Спосіб і установка для проведення металургійних процесів з використанням вуглецевмісних матеріалів

Дійсний винахід відноситься до одержання металів з оксидів металів з використанням вуглецевмісного матеріалу і є продовженням заявки на патент США 09/241649, поданої 1 лютого 1999р. і переуступленої компанії Art Unit 1742. Запропоновані в дійсному винаході рішення відносяться, зокрема, до більш ефективного, в порівнянні зі згаданою вище заявкою, вирішення проблем, пов'язаних з подачею вихідних матеріалів у відповідну установку, їх нагріванням і взаємодією між собою. У представленому винаході пропонуються також більш ефективні способи плавлення і шлакування, що дозволяють розробити ефективний єдиний процес виробництва металів і створити реалізуючу цей спосіб при порівняно низьких витратах екологічно чисту установку. Добре відомо, що існуючі в даний час способи переробки сировини, яку використовують в якості металовмісних матеріалів, у різну продукцію з чорних і кольорових металів неефективні, завдають шкоди навколишньому середовищу і потребують винятково високих капіталовкладень і витрат, пов'язаних з експлуатацією і підтриманням в робочому стані всього комплексу технологічного обладнання. Існуючі в даний час способи, крім того, завдають шкоди здоров'ю людей, які змушені працювати в умовах дуже високих температур в атмосфері, що містить пил і забруднені гази. Запропоновані в дійсному винаході спосіб і установка можуть знайти застосування при переробці різної металевої руди, наприклад залізної руди, алюмінієвої руди, мідної руди і т.д., а також порошків, що містять метали, відходів виробництва і вторинної сировини. Основним видом сировини, яку використовують в даний час у металургійній промисловості, є, як відомо, залізна руда, і тому в представленому винаході, як приклад, розглядається процес обробки залізної руди, який називають "вуглеобробкою руди" вуглецевмісним матеріалом, зокрема вугіллям, і виробництво продукту, що містить вуглець і залізо, з якого після плавлення в середовищі окисника чи так званої "кисневої плавки" одержують розплавлений чавун. В основу представленого винаходу була покладена задача розробити спосіб і установку, які при ефективному використанні енергії дозволяють зменшити кількість газів, що створюють парниковий ефект. Ще одна задача представленого винаходу полягала в розробці способу і установки, закритих в екологічному відношенні і задовольняючих різним вимогам, у тому числі вимогам організацій, які займаються захистом навколишнього середовища, і широкої громадськості. Задача представленого винаходу полягала далі в розробці ефективних за своїми функціональними параметрами способу і установки, що забезпечують можливість одержання дешевої продукції, що дозволяє підприємствам вижити в умовах жорсткої конкуренції, існуючої в даний час на світовому ринку металургійної продукції. Ще одна задача дійсного винаходу полягала в розробці способу і установки з низькими витратами початкового капіталу і можливістю одержання підприємством необхідних кредитів і пільг і створенням нових робочих місць. Задача дійсного винаходу полягала також у розробці способу і установки, робота на якій безпечна для обслуговуючого персоналу, як з погляду умов праці так і з погляду факторів, що носять довгостроковий характер і можуть негативно позначитися на здоров'ї при роботі в цих умовах протягом досить тривалого часу. Інші задачі, що вирішуються представленим винаходом, докладно розглянуті в приведеному нижче описі і викладені у формулі винаходу. В описі містяться посилання на креслення, на яких показано різне обладнання запропонованої у винаході установки, призначеної для використання в металургійній промисловості і виробництві чавуну, який одержують прямим відновленням, гарячого брикетованого чавуну, продукту, що містить залізо і вуглець і рідкого чавуну. Рідкий чавун можна відразу ж використовувати для виплавки сталі або відливати його в чушки і після охолодження відправляти у твердому вигляді на подальшу переробку. У цьому відношенні необхідно відмітити, що запропоновані у винаході спосіб і установка, один із прикладів можливої реалізації яких докладно розглянутий в описі, не обмежені обробкою залізовмісних матеріалів. Короткий опис креслень На прикладених до опису кресленнях показано: на Фіг.1 - схема установки, призначеної для одержання продукту, що містить метал і вуглець, з якого потім одержують розплавлений метал, на Фіг.2 - поперечний переріз площиною 2-2 показаного на Фіг.1 реактора, у якому відбувається процес вуглеобробки залізної руди, на Фіг.3 - другий варіант виконання робочої камери реактора, показаного на Фіг.1, на Фіг.4 - вид збоку показаної на Фіг.1 установки з декількома реакторами, з'єднаними на виході з одним спільним плавильним апаратом/гомогенізатором, на Фіг.5 - схема обладнання, призначеного для одержання чавуну прямим відновленням або продукту, що містить залізо і вуглець і його охолодження до попадання в атмосферні умови, на Фіг.6 - схема обладнання, на якому одержаний прямим відновленням чавун брикетують до його попадання в атмосферу, на Фіг.7 - схема вивантаження гарячої продукції з відновленого чавуну в теплоізольований і герметичний контейнер, який зберігає тепло і перешкоджає повторному окисленню чавуну, на Фіг.8 - схема обладнання, яке використовують для подачі в реактор вихідних матеріалів із зображенням на Фіг.8-1-8-6 різних положень завантажувального пристрою, що формує у відновлюваній залізній руді, яку подають у реактор осердя з палива, і на Фіг.9 - поперечний переріз площиною 9-9 по Фіг.8. Перш ніж перейти до детального опису винаходу необхідно відзначити, що окремі деталі або вузли установки, показаної на прикладених до опису кресленнях, не обмежують обсяг винаходу, який у кожному конкретному випадку може бути реалізовано і іншими шляхами. Слід зазначити також, що і терміни, що містяться в описі, лише ілюструють винахід, але не обмежують його обсяг. Переважні варіанти здійснення винаходу На Фіг.1 позицією 10 позначений реактор, у якому в результаті обробки залізної руди вугіллям (яку далі називають "вуглеобробкою руди") одержують продукт, що містить залізо і вуглець. Позицією 11 позначений плавильний апарат/гомогенізатор, у якому в результаті плавлення продукту, що містить залізо і вуглець, в середовищі окисника (яке далі називають "кисневою плавкою") одержують розплавлений метал і шлак. Плавильний апарат/гомогенізатор 11 з'єднаний з виконаним у вигляді труби стояком 12. Розплавлений метал і шлак зливаються по стояку в металоприймач, позначений на кресленні позицією 13. У системі 14 збереження вихідних матеріалів є показані на Фіг.4 бункери 58, 59 і 60, у яких знаходяться залізна руда, вугілля і флюс відповідно. Вихідні матеріали перемішують у позначеному позицією 61 змішувачі, з'єднаному з бункеромживильником 36, обладнаним верхнім завантажувальним клапаном 84 і нижнім клапаном 62, що регулює кількість вихідних матеріалів, які подаються у реактор. На Фіг.1, що дозволяє краще зрозуміти конструкцію установки для здійснення запропонованого у винаході способу, показаний реактор 10 з позначеними позицією 15 циліндрами, з'єднаними з розташованим на завантажувальному кінці реактора 10 плунжером-штовхальником 16, що переміщає із з'єднаної з бункеромживильником 36 завантажувальної порожнини 17 у реактор визначену кількість перемішаних вихідних матеріалів. Плунжер-штовхач 16, що приводиться в рух циліндрами 15, стискає вихідні матеріали, які подають в реактор і переміщає їх у позначену на кресленні позицією 28 робочу камеру, що має форму конуса з діаметром поперечного перерізу, який поступово збільшується. Робоча камера 28 з'єднана з порожниною 17 і має розрахований на роботу при високому тиску корпус, позначений на кресленні позицією 26, шар теплоізоляції 27 і нагрівальний елемент 25. Нагрівальний елемент 25 через вхідний патрубок 29 з'єднаний з пальником 19. У нагрівальному елементі 25 є нагрівальні канали, позначені позицією 53 на Фіг.2, по яким попадаючи в реактор через вхідний патрубок 29 з пальника 19 гарячі гази проходять уздовж всієї робочої камери 28, після чого вони виходять з реактора через вихідний патрубок 30. Розвантажувальний кінець робочої камери 28, позначений позицією 20, кріпиться до коліна 21. Коліно 21 має покриту шаром ізоляції і розташовану усередині розрахованого на роботу при високому тиску корпусу відбиваючу стінку 23, що утворює у реакторі зону випромінювання і відбиває теплову енергію, що інтенсивно нагріває в розвантажувальному кінці 20 реактора перемішану з вугіллям і флюсом залізну руду. У коліні 21 розташована перша, позначена позицією 22 виконана у вигляді однієї або декількох трубок висувна фурма або спис, яку можна переміщати відносно матеріалу, який обробляється в реакторі. Роботою фурми 22 керує контролер 24, який регулює кількість повітря/кисню й охолоджувача, що подається у фурму. У фурмі 22 може також знаходитися деяка кількість палива, призначеного для запуску реактора. Реактор 10 з'єднаний перехідником 32 із плавильним апаратом/гомогенізатором 11, у який з робочої камери 28 реактора попадає відновлена залізна руда (продукт, що містить залізо і вуглець) і який складається з покритого теплоізоляційною футеровою 86 корпусу 85, верхньої кришки 87 і нижнього днища 88. У плавильному апараті/гомогенізаторі 11 розташована друга, позначена позицією 34 фурма, що призначена для подачі в апарат окисника у вигляді повітря чи кисню (або їх суміші), що вступає в реакцію з вуглецем продукту, що містить залізо і вуглець, і з газами, що утворюються, що супроводжується виділенням тепла, необхідного для плавлення відновленого заліза в продукті, що містить залізо і вуглець, і одержання розплавленого чавуну 42, покритого зверху шаром розплавленого шлаку 43. Фурму 34, яку безперервно охолоджують, піднімають і опускають підйомником 39, яким можна регулювати її положення по висоті всередині плавильного апарата/гомогенізатора 11. Під плавильним апаратом/гомогенізатором 11 розташований з'єднаний з ним стояком 12 позначений позицією 13 металоприймач, у який зливається розплав, що утворюється в плавильному апараті. Крім розплавленого чавуну і шлаку в металоприймач 13 попадають і гази, що утворюються в плавильному апараті/гомогенізаторі. Стояк 12 з'єднаний з позначеною позицією 47 відвідною трубою, по якій при регулюванні режиму роботи установки відхідні гази, через колектор 37 попадають у циклонний сепаратор 46. Основна кількість газів, що утворюються в плавильному апараті/гомогенізаторі, разом з розплавленим чавуном і шлаком попадає в металоприймач 13. Відвідна труба, 47 з'єднана з циклонним сепаратором 46, у якому від відхідного газу відокремлюють частки твердого матеріалу. Циклонний сепаратор 46 з'єднаний з розташованим під ним зрівняльним бункером 40, з'єднаним у свою чергу з розташованим під ним перекриванням бункером-живильником 41, обладнаним клапанами 44 і 45, які відкривають і закривають живильник 41 при заповненні його частками твердого матеріалу і їх вивантаженні з живильника в бункер-накопичувач 33, з якого вони знову повертаються в реактор 10 разом з вихідними матеріалами, що завантажуються до нього. Для регулювання протитиску в плавильному апараті/гомогенізаторі 11, реакторі 10 і стояку 12 призначений позначений позицією 50 регулятор тиску, що встановлений за циклонним сепаратором 46 на відвідній трубі 49, по якій з установки відбираються гази, які далі обробляються на не показаній на кресленні окремій установці, що добре відома фахівцям. Нижня частина 88 плавильного апарата/гомогенізатора 11 виконана у вигляді конуса з вихідним патрубком 31, з'єднаним зі стояком 12, що входить у металоприймач 13 і має занурений, у той, що збирається в металоприймачі рідкий чавун, нижній кінець. На стояку встановлена позначена на кресленні позицією 35 індукційна нагрівальна спіраль, що додатково нагріває розплавлений метал і шлак, що зливається з плавильного апарата/гомогенізатора 11 по стояку, перешкоджаючи їх застиганню. При застиганні рідкого металу і шлаку, що, зокрема, може відбутися при вимиканні плавильного апарата/гомогенізатора 11, на нагрівальну спіраль 35 подають напруга, і тепло, що виділяється спіраллю, плавить застиглі в стояку метал і шлак. Стояк 12 має футеровку, виготовлену з матеріалу, сумісного з індукційною нагрівальною спіраллю 35. Металоприймач 13 має футерований корпус, який можна повернути на роликовій сегментній опорі 93 і злити з нього через зливний отвір 55 у розливний ківш 51 рідкий чавун 42, а через зливний отвір 54 у шлаковий ківш 52 - шлак 43. На Фіг.3 показаний інший варіант конструкції реактора 10, у якому відсутній розташований по всій довжині робочої камери 28 нагрівальний елемент 25. У цьому варіанті для нагрівання матеріалів, що завантажуються в реактор, використовується фурма 22, яка при подачі в неї, після запалювання, окисника випалює отвір у матеріалі, який знаходиться у камері 28. Фурма 22 має позначений позицією 48 основний нагнітальний наконечник з великою кількістю сопел, спрямовуючих у різні сторони інжекційований у реактор окисник. Фурма 22 має декілька додаткових позначених позицією 92 наконечників, призначених для спалювання вугілля і коксу, що знаходяться в суміші, а також газів, що утворюються при нагріванні вугілля, яке знаходиться у вуглецевмісному матеріалі, який завантажують у реактор. Нагрівальна камера 28 може мати складену конструкцію з виготовленої з металу частиною, позначеною на кресленні позицією 117, і виготовленою з вогнетривкого чи жаростійкого матеріалу частиною, позначеною на кресленні позицією 27. На Фіг.4 показано декілька встановлених поруч один з одним у єдину, позначену на кресленні позицією 104 батарею реакторів 10, у яких одержуваний продукт, що містить залізо і вуглець, збирається у спільному плавильному апараті/гомогенізаторі 11. Реактор 10, показаний на рівні землі, використовується в якості резервного. Для обслуговування батареї 104 реакторів призначений кран, позначений на кресленні позицією 63. Обладнання, показане на Фіг.5, призначене для одержання чавуну прямим відновленням (ЧПВ) або продукту, що містить залізо і вуглець, який можна використовувати як проміжний продукт для наступної виплавки сталі. До складу цього обладнання входить позначений позицією 10 реактор, за яким розташований позначений позицією 64 бункер-живильник, з'єднаний з холодильником 65. Як холодильник 65 можна використовувати різні відомі холодильні апарати, у тому числі холодильні апарати з охолоджуваним гвинтовим живильником, позначеним на кресленні позицією 38. З холодильного апарату охолоджений у ньому ЧПВ або продукт, що містить залізо і вуглець попадає в зрівняльний бункер 66. Під зрівняльним бункером 66 розташований з'єднаний з ним позначений на кресленні позицією 67 перекриваємий бункер-живильник, із запірними клапанами 68 і 69, з якого ЧПВ або продукт, що містить залізо і вуглець вивантажується з герметично перекритого зверху бункера в атмосферу і збирається на транспортері 70. Для уловлювання часток твердого матеріалу, що містяться в газах, що відходять з реактора, можна використовувати позначений на Фіг.6 позицією 95 згаданий вище циклонний сепаратор. На Фіг.6 показані позначений позицією 10 реактор і позначене позицією 21 коліно. Коліно 21 з'єднане з розташованим під ним перехідником, позначеним позицією 94, через який після обробки в реакторі вугіллям вуглецевмісна залізна руда по похилій трубі 73 зсипається в апарат 71 для гарячого брикетування, у якому з її одержують брикети. На вході в апарат 71 для брикетування розташований позначений позицією 72 гвинтовий живильник, що дозволяє регулювати кількість матеріалу, який подається в апарат. На виході з апарату 71 для брикетування розташовані з'єднаний з ним зрівняльний бункер 74 і перекриваємий бункер-живильник 75, з якого готові брикети попадають в атмосферу і збираються на транспортері 70. Перекривання бункераживильника 75 здійснюється за допомогою запірних клапанів 76 і 77. Поруч з перехідником 94 розташований з'єднаний з ним трубою 78 циклонний сепаратор 95, призначений для видалення часток твердого матеріалу з гарячих газів, які проходять через нього. Усередині перехідника 94 розташовані поверхні динамічного впливу, виконані у вигляді послідовно розташованих направляючих перегородок 89, що відокремлюють від гарячої обробленої вугіллям залізної руди дрібні тверді частки, що захоплюються відхідними газами, і відокремлюються від них у позначеному позицією 95 циклонному сепараторі. Циклонний сепаратор 95 обладнаний регулятором 98 тиску і з'єднаний з розташованими під ними зрівняльним бункером 96 і перекриваємим бункером-живильником 97. Під перекриваємим бункеромживильником 97 розташований бункер-нагромаджувач 79 відділених у сепараторі від газів часток твердого матеріалу, які повертають у реактор. На Фіг.7 показаний розташований під перекриваємим бункером-живильником 75 позначений позицією 118 контейнер, який заповнюють брикетами з ЧПВ або з продукту, що містить залізо і вуглець і використовують для перевезення брикетів звичайним способом, наприклад автонавантажувачем, до місця їх наступної обробки. Щоб уникнути охолодження гарячих брикетів і вторинного окислення відновленого чавуну можна використовувати теплоізольований і герметично закритий контейнер 118. На Фіг.8 показана конструкція пристрою подачі в реактор оброблюваного в ньому матеріалу, який у реакторі складається із осердя з вуглецевмісного матеріалу і металевої руди, що оточує його. Позицією 80 на кресленні позначений блок збереження матеріалів, що завантажуються в реактор, до складу якого входять перекриваємий бункер 81, у якому знаходиться вуглецевмісний матеріал (паливо), і перекриваємий бункер 82, у якому знаходиться металева руда. Кількість вихідних матеріалів (палива і руди), що подаються у реактор з бункерів 81 і 82 регулюється живильниками 101 і 102 відповідно. Перекривання бункерів 81 і 82 здійснюється за допомогою запірних клапанів 103 і 105 і 104 і 106 відповідно. На виході з блоку 80 збереження матеріалів, що завантажуються в реактор, є завантажувальна труба 83, яка розташована збоку між завантажувальним пристроєм 90 і реактором 10. У завантажувальному пристрої 90 є позначена на кресленні позицією 99 циліндрична штанга штовхача, що розташована всередині завантажувальної труби 83 і переміщується в обидва боки відносно реактора відповідним виконавчим механізмом, зокрема циліндрами 107, і розташований всередині штанги плунжер-штовхач 100, що незалежно переміщується відносно штанги 99 другим виконавчим механізмом, зокрема циліндром 108. Штанга 99 проходить коло завантажувального отвору 109, через який, коли плунжер-штовхач 100 знаходиться в крайньому задньому положенні, всередину штанги зсипається паливо. Детально робота такого завантажуючого пристрою, що формує в центрі металевої руди, яка завантажується в реактор, осердя з палива, розглянута нижче з посиланням на Фіг.8-1-8-6. Детальний опис роботи установки Для кращого розуміння запропонованого у винаході способу і принципу роботи установки, призначеної для здійснення цього способу, необхідно в першу чергу розглянути наступні технологічні операції: а) подачу руди і вугілля і їх нагрівання для вуглеобробки руди і одержання з неї продукту, що містить метал і вуглець; б) плавлення продукту, що містить метал і вуглець з одержанням розплавленого металу кисневою плавкою. Нижче з посиланням на Фіг.8, 8-1-8-6 і 9 розглянуто процес вуглеобробки руди і формування в оксиді металу (руді), що завантажується в реактор, осердя з палива. На Фіг.8-1 показані висунуті у крайнє переднє положення штанга 99 і плунжер-штовхач 100, позначений позицією 110 осердя палива, що оточено з усіх боків позначеним позицією 111 оксидом металу. На Фіг.8-2 плунжер-штовхач 100 зображений у крайньому задньому положенні, в яке він переміщується циліндром 108, при цьому штанга 99 штовхача залишається в крайньому передньому положенні. Через завантажувальний отвір 109 всередину штанги в порожнину 113 зсипається визначена кількість палива (вугілля), позначена на кресленні позицією 112. Після цього, як показано на Фіг.8-3, плунжер-штовхач 100, що переміщається на визначену відстань вперед переміщає паливо 112 вперед у напрямку осердя палива, сформованого до цього під час попереднього циклу на вході в реактор із завантаженого всередину штанги і ущільненого плунжером палива. Потім при нерухомому висунутому вперед плунжері 100 циліндри 107 відводять штангу 99 у крайнє заднє положення. Після цього, як показано на Фіг.8-4, у розташовану навколо плунжера 100 порожнину 115 зсипається визначена позначена на кресленні позицією 114 кількість оксиду. Потім вперед одночасно висувають штангу 99 і плунжер 100, при цьому спочатку, як показано на Фіг.8-5, відбувається ущільнення оксиду, позначеного на кресленні позицією 116, після чого в міру переміщення штанги 99 і плунжера 100 утворююче в оточуючій масі оксиду осердя паливо й оксид поступово ущільнюються, і такі, що рухаються вперед штанга 99 і плунжер 100 поступово виштовхують з показаного на Фіг.8 реактора 10 через його розвантажувальний кінець гарячий матеріал, що містить метал і вуглець доти, поки штанга 99 і плунжер 100 не досягнуть крайнього переднього положення. Взаємне положення штанги 99 і плунжера 100 наприкінці ходу, що показано на Фіг.8-6, не відрізняється від показаного на Фіг.8-1. На цьому цикл заповнення реактора рудою і паливом закінчується. У процесі формування осердя 110 палива, що носить циклічний характер, осердя утворюється в щільній масі оксиду 111, яка у поперечному перерізі показана на Фіг.9. Утворене у такий спосіб осердя палива, оточене щільною масою оксиду, займає по довжині більшу частину робочої камери 28 реактора 10. Далі з посиланням на Фіг.1, 3 і 4 більш детально розглянута вуглеобробка руди. При цьому передбачається, що реактор знаходиться в робочому стані при визначеному надлишковому тиску і що руда (переважно дрібна в концентрованому вигляді), вугілля і флюс, що знаходяться у відповідних бункерах системи 14 збереження вихідних матеріалів, перемішані між собою у визначеній пропорції й у вигляді суміші подаються з бункера-живильника 36 у завантажувальну порожнину 17 робочої камери 28 реактора. При подачі тиску в циліндри 15 плунжер-штовхач 16 стискає, що знаходиться в реакторі і показану на кресленні більш щільною суміш 18, яка у завантажувальному кінці реактора стає повністю непроникною. Щільна суміш, що переміщується в робочу порожнину 28 реактора 10, нагрівається усередині реактора будьяким можливим способом, зокрема шляхом випромінювання тепла, за рахунок теплопровідності або конвекцією або декількома цими методами при будь-якому їх суміщенні, і гази, що виділяються з вугілля, яке міститься в ній, що не можуть пройти через щільну газонепроникну суміш руди, вугілля і флюсу, збираються у вихідному кінці 20 робочої камери 28 реактора. Частина цих газів, що згоряє у вихідному кінці реактора, утворює у реакторі зону інтенсивного випромінювання теплової енергії, що відбивається в суміш руди, вугілля і флюсу і нагріває її до температури, при якій кисень, що міститься в руді, вступає в реакцію з газами, які вивільняються з вугілля і є сильним відновником та/або з вуглецем, що залишився у вугіллі, і відновлює руду до стану чавуну. Для більш ефективного нагрівання суміші теплом, що виділяється при згоранні газів, що містяться у вугіллі, призначені фурми 22, через які в ту, що знаходиться в робочій камері 28 і таку, що рухається вперед, суміш руди, вугілля і флюсу вдувають відповідний окисник у вигляді повітря, кисню або одночасно повітря і кисню. Такі фурми, що безперервно охолоджують, прокачуючи через них відповідний охолоджувач, з'єднані з механізмом приводу зворотно-поступальної дії, що дозволяє оптимізувати процес теплопередачі шляхом переміщення фурм. Для більш ефективного нагрівання суміші руди, вугілля і флюсу можна також використовувати фурму, що попадає в суміш, що знаходиться в робочій камері реактора, і, що створює в ній додаткові струмені (позиція 92) окисника для допалювання палива і додаткового нагрівання суміші, як це показано на Фіг.1 і 3. У ректорі, у якому тепло не передається через стінку камери 28, фурму 22 можна виконати у вигляді киснево-паливного пальника (що працює на вугіллі, газі або рідкому паливі), яку можна використовувати для підпалювання пальних газів, що виділяються з вугілля, і відключати після виникнення в камері стійкого режиму згорання вуглецю, що міститься у вугіллі, підтримуючи в робочій камері за рахунок теплотворної здатності вугілля і газів, що виділяються з його, температуру, при якій у суміші протікають реакції, у результаті яких утворюється продукт, що містить залізо і вуглець, що з реактора подається в плавильний апарат/гомогенізатор 11. Альтернативно або додатково до описаного вище або будьякого іншого відомого фахівцям способу для нагрівання руди, що знаходиться в реакторі, можна використовувати паливо у вигляді спрямованого на руду струменя розпиленого у фурмі 22 вугілля. Одержаний таким шляхом продукт, що містить залізо і вуглець має меншу в порівнянні з залізною рудою і тим більше розплавленим металом насипну щільність і складається на виході з реактора 10 з часток обробленої вугіллям руди різних розмірів. При попаданні такого продукту в плавильний апарат, у якому знаходяться розплавлений метал і шлак, що плавають на покритій шлаком поверхні ванни розплавленого металу частки обробленої вугіллям залізної руди, що зі складністю утворюють зв'язки з матеріалом, що містить залізо і вуглець, що знаходиться в розплавленому стані, знижують продуктивність плавильної печі і збільшують витрату енергії. З цієї причини в запропонованій у винаході установці як плавильний апарат використовують плавильний апарат/гомогенізатор 11, у якому немає ванни з розплавленим металом і розплавленим шлаком і з якого розплавлений чавун і розплавлений шлак безперервно зливаються в міру їх утворення. Нижче з посиланням на Фіг.1 більш докладно розглянуто процес кисневої плавки отриманого в реакторі продукту, що містить метал і вуглець. Киснева плавка гарячого продукту, що містить залізо і вуглець відбувається у з'єднаному з реактором 10 перехідником 32 плавильному апараті/гомогенізаторі 11, у який через фурму 34 також подають визначену кількість окисника. У плавильному апараті/гомогенізаторі окисник вступає в реакцію з газами, що утворюються при вуглеобробці залізної руди, і вуглецем, що міститься у вугіллі, у результаті якої виділяється велика кількість тепла, під дією якого відбувається плавлення заліза, що міститься в, тому, що надходить з реактора продукті у плавильний апарат/гомогенізатор, у якому після цього залишаються деяка частина залізної руди, зола, що утворюється в результаті згорання вугілля, і використовуваний як добавка флюс/десульфуризатор, і утворення розплавленого чавуну і розплавленого шлаку, які при визначеному надлишковому тиску разом з різними гарячими газами безупинно виводяться (зливаються) із плавильного апарата/гомогенізатора 11 через вихідний патрубок 31. Гази, що проходять при надлишковому тиску через вихідний патрубок 31 сприяють зливу розплавленого чавуну і шлаку з плавильного апарата/гомогенізатора 11 у металоприймач 13 по стояку 12, нижній кінець якого занурений у розплавлений метал, який збирається в металоприймачі 13 і утворює гідравлічний затвор, що дозволяє підтримувати в системі визначений надлишковий тиск. Протитиск у реакторі 10, плавильному апараті/гомогенізаторі 11 і стояку 12 регулюють клапаном 50 таким чином, щоб гази, що утворюються в реакторі 10 при вуглеобробці залізної руди, і гази, що утворюються в плавильному апараті/гомогенізаторі 11 при кисневій плавці продукту, що містить залізо і вуглець, могли попадати разом з розплавленим металом і розплавленим шлаком у металоприймач 13, у якому вони у вигляді бульбашок піднімаються вверх з ванни з розплавом і використовуються як паливо і джерело додаткової енергії, що одержується при їх згоранні під час подачі в металоприймач через сопло 119 відповідного окисника. Газ, що відходить, збирається в ковпаку 120, з якого він подається в не показану на схемі звичайну установку для наступної обробки. Металевий пил, сажа і зола, що містяться в газах, залишаються у ванні з розплавом, що виконує функції мокрого газоочисника, що збільшує вихід розплавленого металу. Частину газів, що утворюються при вуглеобробці руди і плавленні продукту, що містить залізо і вуглець, які відводяться зі стояка по відвідній трубі 47 у трубу 37, подають на обробку в циклонний сепаратор 46, що з'єднаний із клапаном 50, призначеним для регулювання тиску в системі. Частки твердого матеріалу, які відокремлюють від газів у циклонному сепараторі 46, разом з вихідними матеріалами знову подають у реактор, а розплавлений матеріал, що протікає по стояку 12 із плавильного апарата/гомогенізатора в металоприймач разом з газами при необхідності додатково нагрівають індукційною нагрівальною спіраллю 35. Робота ректора 10 і плавильного апарата/гомогенізатора 11 відбувається у відновлюючій атмосфері, що перешкоджає повторному окислюванню заліза і такій, що знижує до мінімуму кількість NOх і СО2, які утворюються, в умовах ефективного десульфування одержуваного продукту і видалення з нього сірки, яка міститься у вугіллі. При відповідних змінах представлений винахід можна використовувати і для виплавки кольорових металів, що ніяк не суперечить суті винаходу. У цілому ж запропоновані в даному винаході рішення дозволяють істотно покращити прийняту в даний час у металургії технологію виплавки металів і використовувати більш дешеві вихідні матеріали, а також знизити витрати енергії в умовах екологічно чистого і не потребуючого великих капіталовкладень виробництва.