CZ175497A3 - Způsob výroby tekutého surového železa nebo tekutých ocelových polotovarů a zařízení k provádění tohoto způsobu - Google Patents

Způsob výroby tekutého surového železa nebo tekutých ocelových polotovarů a zařízení k provádění tohoto způsobu Download PDF

Info

Publication number
CZ175497A3
CZ175497A3 CZ971754A CZ175497A CZ175497A3 CZ 175497 A3 CZ175497 A3 CZ 175497A3 CZ 971754 A CZ971754 A CZ 971754A CZ 175497 A CZ175497 A CZ 175497A CZ 175497 A3 CZ175497 A3 CZ 175497A3
Authority
CZ
Czechia
Prior art keywords
reducing gas
fluidized bed
gas
reducing
stage
Prior art date
Application number
CZ971754A
Other languages
English (en)
Inventor
Leopold Werner Kepplinger
Felix Wallner
Johannes Leopold Schenk
Original Assignee
Voest-Alpine Industrieanlagenbau Gmbh
Pohang Iron & Steel Co. Ltd.
Research Institute Of Industrial Science & Technology, Incorporated Foundation
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 Voest-Alpine Industrieanlagenbau Gmbh, Pohang Iron & Steel Co. Ltd., Research Institute Of Industrial Science & Technology, Incorporated Foundation filed Critical Voest-Alpine Industrieanlagenbau Gmbh
Publication of CZ175497A3 publication Critical patent/CZ175497A3/cs

Links

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C21—METALLURGY OF IRON
    • C21B—MANUFACTURE OF IRON OR STEEL
    • C21B13/00—Making spongy iron or liquid steel, by direct processes
    • C21B13/14—Multi-stage processes processes carried out in different vessels or 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
    • C21B13/0006—Making spongy iron or liquid steel, by direct processes obtaining iron or steel in a molten state
    • C21B13/0013—Making spongy iron or liquid steel, by direct processes obtaining iron or steel in a molten state introduction of iron oxide into a bath of molten iron containing a carbon reductant
    • C21B13/002—Reduction of iron ores by passing through a heated column of carbon
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C21—METALLURGY OF IRON
    • C21B—MANUFACTURE OF IRON OR STEEL
    • C21B2100/00—Handling of exhaust gases produced during the manufacture of iron or steel
    • C21B2100/20—Increasing the gas reduction potential of recycled exhaust gases
    • C21B2100/28—Increasing the gas reduction potential of recycled exhaust gases by separation
    • C21B2100/282—Increasing the gas reduction potential of recycled exhaust gases by separation of carbon dioxide
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C21—METALLURGY OF IRON
    • C21B—MANUFACTURE OF IRON OR STEEL
    • C21B2100/00—Handling of exhaust gases produced during the manufacture of iron or steel
    • C21B2100/40—Gas purification of exhaust gases to be recirculated or used in other metallurgical processes
    • C21B2100/44—Removing particles, e.g. by scrubbing, dedusting
    • 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

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Metallurgy (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Manufacture Of Iron (AREA)
  • Treatment Of Steel In Its Molten State (AREA)
  • Chemical Treatment Of Metals (AREA)
  • Inorganic Fibers (AREA)
  • Manufacture And Refinement Of Metals (AREA)

Description

Způsob výroby tekutého surového železa nebo tekutých-—— ocelových polotovarů a zařízení k provádění tohoto způsobu^ r !Λ 9 0 oisoa i
Oblast techniky S / 7 Γ
advokát
120 00 Praha 2, Hálkova 2
•r-o
Vynález se týká způsobu výroby tekutého suróxéJhCuí-™· železa nebo tekutých ocelových polotovarů z materiálu ve formě částeček obsahujícího oxid železa způsobem fluidního lože, při kterém se materiál obsahující oxid železa předredukuje s pomocí redukčního plynu v alespoň jednom předredukovacím stupni a následně se redukuje na železnou houbu v dokončovacím redukčním stupni, tato železná houba se taví v zóně tavícího zplynování za přívodu nosičů uhlíku a plynu obsahujícího kyslík a vyrábí se redukční plyn obsahující CO a H2, který se zavádí do dokončovacího redukčního stupně, tam se přeměňuje, odvádí, následně se přivádí alespoň do jednoho předredukovacího stupně, tam se přeměňuje, odvádí se, podrobuje se praní a následně se odvádí jako výstupní plyn a při němž se alespoň část přeměněného redukčního plynu čistí od CO2, ohřívá se a jako recyklovaný redukční plyn se dodává pro redukci materiálu obsahujícího oxid železa, a také zařízení k provádění tohoto způsobu.
Dosavadní stav techniky
Jeden způsob tohoto druhu je známý z US-A-5 185 032. Při něm se za účelem co možná nej širšího využití redukčního potenciálu a tepelné energie redukčního plynu vede redukční plyn veškerými redukčními stupni a předehřívacími stupni předřazenými ve směru toku materiálu obsahujícího oxid železa, odvádí se jako kychtový plyn z prvního předehřívacího stupně a následně se pere. Část tohoto kychtového plynu se stlačuje, podrobuje se odloučení C02 a potom se ohřívá. Takto ohřátý kychtový plyn zbavený do značné míry C02 se potom přivádí do redukčního procesu jako recyklovaný redukční plyn, čímž se může docílit využití reduktantů, které jsou ještě v kychtovém plynu k dispozici. Nevýhodné přitom však je, že veškeré redukční stupně s fluidním ložem a také veškeré předehřívací stupně musí být dimenzované pro provoz s celkovým množstvím, to znamená s čerstvě vyrobeným redukčním plynem i recyklovaným redukčním plynem.
Při redukci oxidů železa fluidním způsobem směsmi CO/CO2 dochází při vyšších teplotách (např. vyšších než 700°C) a nízkém redukčním potenciálu (tzn. při zvýšeném obsahu CO2 a H20 v redukčním plynu) k řízeným, trvalým vylučováním železa na povrchu částic jemné rudy. Toto vylučování železa tvoří příčinu jevu uváznutí ve fluidních vrstvách. Při velmi vysokých stupních redukce dochází ke slepení rudy, čímž je redukční proces omezován. Jestliže však probíhá redukce při velmi vysokém popřípadě nej vyšším redukčním potenciálu redukčního plynu, nastává těsné nebo porézní vylučování železa, při kterém se žádné váznutí nepozoruje.
Vynález směřuje k vyvarování se těchto nevýhod a těžkostí a stanovuje si úkol vytvořit způsob a zařízení k provádění tohoto způsobu, které by zajistily redukci bez výskytu váznutí, a sice zvýšením redukčního potenciálu redukčního plynu, přičemž se však nemá zvýšit množství nosičů uhlíku použité pro výrobu redukčního plynu; má se však víceméně docílit úspory nosičů uhlíku oproti stavu techniky.
Podstata vynálezu
Tento úkol je podle vynálezu vyřešen tím, že se odkloní část redukčního plynu proudícího z dokončovacího redukčního stupně do předredukovacího stupně, pere se, čistí od CO2 a také se ohřívá a následně se přivádí zpět do dokončovacího redukčního stupně.
U způsobu podle vynálezu se sice upouští od využití redukčního potenciálu, který je ještě k dispozici v redukčním plynu, který vystupuje z dokončovacího redukčního stupně a odklání se, pro další redukční stupně, popřípadě pro předehřívací stupně, které jsou k dispozici, avšak právě z toho vyplývají podstatné výhody:
Podle vynálezu se zvýšením množství redukčního plynu zajistí vysoký redukční potenciál, přičemž je pro redukční proces probíhající ve stupních navržené zvýšené množství redukčního plynu jen pro dokončovací redukční stupně. Tím se v dokončovacím redukčním stupni, ve kterém je nejvyšší teplota a nejvyšší nebezpečí výskytu váznutí, váznutí spolehlivě zabrání, přičemž se však navíc zabrání tomu, aby se všechny části zařízení, tedy všechna plynová potrubí, reaktory, kompresory atd., eventuálně předehřívací stupně a také redukční stupně s fluidní vrstvou, které jsou k dispozici, dimenzovaly pro provoz se zvýšeným množstvím redukčního plynu.
Vynález tedy umožňuje cílené použití vysokého redukčního potenciálu a způsobuje, že se zbývající redukční stupně mohou zásobovat teoreticky minimálním množstvím redukčního plynu a mohou být tak dimenzovány patřičně menší a méně nákladné.
Z toho vyplývá nejen optimální, to znamená nejmenší možné stanovení rozměrů všech částí zařízení při nejvyšší možné výrobní kapacitě, ale i možnost najít pro proces postačující co možná nejmenší množství nosičů uhlíku nutných pro výrobu redukčního plynu, tedy dosáhnout minimalizace spotřeby uhlí i přes spolehlivé vyhnutí se nebezpečí váznutí. Dále se daří dodávat do zóny tavícího zplynování uhlí s vysokým obsahem Cfix a nízkým obsahem popela, ačkoliv tato uhlí vytvářejí redukční plyn jen nedostatečně, a přesto dosáhnout vyváženou tepelnou bilanci, to znamená, že se musí do zóny tavícího zplynování dodávat pro zvýšení množství redukčního plynu vody jen málo.
Protože je pro poslední redukční stupeň k dispozici velmi vysoký redukční potenciál, může se provést ohřátí části redukčního plynu, který se odebírá z dokončovacího redukčního stupně, odklání se a přivádí se nazpět do tohoto stupně, na redukční teplotu v rozsahu od 800 do 900°C, například na teplotu asi 850°C.
Výhodně se provádí ohřátí redukčního plynu, který se odebírá z dokončovacího redukčního stupně a odklání se, na redukční teplotu rekuperativně a/nebo regenerativně a/nebo částečným spalováním odebírané části redukčního plynu.
S výhodou se zpětné vedení ohřátého redukčního plynu děje smísením s horkým redukčním plynem vystupujícím ze zóny tavícího zplynování po odloučení prachu z tohoto horkého redukčního plynu.
Pro ochlazování redukčního plynu, který opouští tavící zplynovač, na redukční teplotu se účelně recirkuluje část redukčního plynu vyčištěného od C02 ve studeném stavu, přičemž se s výhodou přimíchává k horkému redukčnímu plynu vystupujícímu ze zóny tavícího zplynování před jeho zavedením do dokončovacího redukčního stupně.
Pro jednoduchou regulaci teploty v dokončovacím redukčním stupni se s výhodou pere část horkého redukčního plynu vystupujícího ze zóny tavícího zplynování a následně se přimíchává ve studeném stavu k horkému redukčnímu plynu vystupujícímu ze zóny tavícího zplynování, s výhodou přimícháváním do redukčního plynu, který je ve studeném stavu a je vyčištěný od C02.
Další možnost nastavení teploty v redukčních zónách fluidního lože spočívá v tom, že je před předredukovacím stupněm uspořádaný alespoň jeden předehřívací stupeň pro materiál obsahující oxid železa a přeměněný redukční plyn vystupující z předredukovacího stupně se dodává pro předehřátí materiálu obsahujícího oxid železa, s výhodou po odklonění části přeměněného redukčního plynu.
Pro přizpůsobení předehřívací teploty materiálu obsahujícího oxid železa požadavkům procesu, to znamená optimalizování teploty v redukčních zónách fluidní vrstvy, se účelně podrobuje přeměněný redukční plyn dodávaný pro předehřívání částečnému spalování.
Zařízení k provádění tohoto způsobu s alespoň dvěma reaktory s fluidní vrstvou zapojenými do série za sebou, přičemž materiál obsahující oxid železa je vedený z reaktoru s fluidní vrstvou k reaktoru s fluidní vrstvou dopravními vedeními v jednom směru a redukční plyn od reaktoru s fluidní vrstvou k reaktoru s fluidní vrstvou spojovacími potrubími redukčního plynu v opačném směru, a s tavícím zplynovačem, do kterého ústí dopravní vedení vedoucí redukční produkt z reaktoru s fluidní vrstvou uspořádaného ve směru toku materiálu obsahujícího oxid železa jako poslední a vykazuje přívody pro plyny obsahující kyslík a nosiče uhlíku, a také odpich pro surové železo případně ocelový polotovar a strusku a také přívod redukčního plynu pro redukční plyn vytvářející se v tavícím zplynovači, který ústí do reaktoru s fluidní vrstvou uspořádaného ve směru toku materiálu obsahujícího oxid železa jako poslední, je vyznačené tím, že ze spojovacího potrubí redukčního plynu spojujícího reaktor s fluidní vrstvou uspořádaný ve směru toku materiálu obsahujícího oxid železa jako poslední s předchozím reaktorem s fluidní vrstvou odbočuje odbočka, která ústí přes pračku, odlučovací zařízení C02 a ohřívák plynu do přívodu redukčního plynu.
Jedna výhodná forma provedení je vyznačená tím, že je ohřívák plynu přemostitelný obtokem redukčního plynu.
Přitom je v přívodu redukčního plynu vhodně uspořádané odprašovací zařízení redukčního plynu a odbočka ústí do přívodu redukčního plynu mezi odprašovacím zařízením redukčního plynu a reaktorem s fluidní vrstvou.
Jedna další výhodná forma provedení je vyznačená tím, že před přívodem redukčního plynu ústí zpětný přívod redukčního plynu přes pračku a kompresor opět do přívodu redukčního plynu, avšak ve směru proudění plynu před odbočkou zpětného vedení plynu, zejména před uspořádáním odprašovacího zařízení uspořádaného v přívodu redukčního plynu.
Výhodně je ve směru toku materiálu obsahujícího oxid železa předřazený před první redukční reaktor s fluidní vrstvou alespoň jeden předehřívací reaktor s fluidní vrstvou, do kterého ústí odvod redukčního plynu vycházející z redukčního reaktoru s fluidní vrstvou, který je první ve směru toku materiálu obsahujícího oxid železa, přičemž do předehřívacího reaktoru s fluidní vrstvou ústí s výhodou dále potrubí přivádějící kyslík nebo plyn obsahující kyslík.
Přehled obrázků na výkresech
Vynález je následně blíže vysvětlený za pomoci dvou příkladů provedení znázorněných na výkresech, přičemž obrázky 1 a 2 znázorňují v blokovém schéma vždy jednu výhodnou variantu způsobu podle vynálezu.
Příklady provedení vynálezu
Zařízení podle vynálezu vykazuje tři reaktory 1 až 3 s fluidní vrstvou zapojené za sebou do série, přičemž se přes přívod 4_ rudy přivádí materiál obsahující oxid železa, jako například jemná ruda, do prvního reaktoru 1 s fluidní vrstvou, ve kterém se v předehřívacím stupni 5 provádí předehřátí jemné rudy a eventuálně předredukování, a následně se materiál vede z reaktoru 1 s fluidní vrstvou dopravním vedením _6 k reaktorům 2, 3 s fluidní vrstvou. V reaktoru 2 s fluidní vrstvou nastává v předredukovacím
- 8 stupni 7 předredukování a v reaktoru 3 s fluidní vrstvou konečná redukce jemné rudy na železnou houbu v dokončovacím redukčním stupni 8_.
Materiál redukovaný nahotovo, tedy železná houba, se vede dopravním vedením 9 do tavícího zplynovače 10. V tavícím zplynovači 10 se v zóně 11 tavícího zplynování vyrábí z uhlí a plynu obsahujícího kyslík redukční plyn obsahující CO a H2, který se přívodem 12 redukčního plynu zavádí do reaktoru 3 s fluidní vrstvou, který je ve směru průchodu jemné rudy uspořádaný jako poslední. Redukční plyn se potom vede v protiproudu vzhledem k průchodu rudy z reaktoru 3 s fluidní vrstvou k reaktorům 2 až 1 s fluidní vrstvou, a sice spojovacími potrubími 13 se z reaktoru 1 s fluidní vrstvou odvádí jako kychtový plyn přes odvod 14 kychtového plynu a následně se v mokré pračce 15 pere a ochlazuj e.
Tavící zplynovač 10 vykazuje přívod 16 pro pevné nosiče uhlíku, přívod 17 pro plyn obsahující kyslík a také případně přívody pro nosiče uhlíku, které jsou při normální teplotě kapalné, nebo plynné, jako uhlovodíky, a také pro spálené přísady. V tavícím zplynovači 10 se pod zónou 11 tavícího zplynování shromažďuje roztavené surové železo popřípadě roztavený ocelový polotovar nebo roztavená struska, které se odpichují přes odpich 18.
V přívodu 12 redukčního plynu, který vychází z tavícího zplynovače 10 a ústí do reaktoru 3 s fluidní vrstvou, je navržené odprašovací zařízení 19, jako horkoplynový cyklon, přičemž částice prachu odloučené v tomto cyklonu se přes zpětné vedení 20 přivádějí s dusíkem jako dopravním prostředkem a přes hořák 33 za dmýchání kyslíku do tavícího zplynovače 10.
Ze spojovacího vedení 13 redukčního plynu spojujícího reaktor 3 s fluidní vrstvou s reaktorem 2 s fluidní vrstvou odbočuje odbočka 21, kterou se odvádí část redukčního plynu přeměněného v reaktoru 3 s fluidní vrstvou. Tato odbočka 21 ústí do pračky 22 a vede z pračky přes kompresor 23 k odlučovacímu zařízení 24 C02. To může být vytvořené například jako adsorpční zařízení se střídáním tlaku nebo jako pračka C02. Z odlučovacího zařízení 24 C02 vede odbočka 21 k ohříváku 25 plynu a ústí konečně do přívodu 12 redukčního plynu, a sice s výhodou mezi horkoplynovým cyklonem 19 a reaktorem 3 s fluidní vrstvou.
Tím se daří zbavit část redukčního plynu přeměňovaného v reaktoru 3 s fluidní vrstvou C02, takže ten je opět po ohřátí na teplotu redukčního plynu, s výhodou na teplotu mezi 800°C a 900°C, k dispozici jako redukční plyn, který vykazuje vysoký redukční potenciál. Tak je dokončovací redukční stupeň 8_ zásobovaný zvláště vysokým množstvím redukčního plynu, takže i přes relativně vysokou teplotu v dokončovacím redukčním stupni £ nevzniká nebezpečí výskytu váznutí následkem velkého množství reduktantů, které jsou k dispozici.
Ohřátí části redukčního plynu odebíraného přes odbočku 21 se provádí regenerativně, rekuperativně nebo částečným spálením tohoto plynu, přičemž tento způsob ohřátí se může použít jednotlivě nebo v kombinaci dvou nebo tří způsobů.
Reaktor 2 s fluidní vrstvou, ve kterém nastává předredukování jemné rudy, se zásobuje velmi nepatrným množstvím redukčního plynu, který kromě toho vykazuje nepatrný redukční potenciál, což je však pro předredukování zcela postačující. Protože je zde dosahovaný redukční stupeň redukovaného materiálu nižší než v dokončovacím redukčním stupni 8y nevzniká zde žádné váznutí. Dimenzování tohoto reaktoru 2_ s fluidní vrstvou a jeho přívodních a odváděčích potrubí 13 plynu atd. se provádí tak, aby odpovídalo menšímu množství redukčního plynu, které se vede přes tento reaktor 2 s fluidní vrstvou. Přeměněný redukční plyn vystupující z tohoto reaktoru 2 s fluidní vrstvou se přivádí potrubím 13 do pračky 2 6. Část vypraného přeměněného redukčního plynu se odvádí přes odvod 27 výstupního plynu, další část se přivádí do předehřívacího stupně 5, to znamená potrubím 13 do reaktoru 1 s fluidní vrstvou.
Ohřívák 25 plynu je s výhodou přemostitelný pro část redukčního plynu přiváděného zpět prostřednictvím obtoku 28, přičemž obtok 28 ústí do přívodního potrubí 12 redukčního plynu, které spojuje tavící zplynovač 10 s reaktorem 3 s fluidní vrstvou. Přes tento obtok 28 se tak může směšovat studený recyklovaný redukční plyn s horkým redukčním plynem vystupujícím z tavícího zplynovače 10, přičemž nastavením množství popřípadě regulováním množství se může jednoduchým způsobem nastavit požadovaná teplota redukčního plynu.
Další možnost nastavení teploty redukčního plynu se nabízí díky výhodně navrženému zpětnému přívodu 29 plynu, který vychází z přívodu 12 redukčního plynu a přivádí část redukčního plynu nazpět přes pračku 30 a kompresor 31 opět do tohoto přívodu 12 redukčního plynu, a sice před uspořádáním horkoplynového cyklonu 19.
Podle varianty způsobu případně zařízení znázorněné na obrázku 1 se za každým reaktorem 1 až 3 s fluidní vrstvou odklání dílčí množství přeměněného redukčního plynu, čímž se do každého z reaktorů 1 až 3 s fluidní vrstvou přivádí vždy jen takové množství plynu, které je potřebné pro bezporuchovou funkci každého reaktoru s fluidní vrstvou.
Podle varianty způsobu znázorněné na obrázku 2 se veškerý přeměněný redukční plyn, který vystupuje z reaktoru 2 s fluidní vrstvou, zavádí do předehřívacího stupně 5. Tak se použije veškeré citelné teplo přeměněného redukčního plynu, který vystupuje z reaktoru 2 s fluidní vrstvou, pro předehřátí jemné rudy.
Pro nastavení předehřívací teploty jemné rudy se může do předehřívacího stupně 5, tedy do reaktoru 1 s fluidní vrstvou, přivádět potrubím 32 plyn obsahující kyslík, jako vzduch nebo kyslík, takže nastává částečné spalování přeměněného redukčního plynu přiváděného do předehřívacího stupně 5. Řízením částečného spalování lze nastavit teplotu jemné rudy při předehřívání tak, že jsou teploty v následujících redukčních stupních 7, 8 optimalizované.
Vynález se neomezuje pouze na příklady provedení znázorněné na obrázcích, nýbrž se může v různých ohledech modifikovat. Například je možné volit počet reaktorů s fluidní vrstvou vždy podle požadavků.
Příklad:
Do zařízení, které odpovídá obrázku 1 výkresu se pro výrobu 40 t surového železa/h vsází do tavícího zplynovače
31,4 t uhlí/h s chemickým složením uvedeným v tabulce I a zaplynovává se 31 240 Nm3 02/h.
tabulka I uhlí
C
H
N
O popel
Cfix ; suché) 78,9%
3,8 % 1,0 % 2,0 %
8,7 %
72,0 %
Do zařízení se sází ruda v množství od 58,6 t/h, která má složení uvedené v tabulce II, a přidávají se přísady v množství 8,6 t/h podle tabulky III. Surové železo vyráběné v tomto zařízení vykazuje chemické složení, které je uvedené v tabulce IV.
tabulka II tabulka III tabulka IV
ruda ( vlhká) přísady surové železo
Fe 64,9% CaO 45,0% C 4,2%
Fe2O3 92,4% MgO 9% Si 0,3 %
LOI 0,3% Si02 1% Mn 0,04 %
vlhkost 1% Al2O3 0,5% P 0,04 %
ztráta 40% S 0,02 %
žíháním Fe zbytek
V tavícím zplynovači 10 se vyrábí redukční plyn v
množství 63 440 Nm3/h a o teplotě 870°C. Vykazuje chemické
složení, které je uvedené v tabulce V. Tento redukční plyn
se mísí s recyklovaným redukčním plynem, který se přivádí
odbočkou 21, a to v množství asi 68 000 Nm3/h a o teplotě
870°C po ohřátí v ohříváku plynu 25, takže může být
dokončovacímu redukčnímu stupni 8. k dispozici redukční plyn v množství 116 760 Nm3/h a o teplotě 870 ’C. Tento redukční plyn vykazuje chemické složení, které je uvedené v tabulce
VI.
tabulka V
redu kční plyn z tavícího
zplynovače 10
870 °C
CO 71,3 %
CO2 0,6%
h2 23,0 %
h2o 0,5 %
N2+Ar 4,3 %
ch4 0,3 %
tabulka VI redukční plyn pro dokončovací stupeň É3 870 °C
CO 62,2
CO2 2,1
h2 19, 8
h2o 1,0
N2+Ar 14, 6
ch4 0,3
Odebírá se část částečně přeměněného redukčního plynu, který uniká z dokončovacího redukčního stupně 8_, a sice v množství asi 68 000 Nm3/h o chemickém složení opět uvedeném v tabulce VII a přivádí se přes odbočku 21 do pračky 24 C02. Výstupní plyn odváděný potrubími 27 a 14 vzniká v množství 47 720 Nm3/h. Jeho chemické složení je uvedené v tabulce
VIII.
tabulka VII redukční plyn odkloněný před praním C02, 70°C tabulka VIII výstupní plyn, 70°C
co 54,3 % CO 39, 9 %
• co2 11, 8 % C02 28,3 %
H2 16,8 % h2 13,2 %
h2o 1,5 % h2o 1,6%
N2+Ar 15,3 % N2+Ar 16,7 %
ch4 0,3 % CH4 0,3 %
Zastupuj e:
Dr. Miloš Všetečka v.r.
JUDr. Miloš Všetečka advokát 120 00 Praha 2, Hálkova 2

Claims (15)

1. Způsob výroby tekutého surového železa ne^OQ < Λ tekutých ocelových polotovarů z materiálu ve formě částeček obsahujícího oxid železa fluidním způsobem, při kteréž Asé ’ materiál obsahující oxid železa předredukuje s $omocíf-o redukčního plynu alespoň v jednom předredukovacím stupni (7) a následně se redukuje na železnou houbu v dokončovacím redukčním stupni (8), železná houba se taví v zóně (11) tavícího zplynování za přívodu nosičů uhlíku a plynu obsahujícího kyslík a vyrábí se redukční plyn obsahující CO a H2, který se zavádí do dokončovacího redukčního stupně (8), tam se přeměňuje, odvádí, následně se zavádí alespoň do jednoho předredukovacího stupně (7), tam se přeměňuje, odvádí, podrobuje se praní a následně se odvádí jako výstupní plyn, a při kterém se alespoň část přeměněného redukčního plynu čistí od CO2, ohřívá se a zavádí se jako recyklovaný redukční plyn k redukci materiálu obsahujícího oxid železa, vyznačující se tím, že se část redukčního plynu proudícího z dokončovacího redukčního stupně (8) do předredukovacího stupně (7) odkloňuje, pere se, čistí od C02 a také se ohřívá a následně se přivádí zpět do dokončovacího redukčního stupně (8).
2. Způsob podle nároku 1, vyznačující se tím, že se provádí ohřátí redukčního plynu, který se odklání a odvádí z dokončovacího redukčního stupně (8), na redukční teplotu, s výhodou na teplotu v rozsahu mezi 800 a 900°C.
3. Způsob podle nároku 1 nebo 2, vyznačující se tím, že se ohřátí redukčního plynu, který se odklání a odvádí z dokončovacího redukčního stupně (8), na redukční teplotu provádí rekuperativně a/nebo regenerativně a/nebo částečným
- 16 spálením odváděné části redukčního plynu.
4. Způsob podle jednoho nebo více z nároků 1 až 3, vyznačující se tím, že se zpětný přívod ohřátého redukčního plynu provádí míšením s horkým redukčním plynem vystupujícím ze zóny (11) tavícího zplynování po odloučení prachu z tohoto horkého redukčního plynu.
5. Způsob podle jednoho nebo více z nároků 1 až 4, vyznačující se tím, že se část redukčního plynu vyčištěného od C02 recirkuluje ve studeném stavu, s výhodou se přimíchává k horkému redukčnímu plynu vystupujícímu ze zóny (11) tavícího zplynování před jeho zavedením do dokončovacího redukčního stupně (8).
6. Způsob podle jednoho nebo více z nároků 1 až 5, vyznačující se tím, že se část horkého redukčního plynu vystupujícího ze zóny (11) tavícího zplynování pere a následně se přimíchává ve studeném stavu k horkému redukčnímu plynu vystupujícímu ze zóny (11) tavícího zplynování, s výhodou přimícháním do redukčního plynu vedeného zpět ve studeném stavu a vyčištěného od C02.
7. Způsob podle jednoho nebo více z nároků 1 až 6, vyznačující se tím, že před předredukovacím stupněm (7) je uspořádaný alespoň jeden předehřívací stupeň (5) pro materiál obsahující oxid železa a přeměněný redukční plyn vystupující z předredukovacího stupně (7) se používá k předehřívání materiálu obsahujícího oxid železa, s výhodou po odklonění části přeměněného redukčního plynu.
8. Způsob podle nároku 7, vyznačující se tím, že se přeměněný redukční plyn používaný pro předehřívání podrobuje
- 17 částečnému spálení.
9. Zařízení k provádění způsobu podle jednoho nebo více z nároků 1 až 8, s alespoň dvěma do série za sebou zapojenými reaktory (1, 2, 3) s fluidní vrstvou, ve kterém je materiál obsahující oxid železa vedený z reaktoru (1) s fluidní vrstvou k reaktoru (2, 3) s fluidní vrstvou dopravním vedením (6) v jednom směru a redukční plyn z reaktoru (3) s fluidní vrstvou k reaktoru (2, 1) s fluidní vrstvou spojovacím potrubím (13) redukčního plynu v opačném směru, a s tavícím zplynovačem (
10), do kterého ústí dopravní vedení (9) vedoucí produkt redukce z reaktoru (3) s fluidní vrstvou uspořádaného ve směru toku materiálu obsahujícího oxid železa jako poslední a s přívody (17, 16) pro plyny obsahující kyslík a nosiče uhlíku vykazuje také odpich (18) pro surové železo případně ocelový polotovar a strusku a také přívod (12) redukčního plynu pro redukční plyn vytvářený v tavícím zplynovači (10), který ústí do reaktoru (3) s fluidní vrstvou uspořádaného ve směru toku materiálu obsahujícího oxid železa jako poslední, vyznačující se tím, že ze spojovacího potrubí (13) redukčního plynu, které spojuje reaktor (3) s fluidní vrstvou uspořádaný ve směru toku materiálu obsahujícího oxid železa jako poslední s předchozím reaktorem (2) s fluidní vrstvou, odbočuje odbočka (21), která ústí přes pračku (22), odlučovací zařízení (24) C02 a ohřívák plynu (25) do přívodu (12) redukčního plynu.
10 . Zařízení podle nároku 9, vyznačující se tím, že ohřívák plynu (25) je přemostitelný obtokem (28) redukčního plynu.
11. Zařízení podle nároku 10, vyznačující se tím, že v přívodu (12) redukčního plynu je uspořádané odprašovací zařízení (19) redukčního plynu a odbočka (21) ústí do přívodu (12) redukčního plynu mezi odprašovacím zařízením (19) redukčního plynu a reaktorem (3) s fluidní vrstvou.
12. Zařízení podle jednoho nebo více z nároků 9 až 11, vyznačující se tím, že z přívodu (12) redukčního plynu ústí přes pračku (30) a kompresor (31) zpětný přívod (29) redukčního plynu opět do přívodu (12) redukčního plynu, avšak ve směru proudění plynu před odbočením zpětného potrubí (29) plynu, zejména před uspořádáním odprašovacího zařízení (19) navrženým v přívodu (12) redukčního plynu.
13. Zařízení podle jednoho nebo více z nároků 9 až 12, vyznačující se tím, že před prvním redukčním reaktorem (7) s fluidní vrstvou je ve směru toku materiálu obsahujícího oxid železa předřazený alespoň jeden předehřívací reaktor (1) s fluidní vrstvou, do kterého ústí odvod (13) redukčního plynu, který vychází ve směru toku materiálu obsahujícího oxid železa z prvního redukčního reaktoru (7) s fluidní vrstvou.
14. Zařízení podle nároku 13, vyznačující se tím, že dále ústí do předehřívacího reaktoru (1) s fluidní vrstvou potrubí (32) přivádějící plyn obsahující kyslík nebo kyslík.
15. Obchodovatelný produkt, jako válcovaný materiál, vyrobený ze surového železa nebo ocelového polotovaru, který se vyrábí podle některého způsobu podle jednoho z nároků 1 až 8 .
CZ971754A 1995-10-10 1996-10-08 Způsob výroby tekutého surového železa nebo tekutých ocelových polotovarů a zařízení k provádění tohoto způsobu CZ175497A3 (cs)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
AT0168195A AT406485B (de) 1995-10-10 1995-10-10 Verfahren zur herstellung von flüssigem roheisen oder flüssigen stahlvorprodukten und anlage zur durchführung des verfahrens

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CZ175497A3 true CZ175497A3 (cs) 1998-01-14

Family

ID=3518698

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CZ971754A CZ175497A3 (cs) 1995-10-10 1996-10-08 Způsob výroby tekutého surového železa nebo tekutých ocelových polotovarů a zařízení k provádění tohoto způsobu

Country Status (16)

Country Link
US (1) US5961690A (cs)
EP (1) EP0796350B1 (cs)
JP (1) JPH10510591A (cs)
KR (1) KR100246631B1 (cs)
CN (1) CN1166861A (cs)
AT (2) AT406485B (cs)
AU (1) AU695624B2 (cs)
BR (1) BR9509874A (cs)
CA (1) CA2207413C (cs)
CZ (1) CZ175497A3 (cs)
DE (1) DE59605304D1 (cs)
RU (1) RU2125613C1 (cs)
SK (1) SK73297A3 (cs)
UA (1) UA39143C2 (cs)
WO (1) WO1997013880A1 (cs)
ZA (1) ZA968497B (cs)

Families Citing this family (25)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
AT405521B (de) 1996-05-17 1999-09-27 Voest Alpine Ind Anlagen Verfahren zum behandeln teilchenförmigen materials im wirbelschichtverfahren sowie gefäss und anlage zur durchführung des verfahrens
KR100236194B1 (ko) * 1997-12-20 1999-12-15 이구택 분철광석의 2단 유동층식 예비환원장치
US6379421B1 (en) * 1999-02-25 2002-04-30 Hylsa S.A. De C.V. Method and apparatus removing undesirable metals from iron-containing materials
UA70348C2 (uk) * 1999-11-04 2004-10-15 Пхохан Айрон Енд Стіл Ко., Лтд. Відновний реактор з псевдозрідженим шаром і спосіб стабілізації псевдозрідженого шару у такому реакторі
KR100332924B1 (ko) * 1999-12-20 2002-04-20 이구택 분철광석의 점착을 방지할 수 있는 3단 유동층식 환원장치및 이를 이용한 환원방법
AT408991B (de) 2000-04-28 2002-04-25 Voest Alpine Ind Anlagen Verfahren und anlage zur herstellung einer metallschmelze
AT409387B (de) 2000-06-28 2002-07-25 Voest Alpine Ind Anlagen Verfahren und anlage zur gasreduktion von teilchenförmigen oxidhältigen erzen
US6478841B1 (en) 2001-09-12 2002-11-12 Techint Technologies Inc. Integrated mini-mill for iron and steel making
AT411265B (de) * 2002-02-14 2003-11-25 Voest Alpine Ind Anlagen Verfahren und vorrichtung zur erzeugung von metallen und/oder metallvorprodukten
US8438633B1 (en) 2005-04-21 2013-05-07 Seven Networks, Inc. Flexible real-time inbox access
KR100732461B1 (ko) * 2005-12-26 2007-06-27 주식회사 포스코 분철광석의 장입 및 배출을 개선한 용철제조방법 및 이를이용한 용철제조장치
AT503593B1 (de) * 2006-04-28 2008-03-15 Siemens Vai Metals Tech Gmbh Verfahren zur herstellung von flüssigem roheisen oder flüssigen stahlvorprodukten aus feinteilchenförmigem eisenoxidhältigem material
KR100939268B1 (ko) * 2006-08-11 2010-01-29 주식회사 포스코 용철제조장치 및 이를 이용한 용철제조방법
AT507113B1 (de) * 2008-07-17 2010-07-15 Siemens Vai Metals Tech Gmbh Verfahren und anlage zur energie- und co2-emissionsoptimierten eisenerzeugung
AT507823B1 (de) * 2009-01-30 2011-01-15 Siemens Vai Metals Tech Gmbh Verfahren und anlage zur herstellung von roheisen oder flüssigen stahlvorprodukten
AT507955B1 (de) 2009-02-20 2011-02-15 Siemens Vai Metals Tech Gmbh Verfahren und anlage zum herstellen von substitutgas
KR101050803B1 (ko) 2009-09-17 2011-07-20 주식회사 포스코 환원철 제조 장치 및 그 제조 방법
CN101906501A (zh) * 2010-08-03 2010-12-08 莱芜钢铁集团有限公司 一种用粉矿和煤氧直接炼钢工艺
AT511243B1 (de) * 2011-03-17 2013-01-15 Siemens Vai Metals Tech Gmbh Hüttentechnische anlage mit effizienter abwärmenutzung
EP2746408A1 (de) * 2012-12-21 2014-06-25 Siemens VAI Metals Technologies GmbH Überhitzung von einem in einem Reduktionsprozess genutzten Exportgas zum Ausgleich von Mengenschwankungen und Vorrichtung zum dessen
DE102013113958A1 (de) * 2013-12-12 2015-06-18 Thyssenkrupp Ag Anlagenverbund zur Stahlerzeugung und Verfahren zum Betreiben des Anlagenverbundes
DE102013113913A1 (de) * 2013-12-12 2015-06-18 Thyssenkrupp Ag Anlagenverbund zur Stahlerzeugung und Verfahren zum Betreiben des Anlagenverbundes
DE102013113921A1 (de) * 2013-12-12 2015-06-18 Thyssenkrupp Ag Anlagenverbund zur Stahlerzeugung und Verfahren zum Betreiben des Anlagenverbundes
US10107268B1 (en) * 2014-09-05 2018-10-23 National Technology & Engineering Solutions Of Sandia, Llc Thermal energy storage and power generation systems and methods
RU2734215C1 (ru) * 2020-04-16 2020-10-13 Автономная некоммерческая организация «Научно-исследовательский институт проблем экологии» Способ выплавки чугуна в доменной печи

Family Cites Families (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2547685A (en) * 1947-11-25 1951-04-03 Brassert & Co Reduction of metallic oxides
DE1163353B (de) * 1957-11-21 1964-02-20 United States Steel Corp Kontinuierliches zweistufiges Verfahren zum direkten Reduzieren von pulverisiertem Eisenoxyd und Vorrichtung zur Durchfuehrung dieses Verfahrens
SE429898B (sv) * 1980-01-16 1983-10-03 Stora Kopparbergs Bergslags Ab Sett att forhindra pakladdning vid reduktion i flytbedd av finfordelat metalloxidhaltigt material
DE3626027A1 (de) * 1986-08-01 1988-02-11 Metallgesellschaft Ag Verfahren zur reduktion feinkoerniger, eisenhaltiger materialien mit festen kohlenstoffhaltigen reduktionsmitteln
JPH04191307A (ja) * 1990-11-26 1992-07-09 Mitsubishi Heavy Ind Ltd 溶融還元製鉄装置
AT402937B (de) * 1992-05-22 1997-09-25 Voest Alpine Ind Anlagen Verfahren und anlage zur direktreduktion von teilchenförmigem eisenoxidhältigem material
US5185032A (en) * 1992-05-26 1993-02-09 Fior De Venezuela Process for fluidized bed direct steelmaking
US5338336A (en) * 1993-06-30 1994-08-16 Bechtel Group, Inc. Method of processing electric arc furnace dust and providing fuel for an iron making process
AT404735B (de) * 1992-10-22 1999-02-25 Voest Alpine Ind Anlagen Verfahren und anlage zur herstellung von flüssigem roheisen oder flüssigen stahlvorprodukten
DE4307484A1 (de) * 1993-03-10 1994-09-15 Metallgesellschaft Ag Verfahren zur Direktreduktion von eisenoxidhaltigen Materialien mit festen kohlenstoffhaltigen Reduktionsmitteln

Also Published As

Publication number Publication date
UA39143C2 (uk) 2001-06-15
JPH10510591A (ja) 1998-10-13
SK73297A3 (en) 1998-04-08
ATA168195A (de) 1999-10-15
US5961690A (en) 1999-10-05
ATE193331T1 (de) 2000-06-15
EP0796350A1 (de) 1997-09-24
KR100246631B1 (ko) 2000-04-01
CA2207413C (en) 2006-07-11
AU2081597A (en) 1997-04-30
BR9509874A (pt) 1997-09-30
CN1166861A (zh) 1997-12-03
RU2125613C1 (ru) 1999-01-27
ZA968497B (en) 1997-05-20
WO1997013880A1 (de) 1997-04-17
EP0796350B1 (de) 2000-05-24
AU695624B2 (en) 1998-08-20
DE59605304D1 (de) 2000-06-29
AT406485B (de) 2000-05-25
CA2207413A1 (en) 1997-04-17

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CZ175497A3 (cs) Způsob výroby tekutého surového železa nebo tekutých ocelových polotovarů a zařízení k provádění tohoto způsobu
JP3549911B2 (ja) 熔融銑鉄または熔融鋼前段階生産物の製造法及びプラント
US4566904A (en) Process for the production of iron
US5445668A (en) Method of producing molten pig iron or molten steel pre-products
JP3150966B2 (ja) 複式溶解炉における鉄および鋼の製造並びに固体状態オキサイドけんだく物予備還元機
US4380469A (en) Process and apparatus for continuously reducing and melting metal oxides and/or pre-reduced metallic materials
CZ107197A3 (en) Process and apparatus for for producing pig iron and/or iron sponge
TWI227738B (en) Process and plant for the gas reduction of particulate oxide-containing ores
KR100769794B1 (ko) 고로에서 선철 또는 액상의 1차 강 제품을 생산하기 위한 방법 및 플랜트
MX2008013574A (es) Metodo para producir arrabio liquido o productos intermedios de acero liquido a partir de material de particulas finas que contiene oxido de hierro.
US5997609A (en) Sponge iron production process and plant
RU2176672C2 (ru) Способ получения губчатого железа
SK140598A3 (en) Method of producing liquid crude iron or liquid steel fabricated materials
KR19990044538A (ko) 액체금속 제철법 및 그 제철설비
AU649402B2 (en) Method and apparatus for smelting iron oxide
US5227116A (en) Manufacture of iron and steel in a duplex smelter and solid state oxide suspension prereducer
CZ288010B6 (cs) Způsob výroby kovové houby