Спосіб і установка для одержання чавуну або рідких напівфабрикатів сталі

Номер патенту: 105915

Опубліковано: 10.07.2014

Автор: Мілльнер Роберт

Завантажити PDF файл.

Формула / Реферат

1. Спосіб одержання чавуну або рідких напівфабрикатів сталі, при якому вихідні матеріали, що містять оксид заліза, принаймні частково відновлюють у відновній зоні за допомогою відновлювального газу, потім вводять в плавильну зону і з підведенням носіїв вуглецю і кисневмісного газу та утворенням відновлювального газу розплавляють, при цьому відновлювальний газ, що утворився, подають у відновну зону, там перетворюють і після очищення відводять як експортний газ, який відрізняється тим, що принаймні частину експортного газу переробляють у пристрої для відокремлення СО2 з відокремленням СО2 і утворенням генераторного газу, і використовують для подачі порошкоподібних носіїв вуглецю разом з газом-носієм в плавильну зону, причому генераторний газ подають до принаймні однієї змішувальної камери з порошкоподібними носіями вуглецю разом з газом-носієм, а потім вводять в плавильну зону, причому порошкоподібні носії вуглецю подають до змішувальної камери газом-носієм.

2. Спосіб за п. 1, який відрізняється тим, що як носії вуглецю використовують кокс і/або вугілля.

3. Спосіб за п. 1, який відрізняється тим, що як газ-носій використовують азот.

4. Спосіб за будь-яким з пп. 1-3, який відрізняється тим, що введення генераторного газу і порошкоподібних носіїв вуглецю разом з газом-носієм, в плавильну зону здійснюють разом з кисневмісним газом.

5. Спосіб за п. 4, який відрізняється тим, що генераторний газ, порошкоподібні носії вуглецю, газ-носій і кисневмісний газ разом вдувають спочатку у фурму або кисневе сопло, а після цього - в плавильну зону.

6. Спосіб за будь-яким з попередніх пунктів, який відрізняється тим, що експортний газ перед обробкою у пристрої для відокремлення СО2 стискають і/або охолоджують.

7. Спосіб за будь-яким з попередніх пунктів, який відрізняється тим, що відокремлений у пристрої для відокремлення СО2 газ, багатий на СО2, відводять як залишковий газ і разом з експортним газом з відновної зони здійснюють його проміжне накопичення.

8. Спосіб за будь-яким з попередніх пунктів, який відрізняється тим, що відокремлений у пристрої для відокремлення СО2 газ, багатий на СО2, як залишковий газ і/або експортний газ з відновної зони принаймні частково спалюють для підігріву генераторного газу в нагрівачі.

9. Спосіб за п. 8, який відрізняється тим, що підігрітий генераторний газ завантажують у відновну зону і/або плавильну зону.

10. Спосіб за будь-яким з попередніх пунктів, який відрізняється тим, що здійснюють сухе знепилення і/або мокре очищення відновлювального газу, відведеного з відновної зони.

11. Установка для одержання чавуну або рідких напівфабрикатів сталі, що містить відновний агрегат (1), в якому вихідні матеріали з вмістом оксиду заліза за допомогою відновлювального газу можуть бути принаймні частково відновлені, і за допомогою плавильного агрегату (2), в який подають принаймні частково відновлені вихідні матеріали, і з підведенням носіїв вуглецю і кисневмісного газу та з утворенням відновлювального газу розплавлені, при цьому утворений відновлювальний газ може бути поданий у відновний агрегат, там перетворений, і після очищення, як експортний газ, відведений, яка відрізняється тим, що містить пристрій (3) для відокремлення СО2 з експортного газу і утворення генераторного газу, при цьому труба (4) для генераторного газу з'єднана принаймні з одним завантажувальним пристроєм (5) для введення порошкоподібних носіїв вуглецю в плавильний агрегат (2), причому завантажувальний пристрій (5) містить принаймні одну змішувальну камеру (6) для змішування генераторного газу з порошкоподібними носіями вуглецю і газом-носієм, при цьому змішувальна камера (6) з'єднана з трубою (4) для генераторного газу і подавальною трубою (7) для подачі порошкоподібних носіїв вуглецю.

12. Установка за п. 11, яка відрізняється тим, що містить засоби для підведення коксу і/або вугілля як носіїв вуглецю.

13. Установка за п. 12, яка відрізняється тим, що завантажувальний пристрій (5) містить завантажувальну трубу (8), яка з'єднує змішувальну камеру принаймні з одним соплом (9).

14. Установка за будь-яким з пунктів 11 або 13, яка відрізняється тим, що завантажувальний пристрій (5) додатково містить живильну трубу (10) для подачі кисневмісного газу.

15. Установка за будь-яким з пунктів 11-14, яка відрізняється тим, що живильну трубу (10) і завантажувальну трубу (8) з'єднано в соплі (9).

16. Установка за будь-яким з пунктів 13-15, яка відрізняється тим, що сопло (9) виконано у формі фурми доменної печі або кисневого сопла плавильного агрегату (2).

17. Установка за будь-яким з пунктів 11-16, яка відрізняється тим, що відновний агрегат (1) виконано у формі шахти доменної печі або відновної шахти, або агрегату з псевдорозрідженим шаром, або групи послідовно з'єднаних агрегатів з псевдорозрідженим шаром, а плавильний агрегат (2) - у формі нижньої частини доменної печі або плавильного газифікатора.

18. Установка за будь-яким з пунктів 11-17, яка відрізняється тим, що відвідна труба (11) для колошникового газу для відведення відновного газу з відновного агрегату (1) містить очисний пристрій.

19. Установка за п. 18, яка відрізняється тим, що як очисний пристрій містить пристрій (12) для сухого очищення і/або пристрій (13) для мокрого очищення.

20. Установка за п. 19, яка відрізняється тим, що очисний пристрій за допомогою труби (14) для експортного газу з'єднаний з пристроєм (3) для відокремлення СО2, при цьому в трубі (14) для експортного газу встановлено компресор (15) і/або принаймні один охолоджувач (16).

21. Установка за будь-яким з пунктів 11-20, яка відрізняється тим, що містить нагрівач (17) для підігріву генераторного газу перед його введенням у відновний агрегат (1) і/або в плавильний агрегат (2), при цьому нагрівач (17) виконаний з можливістю нагрівання шляхом принаймні часткового спалювання залишкового газу і/або експортного газу.

Текст

Реферат: Представлено спосіб і установку для одержання чавуну або рідких напівфабрикатів сталі, при цьому вихідні матеріали з вмістом оксиду металу і, у разі потреби, присадки у відновній зоні за допомогою відновлювального газу принаймні частково відновлюють, потім вводять в плавильну зону і з підведенням носіїв вуглецю і кисневмісного газу та утворенням відновлювального газу розплавляють. Утворений у відновній зоні відновлювальний газ подають у відновну зону, там перетворюють і відводять як експортний газ, відокремлюють СО 2 з експортного газу і утворюють генеративний газ, який використовують для введення порошкоподібних носіїв вуглецю в плавильну зону. UA 105915 C2 (12) UA 105915 C2 UA 105915 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 Винахід стосується способу та установки для одержання чавуну або рідких напівфабрикатів сталі, при якому вихідні матеріали, що містять оксид металу, зокрема оксид заліза, і у разі потреби присадки, принаймні частково відновлюють у відновній зоні за допомогою відновлювального газу, потім вводять в плавильну зону і з підведенням носіїв вуглецю, зокрема, коксу і/або вугілля і кисневмісного газу та утворенням відновлювального газу розплавляють, при цьому відновлювальний газ, що утворився, подають у відновну зону і там перетворюють і у разі потреби після очищення відводять як експортний газ. Як відомо з рівня розвитку технологій, за допомогою інжекційних газів в плавильний агрегат шляхом вдування можуть бути введені у формі найдрібніших частинок речовини, такі як носії вуглецю. Таким чином, наприклад, може бути введене вугілля у формі порошку за допомогою інжекційних газів та інжектора в доменну піч або також в плавильний газифікатор. Недоліком при цьому є те, що необхідно використовувати окремі інжекційні гази такі як азот, повітря чи природний газ, які збільшують обсяги інертного газу в процесі, особливо при додатковій внутрішній рециркуляції газу, або є причиною високих експлуатаційних витрат (на природний газ, електроенергію). Тому задачею винаходу є розробка способу і установки, які дозволять уникнути таких недоліків при введенні носіїв вуглецю у формі найдрібніших частинок. Ця задача вирішена за допомогою відповідного винаходу способу за п. 1 і за допомогою установки за п. 10. За відповідним винаходу способом, принаймні частину експортного газу після відокремлення CO2 використовують для введення порошкоподібних носіїв вуглецю в плавильну зону. Таким чином може бути зменшений обсяг відновлювального газу, який відводять з відновного агрегату і який після очищення присутній як експортний газ, або може бути збільшена частка експортного газу, який використовується в способі. Обсяг експортного газу, який використовують в способі в якості рециркуляційного газу і також повторно подають в рамках способу, також може бути зменшений, оскільки замість робочого газу, який, як правило, використовують при звичайному способі, наприклад, азоту, застосовують власний газ процесу, за допомогою чого зменшується обсяг циркулюючого газу. Таким чином може бути зменшена кількість енергії, необхідна для переміщення експортного газу в рамках способу (наприклад, електроенергія для стиснення), оскільки значно менші обсяги інертного газу присутні в технологічних газах, і тим самим необхідні значно менші витрати енергії для стиснення, нагрівання й охолодження технологічних газів. Частка експортного газу, який не може бути використаний в процесі, також знижується, крім того, заощаджується значна кількість інжекційного газу і, таким чином скорочуються експлуатаційні витрати установки для виробництва чавуну. Як додаткова перевага, відновлювальний або рециркуляційний газ не забруднюється робочим газом і таким чином не зменшується відновлювальний потенціал. Більш того, введення відновлювального газу, очищеного від CO2, як робочого газу, може збільшити підведення енергії через кисневі сопла або фурми, за допомогою чого можуть бути заощаджені відновлювальні речовини у формі коксу або вугілля. Згідно з переважною формою здійснення відповідного винаходу способу генераторний газ принаймні в одній змішувальній камері змішують з порошкоподібними носіями вуглецю, у разі потреби разом з газом-носієм, потім вводять в плавильну зону. Генераторний газ призводить до значного збільшення швидкості потоку, при якій порошкоподібні носії вуглецю вводять в плавильну зону. Порошкоподібні носії вуглецю можуть бути введені в змішувальну камеру за допомогою газу-носія. Порошкоподібні носії вуглецю прискорюють шляхом підведення генераторного газу і вводять з більш високою швидкістю в плавильну зону. Таке збільшення швидкості вдування дозволяє, наприклад, уникнути закупорки шлаком або пошкоджень бризками чавуну. За допомогою тиску і обсягу генераторного газу або обсягу газу-носія можна цілеспрямовано контролювати подачу в плавильну зону або адаптувати до конкретних робочих параметрів носіїв вуглецю. Згідно з особливо переважною формою здійснення відповідного винаходу способу здійснюється подача генераторного газу і порошкоподібних носіїв вуглецю, у разі потреби, з газом-носієм в плавильну зону разом із збагаченим киснем газом. Порошкоподібні носії вуглецю використовують, як джерело енергії, і для утворення відновлювального газу. Для цього вигідно безпосередньо при подачі додати збагачений киснем газ для забезпечення процесу горіння і, таким чином, підведення енергії. Перевагою є, наприклад, передбачення використання необхідного в плавильній зоні гарячого дуття або збагаченого киснем гарячого дуття, як збагаченого киснем газу, і введення разом з порошкоподібними носіями вуглецю і у разі потреби газу-носія у плавильну зону. 1 UA 105915 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 Згідно з іншою переважною формою здійснення відповідного винаходу способу, генераторний газ, порошкоподібні носії вуглецю, у разі потреби, газ-носій і збагачений киснем газ вдувають разом спочатку в фурму або в кисневе сопло і потім в плавильну зону. Для доменних печей фурми є стандартним обладнанням, через які гарячий, зокрема, збагачений киснем газ може бути введений в плавильну зону. Кисневі сопла є устаткуванням для плавильно-відновних установок, які подають кисневмісний газ з високим вмістом O 2, переважно вище 90 мас.% О2, в плавильну зону плавильного агрегату, такого, наприклад, як плавильний газифікатор. Вони, як правило, розташовані у формі кільця навколо плавильної зони для забезпечення рівномірного підведення газу. Переважно вищезазначені гази і порошкоподібні носії вуглецю вдувають разом в плавильну зону, при цьому здійснюється внутрішнє перемішування газів з порошкоподібними носіями вуглецю. У особливій формі здійснення відповідного винаходу способу, експортний газ перед обробкою в установці для відокремлення CO2 стискають і/або охолоджують. За допомогою цих заходів, з одного боку, встановлюють сприятливі для відокремлення CO2 робочі параметри, а з іншого боку, впливають на тиск і температуру генераторного газу. Згідно з придатною формою здійснення відповідного винаходу способу, в установці для відокремлення CO2 збагачений CO2 газ відводять як залишковий газ і, зокрема, зберігають в проміжному накопичувачі разом з експортним газом з відновної зони. Залишковий газ має зазвичай дуже різний склад, так що його теплотворна здатність також не є постійною. Шляхом зберігання в проміжному накопичувачі властивості залишкового газу можна збалансовувати. При підмішуванні залишкового експортного газу, який не використовують, як генераторний газ, експортний газ можна спочатку зберігати із залишковим газом і надалі використати для зовнішнього застосування, як наприклад, для термічної обробки. Згідно з переважною формою здійснення відповідного винаходу способу, в установці для відокремлення CO2 збагачений CO2 газ, як залишковий газ, і/або експортний газ з відновної зони принаймні частково спалюють для підігріву генераторного газу в нагрівачі. Шляхом спалювання можна використати енергоресурс залишкового газу і/або експортного газу і, отже, забезпечити підігрів експортного газу з меншими витратами. Утворений під час спалювання відвідний газ відводять і у разі потреби очищують. Згідно з іншою переважною формою здійснення відповідного винаходу способу підігрітий генераторний газ вводять у відновну зону і/або плавильну зону. Таким чином може бути значно збільшена частка експортного газу, який залишають в процесі і який може бути повторно використаний як рециркуляційний газ у відновній зоні, у плавильній зоні або, як генераторний газ у плавильній зоні. Згідно з переважною формою здійснення відповідного винаходу способу відведений з відновної зони відновлювальний газ піддають сухому знепиленню і/або мокрому очищенню. Оскільки відведений відновлювальний газ містить значну частку пилу або дрібних твердих частинок, вигідно спочатку передбачити очищення, при якому використовують сухі і мокрі способи очистки, а також їх комбінації. Очищений відведений відновлювальний газ може бути використаний відповідно винаходу або направлений для інших способів використання, як наприклад, термічної обробки. Відповідна винаходу установка для одержання чавуну або рідких напівфабрикатів сталі містить відновний агрегат, в якому вихідні матеріали із вмістом оксиду металу, особливо оксиду заліза, і у разі потреби присадки, за допомогою відновлювального газу можна принаймні частково відновити і плавильний агрегат, в який можна подати принаймні частково відновлені вихідні матеріали або присадки і з підведенням носіїв вуглецю, зокрема коксу і/або вугілля і кисневмісного газу і з утворенням відновлювального газу розплавити. Утворений в плавильному агрегаті відновлювальний газ можна подати в плавильну зону, там перетворити і в разі потреби після очищення відвести як експортний газ. Крім того, установка містить установку для відокремлення CO2 для відокремлення CO2 з експортного газу і утворення генераторного газу. Установка для відокремлення CO2 з'єднана через трубу для генераторного газу з принаймні одним завантажувальним пристроєм для завантаження, зокрема, для вдування порошкоподібних носіїв вуглецю в плавильний агрегат. За допомогою установки для відокремлення CO2 можна відокремити CO2 і переважно також залишкову водяну пару (H2O), які мають негативний вплив на процес плавлення або одержання відновлювального газу і відновлення у відновній зоні, що відбуваються при цьому і таким чином отримати високоякісний генераторний газ з високим вмістом відновлювальних компонентів, таких як окис вуглецю (СО) і водень (H2). Порошкоподібні носії вуглецю утворюються у великій кількості при багатьох металургійних способах, таких як використання грудкового вугілля. 2 UA 105915 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 Тому здатність використовувати такі носії вуглецю забезпечує значну економічну перевагу. Крім того, загальна ефективність способу одержання чавуну може бути поліпшена шляхом повторного використання відведеного з відновного агрегату відновлювального газу, так що наприклад, загальна кількість носіїв вуглецю на тонну одержаного чавуну може бути знижена. Завдяки використанню генераторного газу для завантаження порошкоподібних носіїв вуглецю в плавильний агрегат можна обійтися без звичайного в інших випадках інжекційного газу, як наприклад, азоту, зрідженого або природного газу. Таким чином завдяки меншій частці інертних газів зменшується в цілому обсяг технологічного газу, так що для обробки газу або підведення газу можна використовувати також менші установки. Згідно з альтернативною формою виконання відповідної винаходу установки завантажувальний пристрій містить змішувальну камеру для змішування генераторного газу з порошкоподібними носіями вуглецю і, у разі потреби, з газом-носієм, при цьому змішувальна камера з'єднана з трубою для генераторного газу і подавальною трубою для подачі порошкоподібних носіїв вуглецю. Спочатку порошкоподібні носії вуглецю вводять в змішувальну камеру, при чому це може бути здійснено, наприклад, за допомогою газу-носія або також під дією сили тяжіння через подавальну трубу. Шляхом додавання генераторного газу через трубу для генераторного газу досягають необхідної для завантаження швидкості і енергії вдування, так що порошкоподібні носії вуглецю можуть бути введені в плавильний агрегат. У змішувальній камері відбувається внутрішнє перемішування генераторного газу і порошкоподібних носіїв вуглецю, що робить можливим їх рівномірне завантаження. Можливий варіант відповідної винаходу установки передбачає, що завантажувальний пристрій містить завантажувальну трубу, що з'єднує змішувальну камеру принаймні з одним соплом. За допомогою сопла відбувається значне збільшення швидкості потоку, що також дозволяє забезпечити його вдування в камеру під високим тиском, як це переважно має місце в стандартному плавильному агрегаті. Крім цього, ще більше зростає внутрішнє перемішування порошкоподібних носіїв вуглецю, що забезпечує дуже гомогенний розподіл в плавильному агрегаті. При передбаченні декількох змішувальних камер і/або декількох сопел можна забезпечити рівномірний розподіл порошкоподібних носіїв вуглецю в плавильному агрегаті. Згідно з особливо переважною формою виконання відповідної винаходу установки завантажувальний пристрій містить живильну трубу для подачі кисневмісного газу. Порошкоподібні носії вуглецю можна вводити разом з кисневмісним газом, при цьому досягають негайного згоряння порошкоподібних носіїв вуглецю і генераторного газу або газифікації порошкоподібних носіїв вуглецю припотраплянні в плавильний агрегат. Відповідно до іншої можливої форми виконання відповідної винаходу установки, живильна і завантажувальна труби з'єднані в соплі. За допомогою цього сопло створює майже гомогенний газовий струмінь, який входить в плавильний агрегат. Таким чином, немає необхідності передбачати окремі пристрої для введення кисневмісного газу і порошкоподібних носіїв вуглецю. Їх можна об'єднати. Таким чином, для введення порошкоподібних носіїв вуглецю можна використати те, що в будь-якому випадку вже використовують для введення кисневмісного газу. Згідно з особливо переважною формою виконання відповідної винаходу установки, сопло має форму фурми доменної печі або кисневого сопла плавильного агрегату. Кисневі сопла використовують в більшості випадків для подачі гарячого повітря в плавильний агрегат. Кисневі сопла використовують як пристрої у плавильно-відновних установках, які 2 подають кисневмісний газ з високим вмістом О 2, переважно більше 90 мас.% O , в плавильну зону плавильного агрегату. В основному для цього передбачають кільцевидні пристрої для забезпечення максимально рівномірної подачі гарячого повітря. Замість гарячого повітря в плавильний агрегат також можна вдувати кисневмісний газ, наприклад, з вмістом кисню > 90 мас.%. За допомогою цього в плавильний агрегат можна вдувати разом кисневмісний газ і порошкоподібні носії вуглецю. Завдяки такій формі виконання забезпечують особливо ефективну конверсію порошкоподібних носіїв вуглецю, так що їх можна особливо добре використати як джерела енергії та для утворення відновлювального газу. Згідно з переважною формою виконання відповідної винаходу установки, відновний агрегат виконано у формі шахти доменної печі або відновної шахти або у вигляді агрегату з псевдозрідженим шаром або у вигляді групи послідовно з'єднаних агрегатів з псевдозрідженим шаром, а плавильний агрегат як нижню частину доменної печі або як плавильний газифікатор. Це дозволяє обробляти дуже широку групу вихідних матеріалів з вмістом оксиду металу або оксиду заліза і присадок, при цьому відновний агрегат, наприклад, може бути адаптований до розміру часток і складу вихідних матеріалів із вмістом оксиду металу або оксиду заліза, або виду грудкових носіїв вуглецю. Також шляхом вибору плавильного агрегату можна точно 3 UA 105915 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 підібрати установку і спосіб для перероблюваних вихідних матеріалів із вмістом оксиду металу або оксиду заліза. Можлива форма виконання відповідної винаходу установки передбачає, що у відвідній трубі для колошникового газу для відведення відновлювального газу з відновного агрегату може міститися очисний пристрій, зокрема, пристрій для сухого очищення і/або мокрого очищення. За допомогою очисного пристрою з відновлювального газу відокремлюють пил, і, наприклад, дрібні тверді частинки. Разом з пристроєм для сухого очищення, наприклад, рукавним фільтром, циклоном для гарячого газу, тканинним фільтром, або фільтром для гарячого газу він може містити пристрій для мокрого очищення, як наприклад, скрубер з кільцевим зазором або скрубер Вентурі. Крім того, можливе поєднання зазначених вище очисних пристроїв. Очищений, відведений з відновного агрегату відновлювальний газ можна використовувати як експортний газ відповідно винаходу або подавати для іншого використання або застосування. Згідно з переважною формою виконання відповідної винаходу установки, очисний пристрій з'єднано з установкою для відокремлення CO2 за допомогою труби для експортного газу, при цьому в трубі для експортного газу встановлено компресор і / або, принаймні один охолоджувач. Експортний газ спочатку стискають і потім охолоджують, при цьому значна частина водяної пари (H2O) конденсується і відокремлюється, так що можуть бути створені оптимальні умови для відокремлення CO2. Згідно з переважною формою виконання відповідної винаходу установки, передбачено нагрівач для підігрівання генераторного газу перед його подачею у відновний агрегат і/або в плавильний агрегат, при цьому нагрівач можна підігрівати шляхом принаймні часткового спалювання залишкового газу і/або експортного газу. Це дозволяє відповідно підготувати генераторний газ, який подають в плавильний агрегат і/або у відновний агрегат. Шляхом спалювання залишкового газу або експортного газу в нагрівачі можна з найменшими витратами підігріти генераторний газ. Підігрітий генераторний газ можна подати за допомогою труб, які з'єднують нагрівач з плавильним агрегатом і відновним агрегатом. Введення в плавильний агрегат також можна виконати за допомогою відповідного винаходу завантажувального пристрою. Нижче винахід пояснюється докладніше на прикладах, що не обмежують обсягу правової охорони, з посиланням на ілюстрації 1 і 2. Фіг. 1: Відповідна винаходу установка з доменною піччю Фіг. 2: Фрагмент завантажувального пристрою На фіг. 1 зображена відповідна винаходу установка з доменною піччю для одержання чавуну RE. Нижня частина доменної печі складається з плавильного агрегату 2 з плавильною зоною, а шахта доменної печі з відновного агрегату 1 з відновною зоною. Відведений з відновного агрегату 1 відновлювальний газ використовують вже у відновній зоні. Це означає, що за допомогою відновлювального газу у відновному агрегаті 1 принаймні частково можна відновити вихідні матеріали з вмістом оксиду металу або оксиду заліза і, у разі потреби, присадки, при цьому використаний відновлювальний газ відводять як колошниковий газ. Принаймні частково відновлені вихідні матеріали з вмістом оксиду металу або оксиду заліза вводять у плавильну зону, де також відбувається утворення відновлювального газу. Для подальшого використання колошникового газу, спочатку необхідно принаймні забезпечити очищення газу. Це відбувається переважно у два етапи, за допомогою пристрою 12 для сухого очищення і послідовно приєднаного пристрою 13 для мокрого очищення. Ці очисні пристрої розташовані в трубі 11 для колошникового газу. Через трубу 14 для експортного газу пристрій 13 для мокрого очищення з'єднаний з установкою 3 для відокремлення CO2. Для приведення її в дію можна використовувати метод адсорбції зі зміною тиску або метод адсорбції з чергуванням тиску і розрідження. Переважно в трубі 14 для експортного газу передбачають компресор 15 і за ним охолоджувальний пристрій 16, наприклад, водяний охолоджувач для цілеспрямованого встановлення необхідної для відокремлення CO2 температури, а також конденсування і відокремлення значної частини водяної пари. Під час відокремлення CO2 відокремлюється CO2-вмісний газ, залишковий газ і утворюється генераторний газ, який містить високі частки відновлювальних компонентів, таких як водень і оксид вуглецю. На фіг. 2 детально зображено завантажувальний пристрій 5. Генераторний газ може бути введений з допомогою труби 4 для генераторного газу принаймні в одну змішувальну камеру 6. Через подавальну трубу 7 подають порошкоподібні носії вуглецю, такі як порошкоподібне вугілля, за допомогою газу-носія, такого як азот, в змішувальну камеру 6, а за допомогою генераторного газу через завантажувальну трубу 8 завантажують в сопло 9. В сопло 9 також входить живильна труба 10, через яку вводять кисневмісний газ. Таким чином, кисневмісний газ, газ-носій, генераторний газ і порошкоподібні носії вуглецю вводять або вдувають разом в плавильний агрегат. Переважно може бути передбачено багато сопел, які можуть бути 4 UA 105915 C2 5 10 15 20 розташовані таким чином, що вони вдувають прямо у фурму або кисневе сопло плавильного агрегату, наприклад, доменної печі. Завантажувальна труба 8 може бути виконана у вигляді списа для вдування, який також може включати в себе змішувальну камеру 6. Крім того, завантажувальна труба 8 також може бути виконана в формі окремого каналу вдування, який входить в сопло 9. Сопло 9 може мати форму фурми доменної печі або кисневого сопла плавильного агрегату, як наприклад, плавильний газифікатор. Переважно застосовують живильну трубу 10 і завантажувальну трубу 8 у верхній частині списа для вдування, який входить в фурму або кисневе сопло, або на каналі вдування з'єднується в фурмі або кисневому соплі. В обох формах виконання використовують фурму або кисневе сопло, які є відомими пристроями, так що відповідний винаходу спосіб або установку також можна використовувати на існуючих установках. Додатково може бути передбачений нагрівач 17, в якому шляхом принаймні часткового спалювання залишкового газу з установки 3 для відокремлення CO2 і/або експортного газу можна здійснювати підігрівання принаймні частини генераторного газу. Цю підігріту частину генераторного газу можна ввести у відновний агрегат 1 або у плавильний агрегат 2. Надлишковий експортний газ або також залишковий газ можна зберігати в газовому накопичувачі 18, за допомогою чого здійснюється збалансування складу цих газів. Це необхідно, оскільки склад залишкового газу суттєво коливається після способу адсорбції зі зміною тиску або чергуванням тиску і розрідження, результатом чого є також значні коливання теплотворної здатності. Газова суміш може в подальшому бути використана, наприклад, для термічної обробки. Позиційні позначення 1 Відновний агрегат 2 Плавильний агрегат 3 Установка для відокремлення CO2 4 Труба для генераторного газу 5 Завантажувальний пристрій 6 Змішувальна камера 7 Подавальна труба 8 Завантажувальна труба 9 Сопло 10 Живильна труба 11 Відвідна труба для колошникового газу 12 Пристрій для сухого очищення 13 Пристрій для мокрого очищення 14 Труба для експортного газу 15 Компресор 16 Охолоджувач 17 Нагрівач 18 Газовий накопичувач 25 ФОРМУЛА ВИНАХОДУ 30 35 40 1. Спосіб одержання чавуну або рідких напівфабрикатів сталі, при якому вихідні матеріали, що містять оксид заліза, принаймні частково відновлюють у відновній зоні за допомогою відновлювального газу, потім вводять в плавильну зону і з підведенням носіїв вуглецю і кисневмісного газу та утворенням відновлювального газу розплавляють, при цьому відновлювальний газ, що утворився, подають у відновну зону, там перетворюють і після очищення відводять як експортний газ, який відрізняється тим, що принаймні частину експортного газу переробляють у пристрої для відокремлення СО 2 з відокремленням СО2 і утворенням генераторного газу, і використовують для подачі порошкоподібних носіїв вуглецю разом з газом-носієм в плавильну зону, причому генераторний газ подають до принаймні однієї змішувальної камери з порошкоподібними носіями вуглецю разом з газом-носієм, а потім вводять в плавильну зону, причому порошкоподібні носії вуглецю подають до змішувальної камери газом-носієм. 2. Спосіб за п. 1, який відрізняється тим, що як носії вуглецю використовують кокс і/або вугілля. 3. Спосіб за п. 1, який відрізняється тим, що як газ-носій використовують азот. 5 UA 105915 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 4. Спосіб за будь-яким з пп. 1-3, який відрізняється тим, що введення генераторного газу і порошкоподібних носіїв вуглецю разом з газом-носієм, в плавильну зону здійснюють разом з кисневмісним газом. 5. Спосіб за п. 4, який відрізняється тим, що генераторний газ, порошкоподібні носії вуглецю, газ-носій і кисневмісний газ разом вдувають спочатку у фурму або кисневе сопло, а після цього в плавильну зону. 6. Спосіб за будь-яким з попередніх пунктів, який відрізняється тим, що експортний газ перед обробкою у пристрої для відокремлення СО2 стискають і/або охолоджують. 7. Спосіб за будь-яким з попередніх пунктів, який відрізняється тим, що відокремлений у пристрої для відокремлення СО2 газ, багатий на СО2, відводять як залишковий газ і разом з експортним газом з відновної зони здійснюють його проміжне накопичення. 8. Спосіб за будь-яким з попередніх пунктів, який відрізняється тим, що відокремлений у пристрої для відокремлення СО2 газ, багатий на СО2, як залишковий газ і/або експортний газ з відновної зони принаймні частково спалюють для підігріву генераторного газу в нагрівачі. 9. Спосіб за п. 8, який відрізняється тим, що підігрітий генераторний газ завантажують у відновну зону і/або плавильну зону. 10. Спосіб за будь-яким з попередніх пунктів, який відрізняється тим, що здійснюють сухе знепилення і/або мокре очищення відновлювального газу, відведеного з відновної зони. 11. Установка для одержання чавуну або рідких напівфабрикатів сталі, що містить відновний агрегат (1), в якому вихідні матеріали з вмістом оксиду заліза за допомогою відновлювального газу можуть бути принаймні частково відновлені, і за допомогою плавильного агрегату (2), в який подають принаймні частково відновлені вихідні матеріали, і з підведенням носіїв вуглецю і кисневмісного газу та з утворенням відновлювального газу розплавлені, при цьому утворений відновлювальний газ може бути поданий у відновний агрегат, там перетворений, і після очищення, як експортний газ, відведений, яка відрізняється тим, що містить пристрій (3) для відокремлення СО2 з експортного газу і утворення генераторного газу, при цьому труба (4) для генераторного газу з'єднана принаймні з одним завантажувальним пристроєм (5) для введення порошкоподібних носіїв вуглецю в плавильний агрегат (2), причому завантажувальний пристрій (5) містить принаймні одну змішувальну камеру (6) для змішування генераторного газу з порошкоподібними носіями вуглецю і газом-носієм, при цьому змішувальна камера (6) з'єднана з трубою (4) для генераторного газу і подавальною трубою (7) для подачі порошкоподібних носіїв вуглецю. 12. Установка за п. 11, яка відрізняється тим, що містить засоби для підведення коксу і/або вугілля як носіїв вуглецю. 13. Установка за п. 12, яка відрізняється тим, що завантажувальний пристрій (5) містить завантажувальну трубу (8), яка з'єднує змішувальну камеру принаймні з одним соплом (9). 14. Установка за будь-яким з пунктів 11 або 13, яка відрізняється тим, що завантажувальний пристрій (5) додатково містить живильну трубу (10) для подачі кисневмісного газу. 15. Установка за будь-яким з пунктів 11-14, яка відрізняється тим, що живильну трубу (10) і завантажувальну трубу (8) з'єднано в соплі (9). 16. Установка за будь-яким з пунктів 13-15, яка відрізняється тим, що сопло (9) виконано у формі фурми доменної печі або кисневого сопла плавильного агрегату (2). 17. Установка за будь-яким з пунктів 11-16, яка відрізняється тим, що відновний агрегат (1) виконано у формі шахти доменної печі або відновної шахти, або агрегату з псевдорозрідженим шаром, або групи послідовно з'єднаних агрегатів з псевдорозрідженим шаром, а плавильний агрегат (2) - у формі нижньої частини доменної печі або плавильного газифікатора. 18. Установка за будь-яким з пунктів 11-17, яка відрізняється тим, що відвідна труба (11) для колошникового газу для відведення відновного газу з відновного агрегату (1) містить очисний пристрій. 19. Установка за п. 18, яка відрізняється тим, що як очисний пристрій містить пристрій (12) для сухого очищення і/або пристрій (13) для мокрого очищення. 20. Установка за п. 19, яка відрізняється тим, що очисний пристрій за допомогою труби (14) для експортного газу з'єднаний з пристроєм (3) для відокремлення СО2, при цьому в трубі (14) для експортного газу встановлено компресор (15) і/або принаймні один охолоджувач (16). 21. Установка за будь-яким з пунктів 11-20, яка відрізняється тим, що містить нагрівач (17) для підігріву генераторного газу перед його введенням у відновний агрегат (1) і/або в плавильний агрегат (2), при цьому нагрівач (17) виконаний з можливістю нагрівання шляхом принаймні часткового спалювання залишкового газу і/або експортного газу. 6 UA 105915 C2 Комп’ютерна верстка А. Крижанівський Державна служба інтелектуальної власності України, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 7

Дивитися

Додаткова інформація

Назва патенту англійською

Method and system for producing pig iron or fluid steel pre-products

Автори англійською

Millner, Robert

Автори російською

Милльнер Роберт

МПК / Мітки

МПК: C21B 13/00, C21B 13/14

Мітки: напівфабрикатів, сталі, одержання, рідких, установка, чавуну, спосіб

Код посилання

<a href="https://ua.patents.su/9-105915-sposib-i-ustanovka-dlya-oderzhannya-chavunu-abo-ridkikh-napivfabrikativ-stali.html" target="_blank" rel="follow" title="База патентів України">Спосіб і установка для одержання чавуну або рідких напівфабрикатів сталі</a>

Подібні патенти