Спосіб виробництва рідкого передільного чавуну або рідких матеріалів-попередників сталі з дрібнозернистого матеріалу з вмістом оксиду заліза та установка для його виконання

Номер патенту: 93549

Опубліковано: 25.02.2011

Автор: Вулетік Богдан

Завантажити PDF файл.

Формула / Реферат

1. Спосіб виробництва рідкого передільного чавуну або рідких матеріалів-попередників сталі з дрібнозернистого матеріалу з вмістом оксиду заліза, у якому дрібнозернистий матеріал із вмістом оксиду заліза попередньо відновлюють принаймні на одній стадії попереднього відновлення за допомогою відновного газу і потім відновлюють на стадії остаточного відновлення у губчасте залізо, причому губчасте залізо розплавляють у зоні плавильної газифікації, до якої подають також носії вуглецю і газ, що містить кисень, і одержують відновний газ, що містить CO і Н2, який подають на стадію остаточного відновлення, де перетворюють, відводять і потім подають принаймні на одну стадію попереднього відновлення, де перетворюють і звідки відводять, який відрізняється тим, що у зону плавильної газифікації подають додаткову кількісну фракцію дрібнозернистого матеріалу з вмістом оксиду заліза безпосередньо або разом із носіями вуглецю і газу, що містить кисень.

2. Спосіб за п. 1, який відрізняється тим, що у зону плавильної газифікації подають безпосередньо або разом із носіями вуглецю і газом, що містить кисень, кількісну фракцію дрібнозернистого матеріалу з вмістом оксиду заліза у кількості 10-20 мас. % від загальної кількості використаного дрібнозернистого матеріалу з вмістом оксиду заліза.

3. Спосіб за п. 1 або 2, який відрізняється тим, що у зону плавильної газифікації подають носії вуглецю і газ, що містить кисень, у такій кількості, що фракцію CO2 у відновному газі, який випускають із зони плавильної газифікації, одержують у межах 4-9 мас. %, переважно нижче 6 мас. %.

4. Спосіб за будь-яким з попередніх пунктів, який відрізняється тим, що відновний газ, який випускають із зони плавильної газифікації, піддають знепилюванню у гарячому стані і потім подають на стадію остаточного відновлення і, переважно, на усі стадії попереднього відновлення зі збільшеною питомою кількістю відновного газу.

5. Спосіб за будь-яким з попередніх пунктів, який відрізняється тим, що після знепилювання у гарячому стані часткову кількість у розмірі принаймні 70 мас. % очищеного відновного газу подають на стадію остаточного відновлення, а часткову кількість у розмірі до 30 мас. % подають безпосередньо на стадії попереднього відновлення.

6. Спосіб за п. 5, який відрізняється тим, що 5-15 мас. %, переважно приблизно 10 мас. % очищеного відновного газу примішують до відновного газу, який випускають зі стадії остаточного відновлення, перед вводом у попередню стадію попереднього відновлення.

7. Спосіб за будь-яким з попередніх пунктів, який відрізняється тим, що після знепилювання у гарячому стані температуру очищеного відновного газу встановлюють вищою, ніж необхідно для остаточного відновлення дрібнозернистого матеріалу із вмістом оксиду заліза на стадії остаточного відновлення.

8. Спосіб за п. 7, який відрізняється тим, що після знепилювання у гарячому стані температуру очищеного відновного газу встановлюють на рівні 820-920 °С, переважно на рівні 880 °С.

9. Спосіб за будь-яким з попередніх пунктів, який відрізняється тим, що точне встановлення температури відновного газу для стадії остаточного відновлення здійснюють шляхом дозованої добавки очищеного доменного газу, який відбирають з, переважно, першої стадії попереднього відновлення.

10. Спосіб за будь-яким з попередніх пунктів, який відрізняється тим, що частину губчастого заліза, яке виробляють на стадії остаточного відновлення, відводять і охолоджують.

11. Спосіб за п. 10, який відрізняється тим, що зі стадії остаточного відновлення відводять та охолоджують часткову кількість, приблизно 5-15 мас. %, переважно приблизно 10 мас. %, виробленої загальної кількості губчастого заліза.

12. Установка для здійснення способу за будь-яким з п. 1-11 з принаймні двома реакторами (1, 2, 3) з псевдозрідженим шаром, з'єднаними послідовно один за одним, причому дрібнозернистий матеріал із вмістом оксиду заліза направлений від реактора з псевдозрідженим шаром до реактора з псевдозрідженим шаром транспортувальними лініями (5, 5а, 6а, 6b) в одному напрямку, а відновний газ направлений від реактора з псевдозрідженим шаром до реактора з псевдозрідженим шаром через з'єднувальні лінії (14а, 14b, 14с) для відновного газу у протилежному напрямку, і з плавильним газифікатором (8), в який входить транспортувальна лінія (7), що направляє губчасте залізо з реактора (3) з псевдозрідженим шаром, розташованого останнім у напрямку потоку дрібнозернистого матеріалу із вмістом оксиду заліза, і який має лінію (9) подачі для носіїв вуглецю і лінію (11) подачі для газів, що містять кисень, а також випускні отвори (23, 24) для передільного чавуну або матеріалу-попередника сталі і шлаку, і випускну лінію (12) відновного газу, утвореного у плавильному газифікаторі, під'єднану до реактора (3) з псевдозрідженим шаром, який розташований останнім у напрямку потоку дрібнозернистого матеріалу із вмістом оксиду заліза, для відновного газу, утвореного у плавильному газифікаторі, яка відрізняється тим, що перша гілка транспортувальної лінії (5а) для кількісної фракції дрібнозернистого матеріалу з вмістом оксиду заліза утворена транспортувальною лінією (6а, 6b) від реактора з псевдозрідженим шаром до реактора з псевдозрідженим шаром і подальшою транспортувальною лінією (7) до плавильного газифікатора, а друга гілка транспортувальної лінії (5b) для додаткової кількісної фракції дрібнозернистого матеріалу з вмістом оксиду заліза утворена з'єднувальною транспортувальною лінією від живильного пристрою (4) безпосередньо у плавильний газифікатор (8).

13. Установка за п. 12, яка відрізняється тим, що друга гілка транспортувальної лінії (5b) для додаткової кількісної фракції дрібнозернистого матеріалу з вмістом оксиду заліза сполучена зі з'єднувальною транспортувальною лінією (9) від живильного пристрою (10) подачі носіїв вуглецю і з'єднувальною лінією (11) для подачі газів, що містять кисень, у плавильний газифікатор.

14. Установка за п. 12 або 13, яка відрізняється тим, що друга гілка транспортувальної лінії (5b) розрахована на пропускання 10-15 мас. % загальної кількості використовуваного дрібнозернистого матеріалу з вмістом оксиду заліза.

15. Установка за будь-яким з п. 12-14, яка відрізняється тим, що містить установку (13) для знепилювання у гарячому стані, включену у випускну лінію (12) відновного газу, причому у випускній лінії (14а) відновного газу розміщений пристрій (20) для вимірювання температури, призначений для реєстрації температури відновного газу, а на виході установки (19) для видалення СО2 лінія (16b) для доменного газу, що має пристрій (21) для регулювання кількості притоку для регулювання температури відновного газу, з’єднана з випускною лінією (14а) відновного газу, яка веде до реактора з псевдозрідженим шаром (3) стадії остаточного відновлення.

16. Установка за будь-яким з п. 12-15, яка відрізняється тим, що на додаток до з'єднувальних ліній відновного газу (14b, 14с), які проходять від реактора з псевдозрідженим шаром до реактора з псевдозрідженим шаром, і на додаток до випускної лінії відновного газу (14а), яка веде до реактора з псевдозрідженим шаром, між випускною лінією відновного газу (14а) і принаймні одним реактором (1, 2) з псевдозрідженим шаром стадії попередньої реакції передбачені індивідуальні з'єднувальні лінії (14d, 14e) відновного газу, і ці з'єднувальні лінії (14d, 14e) відновного газу оснащені пристроями (21) регулювання кількості дозованого примішування відновного газу.

17. Установка за будь-яким з п. 12-16, яка відрізняється тим, що останній із з'єднаних послідовно реакторів (3) з псевдозрідженим шаром оснащений на додаток до транспортувальної лінії (7) для передачі губчастого заліза в плавильний газифікатор (8) додатковою транспортувальною лінією (7а) для відведення часткової кількості губчастого заліза, причому зазначена додаткова транспортувальна лінія веде до охолоджувального пристрою.

Текст

1. Спосіб виробництва рідкого передільного чавуну або рідких матеріалів-попередників сталі з дрібнозернистого матеріалу з вмістом оксиду заліза, у якому дрібнозернистий матеріал із вмістом оксиду заліза попередньо відновлюють принаймні на одній стадії попереднього відновлення за допомогою відновного газу і потім відновлюють на стадії остаточного відновлення у губчасте залізо, причому губчасте залізо розплавляють у зоні плавильної газифікації, до якої подають також носії вуглецю і газ, що містить кисень, і одержують відновний газ, що містить CO і Н2, який подають на стадію остаточного відновлення, де перетворюють, відводять і потім подають принаймні на одну стадію попереднього відновлення, де перетворюють і звідки відводять, який відрізняється тим, що у зону плавильної газифікації подають додаткову кількісну фракцію дрібнозернистого матеріалу з вмістом оксиду заліза безпосередньо або разом із носіями вуглецю і газу, що містить кисень. 2. Спосіб за п. 1, який відрізняється тим, що у зону плавильної газифікації подають безпосередньо або разом із носіями вуглецю і газом, що містить кисень, кількісну фракцію дрібнозернистого матеріалу з вмістом оксиду заліза у кількості 10-20 мас. % від загальної кількості використаного дрібнозернистого матеріалу з вмістом оксиду заліза. 3. Спосіб за п. 1 або 2, який відрізняється тим, що у зону плавильної газифікації подають носії 2 (19) 1 3 93549 4 яке виробляють на стадії остаточного відновлення, відводять і охолоджують. 11. Спосіб за п. 10, який відрізняється тим, що зі стадії остаточного відновлення відводять та охолоджують часткову кількість, приблизно 5-15 мас. %, переважно приблизно 10 мас. %, виробленої загальної кількості губчастого заліза. 12. Установка для здійснення способу за будьяким з п. 1-11 з принаймні двома реакторами (1, 2, 3) з псевдозрідженим шаром, з'єднаними послідовно один за одним, причому дрібнозернистий матеріал із вмістом оксиду заліза направлений від реактора з псевдозрідженим шаром до реактора з псевдозрідженим шаром транспортувальними лініями (5, 5а, 6а, 6b) в одному напрямку, а відновний газ направлений від реактора з псевдозрідженим шаром до реактора з псевдозрідженим шаром через з'єднувальні лінії (14а, 14b, 14с) для відновного газу у протилежному напрямку, і з плавильним газифікатором (8), в який входить транспортувальна лінія (7), що направляє губчасте залізо з реактора (3) з псевдозрідженим шаром, розташованого останнім у напрямку потоку дрібнозернистого матеріалу із вмістом оксиду заліза, і який має лінію (9) подачі для носіїв вуглецю і лінію (11) подачі для газів, що містять кисень, а також випускні отвори (23, 24) для передільного чавуну або матеріалу-попередника сталі і шлаку, і випускну лінію (12) відновного газу, утвореного у плавильному газифікаторі, під'єднану до реактора (3) з псевдозрідженим шаром, який розташований останнім у напрямку потоку дрібнозернистого матеріалу із вмістом оксиду заліза, для відновного газу, утвореного у плавильному газифікаторі, яка відрізняється тим, що перша гілка транспортувальної лінії (5а) для кількісної фракції дрібнозернистого матеріалу з вмістом оксиду заліза утворена транспортувальною лінією (6а, 6b) від реактора з псевдозрідженим шаром до реактора з псевдозрідженим шаром і подальшою транспортувальною лінією (7) до плавильного газифікатора, а друга гілка транспортувальної лінії (5b) для додаткової кількісної фракції дрібнозернистого матеріалу з вмістом оксиду заліза утворена з'єднувальною транспортувальною лінією від живильного пристрою (4) безпосередньо у плавильний газифікатор (8). 13. Установка за п. 12, яка відрізняється тим, що друга гілка транспортувальної лінії (5b) для додат кової кількісної фракції дрібнозернистого матеріалу з вмістом оксиду заліза сполучена зі з'єднувальною транспортувальною лінією (9) від живильного пристрою (10) подачі носіїв вуглецю і з'єднувальною лінією (11) для подачі газів, що містять кисень, у плавильний газифікатор. 14. Установка за п. 12 або 13, яка відрізняється тим, що друга гілка транспортувальної лінії (5b) розрахована на пропускання 10-15 мас. % загальної кількості використовуваного дрібнозернистого матеріалу з вмістом оксиду заліза. 15. Установка за будь-яким з п. 12-14, яка відрізняється тим, що містить установку (13) для знепилювання у гарячому стані, включену у випускну лінію (12) відновного газу, причому у випускній лінії (14а) відновного газу розміщений пристрій (20) для вимірювання температури, призначений для реєстрації температури відновного газу, а на виході установки (19) для видалення СО2 лінія (16b) для доменного газу, що має пристрій (21) для регулювання кількості притоку для регулювання температури відновного газу, з’єднана з випускною лінією (14а) відновного газу, яка веде до реактора з псевдозрідженим шаром (3) стадії остаточного відновлення. 16. Установка за будь-яким з п. 12-15, яка відрізняється тим, що на додаток до з'єднувальних ліній відновного газу (14b, 14с), які проходять від реактора з псевдозрідженим шаром до реактора з псевдозрідженим шаром, і на додаток до випускної лінії відновного газу (14а), яка веде до реактора з псевдозрідженим шаром, між випускною лінією відновного газу (14а) і принаймні одним реактором (1, 2) з псевдозрідженим шаром стадії попередньої реакції передбачені індивідуальні з'єднувальні лінії (14d, 14e) відновного газу, і ці з'єднувальні лінії (14d, 14e) відновного газу оснащені пристроями (21) регулювання кількості дозованого примішування відновного газу. 17. Установка за будь-яким з п. 12-16, яка відрізняється тим, що останній із з'єднаних послідовно реакторів (3) з псевдозрідженим шаром оснащений на додаток до транспортувальної лінії (7) для передачі губчастого заліза в плавильний газифікатор (8) додатковою транспортувальною лінією (7а) для відведення часткової кількості губчастого заліза, причому зазначена додаткова транспортувальна лінія веде до охолоджувального пристрою. Винахід відноситься до способу виробництва рідкого передільного чавуну або матеріалів попередників сталі з дрібнозернистого матеріалу з вмістом оксиду заліза, причому дрібнозернистий матеріал з вмістом оксиду заліза попередньо відновлюють принаймні на одній стадії попереднього відновлення за допомогою відновного газу і потім відновлюють на стадії остаточного відновлення у губчасте залізо, губчасте залізо плавлять у зоні плавильної газифікації з подачею носіїв вуглецю і газу з вмістом кисню, й одержують відновний газ із вмістом CO і Н2, який подають на стадію остаточного відновлення, де перетворюють, звідки відводять, потім подають принаймні на одну стадію попереднього відновлення, де перетворюють і звідки відводять. Крім того, винахід відноситься до пристрою для здійснення цього способу. Спосіб цього типу вже відомий, наприклад, з документа ЕР 969 107 А1. У способі, описаному у цьому документі, для відновлення рудного дрібняку у губчасте залізо зазвичай використовують кілька реакторів з псевдо зрідженим шаром, які розміщують каскадом. Під час відновлення у реакторах з псевдозрідженим шаром частки рудного дрібняку 5 мають дуже виражену тенденцію до агломерації, причому цей ефект відбувається у більшій мірі при підвищенні тонкості часток руди, підвищенні температури відновного газу і підвищенні ступеня металізації. Тому дотепер впроваджувати в промислових масштабах і з прийнятними витратами на очистку і технічне обслуговування і прийнятним коефіцієнтом готовності установки можна лише ті процеси з псевдозрідженим шаром, які протікають з відносно низьким ступенем металізації губчастого заліза приблизно 70% або з крупнішим рудним дрібняком (0-10 мм) і температурами відновного газу нижче 800°С для останнього реактора з псевдозрідженим шаром і 700-760°С для реакторів попереднього відновлення. Однак відносно низька температура відновного газу тягне за собою недолік відповідно нижче введення тепла. Крім того, виникають втрати тепла в окремих реакторах з псевдозрідженим шаром і з'єднувальних трубопроводах між реакторами з псевдозрідженим шаром, які є порівняно вище, ніж при відновленні великогрудкової руди у шахті, що відновлює. Температуру відновного газу, необхідну для оптимального процесу металізації в окремих реакторах з псевдозрідженим шаром, з'єднаних послідовно, можна, відтак, підтримувати лише в обмеженій мірі без подачі додаткової енергії. Цю нестачу енергії можна компенсувати різними додатковими заходами. Введення енергії, необхідної додатково, можна забезпечити через більшу питому кількість відновного газу на тону шихти або шляхом додаткового часткового спалювання CO і Н2 подаваним киснем. На додаток до більшого введення фізичного тепла, що досягається також через збільшення питомої кількості відновного газу, для того щоб підвищити температуру відновного газу до оптимального значення для наступного реактора з псевдозрідженим шаром, у з'єднувальних лініях між реакторами з псевдозрідженим шаром необхідно спалювати менше CO і Н2. Крім того, через збільшення питомої кількості відновного газу досягається те, що через часткове спалювання CO і Н2 відновний потенціал відновного газудосягає заданого граничного значення для реактора з псевдозрідженим шаром, наступного у кожному випадку, і при цьому досягається відносно висока ступінь металізації навіть більших часток залізної руди, які потребують довшого часу перебування у відновній атмосфері, ніж дрібніші частки руди. У способі відновлення розплаву в одному або кількох реакторах з псевдозрідженим шаром, з'єднаних послідовно, такому, як відомий, наприклад, з документу ЕР 969 107 А1, відновний газ, необхідний для відновлення оксидів заліза і випалу заповнювачів, одержують у плавильному газифікаторі, використовуючи вугілля як засіб газифікації і кисень або збагачене киснем повітря як окисну речовину. Тепло, яке одержують впродовж процесу газифікації, використовують у плавильному газифікаторі для плавлення губчастого заліза і необхідних заповнювачів у передільний чавун і шлак, які із заданими проміжками часу випускають. Якщо плавильний газифікатор зв'язаний із шахтною піччю, що відновлює, як у випадку способу COREX, 93549 6 при використанні вугілля з фракцією летючих складових понад 27мас% кількість відновного газу, який одержують у плавильному газифікаторі, достатня для стійкої роботи шахти, що відновлює. Якщо плавильний газифікатор зв'язаний реакторами з псевдозрідженим шаром, оптимізованої роботи можна досягти лише за допомогою додаткових заходів, вже описаних вище, таких, як більша питома кількість відновного газу і часткове спалювання CO і Н2. Для того щоб реактори з псевдозрідженим шаром можна було експлуатувати з більшими питомими кількостями відновного газу, вже відома, крім того, можливість або відведення очищеного доменного газу з реакторів з псевдозрідженим шаром установки для видалення СО2 і подачі його знову в процес відновлення, або експлуатації плавильного газифікатора з вугіллями з високим вмістом летючих складових. Використання засобів газифікації з високою фракцієюлетючих складових і низькою теплотворною здатністю потребує дуже високого питомого споживання засобів газифікації і окисних речовин і спричиняє дуже високі питомі виходи шлаку і тому є неекономічним. Тому з технічних і економічних міркувань переважним є одержання більших кількостей відновного газу у установці обробки газу. Однак через відносно низький вихід доменного газу (відхідного газу) в установці для видалення СО2 у випадку вугіль з низькою фракцією летючих складових додаткова кількість газу, яку одержують відповідно до цього способу, недостатня для виробництва губчастого заліза з відносно рівномірною металізацією, особливо не у випадку низького питомого споживання палива, яке с бажаним саме по собі. Цей винахід спрямований на те, щоб запобігти цим недолікам і труднощам, і його метою є удосконалення способу, описаного вище, і розробка пристрою для виробництва рідкого передільного чавуну або рідких сталевих проміжних продуктів з дрібнозернистого матеріалу з вмістом оксиду заліза, щоб плавильний експлуатувати з вищою вихідною потужністю, ніж реактори з псевдозрідженим шаром, з'єднані з ним, і, відтак, виробничий процес можна було здійснювати стійкіше. Крім того, необхідно суттєво зменшити або принаймні здебільшого запобігти необхідності здійснення введення енергії і спалювання CO і Н2 у з'єднувальних трубопроводах між реакторами з псевдозрідженим шаром. Ця мета досягається, відповідно до винаходу, тим, що кількісну фракцію дрібнозернистого матеріалу з вмістом оксиду заліза подають у зону плавильної газифікації через принаймні одну стадію попереднього відновлення і одну стадію остаточного відновлення, і додаткову кількісну фракцію дрібнозернистого матеріалу з вмістом оксиду заліза подають у зону плавильної газифікації безпосередньо або разом із носіями вуглецю і газом із вмістом кисню. Через кількісне і якісне підвищення одержання відновного газу, якого у результаті досягають у плавильному газифікаторі, зменшують необхідність у додатковому спалюванні CO і Н2 між послідовними реакторами з псевдозрідженим шаром. 7 Оскільки через це часткове спалювання CO і Н2 в СО2 і Н2О знижують відновний потенціал відновного газу,цим заходом досягають також підвищення ступеню металізації рудного дрібняка. З економічних міркувань доцільно одержувати у плавильному газифікаторі навіть більші кількості відновного газу з низьким вмістом окисних компонентів (СО2 і Н2О), ніж потрібно для збалансованої роботи плавильного газифікатора і реакторів з псевдозрідженим шаром. Причиною для цього є потреба у додатковому губчастому залізі або залізігарячого брикетування (ЗГБ) на стадії пуску і упродовж нагріву реакторів з псевдозрідженим шаром, включаючи нагрів і подальше відновлення матеріалу псевдозрідженого шару. Як відомо, принаймні останні два, а у більшості випадків усі, реактори з псевдо зрідженим шаром, що з'єднані послідовно, необхідно спорожнювати при кожній зупинці тривалістю довше 2 годин, щоб запобігти агломерації використовуваного матеріалу і через це довших зупинок установки. Навіть у випадку коротких зупинок плавильний газифікатор працює до 8 годин, у випадку довших зупинок - до 12 годин і, при чистці реакторів з псевдозрідженим шаром, упродовж приблизно 4 днів із запасеним ЗГБ. З огляду на відносно високу потребу у коштовному запасеному ЗГБ, упродовж цієї виробничої операції економічно доцільно безперервно відбирати часткову кількість виробленого губчастого заліза у вигляді ЗГБ або ЗГП (заліза гарячого пресування) і у вищеописаних випадках зупинок подавати його як холодний проміжний продукт в плавильний газифікатор. Для того щоб задовольнити цю додаткову потребу і забезпечити стабільну роботу способу, у зону плавильної газифікації безпосередньо або разом із носіями вуглецю і газом із вмістом кисню подають кількісну фракцію дрібнозернистого матеріалу з вмістом оксиду заліза у розмірі 1020мас% від загальної кількості дрібнозернистого матеріалу з вмістом оксиду заліза, який використовують. Особливо переважного складу відновного газу, який випускають із зони плавильної газифікації, досягають, якщо у зону плавильної газифікації подають носії вуглецю і газ із вмістом кисню у такій кількості, що фракцію СО2 у відновному газі, який випускають із зони плавильної газифікації, одержують у межах 4-9мас%, переважно, нижче 6мас%. Відповідно до одного переважного варіанту здійснення способу, відновний газ, який випускають із зони плавильної газифікації, піддають знепилюванню у гарячому стані і потім подають на стадію остаточного відновлення і, переважно, на усі стадії попереднього відновлення з питомою кількістю відновного газу, яку збільшують, переважно, збільшують на 10%. Таким чином, на стадіях попереднього відновлення гарячий очищений відновний газ примішують у перепуску до потоку холоднішого відновного газу зі стадії остаточного відновлення або до потоку холоднішого відновного газу з останньої стадії попереднього відновлення, і тим самим збільшують тепломісткість змішаного газу. Операцією примішування необхідну темпера 93549 8 туру відновного газу можуть встановлювати безпосередньо перед відповідною стадією відновлення. У відомих установках відновлення рудного дрібняка реактори з псевдозрідженим шаром чистять через проміжки часу 2-2,5 місяці для видалення забивань і спікання губчастого заліза, що призводить упродовж кожної зупинки роботи до втрати виробництва приблизно на 4 доби. Забивання і спікання губчастого заліза у циклонах реакторів стадії остаточного відновлення відбуваються швидше і частіше, якщо реактор працює з великими кількостями відновного газу і високих температурах відновного газу. Те саме стосується і фурм розподільників газу, оскільки потік проходить через них з вищими швидкостями газу. Тому довільне збільшення кількості відновного газу і підвищення температури відновного газу не сприяє досягненню бажаної мети. Балансу між перевагами і недоліками досягають, якщо після знепилювання у гарячому стані часткову кількість у розмірі принаймні 70мас% очищеного відновного газу подають на стадію остаточного відновлення, а часткову кількість у розмірі до 30мас% подають безпосередньо на стадії попереднього відновлення. Особливо переважних умов для операції відновлення на стадіях попереднього відновлення, особливо, на другій стадії попереднього відновлення, досягають, якщо 5-15мас%, переважно, приблизно 10мас% очищеного відновного газу примішують до відновного газу, який випускають зі стадії остаточного відновлення, перед вводом у попередню стадію попереднього відновлення. Як доведено, переважно, якщо після знепилювання у гарячому стані температуру очищеного відновного газу встановлюють вищою, ніж необхідно для остаточного відновлення дрібнозернистого матеріалу із вмістом оксиду заліза на стадії остаточного відновлення. Цю додаткову потребу у фізичному теплі можуть задовольняти,головним чином, наявним фізичним теплом відновного газу, який випускають із зони плавильної газифікації. З цією метою генераторний газ на виході газифікатора необхідно охолоджувати у меншій мірі (наприклад, до 880/900°С замість, як звичаєво, до 800/820°С). Точне встановлення температури відновного газу для стадії остаточного відновлення здійснюють шляхом дозованої добавки очищеного доменного газу, який відбирають переважно з першої стадії попереднього відновлення. Губчасте залізо, необхідне на стадії зупинки й упродовж нагріву реакторів з псевдозрідженим шаром, і яке безперервно виробляють як намічену надлишкову кількість упродовж безперервної роботи установки, безперервно видобувають зі стадії остаточного відновлення. У цьому випадку зі стадії остаточного відновлення відводять й охолоджують часткову кількість приблизно 5-15мас%, переважно, приблизно 10мас%, виробленої загальної кількості губчастого заліза. Установка для виробництва рідкого передільного чавуну або рідких матеріалів – попередників сталі з дрібнозернистого матеріалу з вмістом оксиду заліза, принаймні з двома реакторами з псе 9 вдозрідженим шаром, з'єднаними послідовно один за одним, причому дрібнозернистий матеріал із вмістом оксиду заліза направляється з реактора з псевдозрідженим шаром до реактора з псевдозрідженим шаром транспортувальними лініями в одному напрямку, а відновний газ направляється з реактора з псевдозрідженим шаром до реактора з псевдозрідженим шаром через з'єднувальні лінії для відновного газу у протилежному напрямку, і з плавильним газифікатором, в який входить транспортувальна лінія, що направляє губчасте залізо з реактора з псевдозрідженим шаром, розташованого останнім у напрямку потоку дрібнозернистого матеріалу із вмістом оксиду заліза, і який має лінію подачі для носіїв вуглецю і газів із вмістом кисню, а також випускний отвір для передільного чавуну або матеріалу – попередника сталі і шлаку, і випускну лінію відновного газу, яка проходить в реактор з псевдозрідженим шаром, розташований останнім у напрямку потоку матеріалу із вмістом оксидузаліза, для відновного газу, утвореного у плавильному газифікаторі, відрізняється тим, що перша гілка транспортувальної лінії для кількісної фракції дрібнозернистого матеріалу з вмістом оксиду заліза утворена транспортувальною лінією з реактора з псевдозрідженим шаром до реактора з псевдозрідженим шаром і подальшою транспортувальною лінією до плавильного газифікатора, а друга гілка транспортувальної лінії для додаткової кількісної фракції дрібнозернистого матеріалу з вмістом оксиду заліза утворена з'єднувальною транспортувальною лінією з живильного пристрою безпосередньо у плавильний газифікатор. Відповідно до одного переважного варіанту здійснення винаходу, друга гілка транспортувальної лінії для додаткової кількісної фракції дрібнозернистого матеріалу з вмістом оксиду заліза проходить у з'єднувальну транспортувальну лінію з живильного пристрою до лінії подачі носіїв вуглецю і газів із вмістом кисню у плавильний газифікатор. Це уможливлює дозовану і взаємно скоординовану подачу матеріалу з вмістом оксиду заліза, носіїв вуглецю і газу з вмістом кисню. Для одержання наміченої збільшеної кількості відновного газу друга гілка транспортувальної лінії розрахована на пропускання 10-15мас% загальної кількості використовуваного дрібнозернистого матеріалу з вмістом оксиду заліза. Дозована добавка доменного газу, переважно, відсмоктаного з першої стадії попереднього відновлення і очищеного, до очищеного відновного газу з плавильного газифікаторадоцільно досягається тим, що установка для знепилювання у гарячому стані, переважно, циклон для гарячого газу, з'єднана з випускною лінією відновного газу, і тим, що у випускній лінії відновного газу розміщений пристрій для вимірювання температури, призначений для виявлення температури відновного газу, і лінія доменного газу виходить на зовнішньому боці установки для видалення СО2 і має пристрій для регулювання кількості притоку для встановлення температури відновного газу у випускній лінії відновного газу, яка веде до реактора з псевдозрідженим шаром стадії остаточного відновлення. 93549 10 Встановлення температури відновного газу перед вводом у реактори з псевдозрідженим шаром стадій попереднього відновлення забезпечується тим, що на додаток до з'єднувальних ліній відновного газу, які проходять з реактора з псевдозрідженим шаром до реактора з псевдозрідженим шаром, і на додаток до випускної ліни відновного газу, яка веде до реактора з псевдозрідженим шаром, між випускною лінією відновного газу і принаймні одним реактором з псевдозрідженим шаром стадії попередньої реакції передбачені індивідуальні з'єднувальні лінії відновного газу, і ці з'єднувальні лінії відновного газу оснащені пристроями регулювання кількості для дозованого примішування відновного газу. Останній із з'єднаних послідовно реакторів з псевдозрідженим шаром, у якому відбувається остаточне відновлення матеріалу, що містить оксид заліза, оснащений на додаток до транспортувальної лінії для передачі губчастого заліза в плавильний газифікатор додатковою транспортувальною лінією для добування часткової кількості губчастого заліза, причому зазначена додаткова транспортувальна лінія веде до охолоджувального пристрою. Це губчасте залізо, відкладене й утримуване в запасі, знов використовується у випадку переривань у роботі. Далі винахід пояснюється шляхом прикладу з посиланнями на примірний варіант здійснення, проілюстрований у графічному матеріалі, фігурі 1, на якій на блок-схемі представлені переважний варіант здійснення пропонованого способу і пропонованого пристрою. Пропонована установка містить три з'єднані послідовно реактори з псевдозрідженим шаром 1, 2, 3. Матеріал, що містить оксид заліза, подається у вигляді рудного дрібняка з пристрою 4 для завантаження руди по лінії 5 подачі руди і гілку транспортувальної лінії 5а у перший реактор з псевдо зрідженим шаром 1, у якому відбуваються попередній нагрів рудного дрібняка і перше попереднє відновлення на першій стадії попереднього відновлення. Потім попередньо оброблений рудний дрібняк передається транспортувальною лінією 6а у реактор з псевдозрідженим шаром 2 і ще однією транспортувальною лінією 6b у реактор з псевдозрідженим шаром 3. У реакторі з псевдозрідженим шаром 2 відбувається друга стадія попереднього відновлення - подальше попереднє відновлення рудного дрібняка, а у реакторі з псевдозрідженим шаром 3 (стадія остаточного відновлення) відбувається остаточне відновлення рудного дрібняка у губчасте залізо. Губчасте залізо вилучається з реактора з псевдозрідженим шаром 3 і направляється транспортувальною лінією 7 у плавильний газифікатор 8. Для того щоб збільшити виробництво відновного газу у плавильному газифікаторі 8, матеріал, що містить оксид заліза, подається безпосередньо в плавильний газифікатор 8 другою гілкою транспортувальної лінії 5b. Ця гілка транспортувальної лінії підключається до з'єднувальної транспортувальної лінії 9, через яку живильним пристроєм 10 у плавильний газифікатор 8 безпосередньо подається вугілля. Якщо доречно, як газ-носій викорис 11 товується повітря. Часткова кількість виробленого губчастого заліза відгалужується з реактора з псевдозрідженим шаром 3 транспортувальною лінією 7а і подається до охолоджувального пристрою (не показаного), охолоджується у ньому і зберігається. Це губчасте залізо використовується знов на стадії зупинки й упродовж нагріву реакторів з псевдозрідженим шаром. У плавильному газифікаторі 8 у зоні плавильної газифікації 8а з вугілля і газу з вмістом кисню одержується відновний газ, що містить СО- і Н2, який відводиться з плавильного газифікатора випускною лінією відновного газу 12. Після протікання через установку 13 для знепилювання у гарячому стані переважна часткова фракція відновного газу, очищеного таким чином, направляється з'єднувальними лініями відновного газу 14а, у протитечії до потоку руди, спочатку на стадію остаточного відновлення реактора з псевдозрідженим шаром 3 і через неї, а потім з'єднувальними лініями відновного газу 14b і 14с у реактори з псевдозрідженим шаром 2 і 1 і через них. Дрібний пил, відділений в установці 13 для знепилювання у гарячому стані, знов подається у плавильний газифікатор 8 зворотними лініями 15. Споживаний відновний газ виходить з реактора з псевдозрідженим шаром 1 як доменний газ по лінії доменного газу 16а і протікає через скрубер доменного газу 17 і після компресора 18 через установку для видалення СО2 19. Частковий потік доменного газу, очищеного таким чином, повертається по лінії доменного газу 16b і дозовано подається до потоку відновного газу у з'єднувальній лінії відновного газу 14а поруч із вводом у реактор з псевдозрідженим шаром 3. Миттєва температура відновного газу у з'єднувальній лінії відновного газу 14а вимірюється пристроєм для вимірювання температури 20 перед вводом у реактор з псевдозрідженим шаром 3, і, залежно від оптимальної температури відновного газу на вході до реактора з псевдозрідженим шаром 3, пристроєм регулювання кількості 21 у лінії доменного газу 16Ь здійснюється дозоване примішування очищеного до 93549 12 менного газу лінії доменного газу 16b. Частковий потік свіжого відновного газу після мокрої очистки у скрубері 23 може подаватися через відгалуження 22 у лінію доменного газу 16а перед компресором 18, завдяки покращуються умови роботи установки для видалення СО2. Невеликі часткові кількості очищеного відновного газу з плавильного газифікатора 8 не пропускаються через реактор з псевдозрідженим шаром 3 стадії остаточного відновлення, а замість цього по з'єднувальним лініям відновного газу 14d і 14е подається безпосередньо у реактори з псевдо зрідженим шаром 2 і 1 стадії попереднього відновлення. З'єднувальна лінія відновного газу 14d під’єднана до з'єднувальної лінії відновного газу 14b безпосередньо перед випуском у реактор з псевдозрідженим шаром 2, а з'єднувальна лінія відновного газу 14е підключена до з'єднувальної лінії відновного газу 14с безпосередньо перед випуском у реактор з псевдозрідженим шаром 1. Завдяки примішуванню свіжого відновного газу до відновного газу, вже частково споживаному, принаймні через потік через реактор з псевдозрідженим шаром, відповідно підвищується як якість відновного газу, так і його температура на впуску у відповідний реактор з псевдозрідженим шаром 1 або 2, внаслідок чого підвищується ступінь попереднього відновлення. Для дозованого примішування свіжого відновного газу, з'єднувальні лінії відновного газу 14d, 14e так само оснащені пристроєм регулювання кількості 21 і, якщо доречно, з'єднувальні лінії відновного газу 14d, 14e оснащені пристроєм для вимірювання температури 20 для точнішого регулювання примішування. У плавильний газифікатор 8 проходять одна або кілька транспортувальних ліній 9 для твердих носіїв вуглецю і повітропровід для газів із вмістом кисню. У плавильному газифікаторі 8 розплавлений передільний чавун або матеріал – попередник сталі і розплавлений шлак збираються під зоною плавильної газифікації 8а і випускаються через випускні отвори 23, 24. 13 Комп’ютерна верстка Д. Шеверун 93549 Підписне 14 Тираж 23 прим. Міністерство освіти і науки України Державний департамент інтелектуальної власності, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601

Дивитися

Додаткова інформація

Назва патенту англійською

Method for producing liquid pig iron or liquid steel intermediate products from fine-particled material containing iron oxide and plant for realization thereof

Автори англійською

Vuletic Bogdan

Назва патенту російською

Способ производства жидкого передельного чугуна или жидких материалов-предшественников стали c мелкозернистых материалов c содержанием оксида железа и установка для его выполнения

Автори російською

Вулетик Богдан

МПК / Мітки

МПК: C21B 11/00, C21B 13/14, C21B 13/00

Мітки: дрібнозернистого, передільного, виконання, рідкого, чавуну, оксиду, матеріалу, виробництва, матеріалів-попередників, заліза, рідких, вмістом, спосіб, установка, сталі

Код посилання

<a href="https://ua.patents.su/7-93549-sposib-virobnictva-ridkogo-peredilnogo-chavunu-abo-ridkikh-materialiv-poperednikiv-stali-z-dribnozernistogo-materialu-z-vmistom-oksidu-zaliza-ta-ustanovka-dlya-jjogo-vikonannya.html" target="_blank" rel="follow" title="База патентів України">Спосіб виробництва рідкого передільного чавуну або рідких матеріалів-попередників сталі з дрібнозернистого матеріалу з вмістом оксиду заліза та установка для його виконання</a>

Подібні патенти