Спосіб одержання розплаву заліза

1 Способ получения расплава железа, по которому железную руду восстанавливают в губчатое железо в зоне прямого восстановления металла, губчатое железо плавят в плавильной газифицирующей зоне при подаче углеродсодержащего материала с образованием восстановительного газа и шлака, восстановительный газ вводят в зону прямого восстановления металла, откуда после реакции его выводят как доменный газ, при этом восстановительный и/или доменный газ подвергают мокрой очистке, а шламы, отделенные при очистке, смешивают со связующим и угольной пылью и затем подвергают агломерации, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что ыламы, отделенные Изобретение относится к металлургическим процессам, в частности к способам получения расплава железа из железной руды. во время мокрой очистки, частично дегидратируют, после чего их смешивают с угольной пылью и связующим в виде быстротвердеющей извести, гранулируют и полученный гранулят подают в плавильную газифицирующую зону, при этом основность шлака поддерживают на уровне не выше 1,25, предпочтительно не выше 1,20. 2. Способ п о п 1, о т л и ч а ющ и й с я тем, что шламы дегидратируют до остаточной влажности 25-50%, предпочтительно до остаточной влажности 3540%. 3. Способ по п 1 или 2, о т л и ч аю щ и й с я тем, что дегидратированные шламы смешивают с угольной пылью в количестве до 30%, предпочтительно до 25% от количества дегидратированного шлама. | 4. Способ по одному или нескольким пп 1-3, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что перед подачей в плавильную газифицирующую зону на гранулят воздействуют СО2-содержащим дымным газом для образования слоя карбоната. 5 Способ по пп. 1-4, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что на гранулят воздействуют СО2-содержащим дымным газом в устройстве сушки угля. Известны способы получения расплава железа из железной руды, согласно которым руду восстанавливают в губчатое железо в зоне прямого восстановления о 27012 металла, губчатое железо плавят в плавильной газифицирующей зоне при подаче углеродсодержащего материала с образованием восстановительного газа и шлака; восстановительный газ вводят в зону прямого восстановления металла, где он вступает в реакцию и выводится как доменный газ; восстановительный и/или доменный газ подвергают мокрой очистке, а шламы, отделяющиеся при этой очистке, смешивают со связующим и угольной пылью и затем подвергают агломерации. Известен также способ получения расплава железа [1], согласно которому железную руду восстанавливают в губчатое железо в зоне прямого восстановления металла, губчатое железо плавят в плавильной газифицирующей зоне при.подаче углеродсодержащего материала с образованием восстановительного газа и шлака, восстановительный газ и доменный газ, выводимые после прямого восстановления металла, подвергают мокрой очистке в циклонах, а отдельные шламы смешивают со связующим, содержащим пыль оксида железа, твердый битумный пек, битум или битуминозный бурый уголь, полученную смесь смешивают с угольной пылью, подвергают агломерированию путем горячего брикетирования, и подают в плавильную газифицирующую зону, при зтомчіьіль оксида железа подают из устройства газовой очистки доменной печи. Недостатком, этого способа является то, что в плавильную газифицирующую зону вводят повышенное количестве оксидов железа, на восстановление которых из зоны плавления необходимо отбирать значительное количество энергии, что приводит к нарушению процесса, происходящего в плавильной газифицирующей зоне. Кром*е того, организация горячего брикетирования требует значительных капитальных затрат и больших эксплуатационных расходов. Задачей настоящего изобретения является устранение этих недостатков, в частности, создание способа, в котором обеспечивается возможность подавать обратно в процесс прямого восстановления металла образующиеся при этом шламы в максимально возможном количестве, т. е. около 90% общего количества шламов, исключая при этом любое влияние на протекание процесса восстановления металла. В частности, не должно быть необходимости в изменении требующихся количеств сырья и флюсов, а также затрат энергии. Эта задача решается тем, что в известном способе получения расплава железа, по которому железную руду восстанавливают в губчатое железо в зоне пря- ' 5 мого восстановления металла, губчатое железо плавят в плавильной газифици- . рующей зоне при подаче углеродсодер' жащего материала с образованием восстановительного газа и шлака, восстанови10 тельный газ вводят в зону прямого восстановления металла, откуда после реакции его выводят как доменный газ, при этом восстановительный, и/или доменный газ подвергают мокрой очистке,, а шламы, 15 отделенные при очистке, смешивают со связующим и угольной пцлью и затем подвергают агломерации, согласно изобретению, шламы, отделенные во время мокрой очистки, частично дегидратируют, 20 после чего их смешивают с угольной пылью и связующим в виде быстротвердею- : щей .извести, агломерируют путем гранулирования и полученный гранулят подают в плавильную газифицирующую зону, при 25 этом основность шлака поддерживают на уровне не выше 1,25; предпочтительно не выше 1,20. Преимущественно шламы дегидратируют до остаточной влажности 25-50%, 30 предпочтительно до остаточной влажности 35-40%. Далее, шламы с такой остаточной влажностью могут быть непосредственно загружены в смеситель-гранулятор. Предпочтительный диапазон остаточной. 35 влажности способствует количественно оптимальному потреблению быстротвердеющей извести, без такой дегидратации потребуется значительно большее потребление быстротвердеющей извести для'полу40 чения достаточной прочности гранулята. Предпочтительно дегидратированные. шламы смешивают с угольной пылью в количестве до. 30%, предпочтительно до 25% от количества дегидратированного 45 шлама. Угольная пыль в указанном количестве положительно влияет на прочность гранулята. Использование угольной пыли из пылеочистительных приспособлений установки сушки угля,.которая входит в нас50 тоящую концепцию получения расплава железа- или передельного чугуна и/или стальных полуфабрикатов, имеет особое преимущество в плане защиты окружающей среды, отсутствия транспортировки и 55 затрат на отвал угольной пыли. Кроме того, добавление угольной пыли к дегидратированному шламу имеет то преимущество, что грануляты, последовательно образуемые е смесителе-грануляторе( имеют значительное содержание углеро 27012 да, угольная пыль вносит положительный вклад в обеспечение энергией, являясь носителем энергии, после загрузки гранулятов в плавильную газифицирующую зону. Согласно предпочтительному варианту, на гранулы перед подачей в плавильную газифицирующую зону воздействуют СО2-содержащим дымным газом для образования слоя карбоната на их поверхности. Такой карбонатный слой увеличивает как прочность гранулята для транспортировки, так и прочность к разрушению в плавильной газифицирующей зоне. При этом воздействие СО2-содержащим дымным газом на гранулят желательно осуществлять в устройстве сушки угля. На чертеже схематически представлена установка для осуществления способа согласно изобретению. Устройство содержит шахтную печь 1 с зоной прямого восстановления металла 2, к которой подведен трубопровод 3 подачи кусковых загрузочных материалов 4, таких как руда, и необожженных флюсов 5. Шахтная печь 1 сообщается с плавильной печью-газификатором 6, снабженной трубопроводом отвода восстановительного газа 7, в который вмонтировано средство очистки и охлаждения газа 8 в виде скруббера. Плавильная печь-газификатор 6 содержит трубопровод 9 для подачи твердых кусковых носителей углерода, если нужно, несколько трубопроводов 10, 11 для подачи кислородсодержащих газов и трубопроводов 12, 13 для подачи жидких или газообразных носителей углерода при комнатной температуре, таких как углеводороды, а также для обожженных флюсов. В плавильной печи-газификаторе 6 ниже плавильной газифицирующей зоны 14 расположены ванна 15 для расплавленного шлака и ванна 16 для расплавленного передельного чугуна, снабженные выпускным трубопроводом 17. Плавильная печьгазификатор 6 сообщена также с шахтной печью 1 посредством трубопровода подачи губчатого железа 18 с, например, червячным питателем. Зона прямого восстановления 14 печи-газификатора 6 посредством разгрузочного трубопровода 19 для доменного газа сообщена со средством очистки газа 20, выполненные также в виде скруббера и снабженным отводным газовым трубопроводом 21. Скрубберы 8 и 20 снабжены также соответственно трубопрово 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 дами отвода шламовых вод 22 и 23, подключенными к сгустителю 24, последовательно после которого установлено устройство дегидратации 25, выполненное преимущественно в виде декантаторацентрифуги. Выход устройства дегидратации 25 посредством трубопровода 26, который может иметь ответвление 27, подключен к смесителю-гранулятору 28, к которому также подключены трубопровод 29 подачи быстротвердеющей извести 30 и трубопровод 31 подачи отфильтрованной угольной пыли из устройства сушки угля 32. Устройство сушки угля 32 связано также конвейером 33 с выходом смесителягранулятора 28 и имеет узел подачи угля 34. Способ реализуется посредством описанной установки следующим образом. Кусковые загрузочные материалы, в частности руду 4, и, если требуется, необожженные флюсы 5 загружают по трубопроводу 3 шахтную печь 1, в зоне прямого восстановления 2 которой руду восстанавливают в губчатое железо путем воздействия на нее восстановительным газом, поступающим по трубопроводу 7. Полученное губчатое железо по трубопроводу 18 подают в плавильную газифицирующую зону 14 плавильной печи-газификатора 6, куда также подают кислородсодержащие газы по трубопроводам 12, 13 и носители углерода при комнатной температуре по трубопроводам 10, 11. Образовавшиеся жидкий шлак и жидкий передельный чугун собирают соответственно в ваннах 15 и 16 и затем выводят через выпускной трубопровод 17. При этом одновременно получают восстановительный газ, который по трубопроводу 7 направляют 8 зону прямого восстановления 2 шахтной печи 1, где он вступает в реакцию и затем его выводят как доменный газ через разгрузочный трубопровод 19. Доменный газ с помощью скруббера 20, а восстановительный газ с помощью скруббера 8, встроенного в трубопровод 7, подвергают мокрой очистке от содержащихся в них отходов, и далее очишенный восстановительный газ используют для прямого восстановления как это описано выше, а очищенный доменный газ по трубопроводу 21 выводят из процесса. Образующиеся при этом в скрубберах ™ и 20 шламовые воды по соответственно трубопроводам 22 и 23 направляют в сгуститель 24 и отсюда в декантатор-центрифугу 25, где их дегидратируют до некоторой остаточной влажности 25-50%, предпочтительно до влажности 35-40%. До 27012 гидратированный шлам подают в устройство грануляции 28 в количестве 90%, предпочтительно до 95%, а остаток в количестве 5-10%, включающий нежелательные компоненты, такие как, например, сое- 5 динения тяжелых металлов, выводят в отвал по ответвлению 27. В устройстве для грануляции 28 дегидратированный шлам смешивают с угольной пылью в количестве до 30%, пред- 10 почтительно до 25%, от количества загруженного шлама, и быстротвердеющей известью 30, которую подают сюда по трубопроводу 29. Угольную пыль подают в устройство для грануляции 28 по трубоп- 15 роводу 31 из устройства сушки угля 32. Смесь гранулируют и полученный гранулят пЪ конвейеру 31 направляют в устройство сушки угля 32, где на него воздействуют СО2-содержащим дымным га- 20 зом для образования на гранулах поверхностного карбонатного слоя. Одновременно в устройство сушки угля осуществляют сушку и фильтрацию от пыли загружаемого сюда угля 34. Высу- 25 шенный и свободный от пыли уголь смешивают с обработанным СО2-содержащим газом гранулятом и по трубопроводу 9 подают в плавильную печь-газификатор 6, в которой при этом основность шлака под- 30 держивают на уровне не выше 1,25, предпочтительно не выше 1,20. • П р и м е р . Шламовую воду из устройства очистки доменного газа 20 и из устройства очистки восстановительного га- 35 за 8 с содержанием твердых веществ около 100-200 г/л, состоящих из около 30% углерода, около 30% оксидов железа и остальное - зольные компоненты, в основном оксиды алюминия и кремния, а 40 также гидроксиды кальция и магния и в незначительном количестве - оксиды других металлов, сгустили в сгустителе 24 и дегидратировали в декантаторе-центрифуге 25. Около 850 кг полученного шлама с 45 содержанием остаточной влажности 38% непосредственно загрузили в смеситель 8 гранулятор 28. Кроме того, около 200 кг угля и около 200 кг быстротвердеющей извести взвесили для загрузки в смеситель-гранулятор 28 После смешивания и гранулирования около 1250 кг гранулята с содержанием воды около 20% выгрузили из смесителягранулятора 28 и передали в устройство сушки угля 32. Там гранулы под действием С О2-содержащего дымного газа получили поверхностный карбонатный слой и их влажность уменьшилась до остаточной влажности максимум 5%. В плавильной печи-газификаторе 6 основность шлака В4, определяемая по формуле , CaO+MgO обычно регулируется до величины 1,15. Таким образом обеспечивается достаточная вязкость и достаточная десульфуризационная способность шлака. При повышении основности шлака В4 увеличивается склонность к абсорбции серы, а также клейкость шлака. Повышенная клейкость шлака затрудняет его вывод. При повторной загрузке шламов в плавильную печь-газификатор в виде гранул в количестве около 10% от загружаемого угля основность шлака ВА, согласно изобретению, не повышается выше 1,20, которая является вполне приемлемой, благодаря чему не требуется никаких изменений в количестве сырья и флюсов и нет нежелательного влияния на ход процесса. Это означает, что в плавильную печь-газификатор можно загружать до 10% гранулята от количества загружаемого угля без изменения процесса и количеств сырья и флюсов. Таким образом, 90-95% общего количества шламов - в зависимости от содержания в них тяжелых металлов - может быть возвращено в основной процесс. 27012 27 28 Упорядник Техред М. Келемеш Коректор О.Обручар Замовлення 547 Тираж Підписне Державне патентне відомство України, 254655, ГСП, Київ-53, Львівська пл., 8 Відкрите акціонерне товариство "Патент", м. Ужгород, вул. Гагаріна, 101