі L55 подачі вугільного газу на чищення. Далі розглядаються робочі умови БРПШ 20 згідно з способом отримання розплаву заліза згідно з винаходом. Зокрема, згідно з винаходом, оп 24 тимальні умови контролю визначаються з увагою до важливості відновлювати залізовмісну суміш відновлювальним вугільним газом. Фіг. 6 містить графік, що ілюструє співвідношення між рівнем окислення і сумішшю Fe залежно від температури у БРПШ 20 пристрою для отримання розплаву заліза згідно з втіленням винаходу, у зонах стабільної фази суміші Fe у кожному реакторі з псевдозрідженим шаром. Тут обчислено рівень окислення для кожного вмісту таких газів і пари, як СО, CO2, H2 і H2O у відновлювальному газі. Рівень окислення є мірою відновлювальної сили і визначається як (С2%об+Н2О%об)/(СО%об + Н2%об + СО2% (за об'ємом) + Н2О% (за об'ємом)) х 100. На фіг. 6,100 - рівень окислення на осі Y для зручності, який означає рівень відновлення, як показник, зворотний до рівня окислення. Отже, коли він збільшується по осі Y, реакція відновлення проходить легко, а коли знижується по осі Y, легко проходить окислення. Згідно з способом отримання розплаву заліза БРПШ 20 (фіг. 1) безпосередньо використовується вугільний газ як відновлювальний газ. Отже, можна використовувати відносно низьку базову газову одиницю витрати 1400 нм 3/т і відносно короткий час перебування (не більше 60 хвил.) у кожному з реакторів з псевдозрідженим шаром, порівняно з відомими відновлювальними процесами у псевдозрідженому шарі, наприклад, FINMET, FIOR, IRON CARBIDE то що, в яких використовується природний газ. Отже, у процесі відновлення у псевдозрідженому шарі (фіг. 6), у першому реакторі попереднього нагрівання залізовмісної суміші бажано проводити відновлення у псевдозрідженому шарі у зоні стабільної фази Fe3O4 . У др угому реакторі попереднього нагрівання бажано проводити відновлення у псевдозрідженому шарі у зоні стабільної фази FeO. У реакторі попереднього відновлення нагрітої залізовмісної суміші і кінцевому реакторі остаточного відновлення попередньо відновленої залізовмісної суміші бажано проводити відновлення у зоні стабільної фази Fe. Підтримуючи ці зони, можна мінімізувати кількість залізовмісної суміші, стабілізованої у фазі Fe3O4, де реакція проходить дуже повільно під час проходження через перший і другий реактори попереднього нагрівання. Крім того, можна забезпечити достатнє відновлення залізовмісної суміші під час проходження через реактор попереднього відновлення і кінцевий реактор, де формується зона стабілізованої фази Fe. У БРПШ 20, який працює з відносно низькою базовою газовою одиницею витрати, важливо регулювати температуру у відповідних реакторах з псевдозрідженим шаром і склад відновлювального вугільного газу для забезпечення зони стабільної фази Fe у кожному з цих реакторів. Для створення умов відновлення у псевдозрідженому шарі кожному з реакторів з псевдозрідженим шаром бажано, щоб температура пузирчастого псевдозрідженого шару першого реактора попереднього нагрівання становила 400 - 500°C, температура пузирчастого псевдозрідженого шару другого реактора попереднього нагрівання становила 600 - 700°C, температура пузирчастого псев 25 84305 дозрідженого шару реактора попереднього відновлення становила 700 - 800°C і температура пузирчастого псевдозрідженого шару кінцевого відновлювального реактора становила 770 - 850°C. Крім того, бажано, щоб склад відновлювального вугільного газу, що подається до кожного реактора з псевдозрідженим шаром, був здатний підтримувати певний рівень окислення у кожному такому реакторі, зокрема, 45% або більше у першому реакторі попереднього нагрівання, 35% - 50% у другому реакторі попереднього нагрівання і 25% або менше у реакторі попереднього відновлення і кінцевому відновлювальному реакторі. Щодо температури і складу відновлювального вугільного газу у кожному з реакторів для підтримання зазначених умов, температура відновлювального вугільного газу, що виходить з плавильного газогенератора і подається у п узирчастий псевдозріджений шар, кінцевого реактора є занадто високою, а саме, приблизно 10000C. Тому коли відновлювальний вугільний газ подається до кінцевого реактора таким, як є, залізовмісна суміш у кінцевому реакторі перегрівається і злипається. Отже, необхідно охолоджувати відновлювальний вугільний газ, що подається у кінцевий реактор. Це охолодження здійснюють змішуванням риформованого вихідного газу кімнатної температури і відновпювального вугільного газу, що ви ходить з плавильного газогенератора. Крім того, кількість риформованого вихідного газу кімнатної температури, регулюється залежно від кількості відновлювального газу, якої потребує кінцевий реактор. Але відновлювальний вугільний газ, що подається у кінцевий реактор, може бути переохолоджений у процесі змішування і тому для підтримання придатної температури відновлювального вугільного 26 газу у відновлювальний вугільний газ додають кисень, який забезпечує згоряння частини відновлювального вугільного газу після змішуванням з риформо-ваним вихідним газом кімнатної температури. Між другим реактором 25 попереднього нагрівання і реактором 26 попереднього відновлення 26 встановлено пальник 72 і між реактором 26 попереднього відновлення і кінцевим реактором 27 встановлено пальник 71 для подачі кисню у відновлювальний вугільний газ, що виходить з реактора 20, і для часткового спалювання відновлювального вугільного газу. У такий спосіб відновлювального вугільного газу у пузирчастому псевдозрідженому шарі реактора 26 попереднього відновлення підтримується на рівні 35% або менше, а рівень окислення відновлювального вугільного газу у пузирчастому псевдозрідженому шарі другого реактора 26 попереднього нагрівання підтримується у межах від 40% до 60%. Відновлювальний вугільний газ, що ви ходить з другого реактора 25 попереднього нагрівання, подається у пузирчастий псевдозріджений шар першого реактора 24 попереднього нагрівання 24 таким, як є. Цим регулюється рівень окислення у БРПШ 20. Отже, згідно з винаходом, коли кількість відновлювального вугільного газу є недостатньою в описаному вище процесі, цю кількість можна поповнити для забезпечення нормальних умов роботи БРПШ 20. У табл. 1 показано температуру псевдозрідженого шару і рівень окислення відновлювального газу для кожного реакторів чотириступеневого реактора 20 з псевдозрідженим шаром, і фазу FeO у р уді, що вивантажується з кожного реактора з псевдозрідженим шаром. Таблиця 1 Температура Рівень окислення Fe2O3 Fe3O4 FeO Fe Рівень відновлення Перший реактор попереднього нагрівання 460°C 50,0% 62,0% за масою 13,2% за масою Другий реактор попереднього нагрівання 650°C 40,0% 48,3% за масою 12,0% за масою 29,7% за масою 2,0% 20,0% У табл. 1 газова базова одиниця витрати становить 1200 нм 3/т р уди. Контролем температури псевдозрідженого шару і рівня окислення для кожного реактора з псевдозрідженим шаром у БРПШ 20 у зазначених вище межах, кількість Fe3O4, утвореного у першому реакторі попереднього нагрівання мінімізується і Fe3O4 не утворюється у другому реакторі попереднього нагрівання. В результаті у кінцевому реакторі рівень відновлення FeO до Fe становить 80% або більше відносно дрібних залізовмісних руд. У пристрої 100 для отримання розплаву заліза дрібне або грудкувате вугілля і дрібні залізовмісні руди можуть використовуватись безпосередньо, і тому компактність пристрою 100 дозволяє засто Реактор попере- Кінцевий відновлюднього відновлен- вальний реактор ня 800°С 840°C 24,0% 10,5% 60,3% за масою 19,4% за масою 15,6% за масою 54,1% за масою 50,0% 85,1% сува ти його в інтегрованому сталепрокатному стані приєднанням пристрою 100 до прокатного стану. Таким чином, стає можливим пряме виготовлення гарячекатаного сталевого листа з дрібного або грудкуватого вугілля і дрібних залізовмісних руд шляхом використання пристрою 100 для виготовлення розплаву заліза згідно з втіленням винаходу у процесі міні-прокатки, тобто інтегрованому процесі виготовлення сталі. Далі розглядається інтегрований сталепрокатний стан, в якому використано пристрій 100 для отримання розплаву заліза згідно з втіленням винаходу. Такий інтегрований сталепрокатний стан слугує лише ілюстрацією і не обмежує винаходу. 27 84305 Фіг. 7 ілюструє втілення інтегрованого сталепрокатного стану 1000, в якому використано пристрій 100 для отримання розплаву заліза згідно з втіленням винаходу. Фіг. 7 містить схему інтегрованого сталепрокатного стану 1000 для прямого виготовлення гарячекатаного сталевого листа з дрібного або грудкуватого вугілля і дрібних залізовмісних руд. Пристрій 100 для отримання розплаву заліза, показаний на фіг. 7, має описану вище структур у і його подальший опис є зайвим. Далі розглядаються інші пристрої. Інтегрований сталепрокатний стан (фіг. 7) включає пристрій 100 для отримання розплаву заліза, пристрій 200 для отримання сталі, з'єднаний з пристроєм 100 і призначений для приготування розплаву сталі шляхом видалення забруднень і вуглецю з розплаву заліза; машину 300 відливання тонкого слябу, з'єднану з пристроєм 200 для отримання сталі і призначену для безперервного відливання з отриманого від цього пристрою розплаву сталі тонкого слябу, стан 400 гарячої прокатки, з'єднаний з машиною 300 відливання тонкого слябу і призначений для виготовлення гарячекатаного листа гарячою прокаткою тонкого слябу, відпитого машиною 300 відпивання тонкого слябу. Інтегрований сталепрокатний стан 1000 може також включати інші пристрої. Фіг. 7 ілюструє типовий процес виготовлення сталі з застосуванням зазначених вище пристроїв Пристрій 200 для отримання сталі включає пристрій 61 попередньої обробки розплаву заліза, який видаляє фосфор і сірку з розплаву заліза, пристрій 64 видалення вуглецю, з'єднаний з пристроєм 61 попередньої обробки розплаву заліза і призначений видаляти вуглець і забруднення, присутні у розплаві заліза, що ви ходить з пристрою 61 попередньої обробки розплаву заліза, і ківш 67, з'єднаний з пристроєм 64 видалення вуглецю і призначений для приготування розплаву сталі додатковим очищенням розплаву заліза, що виходить з пристрою 64 видалення вуглецю. Розплав заліза, що ви ходить з плавильного газогенератора 10, періодично завантажується у пристрій 61 попередньої обробки розплаву заліза, який має вогнетривкий резервуар, і транспортується далі. Попередня обробка розплаву заліза здійснюється під час транспортування продуванням через нього десульфурувального агента, який відшлаковуванням видаляє сірку і фосфор з розплаву заліза у пристрої 61 попередньої обробки розплаву. В результаті вміст сірки у розплаві заліза знижується до 0,006% або менше. У цьому процесі попередньої обробки як десульфур увальний агент бажано використовувати CaO або CaCO3. Розплав заліза від пристрою попередньої обробки розплаву заліза спрямовується у пристрій 64 видалення вуглецю звичайного типу. У процесі переходу бажано, щоб розплавлений шлак, що утворився у процесі попередньої обробки і плаває на розплаві заліза, не потрапив у пристрій 64 видалення вуглецю. Очищення окисленням після надходження розплаву заліза у пристрій 64 здійснюється швидкісним продуванням кисню через цей розплав. У процесі очищення окисленням забруднення, розчинені у розплаві заліза, напри 28 клад, вуглець, кремній, фосфор, марганець видаляються окисленням і розплав заліза перетворюється у розплав сталі. Окислені забруднення розчиняються у розплавленому шлаку на розплаві сталі за допомогою CaO, CaF2, доломіту тощо, які вводять у конвертор, і відділяються від розплаву сталі. Після очищення окисленням розплав сталі вивантажується з пристрою 64 видалення вуглецю у ківш 67, який є вогнетривким резервуаром, і транспортується далі. Цей процес отримання сталі забезпечує вміст вуглецю у розплаві сталі не більше 2,0% за масою. У ковші 67 розплав сталі проходить через другий процес очищення, в якому розплав сталі розігрівається електричною дугою, що створюється високою напругою, переданою через електродний стрижень, і перемішується продуванням неактивного газу з дна ковша 67, завдяки чому досягається рівномірне розподілення температури і компонентів і здійснюється флотаційне відділення неметалічних матеріалів, що знаходились у розплаві сталі. Крім того, за необхідності невелика кількість сульфуру, що залишилась у розплаві видаляється енергійним продуванням розплаву сумішшю Ca-Si. Після закінчення цих процесів розплав заліза піддається процедурі видалення газу у вакуумній камері, з'єднаній з верхньою частиною вогнестійкого резервуару, де у вакуумі видаляються такі газові компоненти, як вуглець, N2 і H2, підвищуючи чистоту розплаву сталі. Бажано відвертати зниження температури розплаву сталі теплом згоряння, продуваючи кисень під час видалення газу, і спалюванням вихідного газу. Після описаного другого очищення ківш 67 транспортують до машини 300 відливання тонкого слябу. Розплав сталі виливають з ковша 67 у розливний жолоб 71, розташований над машиною 300 відливання тонкого слябу, і потім заливають у машину 73 для відливання тонкого слябу товщиною від 40 мм до 100 мм. Відлитий тонкий сляб обтискають у чорновому прокатному стані 75, безпосередньо з'єднаному з машиною 73, у брус товщиною від 20 до 30 мм. Після цього обтиснений тонкий сляб розігрівають нагрівачем 77 і намотують на намотувальній машині 79. Якщо товщина тонкого слябу є меншою 40 мм, він легко ламається, якщо його товщина перевищує 100 мм, це може перевантажити чорновий прокатний стан 75. Змотаний брус розмотують і пропускають через пристрій 83 видалення іржі для видалення іржі, що утворилась на поверхні брусу. Потім брус подають до кінцевого прокатного стану і прокатують у лист товщиною 0,8 - 2,0 мм. Прокатаний сталевий лист охолоджують у холодильнику 87 і змотують 89, отримуючи гото вий сталевий лист товщиною 0,8 - 2,0 мм, придатний для використання споживачем. Інтегрований сталепрокатний стан 1000, в якому використано пристрій 100 для отримання розплаву заліза, має ту перевагу, що гарячекатаний сталевий лист отримують безпосередньо з дрібного або грудкуватого вугілля і дрібних залізовмісних руд з застосуванням описаного вище процесу. Відсутність обмежень для сировини при виготовленні розплаву заліза дозволяє виготовляти 29 84305 гарячекатаний сталевий продукт, використовуючи компактне обладнання. Фіг. 8 ілюструє інше втілення інтегрованого сталепрокатного стану 2000 з застосуванням пристрою 100 для отримання розплаву заліза згідно з винаходом. Фіг. 8 ілюстр ує процес подачі відновленого заліза до пристрою видалення вуглецю, який є елементом пристрою для отримання сталі другим БРПШ 90 і другим брикетувальним пристроєм 35, що є частинами інтегрованого сталепрокатного стану 2000. Інтегрований сталепрокатний стан 2000 має таку ж структур у, як і інтегрований сталепрокатний стан 1000 за винятком деяких деталей. Тому опис деяких частин не розглядається, але наводиться детальний опис інших частин. В інтегрованому сталепрокатному стані 2000 згаданий БРПШ 20, з'єднаний з плавильним газогенератором 10, називається першим реактором з псевдозрідженим шаром, а інший БРПШ - другим БРПШ. Брикетувальний пристрій ЗО, з'єднаний з заднім кінцем першого БРПШ 20, називається першим брикетувальним пристроєм, а інший брикетувальний пристрій 35, з'єднаний з заднім кінцем другого БРПШ 90, - другим брикетувальним пристроєм. Інтегрований сталепрокатний стан 2000 включає другий БРПШ 90 і другий брикету вальний пристрій 35. Другий БРПШ 90 є триступеневим реактором з псевдозрідженим шаром, який включає перший реактор 93 попереднього нагрівання, реактор 95 попереднього відновлення і кінцевий відновлювальний реактор 97. У кожному з реакторів 93,95 і 97 формується пузирчастий псевдозріджений шар. У другому БРПШ 90 перший реактор 93 попереднього нагрівання попередньо нагріває дрібні залізовмісні руди при температурі 600 - 700°C, реактор 95 попереднього відновлення, з'єднаний з реактором 93 попереднього нагрівання, здійснює попереднє відновлення попередньо нагрітих залізовмісних руд при температурі 700 - 800°C, і кінцевий реактор 97, з'єднаний з реактором 95 попереднього відновлення, здійснює остаточне відновлення попередньо відновлених залізовмісних руд при температурі 770 - 850°C. У другий БРПШ 90 подається частина вихідного газу першого реактора 20 з псевдозрідженим шаром через додатковий циркуляційний трубопровід відновлювального газу від кінцевого реактора 97, і цей БРПШ перетворює суху суміш залізовмісних руд з розміром часток 8 мм або менше у відновлене залізо з рівнем відновлення вище 92%, причому ви хідний газ циркулює послідовно через реактори 93, 95 і 97. На фіг. 8 другий БРПШ 90 зображений як триступеневий реактор з псевдозрідженим шаром, але лише ілюстративно, без 30 обмеження винаходу. БРПШ 90 може мати іншу кількість ступенів. Другий брикетувальний пристрій 35 тимчасово зберігає високотемпературне відновлене заліза у процесі завантаження бункера 36 і брикетує відновлене залізе прикладенням тиску у парі валків 37. Після цього брикет подрібнюється подрібнювальним пристроєм 38 і зберігається у бункері 39 подачі брикетів. Бажано, щоб кількість відновлювального вугільного газу, що подається у другий БРПШ 90 становила 40% (за об'ємом) або більше відносно повної кількості вихідного газу від першого БРПШ 20. З іншого боку, у процесі подачі частини вихідного газу від першого БРПШ 20 до другого БРПШ 90 з цього газу смолоуловлювачем 75 видаляється смола. Бажано, щоб вміст CO2 у риформованому вихідному газі становив 3,0% (за об'ємом) або менше. Відновлювальний вугільний газ проходить через другий БРПШ 90, де очищається від пилу і охолоджується у пилоуловлювачі 55 з використанням води, і виводиться назовні. Хоча це не показано на фіг. 8, бажано, щоб риформований вихідний газ частково спалювався подачею кисню у нього для підвищення температури вихідного газу до 800 - 850°C теплом згоряння. Оскільки відновлене залізо отримують, використовуючи залізовмісні руди і очищений відновлювальний газ, 90% або більше відновленого заліза є чистим залізом з дуже низьким вмістом сірки, завдяки чому підвищується чистота розплаву сталі у процесі його отримання у пристрої 64 видалення вуглецю, який використовує це відновлене залізо. Далі розглядається експериментальний приклад винаходу, який є ілюстративним і не обмежує винаходу. Приклад Описаний вище пристрій для отримання розплаву заліза згідно з винаходом виготовляє розплав і шлак. Плавильний газогенератор 10 працює при тиску 3,2 ат і кількість кисню, що подається для спалювання вугілля у плавильному газогенераторі 10, становить 550 нм 3 на 1 т розплаву заліза. Кількості дрібних руд і додаткової сировини становлять 1,5 т і 0,35 т, відповідно. Кількість вугілля, що подається у плавильний газогенератор 20, становить 0,9 -1,0 т на 1 т розплаву заліза. За зазначених умов продуктивність пристрою для отримання розплаву заліза становить 85 т/год. Далі наведені дані експериментальної роботи згідно з винаходом і склад отриманих розплаву заліза і шлаку. Табл. 2 містить склад розплаву заліза згідно з втіленням винаходу, а табл. З містить склад шлаку. Таблиця 2 Температура 1500°C [C] 4,5% за масою [Si] [Mn] [P] [S] 0,5% за масою 0,17% за масою 0,09% за масою 0,04% за масою 31 84305 Як можна бачити з табл. 2, температура розплаву заліза, отриманого у цьому прикладі втілення винаходу, становила приблизно 1500°C, а рі 32 вень забруднень у цьому розплаві відповідав зазначеному ви ще. Таблиця 3 Температура 1520°C [SiO2] 31,1% за масою [CaO] 35,7% за масою [MgO] 12,5% за масою Як можна бачити з табл. 3, температура розплаву заліза, отриманого у цьому прикладі втілення винаходу, становила приблизно 1520°C, а основність становила 1,15. Згідно з табл. 2, температура розплаву заліза, отриманого згідно з винаходом, становила належні 15000C, а вміст Si, P і S був настільки малим, що такий розплав заліза відповідає стандартам для виготовлення сталей загального призначення. Згідно з табл. З, температура шлаку становила належні 15200C, а основність шлаку, яка є мірою його якості, становила належні 1,15. Отже, спосіб приготування розплаву заліза згідно з винаходом, навіть при використанні дрібного або грудкува того вугілля і дрібних залізовмісних руд (на відміну від існуючих способів) забезпечує якість розплаву, не гіршу за якість розплаву, отриманого у звичайний спосіб. Згідно з винаходом, оскільки розплав заліза високої якості, який задовольняє вимогам стандарту для виготовлення сталі, можна виготовляти безперервно, використовуючи безпосередньо дрібне або грудкувате вугілля або дрібні залізовмісні руди, стає можливим замінити доменні печі, які використовуються в інтегрованих сталепрокатних станах. Отже, можна використовувати дешеву сировину і виключити процеси спікання і коксоутво [AI2O 3] 13,5% за масою Основність (CaO)/(SiO2) 1,15 рення, підвищуючи цим економічність інтегрованого сталепрокатного стану і виключаючи утворення забруднень, пов'язане з процесами спікання і коксоутворення. Крім того, у пристрої для отримання розплаву заліза згідно з винаходом, потік вихідного газу від БРПШ відділяється і риформується, після чого риформований вихідний газ подається у БРПШ. Це дає можливість працювати з недостатньою кількістю відновлювапьного вугільного газу і, таким чином, підвищити операційну гнучкість. Охолоджений риформований вихідний газ кімнатної температури можна подавати у передню частину циклону, запобігаючи його перегріванню. Згідно з винаходом, вихідний газ від БРПШ використовується як газ-носій, що дозволяє знизити споживання азоту як газу-носія. Крім того, риформований вихідний газ згідно з винаходом може бути знову поданий у плавильний газогенератор разом з киснем, що дозволяє знизити потребу у вугіллі і поліпшити розподілення газового потоку у вугільному шарі. Винахід був описаний на прикладах втілень, але зрозуміло, що винахід припускає різні зміни у межах об'єму винаходу, визначеного Формулою винаходу. 33 84305 34 35 Комп’ютерна в ерстка Д. Шев ерун 84305 Підписне 36 Тираж 28 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