Спосіб виробництва розплавленого металу за допомогою нерухомої електричної печі, що не нахиляється (варіанти)
Формула / Реферат
1. Спосіб виробництва розплавленого металу за допомогою нерухомої електричної печі, що не нахиляється, яка включає засіб електричного нагрівання, причому канал відхідного газу і жолоб завантаження вихідного матеріалу прикріплені до склепіння печі, жолоб завантаження вихідного матеріалу встановлений на одному краю печі, якщо дивитися в напрямку по ширині, а засіб електричного нагрівання встановлений таким чином, щоб область електричного нагрівання, яка нагрівається з використанням цього засобу, була розташована на іншому краю печі, якщо дивитися в напрямку по ширині, пальник додаткового спалення встановлений в склепінні печі, при цьому спосіб включає:
створення шару вихідного матеріалу за допомогою завантаження конкретної кількості вуглецевмісного матеріалу і/або вихідного матеріалу у вигляді металовмісного агломерату в піч з жолоба завантаження вихідного матеріалу, при цьому шар вихідного матеріалу має похилу поверхню, що йде вниз, до області електричного нагрівання від згаданого одного краю печі, якщо дивитися в напрямку по ширині,
подальше створення шару вихідного матеріалу у вигляді металовмісного агломерату на похилій поверхні шару вихідного матеріалу за рахунок безперервного або періодичного завантаження вихідного матеріалу у вигляді металовмісного агломерату в піч з жолоба завантаження вихідного матеріалу, і
подальше створення в печі шару розплавленого металу і шару розплавленого шлаку за рахунок поступового плавлення вихідного матеріалу у вигляді металовмісного агломерату біля нижнього краю шару вихідного матеріалу у вигляді металовмісного агломерату за допомогою електричного нагрівання з використанням засобу електричного нагрівання, при забезпеченні опускання шару вихідного матеріалу у вигляді металовмісного агломерату вздовж похилої поверхні шару вихідного матеріалу, і одночасного термічного відновлення шару вихідного матеріалу у вигляді металовмісного агломерату за рахунок теплоти випромінювання від додаткового спалення при вдуванні з пальника додаткового спалення кисневмісного газу в простір печі вище шару вихідного матеріалу у вигляді металовмісного агломерату для спалення газу, що містить CO, який виникає в цьому шарі.
2. Спосіб за п. 1, який відрізняється тим, що вихідний матеріал у вигляді металовмісного агломерату додатково містить леткі хімічні елементи - метали, причому згадані леткі хімічні елементи відділяють і видаляють з відхідного газу, який випускається через канал відхідного газу.
3. Спосіб за п. 1 або п.2, який відрізняється тим, що засіб електричного нагрівання являє собою електрод, введений через верх печі, причому нижня частина електрода нагрівається за допомогою дугового нагрівання при подачі струму.
4. Спосіб за п. 3, який відрізняється тим, нижня частина електрода занурена в шар вихідного матеріалу у вигляді металовмісного агломерату або в шар розплавленого шлаку для забезпечення дугового плавлення.
5. Спосіб за п. 3 або 4, який відрізняється тим, що біля склепіння печі відстань між каналом вихідного газу і жолобом завантаження вихідного матеріалу менша, ніж відстань між каналом вихідного газу і електродом.
6. Спосіб за будь-яким з пп. 2-5, який відрізняється тим, що піч додатково містить розділювальну стінку, розташовану в підвішеному стані в печі між каналом відхідного газу і жолобом завантаження вихідного матеріалу.
7. Спосіб за будь-яким з пп. 3-5, який відрізняється тим, що піч додатково містить розділювальну стінку, розташовану в підвішеному стані в печі між електродом і пальником додаткового спалення.
8. Спосіб за будь-яким з пп. 2, 5 або 6, який відрізняється тим, що піч додатково містить розділювальну стінку, розташовану в підвішеному стані в печі між пальником додаткового спалення і каналом відхідного газу.
9. Спосіб виробництва розплавленого металу за допомогою нерухомої електричної печі, що не нахиляється, яка включає засіб електричного нагрівання, при цьому канал відхідного газу і жолоби завантаження вихідного матеріалу прикріплені до склепіння печі, жолоби завантаження вихідного матеріалу встановлені на обох краях печі, якщо дивитися в напрямку по ширині, засіб електричного нагрівання встановлений таким чином, щоб область електричного нагрівання, яка нагрівається з використанням цього засобу, була розташована в центрі печі, якщо дивитися в напрямку по ширині, при цьому пальник додаткового спалення встановлений в склепінні печі, при цьому спосіб включає:
створення шару вихідного матеріалу за рахунок завантаження конкретної кількості вуглецевмісного матеріалу і/або вихідного матеріалу у вигляді металовмісного агломерату в піч з жолобів завантаження вихідного матеріалу, при цьому шар вихідного матеріалу має похилі поверхні, що йдуть вниз, до області електричного нагрівання від обох країв печі, якщо дивитися в напрямку по ширині,
подальше створення шару вихідного матеріалу у вигляді металовмісного агломерату на похилих поверхнях шару вихідного матеріалу за рахунок безперервного або періодичного завантаження вихідного матеріалу у вигляді металовмісного агломерату в піч з жолобів завантаження вихідного матеріалу,
і подальше створення в печі шару розплавленого металу і шару розплавленого шлаку за рахунок поступового плавлення вихідного матеріалу у вигляді металовмісного агломерату біля нижнього краю шару вихідного матеріалу у вигляді металовмісного агломерату за допомогою електричного нагрівання з використанням засобу електричного нагрівання, при забезпеченні опускання шару вихідного матеріалу у вигляді металовмісного агломерату вздовж похилих поверхонь шару вихідного матеріалу, і одночасного нагрівання шару вихідного матеріалу у вигляді металовмісного агломерату за рахунок теплоти випромінювання від додаткового спалення при вдуванні з пальника додаткового спалення кисневмісного газу в простір печі вище шару вихідного матеріалу у вигляді металовмісного агломерату для спалення газу, що містить CO, який виникає в цьому шарі.
10. Спосіб за п. 9, який відрізняється тим, що вихідний матеріал у вигляді металовмісного агломерату додатково містить леткі хімічні елементи - метали, причому згадані леткі хімічні елементи відділяють і видаляють з відхідного газу, який випускається через канал відхідного газу.
11. Спосіб за будь-яким з пп. 9 або 10, який відрізняється тим, що засіб електричного нагрівання являє собою електрод, введений через верх печі, причому нижня частина електрода нагрівається за допомогою дугового нагрівання при подачі струму.
12. Спосіб за п. 11, який відрізняється тим, що нижня частина електрода занурена в шар вихідного металовмісного агломерату або шар розплавленого шлаку для забезпечення дугового плавлення.
13. Спосіб за п. 11 або 12, який відрізняється тим, що біля склепіння печі відстань між каналом відхідного газу і жолобом завантаження вихідного матеріалу менша, ніж відстань між каналом відхідного газу і електродом.
14. Спосіб за будь-яким з пп. 10-13, який відрізняється тим, що піч додатково містить розділювальну стінку, розташовану в підвішеному стані в печі між каналом відхідного газу і жолобом завантаження вихідного матеріалу.
15. Спосіб за будь-яким з пп. 11-13, який відрізняється тим, що піч додатково містить розділювальну стінку, розташовану в підвішеному стані в печі між електродом і пальником додаткового спалення.
16. Спосіб за будь-яким з пп. 10, 13 або 14, який відрізняється тим, що піч додатково містить розділювальну стінку, розташовану в підвішеному стані в печі між пальником додаткового спалення і каналом відхідного газу.
Текст
Реферат: Винахід належить до галузі чорної металургії, а саме до способів - варіантів виробництва розплавленого металу за допомогою нерухомої електричної печі, що не нахиляється. Спосіб включає засіб електричного нагрівання, причому канал відхідного газу і жолоб завантаження вихідного матеріалу прикріплені до склепіння печі, жолоб завантаження встановлений на одному краї печі, якщо дивитися в напрямку по ширині, а засіб електричного нагрівання встановлений так, що область електричного нагрівання розташована на іншому краю печі, пальник додаткового спалення встановлений в склепіння печі і спосіб включає створення шару вихідного матеріалу за допомогою завантаження конкретної кількості вуглецевмісного матеріалу і/або вихідного матеріалу у вигляді металовмісного агломерату, при цьому шар вихідного матеріалу має похилу поверхню, що йде вниз до області електричного нагрівання від згаданого краю печі, подальше створення шару вихідного матеріалу у вигляді металовмісного агломерату на похилій поверхні вихідного матеріалу за рахунок безперервного або періодичного завантаження вихідного матеріалу з жолоба і подальше створення шару розплавленого металу і шару розплавленого шлаку за рахунок поступового плавлення вихідного матеріалу за рахунок електричного нагрівання і подальше опускання шару за рахунок UA 107005 C2 (12) UA 107005 C2 додаткового спалювання при вдуванні з пальника кисневмісного газу та спалення цього газу, що містить СО, який виникає у цьому шарі. Винахід забезпечує підвищення виходу, придатного при плавленні металовмісного агломерату і вуглецевмісного матеріалу. UA 107005 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 Даний винахід належить до чорної металургії, а саме - способу виробництва розплавленого металу шляхом прямого відновлення і плавлення вихідного матеріалу у вигляді металовмісного агломерату, наприклад, агломерату з оксиду металу з вуглецевмісним матеріалом, в плавильній печі з електричним нагріванням без виконання попереднього відновлення. Останнім часом пропонуються різні нові процеси отримання заліза для заміни існуючих доменної печі і процесів відновлення при плавленні. Ці пропозиції стосуються процесів виробництва розплавленого металу, що включають попереднє відновлення агломерату з оксиду металу з вуглецевмісним матеріалом в печі з обертовим подом з метою отримання відновленого агломерату і плавлення відновленого агломерату в електричній печі, наприклад, дуговій печі або печі з зануреною дугою (див., наприклад, Патентні документи 1-4). Однак в існуючих процесах необхідно забезпечити два етапи (етап попереднього відновлення з використанням печі з обертовим подом і етап плавлення з використанням плавильної печі). Ці процеси вимагають наявності обладнання або засобів для переміщення відновленого агломерату з печі з обертовим подом в плавильну піч, а також двох ліній обробки відхідного газу, тобто, однієї - для печі з обертовим подом і однієї - для плавильної печі. Таким чином, вартість виробничої установки зростає, збільшуються теплові втрати, і не можна достатнім чином знизити споживання енергії системою або процесом загалом. Автор даного винаходу провів ретельні дослідження, щоб запропонувати спеціальний спосіб виробництва розплавленого металу, в якому піч з обертовим подом не використовується, і для відновлення і плавлення агломерату з оксиду металу з вуглецевмісним матеріалом використовується тільки піч з електричним нагріванням. У результаті автор створив описаний нижче винахід і подав заявку на видачу патенту на цей винахід (заявка на японський патент № 2009-105397). Пристрій для виробництва розплавленого металу, що відповідає попередньому, зображений на Фіг. 5А і 5В. У ньому використовується нерухома (що не нахиляється) піч з електричним нагріванням, що стоїть вертикально, в даному випадку - дугова піч, яка включає жолоби 4 завантаження вихідного матеріалу, розташовані на обох краях 2 печі, якщо дивитися в напрямку по ширині, електрод 5, розташований в центрі печі, якщо дивитися в напрямку по ширині, і пальник 6 додаткового спалювання, встановлений в плоскому склепінні 1 печі. Вуглецевмісний матеріал А завантажують через жолоби 4, щоб отримати шар 12 вуглецевмісного матеріалу (відповідає "шару вихідного матеріалу" в даному винаході), що має похилу поверхню, яка йде вниз, до нижньої частини електрода 5. Потім завантажують агломерат В з оксиду металу з вуглецевмісним матеріалом, щоб отримати шар 13 агломерату (відповідає "шару вихідного матеріалу у вигляді металовмісного агломерату" в даному винаході) на похилій поверхні шару 12 вуглецевмісного матеріалу. Після чого з використанням електрода 5 виконують дугове нагрівання для поступового плавлення нижнього краю шару 13 агломерату, щоб отримати шар 14 розплавленого металу і шар 15 розплавленого шлаку. При цьому у міру опускання шару 13 агломерату вздовж похилої поверхні шару 12 вуглецевмісного матеріалу, цей шар 13 нагрівається за рахунок теплоти випромінювання від додаткового спалювання при вдуванні через пальник 6 додаткового спалювання кисневмісного газу С з метою спалювання газу, що містить СО, який виникає в шарі 13 агломерату. Згідно з наведеним вище, у міру переміщення шару агломерату в напрямку електрода по похилій поверхні шару вихідного матеріалу, створеного в печі, шар агломерату піддається попередньому відновленню за рахунок нагрівання теплотою випромінювання від додаткового спалювання при вдуванні через пальник додаткового спалювання кисневмісного газу з метою спалювання газу, що містить СО, який виникає в шарі агломерату; і шар попередньо відновленого агломерату піддається відновленню і плавиться поблизу від електрода за рахунок дугового нагрівання з утворенням розплавленого металу. Таким чином, розплавлений метал отримують напряму з агломерату з оксиду металу з вуглецевмісним матеріалом в одному процесі і, отже, можна значно знизити вартість виробничої установки і споживання енергії в порівнянні з існуючими процесами. Однак пристрій для способу виробництва розплавленого металу, що відповідає наведеному вище, потребує удосконалення з точки зору змішування газу, що містить CO, який виникає в печі, і кисневмісного газу С, який вдувають через пальник 6 додаткового спалювання, встановлений в плоскому склепінні 1 печі. Таким чином, потрібно додатково підвищити ефективність додаткового спалювання і, зрештою, додатково підвищити ефективність використання енергії. Коли від плоского склепіння 1 печі вдувають велику кількість кисневмісного газу С, цей газ приходить в контакт з електродом 5, приводячи до його швидкого зношування. Відповідно, між електродом 5 і пальником 6 додаткового спалювання встановлюють розділювальну стінку 9, як 1 UA 107005 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 показано на Фіг. 3А, 5А. Хоча за допомогою розділювальної стінки 9 зношування електрода 5 запобігається, залишається невирішеною проблема, що полягає в пошкодженні розділювальної стінки 9. Важко вводити кисневмісний газ С з краю 2 печі, якщо дивитися в напрямку по ширині, через наявність шару 12 вуглецевмісного матеріалу. Можна вводити кисневмісний газ С з краю печі, якщо дивитися в поздовжньому напрямку, оскільки газ можна вводити в піч таким чином, щоб не заважав шар 12 вуглецевмісного матеріалу. Однак при цьому важко розподіляти кисневмісний газ С по всій печі в поздовжньому напрямку і, отже, гіршою стає ефективність додаткового спалювання. У способі для виробництва розплавленого металу, що відповідає наведеному вище, коли агломерат, що завантажується в піч, містить велику кількість порошку, або агломерат в печі спікається, або сплавляється, може виникнути зависання шару агломерату, що може перешкоджати його плавному опусканню. У цьому випадку не відбувається належного відновлення або плавлення агломерату при нагріванні, і продуктивність знижується. Коли виникає таке зависання шару агломерату, важко забезпечити механічне пристосування, яке примусово усуває блокування, в способі для виробництва розплавленого металу, що відповідає попередньому. Патентні документи Патентний документ 1: Неперевірена заявка на японський патент (Переклад заявки РСТ) № 2000-513411 Патентний документ 2: Неперевірена заявка на японський патент (Переклад заявки РСТ) №2001-515138 Патентний документ 3: Неперевірена заявка на японський патент (Переклад заявки РСТ) № 2001-525487 Патентний документ 4: Неперевірена заявка на японський патент № 2003-105415 Суть винаходу Технічна проблема Задачею даного винаходу є запропонувати спосіб для виробництва розплавленого металу шляхом прямого відновлення і плавлення вихідного матеріалу у вигляді металовмісного агломерату, наприклад агломерату з оксиду металу з вуглецевмісним матеріалом, в плавильній печі з електричним нагріванням без виконання попереднього відновлення, причому цей спосіб здійснений з можливістю підвищення ефективності додаткового спалювання. Іншою задачею даного винаходу є запропонувати спосіб для виробництва розплавленого металу, в якому легким і надійним чином можна усунути зависання в печі шару вихідного матеріалу у вигляді металовмісного агломерату з використанням механічного пристосування. Розв'язання задачі Згідно з першим аспектом даного винаходу, пропонується спосіб для виробництва розплавленого металу, що містить нерухому, електричну піч, що стоїть вертикально, яка не нахиляється, що включає засіб електричного нагрівання, в якому канал відхідного газу, і жолоб завантаження вихідного матеріалу прикріплені до склепіння печі, жолоб завантаження вихідного матеріалу встановлений на одному краю печі, якщо дивитися в напрямку по ширині, засіб електричного нагрівання встановлений таким чином, щоб область електричного нагрівання, що нагрівається з використанням цього засобу, знаходилася на іншому краю печі, якщо дивитися в напрямку по ширині, пальник додаткового спалювання встановлений в склепінні печі; причому спосіб реалізований шляхом створення шару вихідного матеріалу за рахунок завантаження конкретної кількості вуглецевмісного матеріалу і/або вихідного матеріалу у вигляді металовмісного агломерату в піч з жолоба завантаження вихідного матеріалу, при цьому шар вихідного матеріалу має похилу поверхню, що йде вниз, до області електричного нагрівання від згаданого одного краю печі, якщо дивитися в напрямку по ширині, подальшого створення шару вихідного матеріалу у вигляді металовмісного агломерату на похилій поверхні шару вихідного матеріалу за рахунок безперервного або періодичного завантаження вихідного матеріалу у вигляді металовмісного агломерату в піч з жолоба завантаження вихідного матеріалу, і створення в печі шару розплавленого металу і шару розплавленого шлаку, що йде за цим, за рахунок поступового плавлення вихідного матеріалу у вигляді металовмісного агломерату у нижнього краю шару вихідного матеріалу у вигляді металовмісного агломерату за допомогою електричного нагріву з використанням засобу електричного нагрівання, при забезпеченні опускання шару вихідного матеріалу у вигляді металовмісного агломерату вздовж похилої поверхні шару вихідного матеріалу, і одночасного термічного відновлення шару вихідного матеріалу у вигляді металовмісного агломерату за рахунок теплоти випромінювання від додаткового спалювання при вдуванні з пальника додаткового спалювання кисневмісного газу в 2 UA 107005 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 простір печі вище за шар вихідного матеріалу у вигляді металовмісного агломерату з метою спалювання газу, що містить СО, який виникає у цьому шарі; і склепіння печі включає похиле склепіння печі, яке загалом нахилене вниз, від згаданого одного краю печі до згаданого іншого краю печі, якщо дивитися в напрямку по ширині. Фраза "загалом нахилений вниз" означає, що можуть бути локальні області, які не нахилені вниз, наприклад, горизонтальна область і вертикальна область, але загалом забезпечений нахил вниз (далі використовується таке ж визначення). Згідно з другим аспектом даного винаходу, пропонується спосіб для виробництва розплавленого металу, що містить нерухому електричну піч, що стоїть вертикально, яка не нахиляється, яка включає засіб електричного нагрівання, в якому канал відхідного газу і жолоби завантаження вихідного матеріалу прикріплені до склепіння печі, жолоби завантаження вихідного матеріалу встановлені на обох краях печі, якщо дивитися в напрямку по ширині, засіб електричного нагріву встановлений таким чином, щоб область електричного нагрівання, що нагрівається з використанням цього засобу, знаходилася в центрі печі, якщо дивитися в напрямку по ширині, пальник додаткового спалювання встановлений в склепінні печі; причому спосіб реалізований шляхом створення шару вихідного матеріалу за рахунок завантаження конкретної кількості вуглецевмісного матеріалу і/або вихідного матеріалу у вигляді металовмісного агломерату в піч з жолобів завантаження вихідного матеріалу, встановлених на обох краях печі, якщо дивитися в напрямку по ширині, при цьому шар вихідного матеріалу має похилі поверхні, що йдуть вниз, до області електричного нагрівання від обох країв печі, якщо дивитися в напрямку по ширині, подальшого створення шару вихідного матеріалу у вигляді металовмісного агломерату на похилих поверхнях шару вихідного матеріалу за рахунок безперервного або періодичного завантаження вихідного матеріалу у вигляді металовмісного агломерату в піч з жолобів завантаження вихідного матеріалу, встановлених на обох краях печі, якщо дивитися в напрямку по ширині, і створення в печі шару розплавленого металу і шару розплавленого шлаку, що йде за цим, за рахунок поступового плавлення вихідного матеріалу у вигляді металовмісного агломерату у нижнього краю шару вихідного матеріалу у вигляді металовмісного агломерату за допомогою електричного нагрівання з використанням засобу електричного нагрівання, при забезпеченні опускання шару вихідного матеріалу у вигляді металовмісного агломерату вздовж похилих поверхонь шару вихідного матеріалу, і одночасного нагрівання шару вихідного матеріалу у вигляді металовмісного агломерату за рахунок теплоти випромінювання від додаткового спалювання при вдуванні з пальника додаткового спалювання кисневмісного газу в простір печі вище шару вихідного матеріалу у вигляді металовмісного агломерату з метою спалювання газу, що містить CO, який виникає в цьому шарі; і склепіння печі включає похиле склепіння печі, яке загалом нахилене вниз, від обох країв печі до центра печі, якщо дивитися в напрямку по ширині. Похиле склепіння печі може мати конструкцію у вигляді нахиленої поверхні. Похиле склепіння печі може мати ступінчасту конструкцію. Кут нахилу похилого склепіння печі може знаходитися в наступному діапазоні: [кут осипання вихідного матеріалу у вигляді металовмісного агломерату -15°] або більше [незмінний кут природного укосу вихідного матеріалу у вигляді металовмісного агломерату +15°] або менше. Засіб електричного нагрівання може включати електрод, вставлений в піч через її склепіння, а пальник додаткового спалювання може бути встановлений в склепінні печі під таким кутом, щоб кисневмісний газ, що вдувається через цей пальник, переміщався в напрямку від електрода. Область вдування газу в пальнику додаткового спалювання може бути виконана в такій конструкції, щоб кисневмісний газ, що вдувається через пальник додаткового спалювання, закручувався навколо осі цього пальника. Вихідний матеріал у вигляді металовмісного агломерату може являти собою одне або більше з групи, що складається з: агломерату з оксиду металу з вуглецевмісним матеріалом, металевого лому, відновленого металу, агломерованої руди з оксиду металу, агломерату з хлориду металу з вуглецевмісним матеріалом і рудного агломерату, що містить оксид металу. Згідно з третім аспектом даного винаходу, пропонується спосіб для виробництва розплавленого металу, що містить нерухому електричну піч, що стоїть вертикально, яка включає засіб електричного нагрівання, в якому канал відхідного газу, і жолоб завантаження вихідного матеріалу прикріплені до склепіння печі, жолоб завантаження вихідного матеріалу встановлений на одному краю печі, якщо дивитися в напрямку по ширині, засіб електричного нагрівання встановлений таким чином, щоб область електричного нагрівання, що нагрівається з використанням цього засобу, знаходилася на іншому краю печі, якщо дивитися в напрямку по ширині, пальник додаткового спалювання встановлений в склепінні печі; причому спосіб 3 UA 107005 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 реалізований шляхом створення шару вихідного матеріалу за рахунок завантаження конкретної кількості вуглецевмісного матеріалу і/або вихідного матеріалу у вигляді металовмісного агломерату в піч з жолоба завантаження вихідного матеріалу, при цьому шар вихідного матеріалу має похилу поверхню, що йде вниз, до області електричного нагрівання від згаданого одного краю печі, якщо дивитися в напрямку по ширині, подальшого створення шару вихідного матеріалу у вигляді металовмісного агломерату на похилій поверхні шару вихідного матеріалу за рахунок безперервного або періодичного завантаження вихідного матеріалу у вигляді металовмісного агломерату в піч з жолоба завантаження вихідного матеріалу, і створення в печі шару розплавленого металу і шару розплавленого шлаку, що йде за цим, за рахунок поступового плавлення вихідного матеріалу у вигляді металовмісного агломерату у нижнього краю шару вихідного матеріалу у вигляді металовмісного агломерату за допомогою електричного нагрівання з використанням засобу електричного нагрівання, при забезпеченні опускання шару вихідного матеріалу у вигляді металовмісного агломерату вздовж похилої поверхні шару вихідного матеріалу, і одночасного термічного відновлення шару вихідного матеріалу у вигляді металовмісного агломерату за рахунок теплоти випромінювання від додаткового спалювання при вдуванні з пальника додаткового спалювання кисневмісного газу в простір печі вище за шар вихідного матеріалу у вигляді металовмісного агломерату з метою спалювання газу, що містить CO, який виникає у цьому шарі; і дно нерухомої електричної печі, що стоїть вертикально, включає похиле дно печі, яке загалом нахилене вниз, від згаданого одного краю печі до згаданого іншого краю печі, якщо дивитися в напрямку по ширині. Фраза "загалом нахилене вниз" означає, що можуть бути локальні області, які не нахилені вниз, наприклад, горизонтальна область і вертикальна область, але загалом забезпечений нахил вниз (далі використовується таке ж визначення). Згідно з четвертим аспектом даного винаходу, пропонується спосіб для виробництва розплавленого металу, що містить нерухому електричну піч, що стоїть вертикально, яка включає засіб електричного нагрівання, в якому канал відхідного газу, і жолоби завантаження вихідного матеріалу прикріплені до склепіння печі, жолоби завантаження вихідного матеріалу встановлені на обох краях печі, якщо дивитися в напрямку по ширині, засіб електричного нагрівання встановлений таким чином, щоб область електричного нагрівання, що нагрівається з використанням цього засобу, знаходилася в центрі печі, якщо дивитися в напрямку по ширині, пальник додаткового спалювання встановлений в склепінні печі; причому спосіб реалізований шляхом створення шару вихідного матеріалу за рахунок завантаження конкретної кількості вуглецевмісного матеріалу і/або вихідного матеріалу у вигляді металовмісного агломерату в піч з жолобів завантаження вихідного матеріалу, встановлених на обох краях печі, якщо дивитися в напрямку по ширині, при цьому шар вихідного матеріалу має похилі поверхні, що йдуть вниз, до області електричного нагрівання від обох країв печі, якщо дивитися в напрямку по ширині, подальшого створення шару вихідного матеріалу у вигляді металовмісного агломерату на похилих поверхнях шару вихідного матеріалу за рахунок безперервного або періодичного завантаження вихідного матеріалу у вигляді металовмісного агломерату в піч з жолобів завантаження вихідного матеріалу, встановлених на обох краях печі, якщо дивитися в напрямку по ширині, і створення в печі шару розплавленого металу і шару розплавленого шлаку, що йде за цим, за рахунок поступового плавлення вихідного матеріалу у вигляді металовмісного агломерату у нижнього краю шару вихідного матеріалу у вигляді металовмісного агломерату за допомогою електричного нагрівання з використанням засобу електричного нагрівання, при забезпеченні опускання шару вихідного матеріалу у вигляді металовмісного агломерату вздовж похилих поверхонь шару вихідного матеріалу, і одночасного нагрівання шару вихідного матеріалу у вигляді металовмісного агломерату за рахунок теплоти випромінювання від додаткового спалювання при вдуванні із пальника додаткового спалювання кисневмісного газу в простір печі вище шару вихідного матеріалу у вигляді металовмісного агломерату з метою спалювання газу, що містить CO, який виникає у цьому шарі; і дно нерухомої електричної печі, яка стоїть вертикально, що не нахиляється, включає похиле дно печі, яке загалом нахилене вниз, від обох країв печі до центру печі, якщо дивитися в напрямку по ширині. Похиле дно печі може мати конструкцію у вигляді нахиленої поверхні. Похиле дно печі може мати ступінчасту конструкцію. Кут нахилу похилого дна печі може знаходитися в наступному діапазоні: [кут осипання вихідного матеріалу у вигляді металовмісного агломерату -25°] або більше [незмінний кут природного укосу вихідного матеріалу у вигляді металовмісного агломерату +5°] або менше. Між похилим дном печі і поверхнею шару вихідного матеріалу у вигляді металовмісного агломерату всередині печі може бути встановлений генератор удару, що механічно усуває зависання шару вихідного матеріалу у вигляді металовмісного агломерату. 4 UA 107005 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 Генератор удару може включати вал, вісь обертання якого проходить в поздовжньому напрямку печі, і руйнівний елемент, що виступає від поверхні вала. Генератор удару може обертатися навколо осі обертання тільки в одному напрямку, в якому опускається шар вихідного матеріалу у вигляді металовмісного агломерату, або почергово в напрямку, в якому опускається шар вихідного матеріалу у вигляді металовмісного агломерату, і в протилежному напрямку. Похиле дно печі може включати область нахиленої поверхні і ступінчасту область, які почергово створені в поздовжньому напрямку печі; між похилим дном печі і поверхнею шару вихідного матеріалу у вигляді металовмісного агломерату всередині печі щонайменше в її поздовжньому напрямку, може бути встановлено безліч генераторів удару, що механічно усувають зависання шару вихідного матеріалу у вигляді металовмісного агломерату; ці генератори удару можуть включати вал, вісь обертання якого проходить в поздовжньому напрямку печі, і руйнівний елемент, що виступає від поверхні вала, при цьому щонайменше один кінець вала може бути встановлений на підшипник, розташований зовні печі і нижче за область нахиленої поверхні, створену на похилому дні печі, і частина вала, від якої виступає руйнівний елемент, може бути розташована всередині печі вище ступінчастої області, створеної на похилому дні печі. Переваги від реалізації винаходу Згідно з даним винаходом, склепіння печі виконане таким чином, щоб він включав область, яка загалом нахилена вниз, від краю печі до засобу електричного нагрівання, якщо дивитися в напрямку по ширині. У результаті зменшується простір (вільний простір) в печі вище за шар вихідного матеріалу у вигляді металовмісного агломерату. Це сприяє змішуванню газу, що містить CO, який виникає в печі, і кисневмісного газу, що вдувається з пальника додаткового спалювання, який встановлений в склепінні печі. У результаті підвищується ефективність додаткового спалювання і підвищується ефективність використання енергії в процесі загалом. Склепіння печі виконане таким чином, щоб воно включало область, яка загалом нахилена вгору, від електрода до краю печі, якщо дивитися в напрямку по ширині. У результаті, якщо електрод використовується як засіб електричного нагрівання, буде забезпечуватися переміщення кисневмісного газу, що вдувається з пальника додаткового спалювання, встановленого в склепінні печі, в напрямку від електрода, без необхідності наявності розділювальних стінок, встановлених між пальником додаткового спалювання і електродом. Таким чином, можна запобігти зношуванню електрода. Згідно з даним винаходом, дно печі виконане таким чином, щоб воно включало область, яка загалом нахилена вниз від краю печі до області, що включає засіб електричного нагрівання, якщо дивитися в напрямку по ширині, тобто, до іншого краю печі або центру печі, якщо дивитися в напрямку по ширині. У результаті можна зменшити відстань між дном печі і шаром вихідного матеріалу у вигляді металовмісного агломерату. Відповідно, навіть якщо виникає зависання шару вихідного матеріалу у вигляді металовмісного агломерату, це блокування легким і надійним чином можна усунути за рахунок додавання сили з використанням механічного пристосування через отвір, що виходить назовні печі в тій області, яка загалом нахилена вниз. Як описано вище, дно печі виконане таким чином, щоб воно включало область, яка загалом нахилена вниз. У результаті зменшується внутрішній об'єм печі загалом, а також кількість завантажених матеріалів, що знаходяться в печі. Таким чином, зменшується ступінь ущільнення порошку, що нагромадився в шарі вихідного матеріалу, під впливом ваги завантажених матеріалів, і можна обмежити збільшення шару вихідного матеріалу загалом. У доповнення до цього, можна знизити витрати на забезпечення міцності корпусу печі. Короткий опис креслень Фіг. 1А - переріз в напрямку по ширині, що ілюструє загальну конструкцію пристрою для способу виробництва розплавленого металу, що відповідає одному з варіантів реалізації даного винаходу. Фіг. 1В - вид зверху, що ілюструє загальну конструкцію пристрою для способу виробництва розплавленого металу, що відповідає одному з варіантів реалізації даного винаходу. Фіг. 1С - місцевий горизонтальний розріз, що ілюструє загальну конструкцію пристрою для способу виробництва розплавленого металу, що відповідає одному з варіантів реалізації даного винаходу. Фіг. 2А - переріз в напрямку по ширині, що ілюструє загальну конструкцію пристрою для способу виробництва розплавленого металу, що відповідає іншому варіанту реалізації даного винаходу. Фіг. 2В - вид зверху, що ілюструє загальну конструкцію пристрою для способу виробництва розплавленого металу, що відповідає іншому варіанту реалізації даного винаходу. 5 UA 107005 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 Фіг. 3А - переріз в напрямку по ширині, що ілюструє загальну конструкцію пристрою для способу виробництва розплавленого металу, що відповідає одному з варіантів реалізації даного винаходу. Фіг. 3В - місцевий горизонтальний розріз, що ілюструє загальну конструкцію пристрою для способу виробництва розплавленого металу, що відповідає одному з варіантів реалізації даного винаходу. Фіг. 4А - загальний вид частини пристрою для способу виробництва розплавленого металу, що відповідає ще одному варіанту реалізації даного винаходу, який ілюструє його загальну конструкцію. Фіг. 4В - вид зверху, що ілюструє загальну конструкцію пристрою для способу виробництва розплавленого металу, що відповідає ще одному варіанту реалізації даного винаходу. Фіг. 5А - переріз в напрямку по ширині, що ілюструє загальну конструкцію пристрою для способу виробництва розплавленого металу. Фіг. 5В - вид зверху, що ілюструє загальну конструкцію пристрою для виробництва розплавленого металу. Опис варіантів реалізації винаходу Далі з посиланням на креслення детально буде описаний один з варіантів реалізації даного винаходу. Фіг. 1А, 1В і 1С ілюструють загальну конструкцію пристрою для способу виробництва розплавленого металу, що відповідає одному з варіантів реалізації даного винаходу. Пристрій в цьому варіанті включає нерухому електричну піч, яка стоїть вертикально, що не нахиляється (далі також звану просто "піччю"). Ця піч являє собою дугову піч, що має загалом прямокутну форму в горизонтальному перерізі. Склепіння 1 печі має похилу область 1 (похиле склепіння печі), яка нахилена вниз, від краю 2 печі до центру печі, якщо дивитися в напрямку по ширині. У цьому варіанті буде описана піч, що має похиле склепіння 1 ступінчастої конструкції (в цьому варіанті - зигзагоподібна лінія, отримана шляхом сполучення точок Р, Q, R і S). Канал 3 відхідного газу, і жолоби 4 завантаження вихідного матеріалу прикріплені до склепіння печі (склепіння 1 в цьому варіанті). Електроди 5, що слугують засобом електричного нагрівання (нагрівником), вставлені в піч через склепіння 1. Жолоби 4 завантаження вихідного матеріалу встановлені на обох краях 2 печі, якщо дивитися в напрямку по ширині, а електроди 5 встановлені в центрі печі, якщо дивитися в напрямку по ширині. Пальники 6 додаткового спалювання встановлені в областях 1а, що підіймаються, ступінчастої конструкції склепіння 1 печі. Канал 3 відхідного газу в переважному випадку встановлюють ближче до жолобів 4 завантаження вихідного матеріалу, ніж до електродів 5. Це робиться з метою запобігання переміщенню відхідного газу, що має окиснювальні властивості, який виникає після додаткового спалювання, в напрямку електродів 5 і, таким чином, запобігання пошкодженню цих електродів. У цьому варіанті склепіння 1 печі виконане таким чином, щоб воно мало похилу область 1 (похиле склепіння печі), яка загалом нахилена вгору, від електродів 5 (тобто, від центру печі) до країв 2 печі, якщо дивитися в напрямку по ширині. У результаті відхідний газ, що має окиснювальні властивості, який виникає після додаткового спалювання, переміщається через простір (вільний простір), створений між похилим склепінням 1 печі і шаром 13 вихідного матеріалу у вигляді металовмісного агломерату і загалом нахилене вгору, до країв 2 печі і в канал 3 відхідного газу, якщо дивитися в напрямку по ширині. Тому надійним чином запобігається контакт відхідного газу, з електродами 5, що дозволяє запобігти пошкодженню електродів 5. У пристрої для способу виробництва розплавленого металу, який показаний на Фіг. 5А і 5В, щоб надійним чином не допустити контакту відхідного газу, що має окиснювальні властивості, який виникає після додаткового спалювання, з електродами 5, між електродами 5 і пальниками 6 додаткового спалювання в переважному випадку в підвішеному стані встановлені розділювальні стінки 9. В протилежність цьому, в даному варіанті, завдяки вказаній вище перевазі, розділювальні стінки 9 можна виключити. У показаному на Фіг. 5А і 5В, щоб не допустити швидкий відхід відхідного газу, який виникає після додаткового спалювання, в канал 3 відхідного газу і забезпечити перенесення достатньої кількості теплоти випромінювання в шар 13 вихідного матеріалу у вигляді металовмісного агломерату, між пальниками 6 додаткового спалювання і каналом 3 відхідного газу, в переважному випадку встановлені розділювальні стінки 10. На противагу цьому, оскільки у варіанті реалізації даного винаходу, показаному на Фіг. 1А, забезпечене похиле склепіння 1 печі, склепіння 1 печі стало ближче до поверхні шару 13 вихідного матеріалу у вигляді металовмісного агломерату і відповідає цій поверхні. У результаті відхідний газ, який виникає 6 UA 107005 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 після додаткового спалювання, переміщається поблизу поверхні шару 13 вихідного матеріалу у вигляді металовмісного агломерату і, отже, шар 13 вихідного матеріалу у вигляді металовмісного агломерату в достатній мірі нагрівається теплотою випромінювання від додаткового спалювання. Відповідно, в даному варіанті також можна виключити розділювальні стінки 10. Як і в наведеному вище, щоб не допустити пошкодження жолобів 4 завантаження вихідного матеріалу через перегрівання гарячим відхідним газом між каналом 3 відхідного газу, і жолобами 4 завантаження вихідного матеріалу в переважному випадку встановлені розділювальні стінки 11, як зображено на Фіг. 2А (на Фіг. 1А не показано). Як описано вище, оскільки в даному варіанті реалізації даного винаходу можна виключити щонайменше розділювальні стінки 9 і 10, можна усунути проблеми, які виникають через пошкодження цих стінок. Щоб запобігти швидкому відходу кисневмісного газу С, що вдувається через пальники 6 додаткового спалювання, вздовж склепіння 1 печі в канал 3 відхідного газу, висоту простору, який створений між склепінням 1 печі і шаром 13 вихідного матеріалу у вигляді металовмісного агломерату, в переважному випадку задають незмінною в максимально можливій мірі, якщо дивитися в напрямку по ширині. Відповідно, кут нахилу похилого склепіння 1 печі в переважному випадку задають як можна більш близьким до кута нахилу поверхні шару 13 вихідного матеріалу у вигляді металовмісного агломерату. Оскільки кут нахилу поверхні шару 13 вихідного матеріалу у вигляді металовмісного агломерату знаходиться в діапазоні між кутом осипання і незмінним кутом природного укосу вихідного матеріалу В у вигляді металовмісного агломерату, то кут нахилу похилого склепіння 1 печі в переважному випадку знаходиться в наступному діапазоні: [кут осипання вихідного матеріалу В у вигляді металовмісного агломерату -15° (більш переважно: -10°, ще більш переважно: -5°)] або більше [незмінний кут природного укосу вихідного матеріалу В у вигляді металовмісного агломерату +15° (більш переважно: +10°, ще більш переважно: +5°)] або менше. Кут нахилу похилого склепіння 1 печі, що має ступінчасту конструкцію, задається як кут нахилу (9 на Фіг. 1А) лінії, що з'єднує в печі кромки (1b на Фіг. 1А) сходинок в ступінчастій конструкції. У кисневмісному газі С, що вдувається, через пальники 6 додаткового спалювання, і газі, що містить СО, який утворюється в шарі 13 вихідного матеріалу у вигляді металовмісного агломерату, виникає турбулентність через ступінчасту конструкцію похилого склепіння 1 печі, і, отже, ці гази додатково перемішуються. Пальники 6 додаткового спалювання в переважному випадку встановлені в похилому склепінні 1 печі під таким кутом, щоб кисневмісний газ С, що вдувається, через пальники 6 додаткового спалювання, переміщався в напрямку від електродів 5. В результаті додатково запобігається контакт відхідного газу, який виникає після додаткового спалювання, з електродами 5. Кут, під яким кисневмісний газ С вдувають через пальники 6 додаткового спалювання, в переважному випадку вибирають в діапазоні від 10° до 135° відносно вертикального напряму вниз (0°), в сторону від електродів 5. Якщо кут становить менше за 10°, переміщення до електродів 5 в достатній мірі не запобігається. Якщо кут становить більше за 135°, буде відбуватися пошкодження вогнетривкого облицювання сходинки 1с, що входить до складу ступінчастої конструкції. Даний кут більш переважно складає від 30° до 120°, і ще більш переважно - від 45° до 105°. У даному варіанті реалізації даного винаходу, пальники 6 додаткового спалювання встановлені перпендикулярно в областях 1а ступінчастої конструкції, що підіймаються, внаслідок чого кисневмісний газ С вводиться в напрямку (під кутом 90° відносно вертикального напряму вниз), який діаметрально протилежний напряму до електродів 5. Області вдування газу в пальниках 6 додаткового спалювання в переважному випадку виконані в такій конструкції, щоб кисневмісний газ С, що вдувається через пальники 6 додаткового спалювання, закручувався навколо осей цих пальників. У результаті в ще більшій мірі прискорюється додаткове спалювання газу, що містить CO. Пальники 6 додаткового спалювання, які забезпечують закручення навколо своїх осей, можуть являти собою, наприклад, пальники з вихровими форсунками, в яких отвори подачі мають зміщені відносно центру напрями подачі, або пальники, що мають спіральні канавки в своїх наконечниках. Генератор 18 удару, який механічно усуває блокування шару 13 вихідного матеріалу у вигляді металовмісного агломерату, в переважному випадку встановлений всередині електричної печі між дном 16 печі і поверхнею шару 13 вихідного матеріалу у вигляді металовмісного агломерату. "Генератор удару" являє собою пристрій, який безперервно або періодично прикладає зовнішню силу до шару 13 вихідного матеріалу у вигляді металовмісного агломерату. 7 UA 107005 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 Генератор 18 удару може бути утворений, наприклад, валом 18а, вісь обертання якого проходить в поздовжньому напрямку печі, і руйнівними елементами 18b, що виступають від поверхні вала 18а (генератор 18 удару може бути аналогічний шихтоживильнику, який встановлений в шахтній печі для процесу прямого відновлення Midrex і використовується, щоб не допустити зависання відновленого заліза). Зависанню шару 13 вихідного матеріалу у вигляді металовмісного агломерату можна запобігти за рахунок обертання вала 18а генератора 18 удару безперервно або періодично через рівні інтервали. Навіть якщо виникає зависання шару 13 вихідного матеріалу у вигляді металовмісного агломерату, спечений або сплавлений вихідний матеріал В у вигляді металовмісного агломерату можна зруйнувати з використанням руйнівних елементів 18b, що виступають від вала 18а; навіть якщо спечений або сплавлений матеріал не руйнується в достатній мірі, шар 13 вихідного матеріалу у вигляді металовмісного агломерату можна примусово переміщувати вниз (опускати), в напрямку нижніх частин електродів 5 до того, як спечений або сплавлений матеріал укрупниться; відповідно, роботу можна виконувати без проблем протягом тривалого часу. Щоб ефективним чином реалізувати таку функцію у відповідь на виникнення зависання, генератор 18 удару, аналогічний шихтоживильнику, можна відповідним чином вибирати з генератора удару, який обертається навколо своєї осі тільки в одному напрямку (звичайному напрямку), в якому опускається шар 13 вихідного матеріалу у вигляді металовмісного агломерату, і генератора удару, який почергово обертається навколо своєї осі в напрямку (звичайному напрямку), в якому опускається шар 13 вихідного матеріалу у вигляді металовмісного агломерату, і в протилежному напрямку. Перший генератор удару призначений для виконання транспортування, в той час як другий генератор удару призначений для виконання руйнування. У дна печі, в переважному випадку на її бокових стінках, якщо дивитися в поздовжньому напрямку печі, перпендикулярному напряму по її ширині, наприклад, в місцях на її бокових стінках, якщо дивитися в поздовжньому напрямку, де немає жолобів 4 завантаження вихідного матеріалу (тобто, в місцях, де в печі немає шарів 12 вихідного матеріалу), створені отвір 7 для випуску металу і отвір 8 для випуску шлаку. Це зроблено з метою полегшити операцію відкривання отвору під час випуску розплавленого металу і шлаку. У напрямку технологічного процесу після каналу 3 відхідного газу, можуть бути встановлені звичайні теплообмінники (не показані) для витягання істотної кількості тепла з гарячого відхідного газу, що випускається з печі, і ефективної утилізації витягнутої істотної кількості тепла як енергії для попереднього нагрівання кисневмісного газу С, що вдувається через пальники 6 додаткового спалювання, вироблення електроенергії для дуги, сушіння котунів В і подібного. Електроди 5 в переважному випадку стосуються, наприклад, типу з трифазним змінним струмом, який відрізняється чудовими властивостями з точки зору теплового ккд і звичайно використовується в електродугових печах для виробництва сталі. Наприклад, в переважному випадку застосовується конструкція з шести електродів, яка складається з трьох пар, кожна призначена для однієї фази, і представлена трифазним електродом. Вершини електродів 5 в переважному випадку розташовані (навантажені) в шарі 13 вихідного матеріалу у вигляді металовмісного агломерату або шарі 15 розплавленого шлаку при виконанні операції плавлення. У результаті плавлення можна прискорити за рахунок променистого нагрівання і омічного нагрівання від електричних дуг, і можна запобігти пошкодженню внутрішньої поверхні стінок печі, які не захищені шаром 12 вихідного матеріалу, який описаний нижче. Далі як приклад буде описана ситуація використання цієї нерухомої дугової печі, що стоїть вертикально, для виробництва розплавленого заліза як розплавленого металу. У цьому прикладі як вихідний матеріал для створення шару вихідного матеріалу в печі використовують тільки вугілля, а як вихідний матеріал у вигляді металовмісного агломерату, розташований на шарі вихідного матеріалу, завантажують тільки котуни з оксиду заліза з домішеним вуглецем, які використовують як агломерат з оксиду заліза з вуглецевмісним матеріалом. При виконанні способу виробництва розплавленого металу, конкретну кількість вугілля А завантажують, як вихідний матеріал для створення шару вихідного матеріалу, з жолобів 4 завантаження вихідного матеріалу, встановлених на обох краях 2 печі, якщо дивитися в напрямку по ширині. У даному прикладі вугілля А утворює шар 12 вихідного матеріалу, що має похилу поверхню 12а, що йде вниз від обох країв 2 печі, якщо дивитися в напрямку по ширині, до "нижніх кінців електродів 5", що створюють область електричного нагрівання, що нагрівається з використанням електродів 5, що служать як засіб електричного нагрівання. Діапазон розмірів вугілля А переважно вибирають відповідно до розміру змішаних котунів В з 8 UA 107005 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 оксиду заліза з вуглеводом, які описані нижче, щоб ці котуни не проникали в пустоти в шарі 12 вихідного матеріалу. Потім з жолобів 4 завантаження вихідного матеріалу, встановлених на обох краях 2 печі, якщо дивитися в напрямку по ширині, безперервно або періодично завантажують тільки змішані котуни В з оксиду заліза з вуглецем (далі також звані просто "котунами"), як агломерати з оксиду металу з вуглецевмісним матеріалом, що служить як вихідний матеріал у вигляді металовмісного агломерату, щоб створити шар 13 котунів як шар вихідного матеріалу у вигляді металовмісного агломерату на похилій поверхні 12а шару 12 вихідного матеріалу. Кількість вуглецевмісного матеріалу, що знаходиться в котунах В, може бути визначена на основі кількості С (вуглецю), теоретично необхідного для відновлення оксиду заліза до металевого заліза, і цільової концентрації С в розплавленому залізі. Котуни В у переважному випадку попередньо сушать, в результаті чого вони не лопаються при завантаженні в піч. Як описано вище, положення електродів 5 по висоті в переважному випадку попередньо вибирають таким чином, щоб їх нижні кінці були навантажені в шар 13 котунів. При подальшій подачі електроенергії в електроди для забезпечення дугового нагрівання, котуни В, що знаходяться у нижнього краю шару 13 котунів, починають поступово відновлюватися, плавитися і перетворюватися в розплавлене залізо, що являє собою розплавлений метал, і розплавлений шлак через швидке нагрівання, тобто, утворювати шар 14 розплавленого заліза і шар 15 розплавленого шлаку на дні печі. У переважному випадку в котуни В попередньо додають джерело СаО або джерело MgO, наприклад, вапняк або доломіт, щоб відрегулювати основність (або тому подібне) шару 15 розплавленого шлаку. У міру поступового плавлення котунів В, починаючи від нижнього краю шару 13 котунів, як описано вище, шар 13 котунів починає в печі поступово опускатися за рахунок сили тяжіння в напрямку нижніх кінців електродів 5 вздовж похилої поверхні шару 12 вихідного матеріалу. Навіть якщо деякі з котунів В в шарі 13 котунів проникають в пустоти в шарі 12 вихідного матеріалу, такі котуни В будуть піддаватися термічного відновлення або нагріватися і, зрештою, сплавлятися або плавитися, оскільки вони залишаються в печі протягом тривалого часу, і не будуть створювати яких-небудь проблем, оскільки вони перетворюються в розплавлене залізо і розплавлений шлак і падають в шар 14 розплавленого заліза і шар 15 розплавленого шлаку, печі, що знаходяться на дні, через пустоти в шарі 12 вихідного матеріалу. У міру наближення котунів В у шарі 13 до електродів 5, ці котуни починають сильно нагріватися за рахунок променистого нагрівання і омічного нагрівання, що забезпечується електричними дугами на електродах 5, оксид заліза всередині котунів В попередньо відновлюється до твердого металевого заліза під впливом вуглецевмісного матеріалу, що знаходиться в цих котунах, і утворюється газ, що містить CO (горючий газ). Якщо як вуглецевмісний матеріал, який повинен знаходитися в котунах, використовується такий вуглецевмісний матеріал, як вугілля, що має леткий компонент, цей леткий компонент, що випаровується з вуглецевмісного матеріалу при нагріванні, також додається до газу, що містить CO. Спалювання (допалювання) газу, що містить CO, прискорюється за рахунок кисневмісного газу С, наприклад, газоподібного кисню, що вдувається в горизонтальному напрямку через пальники 6 додаткового спалювання, встановлені в областях 1a ступінчастої конструкції похилого склепіння 1 печі, що підіймається. Теплота випромінювання, що виникає при спалюванні (додатковому спалюванні), також нагріває шар 13 котунів. У міру такого нагрівання шару 13 котунів за рахунок теплоти випромінювання, оксид заліза в котунах В попередньо відновлюється до твердого металевого заліза, і утворюється газ, що містить СО, як і в ситуації променистого нагрівання і омічного нагрівання, що забезпечується електричними дугами на електродах 5; таким чином, додаткове спалювання в ще більшій мірі прискорює променисте нагрівання. Як описано вище, котуни В, що завантажуються в піч з жолобів 4 завантаження вихідного матеріалу, по мірі опускання по похилій поверхні 12а шару 12 вихідного матеріалу піддаються попередньому відновленню в твердому стані за рахунок променистого нагрівання, зумовленого додатковим спалюванням (далі також званого "теплотою від додаткового спалювання"), із збільшенням ступеня металізації, після чого вони плавляться під дією дугового нагрівання і омічного нагрівання поблизу від нижніх кінців електродів 5 і перетворюються в розплавлене залізо і розплавлений шлак. Відповідно, концентрація оксиду заліза в розплавленому шлаку, що виникає поблизу від нижніх кінців електродів 5, істотно знижується, і можна запобігти зношуванню електродів 5. 9 UA 107005 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 Вуглецевмісний матеріал, що залишається в котунах В, розчиняється в розплавленому залізі, що відділилося від розплавленого шлаку, що приводить до отримання розплавленого заліза, що має цільову концентрацію С. Отримані таким чином розплавлене залізо і розплавлений шлак можна періодично вивантажувати з отвору 7 для випуску металу і отвору 8 для випускання шлаку, розташованого на дні печі, таким же чином, що і при випусканні, наприклад, з доменних печей. З іншого боку, шар 12 вихідного матеріалу, створений за рахунок завантаження вугілля А в піч на первинній стадії, поступово нагрівається в печі, що приводить до видалення з нього леткого компонента, і перетворюється в напівкокс або кокс. Видалений леткий компонент спалюють з використанням кисневмісного газу, що вдувається з пальників 6 додаткового спалювання, разом з газом, що містить СО, який виникає в шарі 13 котунів, і ефективним чином використовують як енергію для променистого нагрівання шару 13 котунів. Як описано вище, оскільки вуглець в вуглецевмісному матеріалі, що знаходиться в котунах В, споживається в необхідній кількості для відновлення оксиду заліза в котунах і довуглецювання розплавленого заліза, шар 12 вихідного матеріалу, напівкоксу, що перетворився в шар, або коксу, теоретично залишається невитраченим. Однак при реальній експлуатації шар 12 вихідного матеріалу поступово витрачається в ході тривалої роботи в реакціях прямого відновлення котунів В, що проникають в шар 12 вихідного матеріалу, а також при довуглецюванні розплавленого заліза. Об'єм шару 12 вихідного матеріалу в печі може бути відновлений шляхом однократного виконання в кожному конкретному робочому періоді наступної операції: продовжують дугове нагрівання щонайменше протягом попередньо визначеного часу, припинивши подачу котунів В з жолобів 4 завантаження вихідного матеріалу, щоб, по суті, розплавити шар 13 котунів в печі і відкрити похилу поверхню 12а шару 12 вихідного матеріалу. Після чого з жолобів 4 завантаження вихідного матеріалу завантажують попередньо визначену кількість вугілля А (вуглецевмісного матеріалу), припинивши дугове нагрівання і додаткове спалювання. Оскільки внутрішні поверхні двох бокових стінок печі, якщо дивитися в напрямку по ширині, закриті шаром 12 вихідного матеріалу, зношування вогнетривів в цих областях значною мірою запобігається. Відповідно, високоякісні вогнетриви, що мають чудову корозійну стійкість, і конструкції водного охолоджування необхідні тільки для двох бокових стінок в поздовжньому напрямку, які не закриті шаром 12 вихідного матеріалу, що дозволяє значною мірою знизити вартість виробничої установки. У розглянутому вище варіанті реалізації даного винаходу описаний приклад, в якому в склепінні 1 печі похила область 1 (похиле склепіння печі), яка загалом нахилена вниз, створена з отриманням ступінчастої конструкції. Однак даний винахід даним прикладом не обмежується. Наприклад, як зображено на Фіг. 2А і 2В, похиле склепіння 1" печі може бути створене таким чином, щоб отримати конструкцію у вигляді нахиленої поверхні. У цьому випадку, як зображено на Фіг. 2А, пальники 6 додаткового спалювання в областях поверхні 1d склепіння 1 печі, нахиленої вниз, можуть бути встановлені перпендикулярно, що дозволяє забезпечити переміщення кисневмісного газу С, що вдувається, в напрямку від електродів 5. Однак, з точки зору прискорення додаткового спалювання, як описано в даному варіанті реалізації даного винаходу, ступінчаста конструкція легко створює турбулентність в потоках газу, що приводить до прискорення змішування газів, і збільшує ефективність додаткового спалювання. При використанні цієї модифікації, кутом нахилу області, яка загалом нахилена вниз в склепінні 1 печі, вважається кут нахилу поверхні 1d, нахиленої вниз. Що стосується розміщення жолобів 4 завантаження вихідного матеріалу і електродів 5 в розглянутому вище варіанті реалізації даного винаходу, то описаний приклад, в якому жолоби 4 завантаження вихідного матеріалу встановлені на обох краях 2 печі, якщо дивитися в напрямку по ширині, а електроди 5 встановлені в центрі склепіння 1 печі, якщо дивитися в напрямку по ширині; як альтернатива, можна застосувати модифікацію, в якій жолоби 4 завантаження вихідного матеріалу можуть бути встановлені на одному краю 2 печі, якщо дивитися в напрямку по ширині, а електроди 5 можуть бути встановлені на іншому краю 2 печі, якщо дивитися в напрямку по ширині. Коли застосовується дана модифікація, нахил шару 12 вихідного матеріалу, який створений в печі, забезпечений тільки з одного боку. Це є недоліком з точки зору захисту вогнетриву в порівнянні з розглянутим вище варіантом; однак тут також є переваги, що полягають в тому, що можна зменшити ширину печі і, таким чином, зробити виробничу установку більш компактною. У розглянутому вище варіанті реалізації даного винаходу як приклад установки електродів 5 в центрі печі, якщо дивитися в напрямку по ширині, описаний приклад, коли електроди 5 встановлені на центральній лінії, якщо дивитися в напрямку по ширині. Однак електроди 5 не обов'язково встановлювати точно на центральній лінії печі, якщо дивитися в напрямку по 10 UA 107005 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 ширині, і вони можуть бути встановлені відносно цієї центральної лінії в положеннях ближче до країв печі, якщо дивитися в напрямку по ширині. У розглянутому вище варіанті реалізації даного винаходу описаний приклад, в якому канал 3 відхідного газу, і жолоби 4 завантаження вихідного матеріалу прикріплені до склепіння 1 печі. Однак розміщення цим не обмежується, і канал 3 відхідного газу, і/або жолоби 4 завантаження вихідного матеріалу можуть бути прикріплені до верхніх областей бокових стінок печі. У випадку, якщо жолоби 4 завантаження вихідного матеріалу прикріплені до верхніх областей бокових стінок печі, ці жолоби автоматично встановлюють по краях печі, якщо дивитися в напрямку по ширині. У розглянутому вище варіанті реалізації даного винаходу описаний приклад, в якому нерухома дугова піч, що стоїть вертикально, має загалом прямокутну форму в горизонтальному перерізі, але форма печі цим не обмежується. Наприклад, можна використовувати піч, що має круглу або загалом еліптичну форму в перетині. У такому випадку для забезпечення трифазного живлення замість 3 пар однофазних електродів можуть застосовуватися три електроди. Однак, якщо використовується піч, що має загалом прямокутний перетин, є перевага, що полягає в тому, що масштаб печі можна легко збільшити шляхом розширення печі в поздовжньому напрямку (напрямку, перпендикулярному її ширині), не змінюючи її ширину. У розглянутому вище варіанті реалізації даного винаходу описаний приклад використання дугової печі як нерухомої електричної печі, яка стоїть вертикально, що не нахиляється; однак тип печі цим не обмежується, і може бути застосована будь-яка піч, що забезпечує підведення тепла за рахунок електричної енергії, наприклад, піч з навантаженою дугою, піч з нагріванням за рахунок електромагнітної індукції або тому подібне. У разі печі з навантаженою дугою, як засіб електричного нагрівання, як і в розглянутому вище прикладі, можуть використовуватися електроди. У разі печі з нагріванням за рахунок електромагнітної індукції, як засіб електричного нагрівання можуть використовуватися нагрівальні елементи у вигляді соленоїдів. Хоч як приклад агломерату В з оксиду металу з вуглецевмісним матеріалом в розглянутому вище варіанті реалізації даного винаходу використовуються котуни, можна застосовувати і брикети. Оскільки брикети забезпечують більший кут природного укосу, ніж сферичні котуни, висоту печі необхідно збільшити, щоб зберегти незмінним час знаходження на похилій поверхні 12а шару 12 вихідного матеріалу в порівнянні з випадком використання котунів, але є перевага, яка полягає в тому, що можна зменшити ширину печі. У розглянутому вище варіанті реалізації даного винаходу описаний приклад, в якому як вихідний матеріал у вигляді металовмісного агломерату використовується тільки агломерат В з оксиду металу з вуглецевмісним матеріалом (змішані котуни з оксиду заліза з вуглецем), але цей приклад не є обмежувальним. Як альтернатива, замість агломерату В з оксиду металу з вуглецевмісним матеріалом, вихідний матеріал у вигляді металовмісного агломерату може являти собою металевий лом (залізний лом), відновлений метал (відновлене залізо (DRI залізо прямого відновлення або НВІ - гарячобрикетоване залізо)), агломеровану руду з оксиду металу (агломерований залізняк), агломерат з хлориду металу з вуглецевмісним матеріалом, який містить хлорид металу, або рудний агломерат, що містить оксид металу (прожарені котуни з оксиду заліза, котуни з оксиду заліза, отримані шляхом зв'язування в холодному стані, або спечену руду з оксиду заліза). Як інша альтернатива, вихідний матеріал у вигляді металовмісного агломерату може являти собою одне або більш з групи, що складається з: агломерату з оксиду металу з вуглецевмісним матеріалом (котунів з оксиду заліза з домішеним вуглецем і брикетів з оксиду заліза з домішеним вуглецем), металевого лома, відновленого металу, агломерованої руди з оксиду металу, агломерату з хлориду металу з вуглецевмісним матеріалом і рудного агломерату, що містить оксид металу. У розглянутому вище варіанті реалізації даного винаходу описаний приклад, в якому в агломераті В з оксиду металу з вуглецевмісним матеріалом міститься тільки залізо, тобто, нелеткий хімічний елемент - метал. Як альтернатива, в доповнення до нелеткого хімічного елемента металу можуть міститися і леткі хімічні елементи метали, наприклад, Zn, Pb і подібні. Іншими словами, як вихідний матеріал з оксиду металу в агломераті В з оксиду металу з вуглецевмісним матеріалом можна використати пил зі сталеливарних заводів, що містить леткі хімічні елементи - метали. Леткі хімічні елементи - метали випаровуються з агломерату В з оксиду металу з вуглецевмісним матеріалом під час нагрівання в печі. Згідно з способом, що пропонується даним винаходом, температура у верхній частині печі може підтримуватися досить високою за рахунок теплоти спалювання, що створюється з використанням пальників 6 додаткового спалювання. Таким чином, можна гарантовано не допустити повторної конденсації летких хімічних елементів - металів, що випарувалися у верхній частині печі, і можна 11 UA 107005 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 ефективним чином витягувати ці леткі хімічні елементи метали з відхідних газів, що випускаються з печі. У цій специфікації термін "леткий хімічний елемент - метал" стосується хімічного елемента металу, що знаходиться в елементарній формі або в формі сполуки, такої як сіль, і що має температуру плавлення 1100 °C або менш при тиску 1 атм. Приклади металу в елементарній формі включають цинк і свинець. Приклади сполуки леткого хімічного елемента - металу включають хлорид натрію і хлорид калію. В електричній печі (наприклад, дуговій печі або печі з навантаженою дугою) леткі метали в сполуках відновлюються до чистих металів, і частина або весь леткий метал присутні в печі в газоподібному стані. Хлориди летких хімічних елементів металів нагрівають в електричній печі, і частина або весь хлорид присутні в печі в газоподібному стані. На противагу цьому, термін "нелеткий хімічний елемент - метал" стосується хімічного елемента - металу, що знаходиться в елементарній формі або в формі сполуки, такої як оксид, і що має температуру плавлення більше за 1100 °C при 1 атм. Приклади металу в елементарній формі включають залізо, нікель, кобальт, хром і титан. Приклади оксидів нелетких металів включають CaO, SiO 2 і АІ2О3. Якщо як електрична піч використовується дугова піч або піч з навантаженою дугою, сполуки нелетких хімічних елементів - металів можуть знаходитися в печі в газоподібному стані поблизу від дуг (область з температурою дуги), переходячи в форму відновленого хімічно чистого металу або невідновленої сполуки через нагрівання або охолодження реакцій відновлення в печі, але в області, віддаленій від дуг, вони знаходяться в рідкому або твердому стані. Хоч в розглянутому варіанті реалізації даного винаходу як приклад хімічного елемента металу, що утворює агломерат В з оксиду металу з вуглецевмісним матеріалом (як вихідний матеріал у вигляді металовмісного агломерату) і шар 14 розплавленого металу, використовується тільки залізо (Fe), в доповнення до Fe можуть міститися кольорові метали, такі як Ni, Mn, Сr і подібні. У розглянутому вище варіанті реалізації даного винаходу як приклад способу регулювання основності розплавленого шлаку описане попереднє додавання джерела СаО або джерела MgO в агломерат В з оксиду металу з вуглецевмісним матеріалом. Замість або в доповнення до такого способу, можна завантажувати вапняк або доломіт з жолобів 4 завантаження вихідного матеріалу разом з агломератом В з оксиду металу з вуглецевмісним матеріалом, або вапняк або доломіт можна завантажувати з жолобів, які незалежні від жолобів 4 завантаження вихідного матеріалу, призначених для агломерату В з оксиду металу з вуглецевмісним матеріалом. Хоч в розглянутому вище варіанті реалізації даного винаходу як приклад вуглецевмісного матеріалу, що утворює шар 12 вихідного матеріалу, вказане вугілля, можна використати і кокс. Оскільки з коксу вже видалені леткі компоненти, і він не утворює летких компонентів печі, він з меншою імовірністю, ніж вугілля, буде руйнуватися, але при цьому знизиться внесок, що робиться ним в додаткове спалювання. Таким чином, є перевага, яка полягає в тому, що можна зменшити втрати через розлітання. У доповнення або замість такого вуглецевмісного матеріалу, як кокс або вугілля, для створення шару 12 вихідного матеріалу можна використовувати вихідний матеріал у вигляді металовмісного агломерату. Якщо як вихідний матеріал для створення шару 12 вихідного матеріалу використовується вихідний матеріал у вигляді металовмісного агломерату, хоч в тій області, яка приходить в контакт з розплавленим залізом, відбувається відновлення і плавлення або довуглецювання і розчинення, важко забезпечити надходження тепла в області, віддалені від області, що контактує з розплавленим залізом, і вихідний матеріал у вигляді металовмісного агломерату залишається в твердому стані. Таким чином, шар 12 вихідного матеріалу після його створення протягом тривалого часу залишається у вигляді шару. Крім того, оскільки температура в шарі 12 вихідного матеріалу зменшується із збільшенням відстані від області, що контактує з розплавленим залізом, і зменшенням відстані до стінки печі, не виникає проблеми у вигляді пошкодження вогнетриву через утворення розплавленого FeO. У розглянутому вище варіанті реалізації даного винаходу описаний приклад, в якому отвір 7 для випуску металу і отвір 8 для випуску шлаку створені на різних бокових стінках, розташованих одна проти одної. Однак отвір 7 для випускання металу і отвір 8 для випускання шлаку можуть бути розташовані на одній боковій стінці, або отвір 8 для випускання шлаку може бути виключений, і може бути створений тільки отвір 7 для випускання металу, внаслідок чого розплавлене залізо і розплавлений шлак можна випускати через цей отвір 7. Далі з посиланням на креслення буде детально описаний інший варіант реалізації даного винаходу. 12 UA 107005 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 Фіг. 3А і 3В ілюструють загальну конструкцію пристрою для виробництва розплавленого металу, що відповідає одному з варіантів реалізації даного винаходу. Нерухома електрична піч, що стоїть вертикально (далі також звана просто "піччю"), що не нахиляється, в цьому варіанті являє собою дугову піч, що має загалом прямокутну форму в горизонтальному перетині. Канал 3 відхідного газу і жолоби 4 завантаження вихідного матеріалу прикріплені до склепіння печі (склепіння 1 в цьому варіанті). Електроди 5, що служать засобом електричного нагрівання (нагрівним засобом), вставлені в піч через склепіння 1. Жолоби 4 завантаження вихідного матеріалу встановлені на обох краях 2 печі, якщо дивитися в напрямку по ширині, а електроди 5 встановлені в центрі печі, якщо дивитися в напрямку по ширині. Пальники 6 додаткового спалювання встановлені в склепінні печі (склепінні 1 в цьому варіанті). і Дно 16 печі має похилу область 16 (похиле дно печі), яка загалом нахилена вниз, від обох країв 2 печі до центру печі, якщо дивитися в напрямку по ширині (тобто, до місця, де знаходяться електроди 5). У цьому варіанті реалізації даного винаходу буде описана піч, що має похиле дно 16' ступінчастої конструкції (в цьому варіанті - зигзагоподібна лінія, отримана шляхом з'єднання точок Р, Q, R і S). У переважному випадку, наприклад, в областях 16а ступінчастої конструкції, що підіймаються, утворені отвори 17 доступу. Як описано вище, дно 16 печі виконане таким чином, щоб воно мало похилу область 16 (похиле дно печі), яка загалом нахилена вниз, від країв печі до її центру (того місця, де знаходяться електроди 5, що слугують засобом електричного нагрівання), якщо дивитися в напрямку по ширині. У результаті можна зменшити відстань між похилим дном 16 печі і шаром 13 вихідного матеріалу у вигляді металовмісного агломерату. Відповідно, навіть якщо виникає зависання шару 13 вихідного матеріалу у вигляді металовмісного агломерату, хоча роботу печі з метою безпеки необхідно тимчасово припинити, зависання шару 13 вихідного матеріалу у вигляді металовмісного агломерату можна легким і надійним чином усунути наступним шляхом: відкривають отвори 17 доступу, створені в областях 16а ступінчастої конструкції, що підіймаються, через ці отвори вводять механічне пристосування, наприклад, що руйнують пристрої, і використовують їх для надання зовнішньої сили. Щоб максимально полегшити операцію усунення блокування шару 13 вихідного матеріалу у вигляді металовмісного агломерату, відстань між похилим дном 16печі і цим шаром 13 в переважному випадку знижують до мінімуму. Щоб досягнути цього, кут нахилу похилого дна 16 печі в переважному випадку роблять максимально близьким до кута нахилу поверхні шару 13 вихідного матеріалу у вигляді металовмісного агломерату. Оскільки кут нахилу поверхні шару 13 вихідного матеріалу у вигляді металовмісного агломерату знаходиться в діапазоні між кутом осипання і незмінним кутом природного укосу вихідного матеріалу В у вигляді металовмісного агломерату, то кут нахилу похилого дна 16 печі в переважному випадку знаходиться в наступному діапазоні: [кут осипання вихідного матеріалу В у вигляді металовмісного агломерату - 25° (більш переважно: кут осипання - 20°, ще більш переважно: кут осипання -15°)] або більше [незмінний кут природного укосу вихідного матеріалу В у вигляді металовмісного агломерату + 5° (більш переважно: незмінний кут природного укосу, ще більш переважно: кут осипання)] або менше. Кут нахилу похилого дна 16 печі задається як кут нахилу (0 на Фіг. 3А) лінії, що з'єднує в печі кромки (16b на Фіг. 3А) сходинок в ступінчастій конструкції. Генератор 18 удару, який механічно усуває зависання шару 13 вихідного матеріалу у вигляді металовмісного агломерату, в переважному випадку встановлюють всередині печі між похилим дном 16' печі і поверхнею шару 13 вихідного матеріалу у вигляді металовмісного агломерату. "Генератор удару" являє собою пристрій, який безперервно або періодично прикладає зовнішню силу до шару 13 вихідного матеріалу у вигляді металовмісного агломерату. Генератор 18 удару може бути утворений, наприклад, валом 18а, вісь обертання якого проходить в поздовжньому напрямку печі, і руйнівними елементами 18b, що виступають від поверхні вала 18а (генератор 18 удару може бути аналогічний шихтоживильнику, який встановлений в шахтній печі для процесу прямого відновлення Midrex і використовується, щоб не допустити зависання відновленого заліза). Зависанню шару 13 вихідного матеріалу у вигляді металовмісного агломерату можна запобігти за рахунок обертання вала 18а генератора 18 удару безперервно або періодично через рівні інтервали. Навіть якщо виникає зависання шару 13 вихідного матеріалу у вигляді металовмісного агломерату, спечений або сплавлений вихідний матеріал В у вигляді металовмісного агломерату можна зруйнувати з використанням руйнівних елементів 18b, що виступають від вала 18а; навіть якщо спечений або сплавлений матеріал не руйнується в достатній мірі, шар 13 вихідного матеріалу у вигляді металовмісного агломерату можна примусово переміщувати вниз (опускати), в напрямку нижніх частин 13 UA 107005 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 електродів 5 до того, як спечений або сплавлений матеріал укрупниться; відповідно, роботу можна виконувати без проблем протягом тривалого часу. Щоб ефективним чином реалізувати таку функцію у відповідь на виникнення зависання, генератор 18 удару, аналогічного шихтоживильнику, можна відповідним чином вибирати з генератора удару, який обертається навколо своєї осі тільки в одному напрямку (звичайному напрямку), в якому опускається шар 13 вихідного матеріалу у вигляді металовмісного агломерату, і генератора удару, який почергово обертається навколо своєї осі в напрямку (звичайному напрямку), в якому опускається шар 13 вихідного матеріалу у вигляді металовмісного агломерату, і в протилежному напрямку. Перший генератор удару призначений для виконання транспортування, в той час як другий генератор удару призначений для виконання руйнування. У переважному випадку між електродами 5 і пальниками 6 додаткового спалювання, між пальниками 6 додаткового спалювання і каналом 3 відхідного газу, а також між каналом 3 відхідного газу і жолобами 4 завантаження вихідного матеріалу в печі є розділювальні стінки 9, 10 і 11, які встановлені в підвішеному стані. Переважно забезпечити розділювальні стінки 9 між електродами 5 і пальниками 6 додаткового спалювання, щоб не допустити контакт відхідного газу, що має окиснювальні властивості, який виникає після додаткового спалювання, з електродами 5. Переважно забезпечити розділювальні стінки 10 між пальниками 6 додаткового спалювання і каналом 3 відхідного газу, щоб не допустити швидкого відходження відхідного газу, який виникає після додаткового спалювання, в канал З відхідного газу і забезпечити перенесення достатньої кількості теплоти випромінювання в шар 13 вихідного матеріалу у вигляді металовмісного агломерату. Переважно забезпечити розділювальні стінки 11 між каналом 3 відхідного газу і жолобами 4 завантаження вихідного матеріалу, щоб не допустити пошкодження жолобів 4 завантаження вихідного матеріалу через перегрівання гарячим відхідним газом. Всі або деякі з розділювальних стінок 9, 10 і 11 можуть бути встановлені з урахуванням всіх можливих чинників: ефекту від розділення, вартості монтажу, робіт по обслуговуванню і подібного. Канал 3 відхідного газу в переважному випадку встановлюють ближче до жолобів 4 завантаження вихідного матеріалу, ніж до електродів 5. Це робиться з метою запобігання переміщенню відхідного газу, що має окиснювальні властивості, який виникає після додаткового спалювання, в напрямку електродів 5 і, таким чином, запобігти пошкодженню цих електродів. У дна печі, в переважному випадку на її бокових стінках, якщо дивитися в поздовжньому напрямку печі, в місцях, де немає жолобів 4 завантаження вихідного матеріалу (тобто, в місцях, де в печі немає шарів 12 вихідного матеріалу), створені отвір 7 для випускання металу і отвір 8 для випускання шлаку. Це зроблене з метою полегшення операції відкривання отвору під час випускання розплавленого металу і шлаку. У напрямку технологічного процесу після каналу 3 відхідного газу можуть бути встановлені звичайні теплообмінники (не показані) для витягання істотної кількості тепла з гарячого відхідного газу, що випускається з печі, і ефективної утилізації витягнутої істотної кількості тепла як енергії для вироблення електрики для дуги, сушіння котунів В і подібного. Електроди 5 в переважному випадку належать до типу з трифазним змінним струмом, який відрізняється чудовими властивостями з точки зору теплового ккд і звичайно використовується в електродугових печах для виробництва сталі. Наприклад, в переважному випадку застосовується конструкція з шести електродів, яка складається з трьох пар, для кожної окремої фази, утворених трифазними електродами. Вершини електродів 5 в переважному випадку розташовані (занурені) в шарі 13 вихідного матеріалу у вигляді металовмісного агломерату або шарі 15 розплавленого шлаку при виконанні операції плавлення. У результаті плавлення можна прискорити за рахунок променистого нагрівання і омічного нагрівання від електричних дуг, і можна запобігти пошкодженню внутрішньої поверхні стінок печі, які не захищені шаром 12 вихідного матеріалу. Далі як приклад буде описана ситуація використання цієї нерухомої, дугової печі, що стоїть вертикально, яка не нахиляється для виробництва розплавленого заліза як розплавленого металу. У цьому прикладі як вихідний матеріал для створення шару вихідного матеріалу в печі використовуються змішані котуни з оксиду заліза з вуглецем, які також завантажують як вихідний матеріал у вигляді металовмісного агломерату на шар вихідного матеріалу. При виконанні способу виробництва розплавленого металу, конкретну кількість змішаних котунів А' з оксиду заліза з вуглецем завантажують, як вихідний матеріал для створення шару вихідного матеріалу, з жолобів 4 завантаження вихідного матеріалу, встановлених на обох 14 UA 107005 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 краях 2 печі, якщо дивитися в напрямку по ширині. Змішані котуни А' з оксиду заліза з вуглецем утворюють шар 12 вихідного матеріалу, що має похилу поверхню 12а, що йде вниз від обох країв 2 печі, якщо дивитися в напрямку по ширині, до нижніх кінців електродів 5. Якщо для створення шару 12 вихідного матеріалу замість вуглецевмісного матеріалу А використовується вихідний матеріал у вигляді металовмісного агломерату, такий як змішані котуни А з оксиду заліза з вуглецем, відновлення і плавлення або довуглецювання і розчинення відбувається в тій області, яка приходить в контакт з розплавленим залізом. Однак важко забезпечити надходження тепла в області, віддалені від області, що контактує з розплавленим залізом, і вихідний матеріал у вигляді металовмісного агломерату залишається в твердому стані. Таким чином, шар 12 вихідного матеріалу після його створення протягом тривалого часу залишається у вигляді шару. Крім того, оскільки температура в шарі 12 вихідного матеріалу зменшується із збільшенням відстані від області, що контактує з розплавленим залізом, і зменшенням відстані до стінки печі, не виникає проблеми у вигляді пошкодження вогнетриву через утворення розплавленого FeO. Потім з жолобів 4 завантаження вихідного матеріалу, встановлених на обох краях 2 печі, якщо дивитися в напрямку по ширині, безперервно або періодично завантажують змішані котуни В з оксиду заліза з вуглецем (далі також звані просто "котунами"), як агломерат з оксиду металу з вуглецевмісним матеріалом, що служить вихідним матеріалом у вигляді металовмісного агломерату, щоб створити шар 13 котунів як шар вихідного матеріалу у вигляді металовмісного агломерату на похилій поверхні 12а шару 12 вихідного матеріалу. Кількість вуглецевмісного матеріалу, що знаходиться в котунах В, може бути визначена на основі кількості вуглецю, теоретично необхідної для відновлення оксиду заліза до металевого заліза, і цільової концентрації вуглецю в розплавленому залізі. Котуни В у переважному випадку попередньо сушать, в результаті чого вони не руйнуються при завантаженні в піч. Як описано вище, положення електродів 5 по висоті в переважному випадку попередньо вибирають таким чином, щоб їх нижні кінці були навантажені в шар 13 котунів. При подальшій подачі електроенергії в електроди для забезпечення дугового нагрівання, котуни В, що знаходяться у нижнього краю шару 13 котунів, починають поступово відновлюватися, плавитися і перетворюватися в розплавлене залізо, що являє собою розплавлений метал, і розплавлений шлак через швидке нагрівання, тобто, утворювати шар 14 розплавленого заліза і шар 15 розплавленого шлаку на дні печі. У переважному випадку в котуни В попередньо додають джерело СаО або джерело MgO, наприклад, вапняк або доломіт, щоб відрегулювати основність (або тому подібне) шару 15 розплавленого шлаку. Котуни В поступово плавляться, починаючи від нижнього краю шару 13 котунів, як описано вище, і шар 13 котунів починає в печі поступово опускатися за рахунок сили тяжіння в напрямку нижніх кінців електродів 5 вздовж похилої поверхні шару вихідного матеріалу. У міру наближення котунів В у шарі 13 до електродів 5, ці котуни сильно нагріваються за рахунок променистого нагрівання і омічного нагрівання, що забезпечується електричними дугами на електродах 5, оксид заліза всередині котунів В попередньо відновлюється до твердого металевого заліза під впливом вуглецевмісного матеріалу, що знаходиться в цих котунах, і утворюється газ, що містить CO (горючий газ). Якщо використовується вуглецевмісний матеріал, наприклад вугілля, що має леткий компонент, цей леткий компонент, що випаровується з вуглецевмісного матеріалу при нагріванні, також додається до газу, що містить CO. Газ, що містить CO, згоряє (допалюється) в кисневмісному газі, наприклад, газоподібному кисні, що вдувається через пальники 6 додаткового спалювання, встановлені в склепінні 1 печі. Теплота випромінювання, що виникає при спалюванні (додатковому спалюванні), також нагріває шар 13 котунів. По мірі такого нагріву шару 13 котунів за рахунок теплоти випромінювання, оксид заліза в котунах попередньо відновлюється до твердого металевого заліза, і утворюється газ, що містить CO, як і в ситуації променистого нагрівання і омічного нагрівання, що забезпечується електричними дугами на електродах 5; таким чином, додаткове спалювання в ще більшій мірі прискорює променисте нагрівання. Як описано вище, котуни В, що завантажуються в піч з жолобів 4 завантаження вихідного матеріалу, по мірі опускання по похилій поверхні 12а шару 12 вихідного матеріалу піддаються попередньому відновленню в твердому стані за рахунок променистого нагрівання, зумовленого додатковим спалюванням (далі також званого "теплотою від додаткового спалювання"), із збільшенням ступеня металізації, після чого вони плавляться під дією дугового нагрівання і омічного нагрівання поблизу від нижніх кінців електродів 5 і перетворюються в розплавлене залізо і розплавлений шлак. 15 UA 107005 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 Відповідно, концентрація оксиду заліза в розплавленому шлаку, що виникає поблизу від нижніх кінців електродів 5, істотно знижується, і можна запобігти зношуванню електродів 5. Вуглецевмісний матеріал, що залишається в котунах В, розчиняється в розплавленому залізі, що відділилося від розплавленого шлаку, що приводить до отримання розплавленого заліза, що має цільову концентрацію вуглецю. Отримані таким чином розплавлене залізо і розплавлений шлак можна періодично вивантажувати з отвору 7 для випускання металу і отвору 8 для випускання шлаку, розташованого на дні печі, таким же чином, що і при випусканні, наприклад, з доменних печей. У розглянутому вище варіанті реалізації даного винаходу описаний приклад, в якому похиле дно 16' печі виконане таким чином, щоб воно мало ступінчасту конструкцію. Однак даний винахід цим прикладом не обмежується. Похиле дно 16' печі може бути виконане таким чином, щоб отримати конструкцію у вигляді нахиленої поверхні. У розглянутому вище варіанті реалізації даного винаходу описаний приклад, в якому кожний з генераторів 18 удару, аналогічних шихтоживильникам, встановлений таким, що проходить в поздовжньому напрямку печі. Однак генератори 18 удару, аналогічні шихтоживильникам, мають конструктивне обмеження по довжині валу 18а, оскільки може відбуватися їх деформування через власну вагу або навантаження з боку матеріалів, що завантажуються. Відповідно, довжина печі обмежена довжиною валу 18а генераторів 18 удару, тобто, не можна збільшити довжину печі в її поздовжньому напрямку. Щоб усунути цю проблему, в переважному випадку застосовують наступну конфігурацію. Як зображено на Фіг. 4А і 4В, похиле дно 16 виконане таким чином, щоб воно мало область 19 нахиленої поверхні і ступінчасту область 20, які почергово створені в печі в поздовжньому напрямку (щоб цю конфігурацію було легше зрозуміти, область 19 нахиленої поверхні на Фіг. 4А зображена прозорою). Генератори 18 удару (два генератори 18 удару в цьому прикладі), аналогічні шихтоживильникам, встановлені в печі послідовно, між похилим дном 16 печі і поверхнею шару 13 вихідного матеріалу у вигляді металовмісного агломерату, таким чином, щоб осі обертання цих генераторів проходили в поздовжньому напрямку печі. Як описано вище, генератори 18 удару утворені валом 18а, вісь обертання якого проходить в поздовжньому напрямку печі, і руйнівними елементами 18b, що виступають від поверхні валу 18а (на Фіг. 4А руйнівні елементи 18b не показані). Підшипники 21, що використовуються як опора для щонайменше одного кінця (тільки одного кінця в цьому прикладі) кожного валу 18а генераторів 18 удару розташовані всередині печі, нижче за область 19 нахиленої поверхні, що входить до складу похилого дна 16' (в цьому прикладі, як зображено на Фіг. 4В, підшипники 21', що служать як опора для іншого кінця кожного вала 18а, встановлені зовні печі, за боковими стінками). Області валів 18а, від яких в генераторах 18 удару виступають руйнівні елементи 18b, розташовані всередині печі вище ступінчастих областей 20 похилого дна 16 печі. Коли застосовується розглянута вище конфігурація, в поздовжньому напрямку печі можна встановити будь-яку кількість генераторів 18 удару, аналогічних шихтоживильникам, які сполучені послідовно. Відповідно, при тому, що ефективним чином усувається (або не допускається) зависання шару 13 вихідного матеріалу у вигляді металовмісного агломерату, можна легко збільшити довжину печі в поздовжньому напрямку. У розглянутому вище варіанті реалізації даного винаходу як приклад генераторів 18 удару описаний пристрій (утворене валом 18а і руйнівними елементами 18b, що виступає від поверхні вала 18а), який прикладає зовнішню силу до шару 13 вихідного матеріалу у вигляді металовмісного агломерату за рахунок обертання навколо осі і яке аналогічно шихтоживильнику. Однак генератори 18 удару не обмежуються даним пристроєм, і може бути використаний будь-який пристрій, який безперервно або періодично прикладає зовнішню силу до шару 13 вихідного матеріалу у вигляді металовмісного агломерату. Наприклад, як інший пристрій, який прикладає зовнішню силу за рахунок обертання навколо осі, може бути використаний шнековий пристрій. Як альтернатива, може бути використано штовхаючий пристрій як пристрій, який прикладає зовнішню силу за рахунок поворотно-поступального переміщення циліндра або тому подібного. Як інша альтернатива, може бути використаний пристрій, який прикладає зовнішню силу за рахунок тиску газу, наприклад, пристрій, що безпосередньо подає газ в піч, або пристрій, який під дією тиску газу деформує діафрагму. Що стосується розміщення жолобів 4 завантаження вихідного матеріалу і електродів 5 в розглянутому вище варіанті реалізації даного винаходу, то описаний приклад, в якому жолоби 4 завантаження вихідного матеріалу встановлені на обох краях 2 печі, якщо дивитися в напрямку по ширині, а електроди 5 встановлені в центрі склепіння 1 печі, якщо дивитися в напрямку по ширині; як альтернатива, можна застосувати модифікацію, в якій жолоби 4 завантаження вихідного матеріалу встановлені на одному краю 2 печі, якщо дивитися в напрямку по ширині, а 16 UA 107005 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 електроди 5 встановлені на іншому краю 2 печі, якщо дивитися в напрямку по ширині. Коли застосовується дана модифікація, нахил шару 12 вихідного матеріалу, який створений в печі, забезпечений тільки з одного боку. Це є недоліком з точки зору захисту вогнетриву в порівнянні з розглянутим вище варіантом; однак тут також є переваги, що полягають в тому, що можна зменшити ширину печі і, таким чином, зробити виробничу установку більш компактною. У розглянутому вище варіанті реалізації даного винаходу як приклад установки електродів 5 в центрі печі, якщо дивитися в напрямку по ширині, описаний приклад, коли електроди 5 встановлені на центральній лінії, якщо дивитися в напрямку по ширині. Однак електроди 5 не обов'язково встановлювати точно на центральній лінії печі, якщо дивитися в напрямку по ширині, і вони можуть бути встановлені відносно цієї центральної лінії в положеннях ближче до країв печі, якщо дивитися в напрямку по ширині. У розглянутому вище варіанті реалізації даного винаходу описаний приклад, в якому канал 3 відхідного газу і жолоби 4 завантаження вихідного матеріалу прикріплені до склепіння 1 печі. Однак розміщення цим не обмежується, і канал 3 відхідного газу і/або жолоби 4 завантаження вихідного матеріалу можуть бути прикріплені до верхніх областей бокових стінок печі. У випадку, якщо жолоби 4 завантаження вихідного матеріалу прикріплені до верхніх областей бокових стінок печі, ці жолоби автоматично встановлюють по краях печі, якщо дивитися в напрямку по ширині. У розглянутому вище варіанті реалізації даного винаходу описаний приклад, в якому нерухома дугова піч, що стоїть вертикально, що не нахиляється, має загалом прямокутну форму в горизонтальному перетині, але форма печі цим не обмежується. Наприклад, можна використати піч, що має круглу або загалом еліптичну форму в перетині. У такому випадку для забезпечення трифазного живлення замість 3 пар однофазних електродів можуть застосовуватися три електроди. Однак, якщо використовується піч, що має загалом прямокутний переріз, є перевага, що полягає в тому, що масштаб печі можна легко збільшити шляхом розширення печі в поздовжньому напрямку (напрямку, перпендикулярному її ширині), не змінюючи її ширину. Хоч як приклад агломерату В з оксиду металу з вуглецевмісним матеріалом в розглянутому вище варіанті реалізації даного винаходу використовуються котуни, можна застосовувати і брикети. Оскільки брикети забезпечують більший кут природного укосу, ніж сферичні котуни, висоту печі необхідно збільшити, щоб зберегти незмінним час знаходження на похилій поверхні 12а шару 12 вихідного матеріалу в порівнянні з випадком використання котунів, але є перевага, що полягає в тому, що можна зменшити ширину печі. У розглянутому вище варіанті реалізації даного винаходу описаний приклад, в якому як вихідний матеріал у вигляді металовмісного агломерату використовується тільки агломерат з оксиду металу з вуглецевмісним матеріалом (змішані котуни з оксиду заліза з вуглецем). Як альтернатива, замість агломерату з оксиду металу з вуглецевмісним матеріалом (котунів з оксиду заліза з домішеним вуглецем і брикетів з оксиду заліза з домішеним вуглецем), вихідний матеріал у вигляді металовмісного агломерату може являти собою металевий лом (залізний лом), відновлений метал (відновлене залізо (DRI - залізо прямого відновлення або НВІ гарячобрикетоване залізо)), агломеровану руду з оксиду металу (агломерований залізняк), агломерат з хлориду металу з вуглецевмісним матеріалом, який містить хлорид металу, або рудний агломерат, що містить оксид металу (прожарені котуни з оксиду заліза, котуни з оксиду заліза, отримані шляхом зв'язування в холодному стані, або спечену руду з оксиду заліза). Як інша альтернатива, вихідний матеріал у вигляді металовмісного агломерату може являти собою одне або більше з групи, що складається з: агломерату з оксиду металу з вуглецевмісним матеріалом, металевого лома, відновленого металу, агломерованої руди з оксиду металу, агломерату з хлориду металу з вуглецевмісним матеріалом і рудного агломерату, що містить оксид металу. У розглянутому вище варіанті реалізації даного винаходу описаний приклад, в якому в агломераті В з оксиду металу з вуглецевмісним матеріалом міститься тільки залізо, тобто, нелеткий хімічний елемент - метал. Як альтернатива, в доповнення до нелеткого хімічного елемента - металу можуть міститися і леткі хімічні елементи - метали, наприклад, Zn, Pb і т.п. Іншими словами, як вихідний матеріал з оксиду металу в агломераті В з оксиду металу з вуглецевмісним матеріалом можна використати пил зі сталеливарних заводів, що містить леткі хімічні елементи - метали. Леткі хімічні елементи - метали випаровуються з агломерату В з оксиду металу з вуглецевмісним матеріалом під час нагрівання в печі. Згідно зі способом, що пропонується даним винаходом, температура у верхній частині печі може підтримуватися досить високою за рахунок теплоти спалювання, що створюється з використанням пальників 6 додаткового спалювання. Таким чином, можна гарантовано не допустити повторної конденсації 17 UA 107005 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 летких хімічних елементів - металів, що випарувалися у верхній частині печі, і можна ефективним чином витягувати ці леткі хімічні елементи - метали з відхідного газу, що випускається з печі. У цій специфікації термін "леткий хімічний елемент – метал" стосується хімічного елемента металу, що знаходиться в елементарній формі або в формі сполуки, такої як сіль, і що має температуру плавлення 1100 °C або меншу при тиску 1 атм. Приклади металу в елементарній формі включають цинк і свинець. Приклади сполуки леткого хімічного елемента - металу включають хлорид натрію і хлорид калію. У електричній печі (наприклад, дуговій печі або печі з навантаженою дугою) леткі метали в сполуках відновлюються до чистих металів, і частина або весь леткий метал присутні в печі в газоподібному стані. Хлориди летких хімічних елементів металів нагрівають в електричній печі, і частина або весь хлорид присутні в печі в газоподібному стані. На противагу цьому, термін "нелеткий хімічний елемент - метал" стосується хімічного елемента - металу, що знаходиться в елементарній формі або в формі сполуки, такої як оксид, і що має температуру плавлення більшу ніж 1100 °C при 1 атм. Приклади металу в елементарній формі включають залізо, нікель, кобальт, хром і титан. Приклади оксидів нелетких металів включають CaO, SiO 2 і Аl2О3. Якщо як електрична піч використовується дугова піч або піч з навантаженою дугою, сполуки нелетких хімічних елементів - металів можуть знаходитися в печі в газоподібному стані поблизу від дуг (область з температурою дуги), переходячи в форму відновленого хімічно чистого металу або невідновленої сполуки через нагрівання або проходження реакцій відновлення в печі, але в області, віддаленій від дуг, вони знаходяться в рідкому або твердому стані. Хоч в розглянутому варіанті реалізації даного винаходу як приклад хімічного елемента металу, що утворює агломерат В з оксиду металу з вуглецевмісним матеріалом (як вихідний матеріал у вигляді металовмісного агломерату) і шар 14 розплавленого металу, використовується тільки залізо (Fe), в доповнення до Fe можуть міститися кольорові метали, такі як Ni, Mn, Сr і подібне. У розглянутому вище варіанті реалізації даного винаходу як приклад способу регулювання основності розплавленого шлаку описане попереднє додавання джерела СаО або джерела MgO в агломерат В з оксиду металу з вуглецевмісним матеріалом. Замість або в доповнення до такого способу, можна завантажувати вапняк або доломіт з жолобів 4 завантаження вихідного матеріалу разом з агломератом В з оксиду металу з вуглецевмісним матеріалом, або вапняк або доломіт можна завантажувати з жолобів, які незалежні від жолобів 4 завантаження вихідного матеріалу, призначених для агломерату В з оксиду металу з вуглецевмісним матеріалом. Хоча в розглянутому вище варіанті реалізації даного винаходу як приклад вихідного матеріалу, що утворює шар 12 вихідного матеріалу, вказані змішані котуни з оксиду заліза з вуглецем, можна використовувати і інший вихідний матеріал у вигляді металовмісного агломерату, або два або більше таких вихідних матеріалів в комбінації. У доповнення або замість вихідного матеріалу у вигляді металовмісного агломерату для створення шару 12 вихідного матеріалу можна використати вуглецевмісний матеріал, наприклад, вугілля або кокс. Якщо як вихідний матеріал для створення шару 12 вихідного матеріалу використовується вуглецевмісний матеріал, діапазон розмірів вуглецевмісного матеріалу переважно вибирають відповідно до розміру котунів В з оксиду заліза з домішеним вуглецем, щоб ці котуни не проникали в пустоти в шарі 12 вихідного матеріалу. У розглянутому вище варіанті реалізації даного винаходу описаний приклад, в якому отвір 7 для випускання металу і отвір 8 для випускання шлаку створені на різних бокових стінках, розташованих одна проти одної. Однак отвір 7 для випускання металу і отвір 8 для випускання шлаку можуть бути розташовані на одній боковій стінці, або отвір 8 для випускання шлаку може бути виключений, і може бути створений тільки отвір 7 для випускання металу, внаслідок чого розплавлене залізо і розплавлений шлак можна випускати через цей отвір 7. Хоч даний винахід детально описаний з посиланням на конкретні варіанти його реалізації, фахівцеві в даній галузі техніки буде очевидно, що можливі різні зміни і модифікації, що не виходять за межі суті і об'єму цього винаходу. Предмет даного винаходу пов'язаний із заявками на японський патент №№ 2009-234362 і 2009-234363, зареєстрованими в Японському патентному відомстві 8 жовтня 2009, повний зміст яких цим посиланням включений в текст даного опису. Посилальні позначення 1 - Склепіння печі 1 - Похиле склепіння 1а - Область, що підіймається 18 UA 107005 C2 5 10 15 20 25 30 1b - Кромка 1с - Сходинка 1d - Поверхня, нахилена вниз 2 - Край печі, якщо дивитися в напрямку по ширині 3 - Канал відхідного газу 4 - Жолоб завантаження вихідного матеріалу 5 - Електрод 6 - Пальник додаткового спалювання 7 - Отвір для випускання металу 8 - Отвір для випускання шлаку 9, 10, 11 - Розділювальна стінка 12 - Шар вихідного матеріалу 12а - Похила поверхня 13 - Шар вихідного матеріалу у вигляді металовмісного агломерату (шар котунів) 14 - Шар розплавленого металу (шар розплавленого заліза) 15 - Шар розплавленого шлаку 16 - Дно печі 16 - Похиле дно печі 16а - Область, що підіймається 17 - Отвір доступу 18 - Генератор удару 18а-Вал 18b - Руйнівний елемент 19 - Область нахиленої поверхні 20 - Ступінчаста область 21, 21 - Підшипник А - Вуглецевмісний матеріал (вугілля) A - Вихідний матеріал для створення шару вихідного матеріалу (змішані котуни з оксиду заліза з вуглецем) В - Вихідний матеріал у вигляді металовмісного агломерату (агломерат з оксиду металу з вуглецевмісним матеріалом, змішані котуни з оксиду заліза з вуглецем) В - Кисневмісний газ (кисень) ФОРМУЛА ВИНАХОДУ 35 40 45 50 55 1. Спосіб виробництва розплавленого металу за допомогою нерухомої електричної печі, що не нахиляється, яка включає засіб електричного нагрівання, причому канал відхідного газу і жолоб завантаження вихідного матеріалу прикріплені до склепіння печі, жолоб завантаження вихідного матеріалу встановлений на одному краю печі, якщо дивитися в напрямку по ширині, а засіб електричного нагрівання встановлений таким чином, щоб область електричного нагрівання, яка нагрівається з використанням цього засобу, була розташована на іншому краю печі, якщо дивитися в напрямку по ширині, пальник додаткового спалення встановлений в склепінні печі, при цьому спосіб включає: створення шару вихідного матеріалу за допомогою завантаження конкретної кількості вуглецевмісного матеріалу і/або вихідного матеріалу у вигляді металовмісного агломерату в піч з жолоба завантаження вихідного матеріалу, при цьому шар вихідного матеріалу має похилу поверхню, що йде вниз, до області електричного нагрівання від згаданого одного краю печі, якщо дивитися в напрямку по ширині, подальше створення шару вихідного матеріалу у вигляді металовмісного агломерату на похилій поверхні шару вихідного матеріалу за рахунок безперервного або періодичного завантаження вихідного матеріалу у вигляді металовмісного агломерату в піч з жолоба завантаження вихідного матеріалу, і подальше створення в печі шару розплавленого металу і шару розплавленого шлаку за рахунок поступового плавлення вихідного матеріалу у вигляді металовмісного агломерату біля нижнього краю шару вихідного матеріалу у вигляді металовмісного агломерату за допомогою електричного нагрівання з використанням засобу електричного нагрівання, при забезпеченні опускання шару вихідного матеріалу у вигляді металовмісного агломерату вздовж похилої поверхні шару вихідного матеріалу, і одночасного термічного відновлення шару вихідного матеріалу у вигляді металовмісного агломерату за рахунок теплоти випромінювання від додаткового спалення при вдуванні з пальника додаткового спалення кисневмісного газу в 19 UA 107005 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 простір печі вище шару вихідного матеріалу у вигляді металовмісного агломерату для спалення газу, що містить CO, який виникає в цьому шарі. 2. Спосіб за п. 1, який відрізняється тим, що вихідний матеріал у вигляді металовмісного агломерату додатково містить леткі хімічні елементи - метали, причому згадані леткі хімічні елементи відділяють і видаляють з відхідного газу, який випускається через канал відхідного газу. 3. Спосіб за п. 1 або п. 2, який відрізняється тим, що засіб електричного нагрівання являє собою електрод, введений через верх печі, причому нижня частина електрода нагрівається за допомогою дугового нагрівання при подачі струму. 4. Спосіб за п. 3, який відрізняється тим, нижня частина електрода занурена в шар вихідного матеріалу у вигляді металовмісного агломерату або в шар розплавленого шлаку для забезпечення дугового плавлення. 5. Спосіб за п. 3 або 4, який відрізняється тим, що біля склепіння печі відстань між каналом вихідного газу і жолобом завантаження вихідного матеріалу менша, ніж відстань між каналом вихідного газу і електродом. 6. Спосіб за будь-яким з пп. 2-5, який відрізняється тим, що піч додатково містить розділювальну стінку, розташовану в підвішеному стані в печі між каналом відхідного газу і жолобом завантаження вихідного матеріалу. 7. Спосіб за будь-яким з пп. 3-5, який відрізняється тим, що піч додатково містить розділювальну стінку, розташовану в підвішеному стані в печі між електродом і пальником додаткового спалення. 8. Спосіб за будь-яким з пп. 2, 5 або 6, який відрізняється тим, що піч додатково містить розділювальну стінку, розташовану в підвішеному стані в печі між пальником додаткового спалення і каналом відхідного газу. 9. Спосіб виробництва розплавленого металу за допомогою нерухомої електричної печі, що не нахиляється, яка включає засіб електричного нагрівання, при цьому канал відхідного газу і жолоби завантаження вихідного матеріалу прикріплені до склепіння печі, жолоби завантаження вихідного матеріалу встановлені на обох краях печі, якщо дивитися в напрямку по ширині, засіб електричного нагрівання встановлений таким чином, щоб область електричного нагрівання, яка нагрівається з використанням цього засобу, була розташована в центрі печі, якщо дивитися в напрямку по ширині, при цьому пальник додаткового спалення встановлений в склепінні печі, при цьому спосіб включає: створення шару вихідного матеріалу за рахунок завантаження конкретної кількості вуглецевмісного матеріалу і/або вихідного матеріалу у вигляді металовмісного агломерату в піч з жолобів завантаження вихідного матеріалу, при цьому шар вихідного матеріалу має похилі поверхні, що йдуть вниз, до області електричного нагрівання від обох країв печі, якщо дивитися в напрямку по ширині, подальше створення шару вихідного матеріалу у вигляді металовмісного агломерату на похилих поверхнях шару вихідного матеріалу за рахунок безперервного або періодичного завантаження вихідного матеріалу у вигляді металовмісного агломерату в піч з жолобів завантаження вихідного матеріалу, і подальше створення в печі шару розплавленого металу і шару розплавленого шлаку за рахунок поступового плавлення вихідного матеріалу у вигляді металовмісного агломерату біля нижнього краю шару вихідного матеріалу у вигляді металовмісного агломерату за допомогою електричного нагрівання з використанням засобу електричного нагрівання, при забезпеченні опускання шару вихідного матеріалу у вигляді металовмісного агломерату вздовж похилих поверхонь шару вихідного матеріалу, і одночасного нагрівання шару вихідного матеріалу у вигляді металовмісного агломерату за рахунок теплоти випромінювання від додаткового спалення при вдуванні з пальника додаткового спалення кисневмісного газу в простір печі вище шару вихідного матеріалу у вигляді металовмісного агломерату для спалення газу, що містить CO, який виникає в цьому шарі. 10. Спосіб за п. 9, який відрізняється тим, що вихідний матеріал у вигляді металовмісного агломерату додатково містить леткі хімічні елементи - метали, причому згадані леткі хімічні елементи відділяють і видаляють з відхідного газу, який випускається через канал відхідного газу. 11. Спосіб за будь-яким з пп. 9 або 10, який відрізняється тим, що засіб електричного нагрівання являє собою електрод, введений через верх печі, причому нижня частина електрода нагрівається за допомогою дугового нагрівання при подачі струму. 20 UA 107005 C2 5 10 15 12. Спосіб за п. 11, який відрізняється тим, що нижня частина електрода занурена в шар вихідного металовмісного агломерату або шар розплавленого шлаку для забезпечення дугового плавлення. 13. Спосіб за п. 11 або 12, який відрізняється тим, що біля склепіння печі відстань між каналом відхідного газу і жолобом завантаження вихідного матеріалу менша, ніж відстань між каналом відхідного газу і електродом. 14. Спосіб за будь-яким з пп. 10-13, який відрізняється тим, що піч додатково містить розділювальну стінку, розташовану в підвішеному стані в печі між каналом відхідного газу і жолобом завантаження вихідного матеріалу. 15. Спосіб за будь-яким з пп. 11-13, який відрізняється тим, що піч додатково містить розділювальну стінку, розташовану в підвішеному стані в печі між електродом і пальником додаткового спалення. 16. Спосіб за будь-яким з пп. 10, 13 або 14, який відрізняється тим, що піч додатково містить розділювальну стінку, розташовану в підвішеному стані в печі між пальником додаткового спалення і каналом відхідного газу. 21 UA 107005 C2 22 UA 107005 C2 23 UA 107005 C2 24 UA 107005 C2 25 UA 107005 C2 Комп’ютерна верстка М. Шамоніна Державна служба інтелектуальної власності України, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 26
ДивитисяДодаткова інформація
Автори англійськоюTetsumoto Masahiko
Автори російськоюТецумото Масахико
МПК / Мітки
МПК: F27D 11/00, F27D 7/00, C22B 5/10, F27B 3/08, C21B 13/12
Мітки: електричної, нерухомої, варіанти, розплавленого, печі, виробництва, металу, спосіб, допомогою, нахиляється
Код посилання
<a href="https://ua.patents.su/28-107005-sposib-virobnictva-rozplavlenogo-metalu-za-dopomogoyu-nerukhomo-elektrichno-pechi-shho-ne-nakhilyaehtsya-varianti.html" target="_blank" rel="follow" title="База патентів України">Спосіб виробництва розплавленого металу за допомогою нерухомої електричної печі, що не нахиляється (варіанти)</a>
Попередній патент: Ливарні суміші, що містять органічну сіль, та їх застосування
Наступний патент: Вітростійкий обігрівач