Спосіб одержання рідкого чавуну з кускової залізної руди

1. Способ получения жидкого чугуна из кусковой железной руды, в соответствии с которым железную руду подают в реактор прямого восстановления, восстанавливают ее высокотемпературными газами в губчатое железо и расплавляют в среде углерода и кислородосодержащего газа, которую предварительно создают, охладив до температуры восстановления, в восстановительной зоне агрегата, отличающийся тем, что значительную часть углерода и восстановительного газа получают из смеси синтетических материалов и нефтяного кокса и/или кокса, причем восстановительные газы по меньшей мере частично получают крекингом синтетических материалов и термической газификацией кокса. 2. Способ по п 1, отличающийся тем, что углерод получают частично из угля, а до 60% -из смеси синтетического материала и/или нефтяного кокса или кокса. 3. Способ по п.1, отличающийся тем, что в каИзобретение относится к способу прямого получения частиц губчатого железа и жидкого чугуна из кусковой железной руды и может быть применено в металлургической промышленности. Известно, что при промышленной переработке нефти в больших количества х получается нефтяной кокс, дальнейшее использование которого затруднено из-за высокого содержания серы и связано со значительными затратами. Аналогично высоких затрат требует и утилизация смеси синтетических материалов, получаемой при переработке отходов. Согласно законодательным положениям они должны быть подготовлены для повторного использования. Однако имеющейся производственной мощности не достато чно для перерабо тки эти х отходо в, поэтому честве компонентов восстановительного газа используют полученные из синтетического материала СО и Нг, а из нефтяного кокса или кокса -СО, количества которых являются регулируемыми параметрами. 4 Способ по пп.1 - 3, отличающийся тем, что количественное содержание синтетического материала и/или нефтяного кокса выбирают в зависимости от качества угля и содержания серы в нефтяном коксе и угле 5. Способ по пп. 1 -4 , отличающийся тем, что со отношение между синтетическим материалом и нефтяным коксом в смеси подбирают в зависимо сти от содержания серы в нефтяном коксе и лету чих составляющи х в угле. 6. Способ по пп. 1 -5 , отличающийся тем, что ко личественное содержание син тети ческого мате риала в сме си выбирают в за ви симости о т экс плуатационных возможностей восстановительного агрегата. 7. Способ по пп. 1 и 5 , отл ича ющийся тем, что долю не фтяного кокса в смеси выбирают в зави симости от содержания в нем серы. 8. Способ по п.1, отличающийся тем, что к вер х ней части газового реактора подводят газ, содер жащий кислород, двуокись углерода и водяной пар в количестве , достаточном, чтобы предот вратить образование сажи при разложении син тетического материала. см О СО см для их избытка, образующегося в большом количестве, приходится организовывать промежуточное складирование. Таким образом, утилизация отходов синтетических материалов связана с постоянно возрастающими издержками. Известен способ получения чугуна прямым восстановлением, [1], принятый в качестве прототипа, в соответствии с которым железную руду подают в реактор прямого восстановления, восстанавливают ее высокотемпературными восстановительными газами в губчатое железо и расплавляют в восстановительной среде углерода и кислородосодержащего газа, которую предварительно создают в восстановительной зоне агрегата, о хладив до температуры, необходимой для восстановления. о 27811 Недостатком описанного способа, по сравнению с предлагаемым решением, является недостаточная экономичность, обусловленная применением угля в качестве энергоносителя. В описании этого известного способа, впрочем, ничего не говорится о качестве угля, который следует применять как энергоноситель. Тем не менее, изменяя и развивая указанный способ, можно исходить из того, что, если в качестве энергоносителя применяется уголь, то способ окажется эффективным при использовании в ограниченном количестве и углеродосодержащих промышленных отходов, таких как синтетические материалы, т.е. при замене этими отходами части угля. Однако в этом случае возникают определенные трудности. Например, доля вводимого нефтяного кокса ограничена из-за высокого содержания в нем серы, а синтетических материалов - из-за слишком большого содержания летучи х компонентов. При температуре более 1000° С горючие компоненты органических синтетических материалов почти полностью пиролитически разлагаются в реакторе на СО и Нг, т.е. образуется почти исключительно восстановительный газ без кокса или обезгаженных углеродосодержащих продуктов. Поскольку для расплавления губчатого железа крайне необхо димо наличие неподвижного слоя из обезгаженного угля, здесь также называемого коксом, то его приходится создавать из соответствующих углеродосодержащих добавок, т.е. нефтяного кокса, кокса или обезга-женного угля. С другой стороны, высокое содержание серы в нефтяном коксе требует введения увеличенного количества известняка и/или доломита. Так как эти наполнители, в свою очередь, создают проблемы с температурой в восстановительном реакторе и приводят к слишком большому шлакообразованию, то количество нефтяного кокса должно быть крайне ограниченным. В основу изобретения поставлена задача в способе получения жидкого чугуна из кусковой железной руды путем использования в шихте смеси синтетических материалов и нефтяного кокса обеспечить снижение затрат и утилизацию углеродосодержащих промышленных отходов переработки нефти и синтетических материалов. Поставленная задача решается в способе получения жидкого чугуна из кусковой железной руды, в соответствии с которым железную РУДУ подают в реактор прямого восстановления, восстанавливают ее высокотемпературными газами в губчатое железо и расплавляют в среде углерода и кислородосодержащего газа, которую предварительно создают, охладив до температуры восстановления, в во сстанови тельной зоне агрегата, тем, что значительную часть углерода и восстановительного газа получают из смеси синтетических материалов и нефтяного кокса и/или кокса, причем восстановительные газы по меньшей мере частично получают крекингом синтетических материалов и термической газификацией кокса. При этом, углерод получают частично из угля, а до 60% -из смеси синтетического материала и/или нефтяного кокса или кокса. В качестве компонентов восстановительного газа используют полученные из синтетического материала СО и Нг, а из нефтяного кокса или кок са - СО, количества которых являются регулируемыми параметрами. При этом количественное содержание синтетического материала и/или нефтяного кокса выбирают в зависимости от качества угля и содержания серы в нефтяном коксе и угле, а соотношение между синтетическим материалом и нефтяным коксом в смеси подбирают в зависимости от содержания серы в нефтяном коксе и летучи х составляющи х в угле. При выборе количественного содержания синтетического материала в смеси руководствуются эксплуатационными возможностями восстановительного агрегата. Долю нефтяного кокса в смеси выбирают в зависимости от содержания в нем серы. Кроме того, к верхней части газового реактора подводят газ, содержащий кислород, двуокись углерода и водяной пар в количестве, достаточном, чтобы предотвратить образование сажи при разложении синтетического материала. Причинно-следственная связь между признаками изобретения и достигаемым техническим результатом заключается в том, что замена части угля, необходимого для производства чугуна, более экономичными энергоносителями из отходов значительно удешевляет процесс и, кроме того, решает существующую проблему утилизации указанных компонентов. При использовании смеси нефтяного кокса и органических синтетических материалов значительно большая часть угля может быть заменена экономичными энергоносителями из отходов, чем при загрузке синтетических материалов или нефтяного кокса по отдельности. Синтетические материалы не содержат серы и дают очень мало золы, в то время как нефтяной кокс имеет высокое содержание серы, но относительно мало летучих составляющих. Согласно данному изобретению, в зависимости от содержания серы в нефтяном коксе соотношение между двумя указанными компонентами подбирают таким образом, чтобы свойства смеси синтетические материалы - нефтяной кокс относительно летучих составляющи х были аналогичны углю с высоким содержанием летучих веществ. Одновременно смесь подбирают таким образом, чтобы восстановительные газы по меньшей мере частично можно было получать за счет крекинга синтетического материала, а также неполного окисления кокса, и чтобы синтетический материал выделял СО и Нг, а обезгаженный уголь СО. Из-за высокого содержания твердых частиц и низкого содержания летучи х составляющих нефтяной кокс оказывается избыточным при формировании коксового слоя в плавильном газовом реакторе. Поэтом у не фтяной кокс как составная часть коксового слоя и синтети ческий материал как источник СО и Иг очень хорошо дополняют друг др уга и взаимно повышают возможную, т.е. технически обоснованную долю своего содержания в смеси с углем. При несколько более низком содержании серы в нефтяном коксе 50 - 60% угля можно заменить этой смесью, т.е. специальной двухкомпонентной системой, состоящей из отходов, что позволяет значительно снизить производственные затраты 27811 на получение чугуна указанным здесь способом прямого восстановления. Загрузка угля с низким содержанием летучи х составляющих и серы, а также хорошим сохранением грануляции при высоких температурах дает возможность еще больше увеличить долю синтетических материалов и нефтекокса в смеси. В качестве фактора, лимитирующего долю синтетических материалов в смеси с углем, следует рассматривать сам восстановительный реактор, точнее количество газа, вырабатываемое в плавильном газовом реакторе. В описанном здесь способе восстановительный реактор с его высокотемпературным промежуточным продуктом, состоящим из губчатого железа, обожженного доломита и известняка, одновременно является и реактором десуль фурации. Поскольку восстановительный реактор можно передувать только до определенной границы, при очень высоком содержании синтетических материалов необходимо предусмотреть дополнительный десульфурационный реактор для высокотемпературного пылесодержащего избыточного газа. При непропорционально большой доле нефтяного кокса с высоким содержанием серы требуются очень большие количества наполнителей. Следствием этого является слишком высокое шлакообразование и потребление тепла на кальцинирование наполнителей а, соответственно, и слишком низкие температуры в восстановительном агрегате. ДП "Український інститут промислової власності" (Укрпатент) Бульв. Лесі Українки, 26, Київ, 01133, Україна (044) 254-42-30, 295-61-97 Підписано до друку /Л.ОЧ 2001 р. Формат 60x84 1/8. Обся г /? ri f о бл.-вид.арк. Тираж 50 прим. УкрІНТЕІ Вул. Горького, 180, Київ, 03680 МСП, Україна (044) 268-25-22