BG62940B1 - Метод за редукция и топене на метали - Google Patents

Метод за редукция и топене на метали Download PDF

Info

Publication number
BG62940B1
BG62940B1 BG103113A BG10311399A BG62940B1 BG 62940 B1 BG62940 B1 BG 62940B1 BG 103113 A BG103113 A BG 103113A BG 10311399 A BG10311399 A BG 10311399A BG 62940 B1 BG62940 B1 BG 62940B1
Authority
BG
Bulgaria
Prior art keywords
chamber
charge
furnace
pipe
gas
Prior art date
Application number
BG103113A
Other languages
English (en)
Other versions
BG103113A (bg
Inventor
Louis J. Fourie
Original Assignee
Ipcor Nv
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Ipcor Nv filed Critical Ipcor Nv
Publication of BG103113A publication Critical patent/BG103113A/bg
Publication of BG62940B1 publication Critical patent/BG62940B1/bg

Links

Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F27—FURNACES; KILNS; OVENS; RETORTS
    • F27B—FURNACES, KILNS, OVENS, OR RETORTS IN GENERAL; OPEN SINTERING OR LIKE APPARATUS
    • F27B14/00—Crucible or pot furnaces
    • F27B14/06—Crucible or pot furnaces heated electrically, e.g. induction crucible furnaces with or without any other source of heat
    • F27B14/061—Induction furnaces
    • F27B14/065—Channel type
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C21—METALLURGY OF IRON
    • C21B—MANUFACTURE OF IRON OR STEEL
    • C21B11/00—Making pig-iron other than in blast furnaces
    • C21B11/10—Making pig-iron other than in blast furnaces in electric furnaces
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C21—METALLURGY OF IRON
    • C21B—MANUFACTURE OF IRON OR STEEL
    • C21B13/00—Making spongy iron or liquid steel, by direct processes
    • C21B13/12—Making spongy iron or liquid steel, by direct processes in electric furnaces
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P10/00—Technologies related to metal processing
    • Y02P10/10—Reduction of greenhouse gas [GHG] emissions
    • Y02P10/122—Reduction of greenhouse gas [GHG] emissions by capturing or storing CO2
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P10/00—Technologies related to metal processing
    • Y02P10/10—Reduction of greenhouse gas [GHG] emissions
    • Y02P10/134—Reduction of greenhouse gas [GHG] emissions by avoiding CO2, e.g. using hydrogen
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P10/00—Technologies related to metal processing
    • Y02P10/25—Process efficiency

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Metallurgy (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Furnace Details (AREA)
  • Manufacture And Refinement Of Metals (AREA)
  • Vertical, Hearth, Or Arc Furnaces (AREA)
  • Manufacture Of Iron (AREA)
  • Crucibles And Fluidized-Bed Furnaces (AREA)
  • Waste-Gas Treatment And Other Accessory Devices For Furnaces (AREA)

Description

Област на техниката
Изобретението се отнася до метод за редукция и топене на метали, например метод за получаване на стомана, при който метал и въглеродосъдьржаща шихта се нагрява в канална индукционна пещ, за да се редуцира и стопи металсъдържащата част от шихтата. Изобретението се отнася и до устройство за осъществяване на такова предварително нагряване.
Предшестващо състояние на техниката
Известен е метод, описан в US 5411570, при който зареденият в пещта металсъдържащ компонент от материала включва метална руда или частично редуцирана метална руда (например гъбесто желязо, когато шихтата е желязосъдържаща) и въглища. Материалът се зарежда в пещта вертикално през един или повече отвори за зареждане, разположени в стената на пещта по такъв начин, че заредената в пещта шихта образува непрекъсната, разположена надлъжно по цялата дължина на пещта купчина, която плува върху ваната от стопен метал.
В споменатото устройство получените газообразни продукти, главно CO, и летливите вещества, съдържащи се във въглищата, изгарят в разположената над шихтата зона на пещта в присъствие на кислород, който се подава в тази зона.
Отбелязано е също, че полученият в резултат на горенето газ, обикновено, е с температура от порядъка на 1600°С и може да се използва за нагряване на шихтата в пещта. Когато материалът, който се зарежда в пещта, съдържа стоманени отпадъци или студен чугун, полученият газ, съдържащ въглероден монооксид, може да се отведе от пещта през същия отвор, през който се зарежда пещта, за да нагрее предварително стоманените отпадъци или студения чугун при контакта им с газа.
При друг известен метод, описан в US 1819238, рудата, въглеродсъдьржащият материал и флюсите се зареждат в индукционна нагревателна пещ през отвор за зареждане, разположен в единия край на пещта, като в този край се образува купчина от материала, който постепенно се разпределя и топи. Газовете, които се образу ват в пещта, се изпускат през отвора за зареждане и се изгарят по такъв начин, че да се осигури директен контакт между газовете и материала за зареждане.
Известен е и метод, описан в GB 1527248, при който съоръжението за топене е плазмена или електродъгова пещ и образувалите се в края на редукционния процес газове също преминават през отворите за зареждане на материала, с което се осигурява директен контакт между газа и материала.
В FR 1205446 също е описан метод, при който съоръжението за топене може да бъде канална пещ - едно- или многоканална. Основната редукционна реакция съгласно изобретението протича между въглерода и железния оксид, разтворен в шлаката. Образувалият се газ преминава в противоток на материала, с който се зарежда пещта, контактува с него и го нагрява предварително, при което протича предварителна редукция.
Задача на настоящото изобретение е да се създаде метод за редукция и топене на метали, при който се постига по-добро използване на отработените газове.
Техническа същност на изобретението
Съгласно изобретението методът за редукция и топене се състои в нагряване в канална индукционна пещ на шихта, състояща се от металсъдържащ компонент и въглеродсъдържащ компонент, при което се извършва редукция на металсъдържащия компонент, като методът включва етап, при който поне част от получените газообразни продукти се използват за предварително нагряване на шихтата, т.е. преди въвеждането й в пещта.
Очевидно е, че ако в резултат на предварителното нагряване температурата на шихтата се повиши над зададена стойност, металсъдържащият компонент ще започне да се редуцира преди подаването на шихтата в пещта.
Това ще доведе до увеличаване поне на някои от получените в резултат на редукцията газообразни продукти преди подаването на шихтата в пещта.
Температурата, при която започва редукцията на шихтата преди подаването й в пещта, може да се определи в зависимост от естеството на конкретния металсъдържащ компонент на шихтата.
Освен това, в резултат на предварителното нагряване на шихтата поне част от летливите вещества, свързани с въглеродсъдьржащото съединение в шихтата, също ще се отделят от нея преди подаването й в пещта.
От това следва, че споменатите газообразни продукти, подавани в пещта, освен получените в резултат на редукционния процес CO и СО2, могат да съдържат и летливи вещества.
Такова предварително нагряване ще повиши не само редукционната енергия, необходима за цялостния процес, но също ще увеличи производителността на пещта.
Съгласно изобретението поне част от споменатите газообразни продукти изгарят в пещта в присъствие на въздух и/или кислород и получените в резултат на горенето газообразни продукти се използват за предварително нагряване на шихтата.
Съгласно изобретението шихтата се зарежда в удължена камера, която е снабдена с един или повече канали, разположени около или през камерата, през които преминават получените в резултат на горенето газообразни продукти, за да нагряват предварително шихтата в камерата.
За предпочитане е камерата и каналът (каналите) да са затворени един спрямо друг, за да не може газообразният продукт да преминава между тях.
При един предпочитан вариант на изобретението канала е обхванат от пръстеновиден кожух, разположен надлъжно около камерата.
Съгласно изобретението единият, долният край на камерата е разположен на такава дълбочина в пещта, че да се допира до шихтата в купчините, плаващи върху ваната от стопен метал в пещта.
По такъв начин се предотвратява свободното падане на шихтата в пещта през споменатия край на камерата.
При един вариант на изобретението в камерата се поддържа свръхатмосферно налягане, за да се осигури преминаването в пещта на поголямата част от получените в камерата газообразни продукти.
Налягането може да бъде постигнато например чрез подаване на шихтата в камерата с помощта на подходящо затварящо приспособление.
В допълнение или алтернативно, такова свръхатмосферно налягане може да се поддържа чрез подаване към шихтата на инертен газ под налягане, например азот, преди зареждането й в камерата.
При един вариант на изобретението поне част от гореспоменатите газообразни продукти, които се образуват преди подаването на шихтата в пещта, могат да се отделят от шихтата преди зареждането й в пещта.
Така например, поне част от окислените 10 газове като СО2 и Н2О-пари могат да се отделят от шихтата.
Причината за отстраняването на окислените газове се състои в това, че ако температурата на шихтата достигне зададена стойност, окислените 15 газове могат да реагират с метала и въглеродсъдьржащите компоненти на шихтата, което ще доведе до разход на въглеродсъдьржащото съединение.
Съгласно изобретението окислените газове могат да се отвеждат от шихтата с помощта на тръба с отворени краища, разположена надлъжно през удължената камера по такъв начин, че единия, долния край е установен в долния край на камерата, а другия, горния край е свързан с под25 ходяща система за изтегляне на газ. Тръбата е снабдена с поне един отвор, разположен на предварително установено ниво в камерата. По такъв начин по време на работа тръбата е заобиколена от шихтата и отворът й за отвеждане на газа е разположен в шихтата на предварително установено ниво.
Съгласно изобретението споменатият отвор за отвеждане на газа е разположен на такова ниво в камерата, където температурата на шихтата 35 е малко под температурата, при която окислените газове започват да реагират с метал- и въглеродсъдържащите съединения от шихтата.
Предпочитаното ниво за разполагане на отвора може да се определи например експеримен40 тално чрез анализ на отведения от камерата газ.
В допълнение или алтернативно, температурата на газа на отвора на тръбата може да се измерва например чрез термодвойка или друго подобно средство.
На практика, когато нивото на отвора на тръбата се установи, местоположението му не се изменя и температурата на шихтата в това място се контролира например чрез контролиране на скоростта, с която окисленият газ се отвежда от тръбата, и/или скоростта на предварителното нагряване и/или скоростта на зареждане на шихтата през камерата.
В случаите, когато металното съединение съдържа желязо и въглеродсъдържащият компонент е въглища, споменатата температура е от порядъка на 600°С.
Окислените газове, които се отвеждат, могат, например да се използват за други цели или да преминават през споменатия канал (канали) за предварително нагряване на шихтата.
Съгласно изобретението предварително нагрят въздух и/или кислород се подава към тръбата през долния й край, за да изгори присъстващият в шихтата CO до СО2, който след това също се отвежда през тръбата.
За да се осигури превръщането на цялото количество CO в СО2 преди газът да достигне изпускателния отвор на тръбата, температурата на стените на камерата точно под отвора за отвеждане на газа се поддържа на по-ниско ниво в сравнение с останалите участъци на камерата.
Тази по-ниска температура може да се постигне чрез подходяща топлинна изолация и/ или чрез забавяне на скоростта на движение на шихтата в камерата при преминаването й през тази част на стената на тръбата. Това може да се осъществи, например чрез увеличаване на напречното сечение на камерата в тази зона.
Съгласно изобретението поне част от летливите вещества, присъстващи във въглеродсьдържащите компоненти на шихтата, циркулират от споменатия горен край на тръбата до долния й край, където могат да изгорят едновременно с CO с помощта на кислород и/или предварително нагрят въздух.
Очевидно е, че получената в резултат на превръщането и изгарянето топлина спомага за предварителното нагряване на шихтата.
Споменатата циркулация на летливите вещества се осигурява с помощта на надлъжно разположен отвор в двата си края тръбен елемент, единият край на който е разположен на предварително определена височина в близост до споменатия горен край на тръбата, а другият край до долния край на тръбата.
Съгласно изобретението въглеродсъдържащия компонент на шихтата може да се зареди в камерата така, че да се разпредели по външната й стена, а металсъдържащият компонент - по външната стена на тръбата.
По такъв начин въглеродсъдържащият компонент (който е източник на въглерод, необходим за протичане на ендотермичната реакция на Будоар, в резултат на която въглеродният диоксид се превръща във въглероден монооксид, необходим за редукцията на метала от металсъдържащия компонент) е по-близо до източника за предварително нагряване в сравнение с металсъдьржащия компонент, който в някои случаи реагира екзотермично с въглеродния монооксид.
Съгласно изобретението желязосъдържащият компонент на шихтата включва желязна руда, а въглеродсъдържащият компонент - въглища.
Описание на приложените фигури
Фигура 1 представлява схематично изображение при напречен разрез на един вариант на изпълнение на изобретението, при който пещта е снабдена с устройство за предварително нагряване;
фигура 2 - подобно на фиг. 1 изображение на друг вариант на споменатото устройство, като в сравнение с фиг. 1 някои елементи не са показани.
Примери за изпълнение на изобретението
И при двата варианта на изпълнение на изобретението е показано устройство 10 за предварително нагряване на шихтата, което се използва при работа на канална индукционна пещ 11.
Пещта 11 се състои от надлъжно разположен тръбен реактор 12 с кръгло напречно сечение, снабден с поне два взаимно успоредни реда зареждащи отвори за шихтата, разположени в стената на реактора 12 срещуположно един спрямо друг, като само един от тях, обозначен с позиция 13, е посочен в детайли на фигурите.
Ракторът 12 се нагрява от индукционни нагреватели 14, разположени в успоредни редове в долната част на реактора 12.
Когато методът се използва за получаване на стомана, реакторът 12 се зарежда с определено количество стопилка, която образува течна вана 16, и с шихта, състояща се от смес от въглища и желязна руда. Шихтата се подава в пещта през зареждащите отвори 13, като в реактора 12 се оформят две отделно разположени купчини 17, които плават върху ваната 16 от стоманена стопилка. Над купчините 17 в реактора 12 е оформено затворено пространство 18.
Реакторът 12 също е снабден с множество кислородни горелки 19 и с поне един изпускателен отвор (който не е показан на фигурите) за отвеждане на редуцираната стопилка от стомана.
При варианта, показан на фиг. 1, устройството 10 включва удължена камера 20, единият край на която преминава през зареждащия отвор 13 и е разположен във вътрешността на пещта 11 на дълбочина, осигуряваща допирането му до горния край на купчината 17.
Шихтата 15 се подава към камерата 20 чрез зареждащ бункер 21 и комплект затварящи приспособления 22.
Камерата 20 е обхваната от пръстеновиден канал, оформен от кожух 23, в долната част на който е разположен впускателен отвор 24, снабден с накрайник 25, преминаващ през стената на реактора 12 и свързващ затвореното пространство 18 с кожуха 23.
Кожухът 23 също е снабден в горния си край с изпускателен отвор 26, който чрез газопровод 27 го свързва с тръбопровод 28 на изпускателна система за газове (непоказана на фигурата) .
Камерата 20 и кожухът 23 са затворени по подходящ начин, за да се предотврати преминаването на газ между тях.
В режим на работа реакторът 12 се зарежда със стопилка от стомана 16 при изключени индукционни нагреватели 14. Шихтата 15, състояща се от смес от въглища и желязна руда, се подава от бункер 21 през затварящите приспособления 22 и зареждащите отвори 13 в реактора 12, като от нея се оформят купчини 17, които плават върху металната вана 16. Горният край на купчината 17 се допира до долния край на камерата 20 така, че шихтата от върха на купчината затваря отворения край на камерата 20. По такъв начин се предотвратява свободното падане на шихтата от отворения край на камерата 20 в реактора 12.
Затварящите приспособления 22 осигуряват поддържането на свръхатмосферно налягане в камерата 20, за да не може съществено количество газ да премине от горните студени слоеве на шихтата 15 в камерата 20.
Газовете, включващи главно CO, СО2 и летливи вещества, получени в резултат на нагряването и редукцията на желязосъдържащите съединения от шихтата 15, изгарят в пространството 18 с помощта на кислород, доставян чрез горелките 19.
Получените газообразни продукти на го ренето се отвеждат от пространството 18 през накрайника 25 и впускателния отвор 24 в кожуха 23, и се използват за предварително нагряване на шихтата 15, намираща се в камерата 20.
В резултат на предварителното нагряване на шихтата 15 производителността на пещта 11 се увеличава значително.
Употребените газообразни продукти на горенето преминават от кожуха 23 през изпускателния отвор 26 и газопровода 27 в тръбопровода 28 и могат да се използват за други цели в процеса за оползотворяване на техните химични и/или термични свойства.
В същото време, намиращите се в камерата 20 въглища, които съдържат летливи вещества, в резултат на предварителното нагряване на шихтата 14 крекират до въглерод, CO и Н2, които след това участват директно в редукцията на шихтата 15 в камерата 20. В резултат разходът на въглища и кислород на тон продукт може да се намали значително.
Във варианта, показан на фиг. 2, елементите, съответстващи на тези от фиг. 1, са обозначени с едни и същи позиции. Шихтата 15 се подава от зареждащия бункер 21 към горния край на удължена камера 29, долният край на която е свързан чрез зареждащ отвор 13 с реактор 12 на пещ 11.
Камерата 29 е обхваната от кожух 30, долният край на който чрез изпускателен отвор 24 и накрайник 25 е свързан с пространството 18 в реактора 12.
Горният край на кожуха 30 има изпускателен отвор 26, който чрез газопровод 27 е свързан с тръбопровод 28 на изпускателна система за газове (непоказана).
Изпускателният отвор на зареждащия бункер 21 е снабден със захранваща тръба 30.1 за подаване на инертен газ, например азот, към шихтата 15 и камерата 29, за да се поддържа свръхатмосферно налягане в нея.
Камерата 29 е снабдена с удължена отворена от двете страни тръба 31, горният край на която е свързан с тръбопровода 28 чрез газопроводи 33 и 27.
Долният край 34 на тръбата 31 е разположен в камерата 29 на предварително определена дълбочина, което ще бъде описано по-подробно по-късно.
Когато шихтата 15 се подаде през камерата 29 в реактора 12, тя обгражда тръбата 31, като образува около нея пръстен и обхваща отво рения й край 34.
Тръбата 31 в средната си част е снабдена с редици от отверстия 35 с размери, позволяващи пропускането на газ, но не допускат преминаването на твърда шихта 15 през тях.
Тръбата 31 също така е снабдена с надлъжно разположен отворен от двете страни тръбен елемент 36, горният край 37 на който е разположен в горния край 32 на тръбата 31 и е в контакт с шихтата 15, а долният му край 38 е разположен в долния край 34 на тръбата 31.
Тръбата 31 е снабдена в долния си край 34 с входен отвор 39 за горелка (непоказана на чертежа) за кислород или предварително нагрят въздух.
Тръбата 31 е разположена в камерата 29 така, че отверстията 35 да са установени в участък, където температурата на шихтата 15 е от порядъка на 600°С. Тръбата 31 освен това е с такава дължина, че нейният горен край 32 е разположен в участък, където температурата на шихтата 15 е от порядъка на 200°С, а долния й край 34 - в участък с температура на шихтата 15 над 800°С.
Пещта 12 работи по същия начин, както е описано по-горе при варианта от фиг. 1.
По време на работа в резултат на предварителното нагряване на долния край на камерата 29 чрез кожуха 30 до температура от порядъка на 850°С в този участък на шихтата 15 протича реакцията на Будоар:
С + СО2 -> 2СО
Част от получения CO реагира с компонента от шихтата, съдържащ желязо:
3Fe2O3 + CO 2Fe3O4 + CO2
Полученият СО2 преминава нагоре през шихтата 15, докато достигне отверстията 35 на тръбата 31, преминава през тях, през отвора на тръбата 31 и през газопроводите 33 и 27 и се изпуска в тръбопровода 28 на изпускателната система (непоказана на фигурата).
Друга част от CO се издига нагоре до отвора на тръбата 31, където изгаря до СО2 с помощта на кислород или предварително нагрят въздух от горелка 39:
2СО + О2 -> СО2
След това полученият СО2 заедно с СО2, който преминава през отверстията 35, се насочва към тръбопровода 28 през газопроводите 33 и 27.
В същото време летливите вещества и водните пари, намиращи се в горните участъци на шихтата 15 в камерата 29, навлизат от горния край 37 на тръбния елемент 36, преминават през нея и долния й край 38 и при отвора на тръбата 31 изгарят в присъствие на кислород или предварително нагрят въздух от горелка 39.
От описаното следва, че топлината, получена в резултат на конверсията на CO до СО2 и изгарянето на летливите вещества, спомага за нагряването на шихтата 15, намираща се в камерата 29.
Чрез разполагане на тръбата 31 в камерата 29 по такъв начин, че отверстията 35 да се намират в участък, където температурата на шихтата 15 е от порядъка на 600°С, СО2 ще бъде отведен от шихтата 15 преди да може да реагира с метал- и/или въглеродсъдържащите компоненти на шихтата 15.
За да се предотврати протичането на горната реакция, в участъците от стената на тръбата 31, намиращи се непосредствено под отверстията 35, се поддържа по-ниска температура в сравнение с другите участъци на стената. Това може да се постигне, например чрез подходяща топлинна изолация на стената и/или чрез намаляване на скоростта на придвижването на шихтата 15 през тази зона. Последното може да се постигне, например чрез увеличаване на напречното сечение на камерата в тази зона.
Очевидно е също, че температурата на шихтата в долния край 34 на тръбата 35 може да се контролира чрез контролиране на един или повече от следните показатели: (1) скоростта на зареждане на шихтата 15 през камерата 29; (2) вида на горивния процес в тръбата 31; (3) скоростта на преминаване на получените в резултат на горенето газове през кожуха 30.
Получената в пещта 12 метална стопилка може след това да се обработи или събира по известни методи.
Изобретението се отнася и до устройства за осъществяване на метода съгласно изобретението, които принципно са описани. Възможни са много варианти и подробности, свързани с метода и устройството съгласно изобретението, без да се излиза от смисъла и/или обхвата на претенциите.
Така например, поради отбелязани погоре причини шихтата 15 може да се зарежда в камерата 29 по такъв начин, че нейните въглеродсъдържащи компоненти да се разпределят покрай стената на камерата 29, а металсвдър жащите компоненти - покрай външната стена на тръбата.

Claims (15)

1. Метод за редукция и топене, включващ нагряване в канална индукционна пещ (11) на шихта (15), състояща се от металсъдържащ компонент и въглеродсъдьржащ компонент, за да се редуцира металсьдържащият компонент, и използване на поне част от получените в пещта газообразни продукти за предварително нагряване на шихтата (15), характеризиращ се с това, че шихтата (15) се зарежда в пещта (11) през поне една камера (20, 29), снабдена с един или повече канали (23, 30), разположени около или през камерата (20, 29), като през канала или през всеки канал (23, 30) преминават споменатите газообразни продукти и нагряват предварително шихтата (15), намираща се в камерата (20, 29) или във всяка камера (20, 29), при това каналът или всеки канал (23,30) е затворен към другите, за да не може газообразния продукт да преминава между тях.
2. Метод съгласно претенция 1, характеризиращ се с това, че поне част от газообразните продукти съдържат газове, получени в пещта (11) при изгарянето на образувалите се в процеса газове в присъствие на въздух и/или кислород.
3. Метод съгласно претенции 1 или 2, характеризиращ се с това, че каналът или всеки канал (23, 30) е обхванат от пръстеновиден кожух, разположен надлъжно около камерата или всяка камера (20, 29).
4. Метод съгласно всяка претенция от 1 до 3, който се провежда така, че в пещта (11) се формира поне една купчина (17), от шихтовия материал (15), плаваща върху вана (16) от стопен метал, характеризиращ се с това, че единият, долният край на камерата или всяка камера (20, 29) е разположен на такава дълбочина в пещта (11), че се допира до купчината (17) от шихтата (15).
5. Метод съгласно всяка от претенциите от 1 до 4, характеризиращ се с това, че в камерата или във всяка камера (20, 29) се поддържа свръхатмосферно налягане така, че по-голямата част от газообразните продукти, които се образуват в камерата или във всяка камера (20, 29), преминават в пещта (11).
6. Метод съгласно претенция 5, характеризиращ се с това, че споменатото налягане се поддържа чрез подаване на шихтата (15) в ка мерата (20) с помощта на затваряща система (22).
7. Метод съгласно претенции 5 или 6, характеризиращ се с това, че споменатото налягане се поддържа чрез въвеждане на инертен газ в шихтата (15), например азот, преди подаването й в камерата или във всяка камера (20, 29).
8. Метод съгласно всяка от предходните претенции, характеризиращ се с това, че поне част от газообразните продукти, образувани в шихтата (15), намираща се в камерата или във всяка камера (29), се отделят от шихтата (15) преди подаването й в пещта (11).
9. Метод съгласно претенция 8, характеризиращ се с това, че поне част от окислените газове като СО2 и водни пари, образувани в шихтата (15), се отделят от нея.
10. Метод съгласно претенции 8 или 9, характеризиращ се с това, че образувалите се в шихтата (15) газообразни продукти се отделят от нея през отворена в двата си краища тръба (31), разположена надлъжно в камерата (29) по такъв начин, че единият, долният й край (34) е разположен в долния край на камерата (29), а другият, горният край (32) на тръбата (31) е свързан с подходяща изпускателна система (33, 27, 28), при това тръбата (31) е снабдена с поне едно отверстие (35) за газове, разположено на предварително определена височина в камерата (29).
11. Метод съгласно претенция 10, характеризиращ се с това, че споменатото отверстие (35) за газове е разположено в камерата (29) на такава височина, където температурата на шихтата (15) е малко по-ниска от тази, при която окисляващите газове в шихтата (15) започват да реагират с метал- и въглеродсъдьржащите компоненти на шихтата (15).
12. Метод съгласно претенция 11, характеризиращ се с това, че предпочитаната височина, на която е разположено отверстието (35) за газове в тръбата (31) се определя чрез анализ за съдържание на CO и СО2 в отведения от тръбата (31) газ.
13. Метод съгласно претенции 11 или 12, характеризиращ се с това, че температурата при отверстието (35) за газ в тръбата (31) се измерва с термодвойка или подобно средство.
14. Метод съгласно претенции от 11 до 13, характеризиращ се с това, че предпочитаната височина, на която е разположено отверстието (35) в тръбата остава непроменена и температурата на шихтата (15) в това място се контролира чрез контролиране на поне един от параметрите: скоростта на отстраняване на окислените газове от тръбата (31), скоростта на предварително нагряване, скоростта на преминаване на шихтата (15) през камерата (29).
15. Метод съгласно всяка от претенциите от 10 до 14, характеризиращ се с това, че отделените газообразни продукти се използват за други цели в процеса или преминават през споменатия канал (канали) за предварително нагряване на шихтата (15).
16. Метод съгласно всяка от претенциите от 10 до 15, характеризиращ се с това, че предварително нагретият кислород и/или въздух се подава/подават в тръбата (31) откъм горния й край (34), за да изгори присъстващия CO до СО2.
17. Метод съгласно претенция 16, характеризиращ се с това, че температурата на стената на камерата (29) в участъка, разположен непосредствено под отверстието (35) за газ, се поддържа по-ниска в сравнение с температурата на другите участъци, чрез което всичкият CO се превръща в СО2 преди газът да достигне до отверстието (35).
18. Метод съгласно претенция 17, характеризиращ се с това, че по-ниската температура се постига чрез подходяща топлинна изолация на камерата (29) и/или чрез намаляване на скоростта на движение на шихтата (15) в камерата (29) в споменатия участък на стената на камерата (29), например чрез увеличаване на напречното сечение на камерата (29) в тази зона.
19. Метод съгласно всяка от претенциите от 10 до 18, характеризиращ се с това, че поне част от летливите вещества, съдържащи се във въглеродсъдържащия компонент на шихтата (15), циркулират от шихтата (15), намираща се в горния край (32) на тръбата (31) до долния й край (34), където изгарят едновременно с CO с помощта на кислород и/или предварително нагрят въздух.
20. Метод съгласно претенция 19, характеризиращ се с това, че циркулацията на летливите вещества се осъществява с помощта на надлъжно разположен отворен в двата си края тръбен елемент (36), единият край (37) на който е разположен на предварително определена височина в близост до отворения край (32) на тръбата (31) така, че да е свързан с шихтата (15), а другият му край (38) е установен в близост до долния край (34) на тръбата (31).
21. Метод съгласно всяка от предходните претенции, характеризиращ се с това, че въглеродсьдържащия компонент на шихтата (15) се зарежда в камерата или във всяка камера (20,
29) по такъв начин, че да се разпредели до стената на камерата (20, 29).
22. Метод съгласно всяка от предходните претенции, характеризиращ се с това, че желязосъдържащият компонент на шихтата (15) включва желязна руда, а въглеродсъдържащият въглища.
23. Устройство за предварително нагряване на шихтата (15), използвано в метод за редукция и топене на метали, включващ нагряване в канална индукционна пещ (11) на шихта (15), състояща се от металсъдържащ компонент и въглеродсъдържащ компонент, за да се редуцира металсъдържащия компонент, и използване на поне част от получените в пещта (11) газообразни продукти за предварително нагряване на шихтата (15), характеризиращо се с това, че споменатото устройство включва поне една камера (20,29), през която шихтата (15) се зарежда в пещта (11), и един или повече канали (23,
30) , разположени около или през камерата (20, 29), през които канали (23,30) преминават образувалите се по време на процеса газообразни продукти, за да нагреят предварително шихтата (15), намираща се в камерата или във всяка камера (20, 29), и каналът или всеки канал (23, 30) е затворен един спрямо друг така, че да не може да преминава газообразният продукт между тях.
24. Устройство съгласно претенция 23, характеризиращо се с това, че каналът или всеки канал (23, 30) е обхванат от пръстеновиден кожух (23, 30), разположен надлъжно около камерата (20, 29).
25. Устройство съгласно претенция 23 или 24, характеризиращо се с това, че единият край на камерата или всяка камера (20, 29) е разположен в пещта (11) на такава дълбочина, че да се допира до купчината (17) от шихта (15), плаваща върху ваната от метална стопилка в пещта (11).
26. Устройство съгласно всяка от претенциите от 23 до 25, характеризиращо се с това, че камерата или всяка камера (20) е снабдена със затварящо приспособление (22), през което се зарежда шихтата (15), като в камерата (20) се поддържа свръхатмосферно налягане, осигуряващо преминаването в пещта (11) на по-голяма част от образуваните в камерата (20) газообразни продукти.
27. Устройство съгласно всяка от претенциите от 23 до 25, характеризиращо се с това, че камерата или всяка камера е снабдена със средство (30.1) за подаване към шихтата (15) на инертен газ под налягане, например азот, преди подаването й в камерата (29), за поддържане на свръхатмосферно налягане в нея. 5
28. Устройство съгласно всяка от претенциите от 23 до 27, характеризиращо се с това, че в камерата или във всяка камера е разположена удължена отворена в двата си края тръба (31), долният край на която е разположен в близост 10 до долния край на камерата (29), а горният й край (32) е свързан с подходяща изпускателна система (33,27,28) за газове, при това тръбата (31) е снабдена по дължината си с поне едно отверстие (35) за газове, което е разположено на предварително определена височина в камерата (29), през което отверстие (35) поне част от образувалите се в шихтата (15) газове се отделят от нея преди шихтата (15) да премине в пещта (11).
29. Устройство съгласно претенция 28, характеризиращо се с това, че споменатото отверстие (35) за газове е разположено в тръбата (31) на такава височина на камерата (29), където температурата на шихтата (15) е малко под температурата, при която окисляващият газ в шихтата започва да реагира с метал- и въглеродсъдържащите компоненти.
30. Устройство съгласно претенции 28 или 29, характеризиращо се с това, че камерата или всяка камера (29) е снабдена със средство (39) 30 за подаване на кислород и/или предварително нагрят въздух към тръбата (31) през долния й край (34) за изгаряне на присъстващия СО до
СО2 преди достигането на газа до отверстието (35).
31. Устройство съгласно претенция 30, характеризиращо се с това, че стената на камерата или на всяка камера (29) в участъка непосредствено под отверстието (35) за газове, се поддържа при по-ниска температура в сравнение с другите й участъци, за да се осигури превръщането на цялото количество СО в СО2 преди газът да достигне споменатото отверстие (35).
32. Устройство съгласно претенция 31, характеризиращо се с това, че споменатата пониска температура се постига чрез подходяща топлинна изолация на стената на камерата.
33. Устройство съгласно всяка от претен-
15 циите от 23 до 32, характеризиращо се с това, че камерата или всяка камера (29) включва надлъжно разположен отворен в двата си края тръбен елемент (36), единият край (37) на който е разположен на предварително определена височина 20 към горния край (32) на тръбата (31) така, че да е в контакт с шихтата (15), а другият му край (38) е разположен към долния край (34) на тръбата (31), при това тръбният елемент (36) служи за циркулация на поне част от летливите 25 вещества, свързани с въглеродсъдьржащия материал на шихтата (15), които преминават през споменатите горен (32) и долен край (34) на тръбата (31), където изгарят едновременно с СО с помощта на кислород и/или предварително нагрят въздух.
BG103113A 1996-07-25 1999-01-25 Метод за редукция и топене на метали BG62940B1 (bg)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
ZA966312 1996-07-25
PCT/NL1997/000436 WO1998004749A1 (en) 1996-07-25 1997-07-22 Metal reduction and melting process

Publications (2)

Publication Number Publication Date
BG103113A BG103113A (bg) 1999-09-30
BG62940B1 true BG62940B1 (bg) 2000-11-30

Family

ID=25585803

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
BG103113A BG62940B1 (bg) 1996-07-25 1999-01-25 Метод за редукция и топене на метали

Country Status (29)

Country Link
US (1) US6206948B1 (bg)
EP (1) EP0914474B1 (bg)
JP (1) JP3909088B2 (bg)
KR (1) KR100466227B1 (bg)
CN (1) CN1067108C (bg)
AR (1) AR008786A1 (bg)
AT (1) ATE194016T1 (bg)
AU (1) AU717807B2 (bg)
BG (1) BG62940B1 (bg)
BR (1) BR9710584A (bg)
CA (1) CA2261140C (bg)
CZ (1) CZ293080B6 (bg)
DE (1) DE69702347T2 (bg)
DK (1) DK0914474T3 (bg)
EG (1) EG21185A (bg)
ES (1) ES2150266T3 (bg)
GR (1) GR3034389T3 (bg)
ID (1) ID17465A (bg)
IN (1) IN192287B (bg)
MY (1) MY119291A (bg)
PL (1) PL191903B1 (bg)
PT (1) PT914474E (bg)
RU (1) RU2210601C2 (bg)
SA (1) SA97180283B1 (bg)
SK (1) SK284053B6 (bg)
TR (1) TR199900777T2 (bg)
UA (1) UA46857C2 (bg)
WO (1) WO1998004749A1 (bg)
ZA (1) ZA976597B (bg)

Families Citing this family (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
TR200100090T2 (tr) * 1998-07-17 2001-06-21 Ipcor N.V. Metal indirgeme ve ergitme işlemi için endüksiyon fırını.
US20040030349A1 (en) * 2002-08-08 2004-02-12 Mikhail Boukhny Liquefaction handpiece tip
CA2593523C (en) * 2005-01-05 2014-04-08 Temple University - Of The Commonwealth System Of Higher Education Treatment of drug-resistant proliferative disorders
DE502006000880D1 (de) * 2005-01-27 2008-07-17 Patco Engineering Gmbh Verfahren zum reduzieren von metalloxidhaltigen sclischen schmelzen sowie vorrichtung zur durchfuehrung dieses verfahrens
US7513929B2 (en) * 2005-04-01 2009-04-07 Heritage Environmental Services, Llc Operation of iron oxide recovery furnace for energy savings, volatile metal removal and slag control
CN101349509B (zh) * 2007-07-17 2010-09-08 新疆八一钢铁集团有限责任公司 利用煤气加热炉热废气预热烧结混合料方法
US8557014B2 (en) * 2011-01-28 2013-10-15 Albert Calderon Method for making liquid iron and steel
CN105910432A (zh) * 2016-05-18 2016-08-31 李磊 一种生产壳体用铸造炉
KR101797133B1 (ko) * 2016-08-05 2017-11-13 주식회사 포스코 용철 제조장치 및 용철 제조방법

Family Cites Families (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR959071A (bg) * 1950-03-23
US1411157A (en) * 1919-07-05 1922-03-28 Walter E F Bradley Furnace-flue closure
US1819238A (en) * 1924-07-17 1931-08-18 Albert E Greene Electric process of reducing ores
FR1205446A (fr) * 1957-04-19 1960-02-02 Procédé de fabrication d'acier ou de fonte par réduction directe de minerai, et four pour sa réalisation
GB1087306A (en) * 1965-05-27 1967-10-18 Techmet Ltd Reduction of iron oxide ores
DE1758451B2 (de) * 1968-06-04 1976-09-09 WenzeL Werner, Prof. Dr.-Ing.; Schenck, Hermann, Prof. Dr.-Ing. Dr.-Ing. e.h.; 5100 Aachen Verfahren und vorrichtungen fuer das kontinuierliche einschmelzen von eisenschwamm
DE2121564A1 (en) * 1971-05-03 1972-11-09 Rossak, Alfred, 8229 Adelstetten Melting furnace - induction heating makes continuous scrap metal melting possible
SE389877B (sv) * 1973-01-23 1976-11-22 Asea Ab Sett och anordning for framstellning av en kolhaltig metallsmelta genom smeltreduktion med undantag fran vad som er skyddat enligt patentet 7205211-1
GB1572248A (en) * 1976-11-22 1980-07-30 Tibur Metals Ltd Extended arc furnace and process for melting particulate charge therein
JPS59193210A (ja) * 1983-01-11 1984-11-01 コ・ステイ−ル・インタ−ナシヨナル・リミテツド 鋼の製造方法及び装置
SE8303372L (sv) * 1983-06-14 1984-12-15 Asea Ab Ugnsanordning for smeltning av metaller eller metallegeringar
US5411570A (en) * 1993-06-16 1995-05-02 Iscor Limited Steelmaking process

Also Published As

Publication number Publication date
UA46857C2 (uk) 2002-06-17
DE69702347D1 (de) 2000-07-27
ID17465A (id) 1998-01-08
SK10299A3 (en) 1999-07-12
KR20000029487A (en) 2000-05-25
PL331354A1 (en) 1999-07-05
CN1231000A (zh) 1999-10-06
CA2261140A1 (en) 1998-02-05
EG21185A (en) 2000-12-31
TR199900777T2 (xx) 1999-06-21
PT914474E (pt) 2000-12-29
BG103113A (bg) 1999-09-30
AU717807B2 (en) 2000-03-30
PL191903B1 (pl) 2006-07-31
SK284053B6 (sk) 2004-08-03
IN192287B (bg) 2004-03-27
ES2150266T3 (es) 2000-11-16
RU2210601C2 (ru) 2003-08-20
DE69702347T2 (de) 2001-02-15
KR100466227B1 (ko) 2005-01-13
EP0914474A1 (en) 1999-05-12
MY119291A (en) 2005-04-30
CZ24199A3 (cs) 1999-08-11
DK0914474T3 (da) 2000-10-23
JP3909088B2 (ja) 2007-04-25
WO1998004749A1 (en) 1998-02-05
ZA976597B (en) 1998-01-23
SA97180283B1 (ar) 2006-08-20
GR3034389T3 (en) 2000-12-29
EP0914474B1 (en) 2000-06-21
AR008786A1 (es) 2000-02-23
JP2000515931A (ja) 2000-11-28
BR9710584A (pt) 1999-08-17
CN1067108C (zh) 2001-06-13
CZ293080B6 (cs) 2004-02-18
AU3466597A (en) 1998-02-20
CA2261140C (en) 2008-01-22
US6206948B1 (en) 2001-03-27
ATE194016T1 (de) 2000-07-15

Similar Documents

Publication Publication Date Title
RU2242520C2 (ru) Способ запуска процесса прямой плавки
US5042964A (en) Flash smelting furnace
NO163493B (no) Fremgangsmaate ved fremstilling av metaller og/eller generering av slagg.
PL174544B1 (pl) Sposób i urządzenie do ciągłego podgrzewania materiałów wsadowych do pieca stalowniczego
KR910009868B1 (ko) 용융금속욕 속으로 열에너지를 공급하기 위한 방법
BG62940B1 (bg) Метод за редукция и топене на метали
US4083715A (en) Smelting plant and method
ES2947382T3 (es) Sistema de combustión oxígeno-combustible para la fusión de un material de carga peletizado
CA1158443A (en) Method and apparatus for producing molten iron
US4050683A (en) Smelting plant and method
US3338707A (en) Plants for the igneous extraction of metals from their ores and remelting of the metals for foundry purposes or further treatment
RU99103682A (ru) Способ восстановления и плавления металла
US4110108A (en) Method of producing cast iron
US1936092A (en) Zinc metallurgy
RU2361927C1 (ru) Устройство для получения железа или стали из железоокисных материалов
US3232595A (en) Shaft type furnace for smelting scrap and producing steel
UA53645C2 (uk) Спосіб відновлення та плавлення металовмісної сполуки та пристрій для його здійснення
US4996694A (en) Method and apparatus for melting iron and steel scrap
MXPA99000857A (en) Metal reduction and melting process
SK3942001A3 (en) Method for producing directly reduced metal in a multi-tiered furnace
RU2001104441A (ru) Индукционная печь для раскисления и выплавки металла
CA1052094A (en) Device for melting-down scrap, sponge-iron, or the like
RU2342442C2 (ru) Установка для получения расплава железа
TW378233B (en) Metal reduction and melting process
RU2407805C2 (ru) Способ выплавки стали в дуговой сталеплавильной печи и устройство для его осуществления