CZ2001764A3

CZ2001764A3 - Způsob přímého tavení

Info

Publication number: CZ2001764A3
Application number: CZ2001764A
Authority: CZ
Inventors: Carolyn Anne Mccarthy; Rodney James Dry; Tara Ellen Goldsworthy
Original assignee: Technological Resources Pty Ltd
Priority date: 1998-09-04
Filing date: 1999-09-03
Publication date: 2002-02-13
Also published as: CN1207400C; DE69914612D1; WO2000014285A1; DE69914612T2; CA2341898C; TW450998B; CN1314954A; ZA200101736B; EP1114191B1; CA2341898A1; EP1114191A1; KR20010079741A; ATE258995T1; AUPP570098A0; CZ302736B6; BR9913449A; US6478848B1; EP1114191A4; MY123336A; RU2221050C2

Description

Způsob přímého tavení pro výrobu kovu ze vsázkového materiálu obsahujícího kov je způsobem založeným na roztavené lázni, při kterém dochází k tavení převážně ve vrstvě kovu, přičemž jsou nosný plyn, vsázkový materiál obsahující kov, a pevný uhlíkatý materiál vháněné do vrstvy kovu přívodními trubkami/dmyšnami, a přičemž je plyn obsahující kyslík vháněn do horního prostoru nad roztavenou lázní pro přídavné spalování reakčních plynů, uvolňovaných z roztavené lázně. Vhánění vsázkového materiálu obsahujícího kov, a pevného uhlíkatého materiálu způsobuje vypuzování roztaveného materiálu z roztavené lázně ve formě rozstřikovaných a šplíchajících kapiček a proudů, přičemž vytváří přechodovou oblast. Podstatou způsobuje vytváření trubky z pevného materiálu na výstupním konci alespoň jedné přívodní trubky/dmyšny při vhánění vsázkového materiálu obsahujícího kov, a uhlíkatého materiálu přívodními trubkami/dmyšnami, jehož účelem je prodloužení účinné dílky přívodní trubky/dmyšny nebo přívodních trubek/dmyšen.

ify 2ool^ W ·· ····' i ·· ·«·* ·· 9 • · · ♦ · · ♦ · ·· • ♦ ,·♦'··· · · · ♦ t · « · ···· · • · · · · · · · · «··· ·· i ·· ·«· ·· ···

01-758-01-Če

Způsob přímého taveni

Oblast techniky

Vynález se týká způsobu výroby roztaveného kovu (kterýžto výraz zahrnuje i slitiny kovů), a to zejména, avšak nikoli výlučně způsob výroby železa z výchozího materiálu, obsahujícího kov, jako jsou například rudy, částečně redukované nebo odkysličené rudy a odpadní materiály, obsahující kov, v metalurgické nádobě, která obsahuje roztavenou lázeň.

týká zejména přímého tavícího lázně roztaveného kovu, a určeného

Vynález se využívaj ícího roztaveného kovu z výchozího materiálu, obsahujícího procesu, k výrobě kov.

Dosavadní stav techniky

Známý způsob přímého- tavení, který je založen roztaveného kovu jako na reakčním médiu, a který nazýván jako taviči proces HI, je popsán v patentové přihlášce PCT/AU 96/00197 (WO 96/31627) přihlašovatele.

je obecně mezinárodní

I | na jméno

Tento taviči proces HI, tak jak je popsán uvedené mezinárodní patentové přihlášce, obsahuje:

ve shora (a) vytváření lázně roztaveného kovu a strusky v nádobě;

I ·♦ . ····

9 9

0 0 0 0

0 0

0 Φ

I · · 0 0’0

9 ‘ 0 '0 ··

9 99

99

9 .9 9 9 (b) přiváděni či vhánění do této lázně:

!

(i) vstupního materiálu, obsahujícího kov, kterým jsou obvykle oxidy kovů; a (ii) pevného uhlíkatého materiálu, uhlí, které působí jako redukční činidlo pro oxidy kovů a jako zdroj energie; a (c) tavení vstupního materiálu, obsahujícího kov, na kov v kovové vrstvě.

Výraz „tavení je zde nutno chápat tak, že znamená tepelné zpracovávání, při kterém dochází k chemickým reakcím, během nichž jsou odkysličovány nebo redukovány oxidy kovů za j účelem výroby tekutého kovu. j

I

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

Tavící proces Hl rovněž zahrnuje vytváření přechodové i

oblasti nad nominálním nehybným povrchem lázně, 've které dochází ke stoupání a klesání rozstřikovaných a šplichajících kapiček nebo proudů roztaveného kovu a/nebo strusky, které vytvářejí účinné médium pro přenášení do lázně tepelné ·«·· energie, která je vytvářena prostřednictvím přídavného i spalování reakčních plynů v prostoru nad lázní. j

I

Podstata vynálezu

Přihlašovatel provedl, rozsáhlé zkušební provozní testy se zkušebním zařízením při provádění tavícího procesu HI, přičemž učinil celou řadu významných zjištění, týkajících se tohoto procesu.

Jedním z významných zjištění je to, že je možno dosáhnout překvapivě vysokého stupně regulace procesu prostřednictvím:

(a) přivádění pevných materiálů, j ako j sou vsázkový materiál, obsahující kov, a pevný uhlíkatý materiál, do vrstvy, kovu prostřednictvím většího počtu přívodních trubek/dmyšních trubic, Umístěných nad vrstvou kovu, směřujících do vrstvy kovu;

(b) vytváření trubky z pevného materiálu, kterým je obvykle alespoň převážně struska, na koncích každé přívodní trubky/dmyšní trubice, v důsledku čehož dochází k prodloužení délky přívodní trubky/dmyšní trubice.

Regulace je výsledkem délek trubek, které se automaticky mění spolu s hladinou roztaveného kovu, v důsledku čehož je udržována v podstatě konstantní vzdálenost mezi účinnými konci přívodních trubek/dmyšních trubic a kovem.

'·· ····				··
• · ·	•	•	•	•	♦	•
• 4	•	·'	···	• ·
• ♦ ·	«	•	•	> ·	•	•
♦ ♦ ·	•	•	•	•	•
···· ··	• ·		·>·	'· ·	···

Délka trubky na přívodní trubce/dmyšní trubici je určována hladinou roztaveného kovu v roztavené lázni v blízkosti přívodní trubky/dmyšní trubice. Pokud hladina roztavené lázně stoupá, je větší pravděpodobnost, že roztavený kov, který je rozstřikován nebo j iným způsobem vypuzován z vrstvy kovu, přijde do styku s koncem | trubky a roztavení jej v důsledku vyššího přestupu tepla kovu v porovnání se struskou.

Pokud naopak hladina roztavené lázně klesá, je zde menší pravděpodobnost styku roztaveného kovu s trubkou, v důsledku čehož se může konec trubky postupně zvětšovat směrem k vrstvě kovu.

Ke kolísání hladiny roztaveného kovu dochází jak při kontinuálním odvádění kovu, tak i při

odpichování v dávkách, takže předmět tohoto vynálezu je využitelný pro oba tyto typy procesů. · i

i

I

Kromě toho zajištění vysokého stupně regulace vhánění pevných materiálů do vrstvy kovu, což je velice důležité u způsobu přímého tavení, založených na kovu, jako je například tavící proces HI, umožňuje předmět tohoto vynálezu provozovat daný způsob s pevnými přívodními trubkami/dmyšními trubicemi pro vhánění pevného materiálu. -To je velice výhodné; jelikož pohyblivé přívodní trubky/dmyšní trubice vyžadují * těsnění, přičemž u těsnění je z konstrukčního hlediska velice obtížné zaručit netěsnost a vyloučit poruchy.

Kromě shora uvedených výhod dále předmět tohoto vynálezu umožňuje umístit přívodní trubku/dmyšní trubici přímo do oblasti rozstřikovaných a šplíchajících kapiček á proudů

·♦	• · · ·		«· · ·	··
• ·	•		• ·	>	· ·
•	•	• ·	···	• ·
•	•	•	• '«	•	• · ·
•	« ·	• ·	•	• ·
····	··			···	• ·	.·

roztaveného kovu a trubky/dmyšni trubice kovem, přičemž je však tím zamezit poškození přívodní prostřednictvím styku s roztaveným zajištěno, že účinný konec přívodní trubky/dmyšni trubice je pokud možno co nejblíže k vrstvě kovu.

To umožňuje využít vodou chlazené přívodní trubky/dmyšni' trubice, aniž by tyto přívodní trubky/dmyšni trubice byly v přílišné blízkosti roztavené lázně, což by znamenalo vážné ; bezpečnostní riziko. To je obzvláště významný výsledek' pro způsoby tavení, založené na roztavené vrstvě, jako je například tavící proces HI.

Předmět tohoto vynálezu tak umožňuje protichůdné požadavky na:

uvést do souladu (i) bezpečnost, které diktují umístit přívodní trubky/dmyšni; trubice co možno nejdále od vrstvy kovu; a (ii) provoz, které diktují umístit přívodní trubky/dmyšni trubice pokud možno co nejblíže k vrstvě kovu pro účely vhánění reagujících látek do vrstvy kovu.

V souladu s předmětem tohoto vynálezu byl proto vyvinut způsob přímého tavení pro výrobu kovu ze vsázkového I materiálu, obsahujícího kov, který obsahuje následující kroky:

'·· ··.·· • · · • · (a) vytvářeni roztavené lázně, která má vrstvu kovu a vrstvu strusky, ležící na vrstvě kovu, v metalurgické nádobě, (b) přivádění nosného plynu, vsázkového materiálu, obsahujícího kov, a pevného uhlíkatého materiálu do vrstvy kovu prostřednictvím většího počtu přívodních trubek/dmyšních trubic pro přivádění pevného materiálu, umístěných nad povrchem a směřujících směrem i

k povrchu vrstvy kovu, a zajištění pronikání roztaveného materiálu ve formě rozstřikovaných a šplíchajících kapiček a proudů doj prostoru nad nominálním nehybným povrchem roztavené lázně pro vytvoření přechodové oblasti, (c) (d) tavení vsázkového materiálu, obsahujícího kov, na kov ve vrstvě kovu, a dmychání plynu, obsahujícího jednou nebo více přívodními kyslík, do nádoby trubkami/drnyšnými trubicemi a přídavné spalování reakčních plynů, uvolňujících se z roztavené lázně, přičemž stoupající a poté [klesající rozstřikované a šplíchající kapičky I a proudy roztaveného materiálu v přechodové oblasti usnadňují přestup tepla do roztavené) lázně, a přičemž přechodová oblast minimalizujme tepelné ztráty z nádoby přes bočná, stěny |ve styku s přechodovou oblastí. i

ΦΦ Φ··Φ

9 9 • · • · • Φ · ··♦· ·Φ

Φ· •Φ «·

Φ·

ΦΦ • ΦΦ· ♦ ··· •

Φ

ΦΦΦ ··

9

Φ

Podstata předmětného řešení spočívá zejména v vytváří trubka z pevného materiálu na výstupním konci alespoň jedné přívodní trubky/dmyšní trubice při přivádění vsázkového materiálu, obsahujícího kov, a přívodními trubkami/dmyšními trubicemi materiálu pro prodloužení účinné délky trubice nebo přívodních trubek/dmyšních trubic.

uhlíkatého se materiálu pro přivádění pevného přívodní trubky/dmyšní materiálu )

Krok (d) vytváření trubky nebo trubek s výhodou zahrnuje : vhánění materiálu, obsahujícího kov, a/nebo uhlíkatého přívodními trubkami/dmyšními trubicemi pro vhánění materiálu tak, že endotermická povaha těchto vytváří oblast kol-ěm výstupních konců přívodních trubek/dmyšních trubic které je teplota nižší, pevného materiálů pro vhánění pevného než je teplota tuhnutí v kroku (b)

Nosným plynem s nedostatečným obsahem kyslíku.

je s výhodou plyn i

Způsob podle tohoto vynálezu s vsázkového materiálu, obsahujícího

I !

výhodou zahrnuje vhánění kov, a/nebo uhlíkatého že trubka nebo kažciá trubka každé přívodní trubky/dmyšní vhánění pevného materiálu.

materiálu v kroku (b) tak, vytváří souosé prodloužení trubice pro

Způsob regulování podle tohoto hmotnostního materiálu, rychlosti obsahuj ícího nosného plynu, vynálezu rovněž s výhodou, zahrnuje průtokového množství vsázkového kov, a uhlíkatého materiálu a/nebo vsázkového materiálu, obsahujícího kov, a uhlíkatého materiálu.

·« ·«··

	··	····	··
	• »	•	• ·
	• >	···	• ·
•	• ·	•	• · ♦
	• · • 4»	• ·»··	• · • ·

Způsob podle tohoto vynálezu dále rovněž zahrnuje udržování výstupního konce každé trubky/dmýšní trubice teplotě, která je nižší, podporu počátečního s výhodou í přívodní t pro přivádění pevného materiálu na než je teplota tuhnutí strusky pro tuhnutí pevného materiálu na koJcích.

Způsob podle zahrnovat umístěni tohoto vynálezu může rovněž každé přívodní trubky/dmyšní trubice pro vhánění pevného materiálu tak, že výstupní konec leží pod povrchem roztavené lázně a nad vrstvou kovu.

s výhodou

V souladu s dalším aspektem předmětu tohoto vynálezu byla dále vyvinuta nádoba na výrobu kovu ze vsázkového materiálu, obsahujícího kov, způsobem přímého tavení, přičemž nádoba obsahuje roztavenou lázeň, mající vrstvu kovu a vrstvu strusky na této vrstvě kovu, která obsahuje:

(a) nístěj, vytvořenou ze žáruvzdorného materiálu, jejíž základna a strany jsou ve styku s roztaveným kovem, (b) boční stěny, které vybíhají směrem vzhůru ze strany nístěje a jsou ve styku s vrstvou strusky, (c) jednu nebo více přívodních trubek’/ dmyšních trubic, zasahujících směrem dolů do nádoby pro dmychání plynu, obsahujícího kyslík, do nádoby, (d) větší počet přívodních trubek/dmyšních trubic pro přivádění pevného materiálu, směřujících

• O	····		• to	····	«·
• ·	•		• ·	• .	« «	: ·
•	•		• ·	···	• ·
0	•	•	• ·	•	• · ·
•	• ·		• ·	•	• ·
	··		··	···	··	•

dolů a dovnitř do nádoby a vhánějících nosný plyn, vsázkový materiál, obsahující kov, a uhlíkatý materiál do vrstvy kovu,, přičemž výstupní konec alespoň jedné přívodní trubky/dmyšní trubice je umístěn nad povrchem vrstvy kovu během provozování způsobu přímého tavení v nádobě a je opatřen ztuhlou trubkou z pevného materiálu, která tvoří prodloužení í i výstupního konce přívodní trubky/dmyšní trubice, a- | (e) prostředky pro odvádění roztaveného kovu a strusky z nádoby.

Výstupní konec každé přívodní trubky/dmyšní trubice na vhánění pevného materiálu leží s výhodou alespoň 150 mm nad nehybným povrchem vrstvy kovu. I í

Výstupní konec každé přívodní trubky/dmyšní.trubice . na i

vhánění pevného materiálu leží však s výhodou nejvýše 500 mm nad nehybným povrchem vrstvy kovu.

Každá přívodní trubka/dmyšní trubice pro vhánění pevného materiálu s výhodou obsahuje:

(a) dutý podélný člen, který vymezuje středový kanál pro vsázkový materiál a který má vstupní konec a výstupní konec, a (b) vnější vodní chladicí plášť.

• · . · ·'· ·	• ·	····	• ·
• · 1 · ·	•	•	•	•	• ·
	•	• · ·	•	•
• \| · · ·	•	•	• ·	•
• · · · · ·	• ·	• · ·	• ·		• ·

Shora uvedený člen s výhodou zasahuje za vodní' chladicí \ plášť na výstupním konci každé přívodní trubky/dmyšní ;

trubice.

Každá přívodní trubka/dmyšní trubice pro vhánění pevného materiálu s výhodou probíhá dolů a směrem dovnitř do nádoby pod úhlem o velikosti 30 až 60° vzhledem ke svislicii.

Roztavený kov je obvykle hlavní součástí, součástí roztaveného _;materiálu přičemž roztaveného materiálu, struska je zbývající v rozstřikovaných a šplíchajících kapičkách a I proudech vypuzovaného z vrstvy kovu.

Rozstřikované a šplíchající kapičky a proudy roztaveného materiálu zpravidla unášejí další roztavený materiál! (obvykle strusku) při svém pohybu směrem vzhůru. Postupně tyto rozstřikované a šplíchající kapičky a proudy roztaveného materiálu ztrácejí hybnost a padají zpět dolů do vrstvy kovu.

Z hlediska vyšší hustoty kovu, než má relativní množství kovu v roztaveném v rozstřikovaných a šplíchajících kapičkách proudech roztaveného materiálu bodu, kde přechodová množství kovu.

klesá se vzdáleností od vrstvy kovu do může obsahovat malé nebo žádné oblast

Výraz „vrstva kovu je tu oblast lázně, ve které zejména pokrývá oblast nebo i

zde třeba chápat tak, že znamená je převážně kov. Tento výraz zónu, která zahrnuje rozptýlenou roztavenou strusku v souvislém objemu kovu.

Výraz „vrstva strusky je zde znamená tu oblast lázně, ve které je třeba chápat tak, že

I převážně struska. Tento výraz zejména pokrývá oblast nebo zónu, která J zahrnuje i

rozptýlený roztavený kov v souvislém objemu strusky.¹

Prostor nad nominálním nehybným povrchem lázně je zde nazýván jako „horní prostor.

Výraz „nehybný povrch je v souvislosti s roztavenou lázní nutno chápat taky že znamená povrch roztavené! lázně za provozních podmínek, kdy nedochází k žádnému vhánění plynů ani pevných látek, takže nedochází k žádnému promíchávání lázně.

Obdobně pak výraz „nehybný povrch v souvislosti s vrstvou kovu je nutno chápat tak, že znamená povrch vrstvy kovu za provozních podmínek, kdy nedochází k žádnému vhánění plynů ani pevných látek, promíchávání lázně.

takže nedochází k žádnému

Trubka nebo trubky jsou obvykle vytvářeny alespoň převážně ze ztuhlé strusky. Trubka nebo každá trubka může obsahovat určité množství ztuhlého kovu.

Způsob podle tohoto vynálezu s výhodou zahrnuje každé přívodní trubky/dmyšní trubice pro vhánění! materiálu tak, že její výstupní konec leží pod roztavené lázně a nad vrstvou kovu.

I

Daný způsob s výhodou zahrnuje umístění každé} trubky/dmyšní trubice pro přivádění pevného materiálů tak, že její výstupní konec leží alespoň 150 mm nad nehybným povrchem vrstvy kovu.

umístění pevného povrchem přívodní

Předmětný způsob s výhodou zahrnuje umístěni každé přívodní trubky/dmyšní trubice pro přivádění| pevného materiálu tak, že její výstupní konec neleží výše, než 500 mm, s výhodou pak nejvýše 400 mm nad nehybnými povrchem vrstvy kovu.

trubic souvislosti s výškami přívodních pro vhánění pevného materiálu nad vrstvy třeba parametrech, materiálu, trubek/dmyšních nehybnými povrchem kovu, uvedenými v předcházejících dvou odstavcích, je konstatovat, že tyto výšky závisejí na | takových jako je hmotnostní průtokové množství pevného procházející přívodními trubkami /dmyšními trubicemi, přičemž přihlašovatel zjistil při provozu zkušebního zařízení, že až do velikosti 600 mm, obvykle zkušebním délka trubky nebo trubek byla alespoň 200 mm.

že délka trubky

Je proto nutno zdůraznit)

600 mm a úhel přívodní trubky/dmyšní trubice

60° vzhledem ke svislici nevyhnutelně až trubka vrstvy kterém neboť o velikosti o velikosti znamená, že nebo trubky mohou směřovat dolů pod nehybný povrch kovu. To představuje významné zjištění pro způsob, při k tavení dochází alespoň převážně ve vrstvě kovu, že zde dochází k výraznému pronikání

I

I to znamená, pevného materiálu do kovové vrstvy.

_t I s výhodou způsob, který je popsán

Způsobem je v mezinárodní patentové přihlášce PCT/AU 99/00538; „Způsob přímého tavení na jméno přihlašovatele,j veškerý obsah shora uvedené patentové přihlášky je z*de uváděn o názvu přičemž ve formě odkazu.

·· • · ·

Nádoba na redukční tavení je s výhodou nádobou, která je popsána v mezinárodní patentové přihlášce PCT/AU 99/00537 o názvu „Nádoba na přímé tavení na jméno přihlašovatele, přičemž veškerý obsah shora uvedené patentové přihlášky je „Nádoba na přímé na jméno zde uváděn ve formě odkazu.

Přehled obrázků na výkresech podán s

Vynález bude v dalším podrobněji objasněn na příkladech jeho konkrétního provedení, přihlédnutímk přiloženým obrázkům

Jjejichž popis bude výkresů, kde:

obr. 1 znázorňuje nádobu, způsobu podle metalurgickou provedení obr.

příkladné přivádění pohled ve svislém schematicky tohoto vynálezu;

zobrazenou znázorňuje provedení pevného materiálu;

t

-I řezu na i

pro· výhodné í

I nárysný pohled v částečném) řezu na přívodní trubky/dmyšní trubice pro znázorňuje koncový pohled trubku/dmyšní trubici ve směru, šipky, označené obr. 2; a obr.

I j přívodní písmenem C na na obr. 4 znázorňuje pohled v podél čáry A-A z obr. 2.

řezu, přičemž veden

Příklady provedeni vynálezu

Následující popis se týká pro účely výroby roztaveného pochopitelné, že předmět tohoto přímého tavení železa, přičemž i je vynálezu se neomezuje !

I j

železné rudy však pouze i

na toto dané provedení, neboť je uplatnitelný jiné vhodné kovové rudy a/nebo koncentráty a vsázkový materiál, obsahující kov, jako částečně redukované či okysličené rudy kovů nebo odpadní i materiály, obsahující kovy, které mohou být předehřátý.

i i pro I jakékoliv s I ' ^! pro jiný vhodný ; jsou [například

Nádoba, která je znázorněna na vyobrazení podle obr. 1, má:

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

vytvořené boční stěny .5, které vytvářejí obecně válcovi'tý buben, probíhající směrem vzhůru od stěn 55 nístěje, a které zahrnují horní válcový úsek 51' a spodní válcový úsek 53;

I klenbu 7;

výstup 9 pro odcházející plyny;

předpecí 57 pro kontinuální odvádění roztaveného kovu; a odpichový otvor 61 pro odvádění roztavené strusky.

roztavenou lázeň

Za provozu uvedená nádoba obsahuje železa a strusky, která sestává z vrstvy 15 roztaveného kovu a z vrstvy 16 roztavené strusky, která se nalézá na roztaveného kovu.

vrstvě 15 vztahovou značkou

Šipka, která je na obrázku 17 vyznačuje polohu nominálního roztaveného kovu, přičemž šipka, vyznačuje polohu nominálního povrchu vrstvy 15 vztahovou značkou 19, povrchu vrstvy 16 roztavené strusky.

označena nehybného označená nehybného ·· 44 4 4 třeba rozumět povrch, «4

Pod výrazem „nehybný povrch je kdy nedochází k žádnému přivádění plynu nebo pevnýc' nádoby.

Nádoba je rovněž opatřena dvěma pevnými přívodními trubkami/dmyšními trubicemi 11, které procházejí dolů směrem dovnitř přes boční stěny 5 a_xvedou do vrstvy 16 roztavené ; uhlíkatého , i ;

obsažených ivrstvy 15 strusky pro účely přivádění železné rudy, pevného struskotvorných přísad, nedostatek kyslíku, do těchto přívodních trubek/dmyšních že jejich výstupní konce 35 leží provádění materiálu a tavidel neboli v nosném plynu, který má roztaveného kovu. Poloha trubic 11 je zvolena nad povrchem vrstvy daného způsobu.

tak, roztaveného kovu během

Shora uvedená trubic 11 í

poloha přívodních trubek/dmyšních ke snížení přispívá trubek/dmyšních trubic přívodních s roztaveným kovem. Tato poloha trubic 11 rovněž umožňuje provádět vodní trubek/dmyšních trubic 11, při kterém snížení bezpečnostních rizik, která jsou chlazení spojena.

Za chlazeny rizika poškození těchto ;

v důsledku jejich styku c/dmyšních chlazení přívodních přívodních trube výraznému s používáním vodního dochází k f

provozu jsou přívodní trubky/dmyšní trubice 11 vodou v takovém rozsahu, který je dostatečný

... ......i.

k udržování jejich výstupních konců pod úrovní teploty, při tuhnutí které struska tuhne. Tím je podporováno počáteční pevného materiálu na výstupním konci 35 každé trubky/dmyšní trubice 11, přičemž je ztuhlý základnou pro trubku 81 pevného materiálu, která přívodní · materiál ;

následně16 vytváří prodlouženi každého výstupního konce přívodní trubky/dmyšní trubice 11. Tímto pevným materiálem j'e alespoň převážně struska.

Hlavním mechanizmem pro vytváření uvedené trubky je endotermická povaha přiváděné železné rudy a uhlíkatého materiálu přes přívodní trubky/dmyšní trubice lij přičemž dochází k vytváření oblasti kolem výstupních konců 32 přívodních trubek/dmyšních trubic 11, ve kterých panuje teplota nižší, nosného plynu, nedostatek, je endotermických reakcí.

než je který je velice teplota tuhnutí strusky. iPoužívání chudý na kyslík, významné z hlediska t

kterého je v něm podporování

Kromě průtokové materiálu toho regulace takových parametrů, rudy hmotnostní množství železné proudění nosného

11, zaručuje, že plynu trubky a rychlost trubek/dmyšních trubic souosá prodloužení přívodních trubek/dmyšních trubic 11.

i

I j:ako jsou uhlíkatého přívodních ^vytvářejí

Délky trubek 81 jsou regulovány automaticky prostřednictvím hladiny roztaveného kovu ve vrstvě 15 roztaveného kovu. Jak již bylo shora uvedeno, tak pokud hladina roztaveného kovu stoupá, tak roztavený kov, který nevyhnutelně šplíchá nebo je jiným způsobem ívypuzován z vrstvy 15 roztaveného kovu do vrstvy 16 roztavené, strusky, přichází do styku s konci trubek 81 a tyto konce taví (V důsledku vyššího přestupu tepla kovu v porovnání se struskou). Kromě toho, pokud hladina roztaveného kovu klesá a dochází ke zmenšenému styku roztaveného kovu| s konci trubek 81, tak struska na těchto koncích tuhne a tak prodlužuje konce trubek 81. i

Ze shora uvedeného je vnějšími konci trubek 81 trubky 81. v tom, že zcela zřejmé, že vzdálenost mezi a roztaveným kovem určuje délku tohoto vzájemného vztaňu spočívá , , , i přívodními vrstvou 15

Významný výstup je zde v podstatě stejnoměrná vzdálenost mezi konci přívodních trubek/dmyšních což výrazně roztaveného kovu, truisic 11 a i napomáhá při regulaci daného způsobu.

Výhodné provedení přívodní znázorněno na vyobrazeních podle trubky/dmyšní obr. 2 až obr.

trubice 11 ' je .

Přívodní trubka/dmyšní trubice vymezuje středový kanál uhlíkatého materiálu členu 21, který pro sestává z dutého rudy, pevného struskotvorných přísad, unášených ve vhodném nosném přivádění železné a tav.idel či . I plynu od vstupu 73 k trubky/dmyšní výstupu 75 a trubice 11.

k výstupnímu konci 35 přívodní

Přívodní trubka/dmyšní vodním chladicím pláštěm 77,

I f trubice 11 je rovněž opatřena který obklopuje a uzavírá dutý člen 71 přes podstatnou část délky tohoto dutého členu 71. konec

Přední konec dutého členu 7.1 vodního chladicího členu 71 má menší pláště 77. průměr, než přesahuje za přední

Toto prodloužení 28

I je průměr zbývající dutého části dutého členu 71.

i

I osazením 7 9, které vytváří dutého členu 71 o větším a menším průměru.

konce 83 je opatřen

Dutý člen 21 přechod mezi úseky

Toto osazení 79 je umístěno v blízkosti předního vodního chladicího pláště 77 tak, že osazení 21 konec 83 vodního chladicího pláště 77 vymezují prstencovité a přední i

00·· zahloubení, které je obecně označeno vztahovou značkou 81. Toto prstencovité zahloubeni 81 a prodlouženi 7,8 dutého Členu 71 napomáhá při udržování struskové trubky na výstupním konci 35 přívodní trubky/dmyšní trubice 11.

Vodní chladicí plášť 77 je opatřen důlkovaným povrchem, který je obecně označen vztahovou značkou 85, a jehož úkolem je zvýšit exponovanou povrchovou plochu vodního chladicího pláště 77 a napomáhat při podpoře tuhnutí struskové vrstvy na vodním chladicím plášti 78, jehož úkolem je chránit přívodní trubku/dmyšní trubici 11.

Při provozu za stabilních provozních podmínek jsou v prachové formě), pevný a tavidla nebo struskotvorné přísady horečnatý), unášené v nosném plynu

N₂) , přiváděny do vrstvy 15 roztaveného kovu přívodních trubek/dmyšních trubic pevného materiálu železná materiál (obvykle (obvykle ruda (obvykle (obvykle uhlí) vápno a oxid dusík uhlíkatý i

11ί Hybnost

I teríto pevný i roztaveného I vytváří plyn vrstvě 15 roztaveného kovu. Uhlík se částečně rozpouští a částečně zde zůstává jako pevný uhlík. Železná ruda na kov, přičemž při této tavné reakci se vyvíjí plynný i uhelnatý. ' prostřednictvím materiál a nosný kovu. Uhlí ztrácí a nosného plynu způsobuje, plyn pronikají do vrstvy těkavost a v důsledku toho že ve do kovu taví oxid se i

Plyny, přiváděné do vrstvy 15 roztaveného i kovu a vytvářené prostřednictvím ztráty těkavosti a prostřednictvím tavení, vytvářejí výrazný vztlakový zdvih roztaveného kovu, pevného uhlíku a roztavené strusky (která je do vrstvy 15 roztaveného kovu přitahována z prostoru nad vrstvou 1,5 i roztaveného kovu v důsledku přivádění pevných látek a nosného sř^ - Τ·’*—

I

·· ····	··	····	··
• · i ·	• ·	•	•	• ·
• ·	•	•	• ··	·'	•
• t · ·	• ·	• ·	•	•
• · i ·	•	•	•	•	•
··· · ··	··	···	,··	•

plynu) z vrstvy 15 roztaveného kovu, v důsledku čehož dochází k pohybu směrem vzhůru rozstřikovaných a šplíchajících částic, kapiček a proudů roztaveného materiálu, přJčemž tyto rozstřikované a šplíchající částice kapičky a proudy vstupují do strusky při svém pohybu přes vrstvu 16 roztavené strusky.

Vztlakové zdvihání roztaveného kovu, pevného juhlíku a strusky způsobuje výrazné promíchávání vrstvy 15 roztaveného kovu a vrstvy 16 roztavené strusky, čehož výsledkem je, že

I vrstva 16 roztavené strusky nabývá na objemu a má povrch, i

který je na obrázku označen šipkou 30. Rozsah tohoto promíchávání je takový, že ve vrstvě 15 roztaveného >kovu a ve vrstvě 16 roztavené strusky jsou v každé tétoj oblasti přiměřeně jednotné teploty, které mají obvykle hodnotu 1 450 až 1 550° C, přičemž kolísání teploty nepřesahuje 30° C v každé oblasti, přičemž v každé této oblasti je rovněž přiměřeně jednotné složení materiálu.

í

Kromě toho vzhůru směřující pohyb příslušně rozstřikovaných šplíchajících kapiček a proudů roztaveného kovu a strusky, které je způsobeno vztlakovým zdviháním roztaveného kovu, pevného uhlíku a roztavené strusky zasahuje do horního prostoru 31 nad roztaveným materiálem v nádobě a:

I (a) vytváří tak přechodovou oblast 23; a '

I (b) vypuzuje určité množství roztaveného materiálu (především strusky) za přechodovou oblast a do části horního válcového úseku 51 bočních stěn 5, tj. nad přechodovou oblast 23 a na klenbu 7.

·· ···· • I ·

Obecně řečeno představuje vrstva 16 roztavené strusky ' kapalný nepřetržitý objemový prostor s plynovými bublinkami a kovem (obvykle ve formě kapiček), přičemž přechodová oblast 23 představuje plynný nepřetržitý objemový prostor, ve kterém jsou obsaženy rozstřikované a šplichajici -kapičky a proudy roztaveného materiálu (kterým je v této etapě alespoň převážně struska).

Výrazné promícháváni vrstvy 15 roztaveného kovu a vrstvy 16 roztavené strusky, způsobované shora | uvedeným vztlakovým zdviháním, zajišťuje, že dochází k velmi výraznému promíchávání kovu ve vrstvě 16 roztavené strusky. Vhánění pevného uhlíkatého materiálu do vrstvy 15 roztaveného kovu zajišťuje, že je zde vysoká, hladina rozpuštěného uhlíku v kovu, který je promícháván do vrstvy 16 roztavené' strusky. V důsledku tohoto rozpuštěného uhlíku v kovu ve vrstvě 16 roztavené strusky a v důsledku výrazného promíchávání kovu ve vrstvě 16 roztavené strusky je v této vrstvě 16 ^roztavené strusky výhodně nízká hladina FeO ve strusce (obvykle méně, než 5 % hmotnostních).

Nádoba je dále opatřena přívodní trubkou 13 pro dmychání plynu, obsahujícího kyslík (obvykle předehřátý kyslíkem obohacený vzduch), která je umístěna ve středu a rozprostírá se svisle směrem dolů do nádoby. Poloha této | přívodní trubky 13 a rychlost proudění plynu touto přívodní trubkou 13 jsou zvoleny tak, že plyn/ obsahující kyslík, | proniká středovou oblastí přechodové oblasti 23, přičemž je zde udržován v podstatě volný prostor 25, který je bez kovu a strusky, a který leží kolem konce přívodní trubky 13¹.

·· ··*·				··
* · í ·	•	•	•	•	•	• ·
• ·	*	•	• · ·	•	•
.* . i: ·	•	•	• ·	•	•
• · · · · ·	··		♦ · ·	i··		• ·

Při provozu dmycháni způsobuje plynu s reakci uhelnatého (CO) oblasti 23 a ve za stabilních provozních podmínek trubkou plynného oxidu v přechodové přívodní obsahem kyslíku přívodní přídavného spalování plynného vodíku volném (H₂) pak trubky 13, vytvářeny vysoké vyšší. Teplo je rozstřikovaných a materiálu v oblasti dmycháni plynu, přičemž je v důsledku prostoru 25 čehož jsou o velikosti kolem konce v plynovém zhruba 2 teploty převáděno do stoupajících a šplíchajících kapiček a proudů prostoru 00Ů° C nebo í klesajících roztaveného toto poté částečně předáváno do vrstvy 15 roztaveného kov.u, kov a struska navrací do vrstvy 15 roztaveného teplo jak se kovu.

Úroveň přídavného spalování je s výhodou přičemž je přídavné spalování definováno jako:

alespoň %, [co₂ ] + [ff₂ o [CO₂] + [H₂O]+[CO]+[H₂] [C(?₂] - znamená objem oxidu uhličitého (C0₂) v odváděných plynech v procentech;

[M - znamená objem vody (H₂0) v odváděných plynech v procentech;

[co] - znamená objem odváděných plynech v procentech;

oxidu uhelnatého (CO) v

- znamená objem vodíku

I (H₂) v odváděných plynech v procentech.

i ·· ···· • 0 cy 13 je vystaveni

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

Kombinovaný účinek polohy' přívodní trubky 13, průtokové rychlosti a množství proudění plynů touto přívodní trubkou 13 a pohybu směrem vzhůru rozstřikovaných a šplí'chaj ících kapiček a proudů roztaveného kovu a. strusky 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. I

Kromě toho stoupající a klesající rozstřikování a šplíchání kapiček a proudů roztaveného materiálu představuje

I velice účinný prostředek pro přenos tepla z přechodové oblasti 23 do roztavené lázně, důsledkem čehož je, že teplota v přechodové oblasti 23 v úseku bočních stěn má velikost zhruba 1 450° 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 oblasti 23 v nádobě, pokud způsob pracuje za normálních provozních podmínek, a s ohledem na rozstřikování a šplíchání kapiček a proudů roztaveného materiálu (převážně strusky), které jsou vypuzovány do prostoru ; 31 nad

·· ·♦·· přechodovou oblasti 23, pokud je způsob provozován za stabilních provozních podmínek tak, že:

(a) a spodní válcový úsek 53 bočních stěn 5, který je ve styku roztaveného kovu a s vrstvou strusky, j sou vytvořeny žáruvzdorného materiálu s’ vrstvou 15 roztavené z cihel ze (znázorněných (b) čárkovaným šrafováním na obrázcích výkresů);

alespoň část spodního válcového úseku .53 bočních stěn 5 je obložena vodou

ilazenými panely 8; a (c) část horního válcového úseku 51 bočních stěn 5 a klenba 7_, které jsou ve styku s přechodovou oblastí 23, a horní prostor 31 jsou vytvořeny z vodou chlazených panelů 57, 59.

Každý vodou chlazený panel 8y 57, 59 (na vyobrazeních neznázorněno) v horním válcovém úseku 51 bočních stěn 5> má rovnoběžné horní a spodní okraje a rovnoběžné boční okraje, přičemž je zakřiven tak, aby vymezoval úsek válcového bubnu.

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

přičemž jsou tvořeny rovnoběžnými vodorovnými úseky, které i

jsou vzájemně spojeny zakřivenými úseky. Vodní (chladicí trubky jsou dále opatřeny vodními vstupy a vodními výstupy.

.· . C ·

9999 99 • 9 *999.99 • · 9 9 99 • 9 9 ·· 99 • 9 9 9 9.9

999 '999

Vodní chladicí trubky jsou posunuty ve svislém 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 pistolí nanášeným žáruvzdorným materiálem, prostory mezi přiléhajícími přímými úseky mezi trubkami. Každý panel je dále opatřen povrchovou plochu směru.

pěchovaným nebo který vyplňuje každé trubky a opěrnou nosnou <

deskou, která tvoří vnější panelu.

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

I chladicích trubek i (na vyobrazení vysokou

I

Zkušební provoz zkušebního zařízení, který byl přihlašovatelem prováděn, prokázal, že shora popsanýj způsob a shora popsané zařízení vytvářejí velice efektivní á účinnou technologii pro tavení železné rudy.

U shora popisovaného tohoto vynálezu je možno modifikací, aniž by došlo předmětu tohoto vynálezu.

příkladného provádět k úniku provedení celou řadu myšlenky a předmětu různých rozsahu

Přestože například popisované příkladné zahrnuje přivádění železné rudy, pevného uhlíkatého a tavidel či struskotvorných přísad každou trubkou/dmyšní trubicí, je zcela pochopitelné, tohoto vynálezu není omezen pouze na takovéto provedení, neboť se vztahuje i na taková provedení, u kterých orovedení materiálu i přívodní že předmět je pouze

I

♦ ··« • ·

··♦· i· jeden nebo dva z těchto vsázkových materiálů přiváděn každou přívodní trubkou/dmyšní trubicí.

Kromě toho přestože výhodné provedení předmětu tohoto vynálezu zahrnuje kontinuální odvádění kovu prostřednictvím předpecí 57, není předmět tohoto vynálezu omezen pouze na toto provedení, neboť se vztahuje rovněž na dávkové odpichování roztaveného kovu.

Claims

1, vytváření obsahuj ícího uhlíkatého, materiálu přívodními trubkamil/dmyšními že endotermická kolem výstupních konců pevného trubek zahrnuje vhánění materiálu, trubicemi pro vhánění pevného materiálu tak, povaha těchto materiálů vytváří oblast přívodních trubek/dmyšních trubic je teplota: nižší, materiálu, ve které pro vhánění tuhnutí strusky.

1. Způsob přímého tavení materiálu, obsahujícího kov, pro výrobu kovu ze který obsahuje ^sázkového následuj ící kroky:

(a) vytváření roztavené lázně, která kovu a vrstvu strusky, v metalurgické nádobě, má vrstvu í ležící na vrstvě kovu, (b) přiváděni nosného plynu, obsahujícího kov, a materiálu do vrstvy vsázkového materiálu, pevného uhlíkatého kovu prostřednictvím většího počtu přívodních trubek/dmyšních trubic pro přivádění pevného materiálu, umístěných nad povrchem a směřujících směrem k povrchu vrstvy kovu, a zajištění pronikání

I roztaveného materiálu ve formě rozstřikovaných a šplíchajících kapiček a proudů do prostoru nad nominálním nehybným povrchem ^roztavené l lázně pro vytvoření přechodové oblasti, (c) tavení vsázkového materiálu, obsahujícího kov, (d) na kov ve vrstvě kovu, a dmychání plynu, obsahujícího jednou nebo více přívodními trubicemi a přídavné spalování kyslík, do nádoby trubkami!/drny šnými reakčních í roztavené lázně, plynů, uvolňujících se z přičemž stoupající a rozstřikované a šplíchající roztaveného materiálu v přechodové poté klesající i

kapičky a proudy oblasti

- Wl· ····»! · · ····. · · : <· • · I . · · · · «· · • · | · ···· · ··

·.· · · ··· ·· • · · · · · · · • ·· ·· ··· ·· ··· usnadňuji přestup tepla do roztavené lázně, a přičemž přechodová oblast minimalizuje tepelné ztráty z nádoby přes boční stěny ve styku s přechodovou oblastí, se tím, výstupním konci při přivádění kov, a uhlíkatého že se vytváří trubka I alespoň jedné přívodní vsázkového materiálu, materiálu přívodními pro prodloužení nebo přívodních vyznačuj ící z pevného materiálu na trubky/dmyšní trubice obsahuj ícího trubkami/dmyšními trubicemi pro přivádění pevného materiálu účinné délky přívodní trubky/dmyšní trubice trubek/dmyšních trubic.

2. Způsob u j vyznač trubky nebo kov, a/nebo nároku podle í se tím, že krok (d)

3. Způsob podle nároku 1, vyznačuj íc i se tím , že nosným plynem v kroku (b) je plyn s nedostatečným obsahem kyslíku.

4 4 444 4 4 4 4 (b) směrem vzhůru ze styku s vrstvou (c) jednu nebo více přívodních trubek/dmyšních trubic, zasahujících směrem dolů do nádoby pro dmychání plynu, obsahujícího kyslík, do nádoby, (d) větší počet přívodních trubek/dmyšních trubic pro přivádění pevného materiálu, směřujících dolů a dovnitř do nádoby a vhánějících nosný plyn, vsázkový materiál, obsahující kov, a uhlíkatý materiál do vrstvy kovu, přičemž výstupní konec alespoň jedné přívodní trubky/dmyšní trubice je umístěn nad povrchem vrstvy kovu během provozování způsobu přímého tavení v nádobě, a je opatřen ztuhlou trubkou z pevného materiálu, která tvoří prodloužení výstupního konce přívodní trubjky/dmyšní trubice, a i

I (e) prostředky pro odvádění roztaveného kovu a strusky z nádoby. !

4, regulování I materiálu, obsahuj ícího nosného plynu, vsázkového materiálu, obsahujícího kov, a rychlosti uhlíkatého materiálu.

4.

Způsob podle kteréhokoliv předcházej ících nároků, a č u j ící se tím že zahrnuje vhánění vsázkového materiálu, obsahuj ícího kov, a/nebo uhlíkatého materiálu v kroku (b) tak, že trubka nebo každá trubka ·· to··· ι ·· w··· ··/ • · · ! · · · · · · • · Τ · ···· · o • · · · · · · · · ····· · · © vytváří trubice i

souosé prodloužení každé přívodní trubky/dmyšní pevného materiálu.

pro vhánění

5.

Způsob a č u podle i se tím, nároku hmotnostního j í c průtokového množství kov, a uhlíkatého materiálu a/nebo že zahrnuje vsázkového

6. Způsob podle kteréhokoliv z předcházejících nároků, vyznačující se tím, že zahrnuje judržování výstupního konce každé přívodní trubky/dmyšní trubice pro přivádění pevného materiálu na teplotě, která je nižší, než je teplota tuhnutí strusky pro podporu počátečního tuhnutí pevného materiálu na koncích.

7. Způsob podle vyznačující kteréhokoliv z předcházejících nároků, se tím, že zahrnuje umístění každé přívodní trubky/dmyšní trubice pro vhánění pevného materiálu tak, že výstupní konec leží pod povrchem [roztavené lázně a nad vrstvou kovu.

8, vyznačuj každé přívodní materiálu leží ící se t trubky/dmyšní alespoň 150 mm že výstupní trubice na vhánění konec pevného nad nehybným povrchem vrstvy kovu.

8. Nádoba na výrobu kovu ze vsázkového materiálu, obsahujícího kov, způsobem přímého tavení, přičemž nádoba obsahuje roztavenou lázeň, mající vrstvu kovu a vrstvu strusky na této vrstvě kovu, vyznačující se tím, že nádoba obsahuje: [

I (a) nístěj, vytvořenou ze žáruvzdorného materiálu, jejíž základna a strany jsou ve styku s roztaveným kovem, >

i boční stěny, které vybíhají strany nístěje a jsou ve strusky, 'W 2004—

44*4444 I 4 · «·(· · * - I > 4 ' 4 1 4 4 4' · · 4 • * ! · 4444 4 4

9 9 9 9 ·9 9 9 9 *·-· 9 9 ' 4 nelí>o 9, výstupní konec vhánění pevného nad nehybným povrchem vrstvy kovu.

9 9 9 9 9····'

9. Nádoba podle nároku

10. Nádoba vyznačuj každé přívodní materiálu leží podle ící se trubky/dmyšní nejvýše' 500 mm nároku i m , že trubice na ••'••••4 ··*····’·· I ·· · · · 9 · 91 • · I · ···· 99

11, zasahuje za každé přívodní trubky/dmyšní trubice.

11. Nádoba podle kteréhokoliv z nároků 8 až 10, vyznačující se tím, že každá přívodní trubka/dmyšní trubice pro vhánění pevného materiálu obsahuje:

12. Nádoba vyznačuj ící podle se tím, nároku že člen vodní chladicí plášť na výstupním konci

13. Nádoba podle kteréhokoliv z nároků 8 až 12, vyznačuj ící se tím, že každá přívodní trubka/dmyšní trubice pro vhánění pevného materiálu probíhá dolů a směrem dovnitř do nádoby pod úhlem o velikosti 30 až 60° vzhledem ke svislici. ;