CZ20004920A3

CZ20004920A3 - Způsob přímého tavení

Info

Publication number: CZ20004920A3
Application number: CZ20004920A
Authority: CZ
Inventors: Carolyn Mccarthy; Rodney James Dry; Peter Damian Burke
Original assignee: Technological Resources Pty. Ltd.
Priority date: 1998-07-01
Filing date: 1999-07-01
Publication date: 2001-10-17
Also published as: ZA200006972B; RU2226219C2; CZ301945B6; WO2000001855A1; CA2335753A1; MY125804A; BR9911633A; DE69927273T2; AUPP442698A0; ES2249014T3; JP2002519517A; ATE304612T1; CN1208475C; JP4342104B2; KR20010071628A; CN1307645A; KR100707916B1; EP1098997A1; TW477816B; DE69927273D1

Description

(57) Anotace:

Způsob přímého tavení pro výrobu kovů ze vsázkového materiálu, obsahujícího kov, obsahuje kroky vytváření roztavené lázně, která má vrstvu (15) kovu a vrstvu (16) strusky, ležící na vrstvě (15) kovu, v metalurgické nádobě, přivádění vsázkového materiálu, obsahujícího kov, a pevného uhlíkatého materiálu do vrstvy (15) kovu prostřednictvím většího počtu přívodních trubek/dmyšných trubic (11) a tavení materiálu, obsahujícího kov, ve vrstvě (15) kovu. Způsob rovněž zahrnuje zajištění pronikání roztaveného materiálu ve formě rozstřikovaných a šplíchajících kapiček a proudů do horního prostoru nad nominálním nehybným povrchem roztavené lázně pro vytvoření přechodové oblasti (23). Způsob dále rovněž zahrnuje dmýchání plynu, obsahujícího kyslík, do nádoby jednou nebo více přívodními trubkami/dmyšnými trubicemi (13) pro přídavné spalování reakčních plynů, uvolňujících se z roztavené lázně, přičemž stoupající a poté klesající rozstřikované a šplíchající kapičky a proudy roztaveného materiálu v přechodové oblasti usnadňují přestup tepla do roztavené lázně, a přičemž přechodová oblast minimalizuje tepelné ztráty z nádoby přes boční stěny ve styku s přechodovou oblastí. Navrhované řešení spočívá v regulování způsobu prostřednictvím udržování vysoké zásoby strusky.

ZOCC-WÍO • · · · i · , · é ’ « • · · · · .· • · · · · · · ·«·

01-3518-00-Če

Způsob přímého tavení

Oblast techniky

Vynález se týká způsobu výroby roztaveného kovu í (kterýžto výraz zahrnuje i slitiny kovu), a to zejména, avšak nikoli výlučně způsob výroby železa z výchozího materiálu, obsahujícího kov, jako jsou například rudy, částečně redukované nebo obsahující kov, roztavenou lázeň.

odkysličené rudy a odpadní v metalurgické nádobě, která materiály, obsahuje týká zejména přímého tavícího využívajícího lázně roztaveného kovu, roztaveného kovu z výchozího materiálu,

Vynález se a určeného obsahuj ícího procesu, k výrobě kov.

Dosavadní stav techniky roztaveného kovu j e na 'využívání vysoké peče. Pevný všázka do sazebny nebo kychty roztavené železo odpichováno z Tento pevný materiál i obsahuje é' formě) ,

Nejrozšířenějším způsobem výroby který je založen přiváděn přičemž vysoké (v aglomerační, kusové nebo peletove koks a tavidla nebo struskotvorné přísady, a vytváří tak prodyšnou vsázku, která se pohybuje směrem dolů. !

způsob, materiál je vysoké pece, nístěje této železnou rudu jako je pece.

, ·-♦«· ·«·· «·' · · ·Ι · · · · 9 ·

Předehřátý vzduch, který může být obohacen kyslíkem, je , 1 vháněn dmychánim do spodní části vysoké pece a proudí směrem vzhůru přes prodyšné lože, přičemž dochází k vytváření oxidu uhelnatého (CO) a k vytváření tepla prostřednictvím spalování koksu. V důsledku těchto reakcí je vytvářeno roztavené železo a struska.

Způsob, redukce či kterým je vytvářeno odkysličováním železné železo prostřednictvím rudy pod bodem tání vyráběného železa je obecně nazýván jako „přímý redukční proces, přičemž výsledný produkt se označuje DRI.

Příkladem tohoto přímého redukčního procesu může být takzvaný proces FIOR, což je proces redukce tekuté železné rudy. V tomto procesu je redukována či okysličována železná ruda v jemné frakci, přičemž tato jemná frakce je přiváděna působením gravitační síly do každého reaktoru (v sérii reaktorů s fluidním ložem. Jemná frakce železné [ rudy je

I redukována prostřednictvím stlačeného redukčního plynu, který i vstupuje do spodní části nejnižšího reaktoru v sérii!, a který i

proudí protiproudým způsobem proti dolů se pohybující jemné železné rudě.

Další přímé redukční procesy zahrnují procesy ve vysoké peci s pohyblivou šachtou, procesy ve vysoké peci se statickou šachtou, procesy s otočnou nístějí, procesy s otočnou pecí a retortové procesy.

S pomocí procesu COREX je možno vyrábět roztavené železo přímo s využitím uhlí bez požadavků na koks,

vysoké pece. Tento proces zahrnuje dvě provozní etapy, kde:

• 44 4 • · · 4 9 9 9 9 • ·· • 99 · ·

99

99999

I (a) přímý redukční proces (DRI) je prováděn v; šachtové propustného lože železné rudy formě), uhlí a taýidel či peci na základě využití (v kusové nebo peletové struskotvorných přísad, a (b) produkt z přímého přiváděn bez chlazení zplyňovacího zařízení.

redukčního procesu do připojeného tavícího (DRI) je potom prostoru prostoru šachtovou

Částečné spalování uhlí splňovacího zařízení ve fluidním loži vytváří redukční pec.

výroby založena na cyklónových konvertorech, ruda tavena prostřednictvím plynu v horní tavné cyklóně, spodního tavícího prostoru, železa. Tento spodní tavící prostor vytváří redukční plyn pro horní tavící cyklónu. }

Jiná známá skupina způsobů roztaveného tavícího plyn pro železa je I ve kterých je železná kyslíku a redukčního spalování přičemž tavenina je přiváděna do obsahujícího lázeň roztaveného

Způsob, s jehož pomocí je vyráběn roztavený koý přímo z rudy, je obecně nazýván jako „způsob přímého tavení .

„přímý tavící pročeš nebo

I

Jedna známá skupina přímých na využívání elektrických pecí, pro tavící reakce.

tavících procesů je založena jako hlavního zdroje energie (

)

Jiný známý přímý tavící proces, který je obvykle nazýván jako Romeltův proces, je založen na využívání velkého objemu

I vysoce promíchávané struskové lázně jako média pro tavení i

I i

• ·· · • · ·

kychtou přiváděných oxidů kovů na kovy, a pro přídavné spalování plynných reakčních produktů a případné převádění tepla pro účely pokračování tavení oxidů kovů. Tento’ Romeltův proces zahrnuje dmychání kyslíkem obohaceného vzduchu nebo kyslíku do strusky prostřednictvím spodní řady dmyšních trubic za účelem dosažení promíchávání strusky, a dmychání kyslíku do strusky prostřednictvím horní řady dmyšních trubic za účelem podpory přídavného spalování. U tohoto Romeltova procesu není vrstva kovu významným reakčním médiem.

Jiná známá skupina přímých tavících procesů, které jsou založeny na, využití strusky, je obecně nazývána jako procesy „hluboké strusky. Takovéto procesy, jako jsou například procesy DIOS a AISI, jsou založeny na vytváření hluboké vrstvy strusky s využitím třech oblastí, a to zejména:

- horní oblasti pro reakční plyny pro přídavné spalování s vháněním kyslíku;

- spodní oblasti pro tavení oxidů kovů na kovy;

- mezilehlé oblasti, která odděluje horní spodní oblast.

Stejně jako u Romeltova procesu zde vrstva [kovu pod vrstvou strusky není významným-reakčním médiem. |

Jiný známý přímý tavící způsob, který se spoléhá na vrstvu roztaveného kovu jako na reakční médium, který je obecně nazýván jako tavící proces HI, je popsán v mezinárodní patentové přihlášce PCT/AU 96/00197 (WO 96/31627) [na jméno přihlašovatele. !

Tento tavící proces HI, tak jak uvedené mezinárodní patentové přihlášce, (a) (b) (c) • 9 • ' · •

• 9 9 9 je popsán ve shora obsahuje:

vytvářeni lázně roztaveného kovu a strusky v· nádobě;

přivádění či vhánění do této lázně:

(i) (ii)

9

9:99

999' •9 ·9 vstupního materiálu, obsahujícího kterým jsou obvykle oxidy kovů; a pevného uhlíkatého materiálu, obvy které působí jako redukční činidlo oxidy kovů a jako zdroj energie;

kov, cle uhlí, pro vstupního materiálu, obsahujícího v kovové vrstvě.

tavení kov, na kov

Tavící proces HI rovněž zahrnuje reakční přídavné spalování, jako vodík (H₂) , uvolňované prostřednictvím plynu, tepla, lázně za plyny pro jsou například oxid uhelnatý (CO) a z lázně v prostoru nad lázní obsahujícího kyslík, a převádění vytvářeného prostřednictvím přídavného spalování, do účelem zvyšování tepelné energie, požadované pro tavení vstupních materiálů, obsahujících kov. { i

!

I

Tavící proces HI rovněž zahrnuje vytvářeni přechodové nad nominálních nehybným povrchem lázně, | ve které ke stoupání a klesání rozstřikovaných nebo proudů roztaveného kovu a/nebo účinné médium pro přenášení do oblasti dochází kapiček vytvářej í a šplíchajících !

strusky, které

I lázně tepelné

Ί ·· ···· • · · • · :

• · • 999 ·· ···· ··' • · · '· í · • ··'··' _ · · · • · '···!· • · · · ·' · · energie, která je vytvářena prostřednictvím spalování reakčních plynů v prostoru nad lázní.

Taviči mezinárodni přídavného i

I

I proces HI, který je popsán ve shora uvedené patentové přihlášce, je rovněž charakterizován přechodové zóny prostřednictvím vhánění nosného vytvářením plynu a vstupního materiálu, obsahujícího kov, a/nebo pevného uhlíkatého materiálu a/nebo jiných pevných materiálů! do lázně přes úsek na straně nádoby, který jeve styku s lázní, a/nebo a pevný materiál kov a/nebo takže: nosný plyn že roztavený prostoru nad povrchem lázně.

do prostoru nad lázní, proniká do lázně a způsobuje, zasahuje do struska

Taviči ve shora mezinárodní zdokonalení proces HI, tak jak je popsán patentové přihlášce, představuje vůči dřívějším formám tavícího přechodová oblast vytvářena uvedené výrazné kterých je vhánění plynu a/nebo uhlíkatého materiálu ze lázně, což způsobuje, a proudy roztaveného kovu a strusky jsou vypuzovány procesu HI, u i prostřednictvím spodní části do že rozstřikované a šplíchajíc.í kapičky z lázně.

Podstata vynálezu

Přihlašovatel provedl rozsáhlé zkušební práce se

I zkušebním zařízením při provádění tavícího procesu HI, přičemž učinil celou řadu významných zjištění, týkajících se tohoto procesu. j í

Obecně řečeno je předmětem tohoto vynálezu způsob přímého tavení pro výrobu kovů ze vsázkového materiálu, obsahujícího kov, který obsahuje následující kroky:

;.· Φ' · • · • ' · * . · ·· · vytváření roztavené lázně, která m*á vrstvu kovu a vrstvu strusky, ležící na vrstvě kovu, v metalurgické nádobě, (a) (b) přivádění vsázkového materiálu, obsahujícího kov, a pevného uhlíkatého materiálu do vrstvy kovu prostřednictvím většího počtu přívodních trubek/dmyšnich trubic a zajištění pronikání i roztaveného materiálu ve formě rozstřikovaných a šplíchajících kapiček a proudů do horního povrchem přechodové prostoru nad nominálním nehybným roztavené lázně pro vytvoření oblasti, (c) tavení materiálu, obsahujícího kov, na kov ve vrstvě kovu, a (d) dmychání plynu, obsahujícího kyslík, do nádoby jednou nebo více přívodními trubkami/dmyšnými trubicemi pro přídavné plynů, uvolňujících se přičemž stoupající a rozstřikované a šplíchajici roztaveného materiálu v přechodové usnadňují přestup tepla do roztavené’ přičemž přechodová oblast minimalizuje tepelné ve styku spalování roztavené poté kapičky

Podstata zahrnuje krok vysoké zásoby reakčních lázně, klesaj ici a proudy oblasti ztráty z nádoby přes boční stěny s přechodovou oblastí.

předmětného způsobu spočívá zejména regulování způsobu prostřednictvím strusky.

lázně, a iv tom, že udržování .·· ··♦· • · · • '· .

• · • · · ···· ·· ·· ···· ♦ ·· • ···* • ·· • ·· • ft ft · · • ft· • : ♦· · • ·· • ·· • . ·· • t··*

Způsob podle tohoto vynálezu dále s výhodou^; zahrnuje i

udržováni vysoké zásoby strusky prostřednictvím regulování vrstvy strusky na tloušťku 0,5 až 4 m.

Způsob podle tohoto vynálezu rovněž s výhodou zahrnuje udržování vysoké vrstvy strusky na zásoby strusky prostřednictvím regulování tloušťku 1,5 až 2,5 m.

Způsob může s výhodou zahrnovat udržováni vysoké zásoby strusky prostřednictvím regulování vrstvy strusky naí tloušťku alespoň 1,5 m.

Způsob s výhodou zahrnuje regulování hmotnostního poměru kovu ku strusce na hodnotu mezi 4 : 1 a 1 : 2, přičemž může zahrnovat regulováni hmotnostního poměru kovu ku strusce na hodnotu mezi 3 : 1 a 1 : 1 za stabilních provozních podmínek způsobu. I

Způsob podle tohoto vynálezu s výhodou [ zahrnuje udržování vysoké zásoby strusky prostřednictvím regulování hmotnostního poměru kovu ku strusce na hodnotu mezi 3 : 1 a 2 : 1 za stabilních provozních podmínek způsobu.

Krok (c) obsahujícího kov, s výhodou zahrnuje na kov alespoň převážně tavení materiálu, ve vrstvě kovu.

Způsob podle tohoto vynálezu s výhodou zahrnuje umístění jedné nebo více přívodních trubek/dmyšních trubic pro vhánění plynu, obsahujícího kyslík, a vhánění plynu, obsahujícího

I kyslík v průtokovém množství tak, že: i (a) plyn, obsahující k vrstvě strusky kyslík je vháněn a proniká přechodovou směrem oblastí, (b) proud plynu, obsahujícího kyslík, rozstřikované a šplíchající kapičky ohýbá proudy roztaveného materiálu kolem jedné nebo více přívodních trubic, přičemž 'se kolem konce přívodních trubek/dmyšních trubic souvislý plynový prostor.

spodní trubek/dmyšních ho úseku jedné oebo více vytváří

Způsob rovněž s výhodou zahrnuje regulování ^tepelných i

ztrát z nádoby smáčením převážně strusky na bočních stěnách nádoby, které jsou ve styku s přechodovou oblastí, a na klenbě nádoby prostřednictvím regulování jednoho nebo více z následujících znaků:

(i) (ii) (iii) množství strusky v roztavené lázni,;

průtokového množství plynu, obsahujícího kyslík, vháněného jednou nebo více přívodními trubkami/dmyšními trubicemi pro vhánění plynu, obsahujícího kyslík] a přiváděného množství vsázkového materiálu, obsahuj ícího přiváděných trubicemi.

kov, uhlíkatého materiálu přívodními trubkami/dmyšními i

Krok (b) v nároku 1 s výhodou zahrnuje umístění většího počtu přívodních trubek/dmyšních trubic nad vrstvou kovu, přičemž tyto přívodní trubky/dmyšní trubice probíhají dolů směrem k vrstvě kovu.

Způsob podle tohoto vynálezu rovněž s výhodou materiálu, obsahujícího kov, v nosném plynu.

přiváděni vsázkového uhlíkatého materiálu zahrnuje á pevného výhodou zahrnuje přívodních trubek/dmyšních trubic nad tyto přívodní trubky/dmyšní trubice k vrstvě kovu.

Způsob rovněž s umístění většího počtu vrstvou kovu,^ přičemž probíhají dolu směrem chápat jako tepelné při kterém dochází k chemických reakcím, které vsázkový materiál, obsahující kovu.

Výraz „tavení je zde nutno zpracování, redukují neboli odkysličují kov, za účelem výroby tekutého

Výraz „nehybný lázní nutno chápat lázně za roztavené k žádnému k žádnému je v souvislosti s roztavenou

-¹ i představuje povrchovém plochu kdy nedochází I takže nedochází povrch tak, že procesních podmínek, přivádění plynu nebo pevných látek, promíchávání lázně.

Prostor nad nominálním nehybným povrchem je zde a v dalším nazýván „horní prostor.

Výrazným výstupem zkušebního provozu zkušebního zařízení je velice důležité udržovat vysokou hladinu a zejména v přechodové oblasti, tepelných ztrát z nádoby a přestupu tepla

Význam strusky pro tavící proJes HI je výstupem, vyplývajícím z předcházejících je skutečnost, že strusky v nádobě, účelem regulováni do kovové vrstvy, velice důležitým a to za

prací na tomto tavícím procesu HI. Při předcházejících prací nebylo množství strusky činitel pro daný způsob.

jako významný

Koncepce v souvislosti „vysoké zásoby s hloubkou vrstvy strusky strusky v může

Koncepce v souvislosti „vysoké zásoby s množstvím strusky kovu v nádobě.

bráno i

provádění v úvahu být nádobě.

může být chápána chápána strusky v porovnání s množstvím strusky v nádobě, tj . vliv na množství strusky, která je v

Množství má přímý nízké charakteristiky jsou velice přenosu tepla strusky s kovem jsou velice důležité z; hlediska I tepelných ztrát z přechodové oblasti db bočních stěn a z nádoby prostřednictvím bočních stěn nádoby.

Poměrně v porovnání minimalizace

I

Vhodnou regulací způsobu může struska v přechodové oblasti vytvářet vrstvu nebo vrstvy na bočních stěná^!ch, které ztrátám přispívají ke zvýšení odolnosti vůči tepelným z bočních stěn.

Proto je zvyšovat nebo a na bočních tedy prostřednictvím změny zásoby strusky možno snižovat množství strusky v přechodový oblasti l stěnách, a v důsledku toho regulovat tepelné ztráty přes boční stěny nádoby.

Vrstva strusky může jako „mokrá vrstva nebo být na bočních jako „suchá vrstva.

která ulpívá na stěnách vytvořena „Mokrá vrstva bočních stěnách,

I (

obsahuje ztuhlou vrstvu, polotuhou vrstvu a vnější tekutý film. „Suchá vrstva je taková vrstva, ve které je v podstatě veškerá struská ztuhlá.

z hlediska

Množství strusky v nádobě rovněž zajišťuje míru rozsahu přídavného spalování.

regulace je zásoba strusky příliš nízká, dojde ke zvýšenému kovu v přechodové zóně a tím i ke zvýšenému

I.

Pokud

I toho ke vystavení okysličování kovu a rozpouštění uhlíku do kovu a potenciálu pro redukování přídavného spalování a v důsledku sníženému přídavnému spalování, nezávisle na kladném účinku, který má kov v přechodové oblasti na přestup tepla do kovové vrstvy.

Kromě toho, pokud je zásoba strusky příliš vysoká, bude jedna nebo více přívodních trubek/dmyšních trubic . pro přivádění plynu, obsahujícího kyslík, ponořena do přechodové oblasti, v důsledku čehož dojde k minimalizaci^ pohybu i reakčních plynů v horním prostoru u konce každé z přívodních trubek/dmyšních trubic, v důsledku čehož dojde ke snížení potenciálu pro přídavné spalování.

Množství strusky v nádobě, tj. zásoba strusky, měřená z hlediska tloušťky vrstvy strusky, nebo hmotnostní poměr kovu ku strusce, je možno regulovat prostřednictvími množství i odpichovaného kovu a strusky.

Produkce strusky v nádobě může být regulována změnou množství přiváděného materiálu, obsahujícího kov, uhlíkatého materiálu a tavidel či struskotvorných přísad do hádoby, a změnou provozních parametrů, jako je množství poháněného plynu, obsahujícího kyslík.

j e charakterizován j regulaci oblast do vrstvy kovu a přes přechodovou oblast.

tl		··	····	·· ·
• *	•		•	*	•	• ;	•	··
•	•		•	•	···	>	•	•
•	•	•	•	•	•	• ·	•	*
•	• ·		•	•	•	•	•	•
····	·«		··		···	··		···

Způsob podle tohoto vynálezu přestupu tepla přes přechodovou regulací tepelných ztrát z nádoby již bylo shora charakterizován zejména udržování vysoké zásoby strusky.

Jak je předmět tohoto vynálezu uvedeno, regulováním způsobu prostřednictvím

V případě, že materiálem, obsahujícím kov, je materiál, obsahující železo, je předmět tohoto vynálezu rovněž s výhodou charakterizován regulováním způsobu prostřednictvím regulování hladiny rozpuštěného uhlíku v roztaveném železe tak, aby byla alespoň 3 % v silně zredukovaném stavu, což vede je menší, než 6 % hmotnostních, a než 5 % hmotnostních, ve vrstvě

I hmotnostní, a udržováni strusky k tomu, že množství FeO ještě výhodněji menší, strusky i

l a v přechodové oblasti.

Metalurgická nádoba s výhodou obsahuje:

(a) shora popsanou trubek/dmyšních obsahuj ícího trubek/dmyšních materiálů, jako uhlíkatý materiál (obvykle uhlí) struskotvorné přísady, do nádoby, jednu nebo trubic pro kyslík, trubic pro je materiál, ί

více přívodních dmychání plynu, přívodních i

přivádění pevných obsahující kov, a tavidla či

J i

(b) výstupní otvory, pro odvádění roztaveného kovu a strusky z nádoby, a | (c) ·· ···· ······ ·· ·· · · · · ··:· « · ' , · ···· · · _ř• ··· · ··· ·', ···· ·· ·· ··· ·· · jeden nebo více výstupních otvorů pro odváděni odpadních plynů.

Za účelem provozování daného způsobu je podstatné, aby nádoba obsahovala roztavenou lázeň, která má vrstvu kovu a vrstvu strusky na této vrstvě kovu.

Výraz „vrstva kovu je nutno chápat tak, oblast lázně, která obsahuje především kov.

Výraz „vrstva strusky je nutno chápat tak, že jde o oblast lázně, která obsahuje především strusku.

Významným znakem způsobu podle tohoto vynálezu je skutečnost, že materiál, obsahující kov, je taven na kov alespoň převážně ve vrstvě kovu roztavené lázně.

V praxi bude určitý podíl materiálu, <_'----h.jl '' který se bude tavit na kov v jiných oblastech nádoby;

, o ¹ například vrstva strusky. Avšak úkolem způsobu podle vynálezu a významným rozdílem vůči způsobům, z dosavadního stavu techniky, je maximalizovat kov, ve vrstvě kovu.

obsahujícího kov, jako je tohoto známým tavení materiálu, obsahujícího

V důsledku shora uvedeného předmětný způsob obsahujícího kov, přivádění materiálu, materiálu, který představuje zdroj redukčních vrstvy kovu.

energie, do zahrnuje a uhlíkatého

Jednou z možností je přivádět materiál, obsahující kov,

I a uhlíkatý materiál přívodními trubkami/dmyšními trubicemi, umístěnými nad vrstvou kovu a směřujícími dolů . směrem k vrstvě kovu. Tyto přívodní trubky/dmyšní trubice obvykle procházejí bočními stěnami nádoby a jsou skloněny pod určitým úhlem dovnitř a dolů směrem k povrchu vrstvy kovu. i !

i

Jinou možností je přivádět materiál, obsahující kov, a uhlíkatý materiál přívodními trubkami ve spodní části nádoby nebo v bočních stěnách nádoby, které jsou ve styku s vrstvou kovu.

Přivádění materiálu, obsahujícího kov, a materiálu může být prováděno stejnými nebo přívodními trubkami/dmyšními trubicemi.

uhlíkatého

Ldlišnými

Dalším důležitým znakem způsobu podle tohoto skutečnost, že roztavený materiál, který je obvykle kapiček a proudů, do alespoň části lázně pro účely Vytvoření

I rozstřikovaných a šplíchajícíčh směrem vzhůru z roztavené lázně

I vynálezu je ve formě zasahuje horního prostoru nad nehybným povrchem přechodové oblasti.

zcela odlišná Jd vrstvy

I provozních podmínek způsobu obsahuje bublinky v souvislém objemu kapaliny, rozstřikované a imateriálu i

I i

I

I přivádění

Tato přechodová oblast je strusky. Za stabilních vrstva strusky plynové přičemž přechodová šplíchající kapičky v souvislém plynovém objemu.

oblast obsahuje a proudy roztaveného

Předmětný způsob s výhodou zahrnuje roztaveného kovu ve formě rozstřikovaných a šplíchajících kapiček a proudů roztaveného materiálu do horníhoj prostoru t nad přechodovou oblastí.

Dalším významným znakem předmětu tohoto vynalezu je skutečnost, že reakční plyny pro přídavné spalováni) jako je například oxid uhelnatý a vodík, jsou vytvářeny v roztavené í lázni v horním prostoru (včetně přechodové oblasti) nad nominálním nehybným povrchem lázně, přičemž jě teplo, vytvářené prostřednictvím přídavného spalování, převáděno do i

vrstvy kovu pro účely udržování teploty roztavené lázně, což je podstatné z hlediska endotermických reakcí v této vrstvě.

Plynem, obsahujícím kyslík, je s výhodou vzduch

Uvedený vzduch je s výhodou předehřátý.

Tento vzduch je obvykle předehřátý na teplotu o hodnotě 1 200° C.

I

Vzduch může být rovněž obohacen kyslíkem. I l

Množství přídavného spalování je s výhodou alespoň 40 %, přičemž je přídavné spalování definováno jako: | i

I [C<9₂] + [//₂<9] [CO₂]+[H₂O]+[CO]+[ff₂] [co₂] - znamená objem oxidu odváděných plynech v procentech;

uhličitého (CO₂) [W₂O] znamená objem vody (H₂O) v odváděných plynech v procentech;


17

[co] - znamená objem oxidu uhelnatého (CO) v odváděných plynech v procentech; a

znamená objem vodíku

I (H₂) v odváděných plynech v procentech.

Přechodová oblast je velice důležitá ze dvou důvodů.

Za prvé stoupající a poté klesající rozstřikované, a šplíchající kapičky a proudy roztaveného materiálu jsou účinnými prostředky pro přenášení do roztavené lázně tepla, vytvářeného prostřednictvím přídavného spalování reakčních plynů v horním prostoru nad nominálním nehybným lázně.

povrchem

Za druhé pak roztavený materiál, a zejména struska v přechodové oblasti vytváří účinné prostředky pro minimalizaci tepelných ztrát prostřednictvím vyzařování přes boční stěny nádoby. j i

Základní rozdíl mezi způsobem podle tohoto vynálezu a způsoby, známými z dosavadního stavu techniky, spočívá v tom, že u způsobu podle tohoto vynálezu je hlavní tavící! oblastí kovová vrstva, přičemž hlavní oblast okysličování plynu (to jest vyvíjení tepla) je oddělena od kovové vrstvy, a zejména leží v přechodové oblasti, a přičemž jsou tyto* oblasti prostorově velmi dobře odděleny, a k přenosu tepla dochází v důsledku fyzikálního pohybu roztaveného materiálu mezi těmito dvěma oblastmi.

S výhodou je pohyb směrem vzhůru rozstřikovaných a šplíchajících kapiček a proudů roztaveného materiálu] zejména strusky, čímž je vytvářena přechodová oblast, vháněním vsázkového materiálu, obsahujícího kov, a materiálu v nosném plynu prostřednictvím jedné přívodních trubek/dmyšních trubic, které směřují způsobován i

uhlíkatého

I nebo více i

dolů směrem do kovové vrstvy.

Jak již bylo shora uvedeno, více přívodních trubek/dmyšních tak s výhodou jedna nebo trubic prochází bočními stěnami nádoby a je skloněna dovnitř a dolů směrem do kovové vrstvy.

Uvedené vhánění pevného materiálu směrem ke kovové [

vrstvě a poté přímo do kovové Vrstvy má následující důsledky:

(a) hybnost pevného mateřiálu/nosného plynu způsobuje, že pevný materiál a nosný plyn proniká do kovové vrstvy;

I (b) uhlíkatý materiál, obvykle uhlí, ztrácí těkavost, v důsledku čehož je vytvářen plyn v kovové vrstvě;

i í

I (c) uhlík se převážně rozpouští do kovu,j přičemž částečně zůstává jako pevná látka; | i

(d) kovonosný materiál, obsahující kov, je tayen na kov prostřednictvím uhlíku, odvozeného ze 'vháněného uhlíku, jak již bylo shora popsáno podj položkou (c) , přičemž je při této tavící reakcivytvářen plynný oxid uhelnatý (CO); a (e) plyny, přiváděné do kovové vrstvy prostřednictvím ztráty těkavosti vyvíjené tavení, ·· ···· ·· ···· ·· • · · ··· · · 1 · • · · · · · · · · • · · · · · · · · ···· ·· ·· ··· ·· ··· vytvářejí výrazné vztlakové zdviháni roztaveného materiálu, zejména roztaveného kovu (kterýj obsahuje i rozpuštěný uhlík) a roztavené strusky (která je přiváděna do kovové vrstvy z prostoru naci kovovou vrstvou v důsledku vhánění pevných a í plynných látek), a pevného uhlíku z kovové vrstvy, v důsledku čehož dochází k pohybu směrem vzhůru rozstřikovaných a šplíchajících kapiček proudů roztaveného materiálu, přičemž tyto rozstřikované a šplíchající kapičky a proudy roztaveného materiálu dále unášejí strusku při svém pohybu přes struskovou vrstvu.

Dalším významným znakem předmětu tohoto vynálezu jsou umístění a provozní parametry jedné nebo více přívodních trubek/dmyšních trubic pro přivádění plynu, obsahujícího kyslík, přičemž provozní parametry pro regulování přechodové oblasti jsou zvoleny z následujících parametrů:

(a) plyn, obsahující kyslík, je vháněn směrem k vrstvě strusky a proniká do přechodové oblasti;

I

I ί

(b) proud plynu, obsahujícího kyslík, [ ohýbá rozstřikované a šplíchající kapičky a proudy roztaveného materiálů tak, že způsobuje:

i (i) rozšiřování přechodové oblasti směrem i

vzhůru kolem spodního úseku jedné nebo i

více přívodních trubek/dmyšních trubic; a i.

• · (ii) vytváření plynového souvislého prostoru, popisovaného jako' „volný

I prostor, kolem konce jedné nebo více přívodních trubek/dmyšních truÉic.

Vytváření volného prostoru je velice důležitým znakem, protože umožňuje, aby byly reakční plyny v horním prostoru nádoby odváděny do oblasti konce jedné nebo více přívodních trubek/dmyšních trubic pro vhánění plynu, obsahujícího kyslík, a aby byly přídavně spalovány v této oblasti.¹

V této souvislosti je výraz „volný prostor nutno chápat tak, že znamená prostor, který neobsahuje prakticky žádný kov ani strusku.

I

Kromě toho shora popsané :ohýbání roztaveného materiálu odstiňuje do určité míry boční ” stěny nádoby od spalovací )

oblasti, která je vytvářena na konci každé (přívodní trubky/dmyšní trubice. Rovněž je tak zajišťováno fiavracení většího množství energie z přídavně spalovaných plynů v horním prostoru zpět do lázně. !

t

Způsob podle tohoto vynálezu s výhodou zahrnuje vhánění plynu, obsahujícího kyslík, do ‘nádoby vířivým způsobem.

* I i

Přehled obrázků na výkresech !

I

Vynález bude v dalším podrobněji vysvětlen na příkladu jeho provedení, jehož popis bude podán s přihlédnutím k připojenému obrázku, na kterém je znázorněn pohled ve svislém řezu na metalurgickou nádobu, zobrazujíc schematickou

formou příkladné provedení tohoto vynálezu.

Příklady provedení vynálezu způsobu přímého tavení podle

Následující popis se týká přímého tavení železné rudy za účelem výroby roztaveného železa, přičemž je zcela pochopitelné, že předmětný vynález není omezen pouze na toto uplatnění, neboť je uplatnitelný i pro jakékoliv vhodné rudy kovů a koncentráty nebo obohacené rudy a další vsázkové materiály, obsahující kov, a to včetně částečně redukovaných nebo odkysličených rud kovů nebo odpadních materiálů]

Nádoba, vyobrazená na přiloženém obrázku výkresů, má:

nístěj, která obsahuje základnu 3 a stěny 55, vytvořené ze žáruvzdorných cihel;

boční stěny 5, které vytvářejí obecně válcovitý buben, probíhající směrem vzhůru od stěn 55 nístěje, zahrnují horní válcový úsek 51 a spodní válcový úsek a které

53;

klenbu 7;

výstup 9 pro odcházející plyny;

předpecí 57 pro kontinuální odvádění roztaveného kovu; a odpichový otvor 61 ' pro periodické odvádění roztavené i strusky. i ·· ···· • · • · • ' · • · · • · · « · • · · · · · · · • · · · · · • · ··· · · • · · · · · ·· ··· ·· ·

Při používání uvedená nádoba obsahuje roztavenou lázeň |

'5 roztaveného kovu

I

Vrstvě 15 · železa a strusky, která sestává z vrstvy 15---'— a z vrstvy 16 roztavené strusky, která se nalézá na roztaveného kovu.

vztahovou značkou povrchu vrstvy 15 vztahovou značkou povrchu vrstvy 16

Šipka, která je na obrázku 17 vyznačuje polohu nominálního roztaveného kovu, přičemž šipka, 19, vyznačuje polohu nominálního roztavené strusky.

označena nehybného označená nehybného „nehybný povrch je třeba rozumět povrch, látek do

Pod výrazem kdy nedochází k žádnému přivádění plynu nebo pevných nádoby.

Nádoba je rovněž opatřena dvěma pevnými přívodními trubkami/dmyšními trubicemi 11, které procházejí směrem dolů o cn° vzhledem ke í . .

i trubic 11 nominálním dovnitř pod úhlem o velikosti 30° až 60° přes boční stěny 5 a vedou do vrstvy 16 roztavené Poloha těchto přívodních trubek/dmyšnich je zvolena tak, že jejich spodní konce leží nad nehybným povrchem 17 vrstvy 15 roztaveného kovu.

a směrem svislici strusky.

Při používání jsou železná ruda formě), pevný uhlíkatý materiál (obvykle struskotvorné přísady (obvykle vápno (obvykle vj prachové uhlí) a tavidla nebo a oxid hořečnatý) , obsažené v nosném plynu (obvykle dusík N₂), přiváděny do kovové vrstvy 15 prostřednictvím přívodních trubek/dmyšnich trubic 11. Hybnost pevného materiálu a nosného plynu í že tento pevný materiál a nosný plyn pronikají do kovu. Uhlí ztrácí těkavost a v. důsledku způsobuje, vrstvy 15 roztaveného toho vytváří plyn ve částečně rozpouští do vrstvě 15 roztaveného kovu.

Uhlík se kovu a částečně zde zůstává jako pevný • · · · taví na kov, přičemž při této tavné oxid uhelnatý. t uhlík. Železná rudá se reakci se vyvíjí plynný

Plyny, přiváděné do vrstvy 15 roztaveného kovu a vytvářené prostřednictvím ztráty těkavosti a prostřednictvím tavení, vytvářejí výrazný vztlakový zdvih, působící na roztavený kov, pevný uhlík a roztavenou strusku (která je do vrstvy 15 roztaveného kovu přitahována z prostoru nad vrstvou 15 roztaveného kovu v důsledku přivádění pevných látek a nosného plynu) ve vrstvě 15 roztaveného j kovu, v důsledku čehož dochází k pohybu směrem vzhůru rozstřikovaných částic, kapiček a proudů roztaveného kovu a strusky] přičemž tyto rozstřikované částice kapičky a proudy vstupují do strusky při svém pohybu přes vrstvu 16 roztavené strusky.

Vztlakové zdvihání roztaveného kovu, pevného [uhlíku a strusky způsobuje výrazné promíchávání vrstvy 15 roztaveného kovu a vrstvy 16 roztavené strusky, čehož výsledkem vrstva 16 roztavené strusky nabývá na objemu a má povrch, Rozsah je, že který je na obrázku označen šipkou 30.

tohoto promíchávání je takový, vrstvě 16 roztavené že ve vrstvě 15 roztaveného strusky jsou v každé této kovu a ve oblasti až 1 550° C, přičemž kolísání teploty přiměřeně jednotné teploty, které mají obvykle hodnótu 1 450 nepřesahuje 30° C

I !

v každé oblasti.

Kromě toho rozstřikování nebo pohyb proudů materiálu, roztaveného do prostoru vzhůru směřující šplíchání, kapiček a je způsobeno vztlakovým kovu, pevného uhlíku a roztavené strusky· zasahuje („horní prostor) nad roztaveným materiálem v které roztaveného i

(zdviháním . I . .

nádobě a:

(a) vytváří tak přechodovou oblast 23; a j (b) vypuzuje určité množství roztaveného rtiateriálu (především strusky) za přechodovou zónu a do části! horního válcového úseku 51 bočních stěn 5, t j . nad přechodovou oblast 23 a na klenbu 7.

Obecně řečeno představuje vrstva 16 roztavené strusky kapalný nepřetržitý objemový prostor s plynovými bublinkami, přičemž přechodová oblast 23 představuje plynný nepřetržitý i

objemový prostor ve kterém jsou obsaženy rozstřiky, šplíchání, kapičky a proudy roztaveného kovu a strus ky.

dmychání kyslíkem která je umístěna ve středu a rozprostírá :i dolů do nádoby. Poloha této i

Nádoba je dále opatřena přívodní trubkou 13 pro plynu, obsahujícího kyslík (obvykle předehřátý obohacený vzduch), se svisle směrem trubky 13 a rychlost prouděni plynu touto přívodní trubkou 13 proniká přívodní jsou zvoleny tak, středovou oblastí kyslík, udržován v podstatě přívodní trubky 13. které způsobuje, že nádoby vířivým pohybem.

že plyn, obsahující přechodové oblasti 23, volný prostor 25, který

Přívodní trubka 13 je opatřena ustrojím, plyn, obsahující kyslík, je dmychán do

Z i přičemž je zde i

I leží kolem konce

L . ..

I

Dmychání plynu reakci s obsahem způsobuje uhelnatého (CO) oblasti 23 a ve přídavného plynného prostoru 25 volném kyslíku přívodní trubkou 13 spalování vodíku (H₂) kolem i

plynného oxidu v přechodové i

konce přívodní trubky 13, v důsledku čehož jsou vytvářeny vysoké teploty o velikosti v plynovém prostoru zhruba 2 000° C nebo i

• ft ··♦· ·· ···· ·· • · · · ft · · · · ft · ····· ·· • · · · · · · · ·

9 · 9 9 · 9 9 ···· ♦· ··' 999 99 ·

I ti vyšší. Teplo je převáděno do stoupajících a klesajících rozšplíchaných kapiček a proudů roztaveného materiálu v i oblasti dmychání plynu, přičemž je toto teplo poté|částečně předáváno do vrstvy 15 roztaveného kovu, jak se kov á struska navrací do vrstvy 15 roztaveného kovu.

I

Volný prostor 25 je velice důležitý pro dosahování vysoké úrovně přídavného spalování, neboť umožňuje strhování a unášení plynů v prostoru nad přechodovou oblastí 23 do koncové oblasti přívodní trubky 13, v důsledku pehož je zvyšováno vystavení dostupných reakčních plynů přídavnému spalování. |

Kombinovaný účinek polohy. přívodní trubky 13, ‘průtokové rychlosti proudění plynů touto přívodní trubkou 13;a pohybu směrem vzhůru rozstřikovaných kapiček a proudů roztaveného materiálu způsobuje tvar přechodové oblasti 23 kolem spodní oblasti přívodní trubky 13, který je obecně označen vztahovou značkou 27. Tato tvarovaná oblast způsobuje částečnou překážku pro přenos tepla zářením do bočních stěn _5.| í

i i

Kromě toho stoupající a klesající rozstřikování a

I šplíchání kapiček a proudů roztaveného materiálu představuje i

velice účinný prostředek pro přenos tepla z přechodové oblasti 23 do v přechodové zhruba 1 450° roztavené lázně, důsledkem čehož oblasti 23 v úseku bočních stěn

C až 1 550°

C.

V souladu s výhodným provedením předmětu tohoto vynálezu je nádoba konstruována s ohledem na hladiny vrstvy 15 roztaveného kovu, vrstvy 16 roztavené strusky a přechodové

I ' oblasti 23 v nádobě, pokud způsob pracuje za normálních i

	26	00 000* ♦ · · • · 0 · 0 0 0 0 '0000 00	• 0 000 00 · 0 0 0 0 · < 0 0 0 ··· 0 0 · 0 0 0 0 0 0 0 * 0 0 0 0.0 0* 000 00 000 .
provozních	podmínek, a s	ohledem	na	1 rozstřikování a
šplíchání	kapiček	a proudů	roztaveného	materiálu ((převážně
strusky),	které	jsou vypuzovány	do	prostoru	31 nad

přechodovou oblasti 23, pokud je způsob provozován ták, že:

(a) nístěj a spodní válcový úsek 53 bočních stěn

5, který je ve styku s vrstvou 15 roztaveného kovu a s vrstvou 16 roztavené strusky, jsou i

vytvořeny z cihel ze žáruvzdorného materiálu (znázorněných čárkovaným šrafováním na ;

obrázcích výkresů), které jsou ve styku přímo [

s kovem a se struskou v těchto vrstvách;

(b) alespoň část spodního válcového úseku 53 bočních stěn 5 je obložena vodou chlazenými panely 8; a ;

I (c) část horního válcového úseku 51 bočních sten, která je ve styku s přechodovou oblastí 23, i

zbývající část horního válcového useku 51, která leží nad přechodovou oblasťí 21, a klenba 7. jsou vytvořeny z vodou chlazených ; panelů 57, 59. I

I

Každý vodou chlazený panel 8y 57, 59 v horním; úseku 10 bočních stěn 5 má rovnoběžné horní a spodní {okraje a — í rovnoběžné boční okraje, přičemž je zakřiven [tak, aby vymezoval úsek válcového bubnu. j i

Každý vodou chlazený panel je opatřen vnitřní vodní chladicí trubkou a vnější vodní chladicí trubkou. Tyto vodní j chladicí trubky jsou vytvarovány do hadovitého uspořádání, i

přičemž jsou tvořeny rovnoběžnými vodorovnými úseky, které jsou vzájemně spojeny zakřivenými úseky. Vodní ’ chladicí trubky jsou dále opatřeny vodními vstupy a vodními výstupy.

Vodní chladicí trubky jsou posunuty ve svislém směru, takže vodorovné úseky vnější trubky neleží bezprostředně za vodorovnými úseky vnitřní trubky při pohledu z exponované strany panelu, to znamená z té strany, která směřuje do vnitřního prostoru nádoby. Každý panel je dále: opatřen pěchovaným nebo pistolí nanášeným žáruvzdorným materiálem, který vyplňuje prostory mezi přiléhajícími vodorovnými úseky

I každé trubky a mezi trubkami. ;

I í

I i

Vodní vstupy a vodní výstupy vodních chladicích trubek jsou připojeny k okruhu přívodu vody (na vyobrazení neznázorněno), s jehož pomocí voda cirkuluje vysokou průtokovou rychlostí vodními chladicími trubkami.

i

I

Za provozu jsou provozní podmínky regulovány tak, že je zde dostatečné množství strusky, která je ve styku s vodou chlazenými panely 57, 59, stejně jako dostatečné odvádění tepla z panelů pro účely vytváření a udržování vrstvy strusky na panelech. Vrstva strusky vytváří účinnou tepelnou bariéru vůči tepelným ztrátám přes přechodovou oblast a přes zbytek horního prostoru nad přechodovou oblastí. !

Jak již bylo shora uvedeno, byly přihlašovatelem při zkušebním provozu zkušebního zařízení zjištěny následující procesní znaky, které samostatně nebo v kombinaci i zajišťují účinnou regulaci procesu: i (a) (b) (c) (d) ····

9 9 • · · • · • · · *·*« ·♦ ♦ · ···· * *· · · ·· · |« ··

F « ♦· · * • · a to pro kovu v přechodové ’ záporným účinkem kovu ’ přídavné spalování v přechodové oblasti 23.

I jvystavení ,takže je Pokud je se na

Regulování zásoby strusky, tj. hloubky vrstvy strusky a/nebo poměru strusky ke kovu, vyvažování kladného účinku oblasti 23 na přenos tepla v přechodové oblasti 23 v důsledku zpětných reakcí

Pokud je zásoba strusky příliš kovu působení kyslíku příliš snížen potenciál pro přídavné na druhé straně zásoba strusky přívodní trubka __

23, takže bude docházet ke sníženému přívpdu do volného prostoru 25, v snížen potenciál pro přídavné nízká, je vysoké, spalování.

příliš vysoká, bude ponořena v přechodové oblasti plynu i

důsledku čehož spalováni.

Regulování hladiny uhlíku, tak, aby byla alespoň 3 % 1 strusky v silně zredukovaném stavu, hladinám FeO nižším, než roztavené strusky a v bude rozpuštěného v hmotnostní, a udržování který vede ke 6 % hmotnostních jve vrstvě přechodové oblasti 23.

trubky 13 a kovu, regulování obsahujícího kyslík, a trubkou 13 a trubicemi | 11 pro podstatě Bez kovu a i trubky 13, a pro 23 kolem í spodního ;

i

I ! í i

I

Regulování tepelných ztrát z nádoby prostřednictvím smáčení bočních stěn nádoby struskou, která je ve

Volba polohy přívodní přiváděného množství plynu, pevných látek touto přívodní přívodními udržování trubkami/dmyšními oblasti, která bude v kolem konce přívodní přechodové oblasti strusky, vytváření úseku přívodní trubky 13.

»· ·*·· • · · • · · · » · · ···· ·*

··	····	··
• ·	•		•	··
•	•	···	• ·	•
•	♦	•	• ·	•
• 9	•	•	•	*
··	···	··	·«·

s přechodovou oblasti nebo je nad přechodovou oblastí 23, a to regulováním jednoho nebo více z následujících znaků:

(i) zásoba strusky; a (ii) průtokové množství, přiváděné přívodní trubkou · 13 a přívodními trubkami/dmyšnimi trubicemi 11.

Shora uvedený provoz zkušebního zařízení byl přihlašovatelem prováděn jako série rozsáhlých kampaní na jeho zkušebních závodech ve městě Kwinana v západní

Austrálii.

I - .

Zkušební provoz byl prováděn s nádobou, která je znázorněna na obrázcích výkresu a která byla shora popsána, a to v souladu se shora popsanými provozními podmínkami.

Při provádění zkušebního provozu zařízení byla vyhodnocována nádoba a byl prověřován daný způsob zá podmínek širokého rozmezí různých: | (a) vstupních materiálů;

(b) množství a rychlostí přiváděných pevných látek a plynů;

(c) poměrů strusky ke kovu;

(d) provozních teplot; a . ( • · • · • · • · • ·

nastavení

V následující tabulce 1 jsou uvedeny příslušné údaje, získané v průběhu spouštěcích a stabilních provozních podmínek při zkušebním provozu příslušného zařízení.

	Spouštění	Stabilní Provoz i '
Teplota lázně	(° C)	1 450		1 450
Provozní tlak	(bar g)	0,5		0,5 t
HAB vzduch	(kNm³/h)	26,0		26,0
Kyslík v HAB	(%)	20,5		20,5
HAB teplota	(° C)	1 200		. 200
DSO ruda	(t/h)	5,9		9,7
Uhlí	(t/h)	5,4		6,1
Pálené tavidlo	(t/h)	1,0		1,4
Teplota přiváděné Rudy	(° C)	25,0		25,0
Horký kov	(t/h);	3,7		6,1
Struska	(t/h)	2,0		2,7
Přídavné spalování	<%):	60,0		60,0
Teplota vypouštěných plynů	(° C),	1 450		1 450
Přenos tepla do lázně	(MW)	11,8	1 !	17,3
Tepelné ztráty do panelů	(MW)	12,0	i	8,0
Dávka uhlí	(kg/thm)	1 453		1 003

Železná ruda byla dodávána jako běžná jemná přímo dodávaná ruda, přičemž měla obsah 64,6 % železa, 4,21 % oxidu křemičitého (S1O2) a 2,78 % oxidu hlinitého (AI2O3) v suchém

I stavu. !

Jak jako redukčního neboli odkysličovacího činidla, tak jako zdroje uhlíku a vodíku pro spalování a přívod energie do procesu bylo použito antracitového uhlí. Toto uhlí mělo výhřevnou hodnotu 30,7 MJ/kg, obsah popele zhruba¹ 10 % a těkavou hladinu 9,5 %. Z hlediska dalších charakteristik i obsahovalo uhlí celkem 79, 82 % uhlíku, 1,8 % vody (Η₂Ο) ,

1,59 % dusíku (N2) , 3,09 % kyslíku (O2) a

3,09 % vodíku (H2) .

Způsob byl provozován tak, aby byla strusky na hodnotě 1,3 (poměr CaO/SiCh) tavidel či struskovacích přísad hořečnatého (MgO). Oxid hořečnatý (MgO) korozivních účinků strusky na byla udržována příslušná hladina oxidu hořečnatého udržována zásaditost s využitím kombinace vápna a přispívá ke snížení žáruvzdorný materiál, takže (MgO) ve oxidu strusce.

Za spouštěcích podmínek pracovalo zkušební zařízení s následujícími hodnotami:

množství vháněného horkého vzduchu 26 000 Nm³/h při teplotě 1 200° C; j i

I množství přídavného spalování 60 % i( (CO2 + + H₂O) / (CO + H₂ + CO₂ + H₂O) ) ; !

přiváděné množství železné rudy v prachovém stavu

5,9 t/h; a přiváděné množství tavidla 1,0 t/h, přičemž železná ruda a tavidlo byly přiváděny v pevném dusíku (N₂) jako nosného plynu.

stavu využitím množství

V nádobě bylo pouze velmi malé nebo žádné nebyla dostatečná možnost vytvářet vrstvu na bočních panelech. V důsledku tbho byly chladicí vodý poměrně vysoké při 12 strusky, takže ztuhlé strusky tepelné Zkušební

MW.

ztráty zařízení pracovalo při produkčním množství 3,7 t/h množství kovu (4,5 % hmotnostních uhlíku) a při uhlí 1 450 kg uhlí na jednu tunu vyrobeného horkého horkého kovu.

Za stálých provozních podmínek s regulovaným ztuhlé strusky na vodou stěny, byly zaznamenány strusky a vrstvy tvořících boční poměrně nízké tepelné ztráty o velikosti chlazených při vodním množstvím

I panelech, chlazení

MW.

Snížení tepelných ztrát vodního !

I i chladicího ' systému, umožňuje zvýšit produktivitu na 6,1 t/h horkého kóvu. Této množství zvýšené produktivity bylo dosaženo při stejném vháněného horkého vzduchu a přídavného spalování, spouštění. Množství přiváděných pevných látek bylg jemné rudy a 6,1 t/h uhlí společně s 1,4 t/h tavidla struskotvorných přísad, ke zdokonalení množství jako

9,7 při t/h nebo vyrobeného horkého kovu.

Zvýšená produktivita rovněž přispěla na jednu tunu f

I uhlí ha 1 000 kg uhlí

U shora uvedeného příkladného provedení nádoby podle tohoto vynálezu je možno provádět celou řadu, různých modifikací, aniž by došlo k úniku z myšlenky a rozsahu předmětu tohoto vynálezu. I

Claims

PATENTOVÉ NÁROKY

I

I

1. Způsob přímého tavení pro výrobu kovů ze vsázkového materiálu, obsahujícího kov, který obsahuje následující kroky: | (a) vytváření roztavené lázně, která má vrstvu kovu a vrstvu strusky, ležící na vrstvě kovu, v metalurgické nádobě, ř (b) přivádění vsázkového materiálu, obsahujícího kov, a pevného uhlíkatého materiálu do vrstvy kovu prostřednictvím většího počtu přívodních trubek/dmyšníchtrubic a zajištění pronikání roztaveného materiálu ve formě rozstřikovaných . ' í a šplíchajících kapiček a proudu do horního prostoru nad nominálním nehybným * povrchem roztavené lázně pro vytvoření přechodové I oblasti, j (c) tavení materiálu, obsahujícího kov, na kov ve vrstvě kovu, a !

!

i (d) dmychání plynu, obsahujícího kyslík, jdo nádoby jednou nebo více přívodními trubkami/dmyšnými i trubicemi pro přídavné spalování [reakčních plynů, uvolňujících se z roztavené lázně, přičemž stoupající a poté klesající rozstřikované a šplíchající kapičky a proudy roztaveného materiálu v přechodové' oblasti usnadňují přestup tepla do roztavené' lázně, a

I •44444

4· <>

4 4 přičemž přechodová oblast minimalizuje tepelné ztráty z nádoby přes boční stěny Ve s přechodovou oblastí, styku vyznačuj íc regulování způsobu i se tím prostřednictvím zahrnuje í

udržování vysoké , že krok zásoby strusky.
2.

Způsob podle nároku

1, se tím , že vysoké strusky zásoby strusky na tloušťku

0,5 prostřednictvím až 4 m.

,<· zahrnuje udržování regulování i

vrstvy
3.

v y z n vysoké strusky

Způsob a č u j i c zásoby strusky na tloušťku

1,5
4.

Způsob a č u j i c vysoké strusky zásoby strusky na tloušťku
5.

Způsob podle se tím, nároku že prostřednictvím až 2,5 m.

2, zahrnuje ůdržování regulování

I vrstvy podle se tím, nároku

I, že prostřednictvím alespoň 1,5 m.

podle v y z n hmotnostního poměru i ,se tím, kovu ku strusce že zahrnuje Udržování

I regulování vrstvy nároku

1, zahrnuje regulování i

na hodnotu meži 4 : 1
6. Způsob podle kteréhokoliv z předcházejících nároků, vyznačující se tím, že zahrnuje regulování hmotnostního poměru kovu ku strusce na hodnotu mezi 3 : 1 a 1 : 1 za stabilních provozních podmínek způsobu.
7. Způsob podle vyznačující se tím • · β> · 'IfftféSP⁰ Τ'Η8 Í0 • · · · »_e · φ · · · · · • · · ··· · ♦ · • · · · ···· · ···· · · · · • · ·· ··· ·· ··· nároku

6/ že zahrnuje udržování vysoké zásoby strusky prostřednictvím regulování hmotnostního poměru kovu ku strusce na hodnotu mezi 3 : 1 a 2 : 1 za stabilních provozních podmínek způsobu.

kteréhokoliv z
8. Způsob podle vyznačuj ící tavení materiálu, obsahujícího kov, se tím, předcházejících nároků, že krok (c) zahrnuje na kov alespoň? převážně ve vrstvě kovu.

podle kteréhokoliv z ící se tím, že í í předcházejících nároků, zahrnuje umístění přívodních trubek/dmyšních trubic pro vhánění obs'ahuj ícího
9. Způsob vyznačuj jedné nebo více plynu, obsahujícího kyslík, a vhánění plynu, kyslík v průtokovém množství tak, (a) plyn, obsahující k vrstvě strusky kyslík je vháněn směrem i

a proniká přechodovou (b) oblastí, proud plynu, obsahujícího kyslík, rozstřikované a, šplíchající kapičky a spodního trubelc/dmyšních jedné trubic roztaveného materiálu kolem ohýbá proudy úseku jedné nebo více přívodních trubic, přičemž se kolem konce přívodních trubek/dmyšních souvislý plynový prostor.

nebo více vytváří
10. Způsob podle kteréhokoliv z předcházejících nároků, vyznačující se tím, že zahrnuje regulování · i

···· ’·· ···· ·· ' · .· • · · · · · · ·

• · • • • · · · 9 · · ·,· ·· • · · · j · • · • · • · * • · • • • • • · « · • · ·· (··· • · • · ·

tepelných ztrát z nádoby smáčením převážně strusky na bočních stěnách nádoby, které jsou ve styku s přechodovou oblastí, a na klenbě nádoby prostřednictvím regulování jednoho nebo více z následujících znaků: | (i) množství strusky v roztavené lázni, (ii) průtokového množství plynu, obsahujícího kyslík, vháněného jednou nebo více přívodními trubkami/dmyšními trubicemi pro vhánění plynu, obsahujícího kyslík, a (iii) přiváděného množství vsázkového materiálu, obsahujícího kov, a uhlíkatého materiálu přiváděných přívodními trubkami^/dmyšními trubicemi.
11. Způsob podle kteréhokoliv z předcházejících nároků,