CZ279991B6 - Způsob výroby tekutého surového železa tavicí redukcí železných rud a zařízení k provádění tohoto způsobu - Google Patents

Způsob výroby tekutého surového železa tavicí redukcí železných rud a zařízení k provádění tohoto způsobu Download PDF

Info

Publication number
CZ279991B6
CZ279991B6 CS895909A CS590989A CZ279991B6 CZ 279991 B6 CZ279991 B6 CZ 279991B6 CS 895909 A CS895909 A CS 895909A CS 590989 A CS590989 A CS 590989A CZ 279991 B6 CZ279991 B6 CZ 279991B6
Authority
CZ
Czechia
Prior art keywords
ore
fraction
reduced
reduction
reducing gas
Prior art date
Application number
CS895909A
Other languages
English (en)
Inventor
Werner Dr. Dipl. Ing. Kepplinger
Original Assignee
Voest-Alpine Industrieanlagenbau Gesellschaft M.B.H.
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 Gesellschaft M.B.H. filed Critical Voest-Alpine Industrieanlagenbau Gesellschaft M.B.H.
Publication of CZ590989A3 publication Critical patent/CZ590989A3/cs
Publication of CZ279991B6 publication Critical patent/CZ279991B6/cs

Links

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C21METALLURGY OF IRON
    • C21BMANUFACTURE OF IRON OR STEEL
    • C21B11/00Making pig-iron other than in blast furnaces
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C21METALLURGY OF IRON
    • C21BMANUFACTURE OF IRON OR STEEL
    • C21B13/00Making spongy iron or liquid steel, by direct processes
    • C21B13/0006Making spongy iron or liquid steel, by direct processes obtaining iron or steel in a molten state
    • C21B13/0013Making 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
    • C21B13/002Reduction of iron ores by passing through a heated column of carbon
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C21METALLURGY OF IRON
    • C21BMANUFACTURE OF IRON OR STEEL
    • C21B13/00Making spongy iron or liquid steel, by direct processes
    • C21B13/14Multi-stage processes processes carried out in different vessels or furnaces
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C21METALLURGY OF IRON
    • C21BMANUFACTURE OF IRON OR STEEL
    • C21B2100/00Handling of exhaust gases produced during the manufacture of iron or steel
    • C21B2100/40Gas purification of exhaust gases to be recirculated or used in other metallurgical processes
    • C21B2100/44Removing particles, e.g. by scrubbing, dedusting
    • YGENERAL 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
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02PCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P10/00Technologies related to metal processing
    • Y02P10/10Reduction of greenhouse gas [GHG] emissions
    • Y02P10/134Reduction 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)
  • Manufacture And Refinement Of Metals (AREA)
  • Crucibles And Fluidized-Bed Furnaces (AREA)

Abstract

Způsob výroby tekutého surového železa tavicí redukcí železné rudy s různým zrněním, jež obsahují podíl (A) se zrny do 0,2 mm, jsou redukčním plynem předredukovány, předredukovaný materiál je redukován a v tavicím zplynovači (1) roztaven na tekuté surové železo, při kterém se předredukovaná frakce (A) rudy vrstvami větru redukčním plynem odděluje od frakce (B) se zrněním nad 0,2 mm a obě frakce (A, B) se redukují odděleně a přivádějí se tavicí z'ony tavicího zplynovače (1). Zařízení k provádění tohoto způsobu sestává z tavicího zplynovače (1) a z redukčního cyklonu (12), přičemž do potrubí (9) redukčního plynu je zařazen mezi tavicí zplynovač (1) a redukční cyklon (12) redukční reaktor (21), který vykazuje vířivou vrstvu (V) vířenou redukčním plynem nad pevným ložem (VII) a na vynášecí straně je přes alespoň jedno transportní zařízení (24, 25, 24', 25') pro zredukovanou železnou rudu spojen s tavicím zplynovačem (1). ŕ

Description

Způsob výroby tekutého surového železa tavící redukcí železných rud a zařízení k provádění tohoto způsobu
Oblast techniky
Vynález se týká způsobu výroby tekutého surového železa přímou redukcí železných rud s různou zrnitostí, jež obsahují podíl se zrněním do 0,2 mm, přičemž je ruda redukčním plynem předredukována, předredukovaný materiál je následně doredukován a nataven v tavícím zplyňovači na tekuté surové železo, a zařízení k prováděni způsobu podle vynálezu.
Dosavadní stav techniky f Způsoby zpracování zrnitých rud o zrnění do 0,1 mm jsou zná- I mé /viz např. World Steel and Metalworking, sv. 6, 84/85, str. 19/. Jemnozrnné rudy se zrněním menším než 0,5 mm mohou být redukovány v cirkulující vířivé vrstvě, jak to je popsáno např. v patentovém spisu DE-A 25 21 038. Všechny tyto způsoby se však nehodí ke zpracování železných rud se širokou granulometrií, jak tomu je např. u jemnozrnných neprosátých rud, které byly odděleny z hrubé frakce rud. Bez předběžné úpravy se nedají takové rudy zpracovávat ve velkém ve vysoké peci, nebo jiným přímým způsobem. To platí obzvláště pro jemnozrnné rudy s obsahem prachového podílu, čímž se myslí částice rudy o zrnění 0,2 mm. Takové rudy se musejí před zpracováním předem aglomerovat a rozemlít na jednotnou velikost zrna.
Z patentového spisu DE-C-35 35 572 je znám způsob přímé redukce jemnozrnné rudy a zařízení k provádění tohoto způsobu, přičemž se ruda po průchodu předredukovacími agregáty zavádí do tavícího zplyňovače v úrovni dmýchání kyslíku. Toto zařízení se však nehodí ke zpracování jemnozrnných rud se širokou granulometrií, jelikož při vsázení do prvního předredukovacího agregátu jsou přinejmenším prachové podíly rudy protiproudem redukčního plynu strhávány a opět vynášeny. Se zpětným zaváděním tohoto podílu se nepočítá.
Další nevýhodou jmenovaného způsobu podle DE-C 35 35 572 je, že jemnozrnné ruda v předredukovaném stavu se přivádí do tavícího zplyňovače v blízkosti tavící zóny a tím vzniká dodatečně potřeba tepla, která musí být kryta plazmovým hořákem.
Další způsob přímé redukce jemnozrnných rud je popsán v časopise The Tex Report /s. 19, č. 4, 418, str. 5 až 9, 1987/, podle něhož předredukce jemnozrnné rudy probíhá ve vířivé vrstvě předredukčního reaktoru, který je přiřazen k tavícímu zplyňovači. Ale i podle tohoto způsobu dochází k dokončení redukce až v tavícím zplyňovači, čehož důsledkem je vysoká spotřeba energie a tím snížení teploty. Také zde není řešen problém zpracování prachového podílu, který je nutně strháván redukčním plynem a z předredukčního reaktoru vynášen.
Podstata vynálezu
Úkolem vynálezu je odstranit tyto nedostatky při zpracování železných rud s různým zrněním, zejména s prachovým podílem /do
-Lr
0,2 mm/ a poskytnout zařízení a způsob, kterým mohou být rudy se širokou granulometrií natavovány na tekuté surové železo bez předběžného mletí a aglomerace způsobem přímé redukce v tavícím zplyňovači.
Tohoto cíle se podle vynálezu dosahuje tím, že předredukovaná frakce A rudy o zrnění do 0,2 mm se proudem redukčního plynu odděluje od frakce B rudy o zrnění nad 0,2 mm, a obě frakce A, B rudy se odděleně doredukují a přivádějí se do tavící zóny tavícího zplyňovače.
Konečná redukce frakce A rudy o zrnění do 0,2 mm probíhá s výhodou v redukčním cyklonu, v proudu redukčního plynu, unášejícího předredukovanou frakci A rudy o zrnění do 0,2 mm. Vzhledem k malému průměru jednotlivých částic frakce A této rudy postačí k dokončení redukce krátký časový interval, kterého je běžně třeba k odloučení pevné látky v redukčním cyklonu.
Zbývající frakce B rudy o zrnění nad 0,2 mm se během odlučování frakce A rudy o zrnění do 0,2 mm redukčním plynem do určité míry předredukuje, přičemž přirozeně je stupeň předredukce tím menší, čím větší jsou jednotlivá zrna. Předredukovaná jednotlivá zrna rudy o zrnění menším než 2,0 mm mohou být jednoduchým způsobem přivedena ke konečné redukci tím, že se působením tíhy vedou vířivou vrstvou, vířenou redukčním plynem, kde se redukce dokončí. Zrna rudy této velikosti vykazují po tomto zpracování prakticky stejnou kovnatost, jako frakce A rudy o zrnění do 0,2 mra po odloučení v redukčním cyklonu, jelikož ve vířivé vrstvě jsou ve styku s redukčním plynem poměrně delší dobu. Ve srovnání se šachtovými pecemi, kterých se běžně k přímé redukci používá, umožňuje vířivá vrstva rychlejší a výkonnější redukci.
Obě zredukované frakce A, B rudy se přivádějí do tavícího zplyňovače v oblasti roviny dmýchání kyslíku nebo nad tuto rovinu do oblasti koksového lože. Vzhledem k vysoké kovnatosti zredukovaných frakcí A a B rudy je v tavícím zplyňovači potřeba jen malého množství tepla k výrobě tekutého surového železa.
Frakce B rudy o zrnění nad 0,2 mm až do 5,0 mm je s výhodou působením tíhy vedena vířivou vrstvou, vířenou redukčním plynem. Na to se oddělí podíl frakce Bj rudy o zrnění do 2,0 mm, a podíl frakce B2 rudy o zrnění nad 2,0 mm se vede dodatečně působením tíhy pevným ložem, kterým proudí redukční plyn pro další doredukování.
Tím je zajištěno, že také ta jednotlivá zrna, která vykazují průměr nejméně 2,0 mm a maximálně 5,0 mm, dosáhnou vysoké kovnatosti, takže redukovaný podíl frakce B-|_ rudy o zrnění do 2 mm je možno přivést do tavícího zplyňovače v oblasti roviny dmýchání kyslíku nebo nad touto rovinou v oblasti horního pevného lože z koksu a redukovaný podíl frakce B2 rudy o zrnění nad 2 mm je možno přivést do tavícího zplyňovače nad rovinou dyšen, přičemž se surové železo nataví.
Jestliže frakce B rudy o zrnění nad 0,2 mm obsahuje kromě toho zrna, jejichž průměr odpovídá až 20,0 mm, s výhodou do
-2CZ 279991 B6
10,0 mm, vede se podíl frakce B2 rudy o zrnění nad 2,0 až
20,0 mm, s výhodou 2,0 až 10,0 mm, do uklidňovací zóny tavícího zplyňovače, která se nachází nad jeho vířivou vrstvou.
Zařízení k provádění způsobu podle vynálezu sestává z kombinace tavícího zplyňovače a redukčního cyklonu, přičemž redukční cyklon je na vynášecí straně spojen transportním zařízením k dopravě zredukované železné rudy se spodním dílem tavícího zplyňovače, kde z uklidňovací zóny tavícího zplyňovače vede potrubí redukčního plynu do redukčního cyklonu.
Takové zařízení se hodí obzvláště k ekonomickému zpracování prachových rud, případně jemných rud o zrnění do 0,5 mm. V porovnání s běžným zařízením k přímé redukci železných rud vyznačuje se zařízení podle vynálezu dále svojí kompaktností.
Výhodné provedení zařízení podle vynálezu se vyznačuje tím, že do potrubí redukčního plynu je mezi tavící zplyňovač a redukční cyklon zařazen redukční reaktor, který má vířivou vrstvu, vířenou redukčním plynem nad pevným ložem a je na vynášecí straně spojen nejméně jedním transportním zařízením k dopravě zredukované železné rudy s tavícím zplyňovačem. Tímto zařízením se dají levné zpracovávat směsi rud s různou velikostí zrna s průměrem částic až do 20,0 mm.
Přehled obrázků na výkresech
Vynález je blíže vysvětlen pomocí výkresů, přičemž obrázky 1 až 4 ukazují schematicky zvláštní provedení zařízení podle vynálezu.
Příklady provedení vynálezu
Tavící zplyňovač 1 ve znázorněném provedení má dolní úsek 1', střední úsek 1'' a horní úsek 1'11. Dolní úsek 11 je určen k zachycení roztavené tekuté lázně. Do středního úseku 11 1 ústí dyšny 2, tvořené hořáky s přívodem 3. kyslíku. V těsné blízkosti roviny, proložené dyšnami 2, je zaústěn přívod 4 materiálu, obohaceného uhlíkem, a vedení 5 pro zredukovanou rudu. Alternativně může toto vedení 5 ústit do tavícího zplyňovače 1 nad rovinou dyšen 2 v oblasti horního pevného lože II z koksu, jak je to čárkovaně naznačeno na obrázku 1 vedením 5'.
V rozšířeném, horním úseku 1111 vykazuje tavící zplyňovač 1 vsázecí zařízení 6 pro kusové uhlí o zrnění až do 40,0 mm, vsázecí ústrojí 7 pro rudu a vsázecí jednotku 8 pro přídavné materiály. Dále je v horním úseku 11 1 1 umístěno potrubí 9 redukčního plynu pro odvádění redukčního plynu, vytvořeného v tavícím zplyňovači 1.
Ve středním úseku 111 se vytváří z hrubších kusů koksu dolní pevné lože I a horní pevné lože II. Roztavená lázeň, která se pod dolním pevným ložem I shromažďuje, sestává z tekutého kovu 10 a ze strusky 11, přičemž každá z těchto komponent má vlastní odpich. Dolní pevné lože I nemá přívod plynu, není tudíž plynem promýváno. Nad ním se vytváří horní pevné lože II, jehož koksovými částicemi proudí z přívodu £ plyn obohacený kyslíkem za vzniku
-3CZ 279991 B6 oxidu uhelnatého. Nad horním pevným ložem II se vytváří vířivá vrstva III, udržovaná v pohybu redukčním plynem, vznikajícím v horním pevném loži II. Malé částice uhlí, popřípadě koksu, zůstávají v zóně vířivé vrstvy III. Větší kusy uhlí, případně koksu, pro něž je rychlost proudění plynu pod bodem vznosu pro odpovídající lože částic, se brzdí a propadnou vířivou vrstvou III a usadí se za současného vytváření horního pevného lože II, popřípadě dolního pevného lože I.
Nad vířivou vrstvou III je uklidňovací zóna IV, do které se vsází železná ruda.
Vztahovou značkou 12 je označen redukční cyklon, do kterého ústí potrubí 9 redukčního plynu a dávkovači zařízení 13 pro přídavné materiály. Na spodním konci redukčního cyklonu 12 je vynášecí zařízení 14 pro prachovou zredukovanou rudu 141, navazující na vedení 5.
Z horní části redukčního cyklonu 12 se odvádí plyn, zbavený suspendované prachové rudy, vedením 15 plynu, ochladí se v chladiči 16., stlačí se dmychadlem 17 ochlazeného plynu a zavádí se buď zpětným potrubím 18 do potrubí 9 redukčního plynu k ochlazení suspenze prachové rudy v plynu z tavícího zplyňovače 1, nebo obchvatem 19 injektorem 20 do vedení 5. Odbočkou 151 se dá plyn ze zařízení také odebírat a přivádět k jinému účelu použití.
Provedení zařízení podle vynálezu podle obrázku 1 se hodí ke zpracování železných rud o zrnění maximálně 0,5 mm, obzvláště však prachových rud o zrnění do 0,2 mm, označené jako frakce A. Taková ruda se vsází do uklidňovací zóny IV tavícího zplyňovače 1, který má v horní části uklidňovací zóny IV teplotu přibližně 1 000 °C, kde se předredukuje proti proudem redukčního plynu, který se tvoří v dolní části tavícího zplyňovače 1.
Předredukovaná frakce A rudy o zrnění do 0,2 mm je redukčním plynem téměř úplně strhávána a vnášena potrubím 9 redukčního plynu do redukčního cyklonu 12, přičemž se v tomto okamžiku suspenze plynu a prachové rudy ochladí na přibližně 800 eC.
V redukčním cyklonu 12 se redukce frakce A rudy redukčním plynem dokončí a frakce A rudy se účinkem cyklonu 12 z redukčního plynu oddělí. Pak se zredukovaná ruda 141 vynášecím zařízením 14 dostane do vedení 5 a plynem je vefukována přímo do taviči zóny tavícího zplyňovače 1, a to buď do roviny dmýchání kyslíku, nebo nad touto rovinou dmýchání kyslíku do oblasti horního pevného lože II z koksu.
Jemná frakce 8 rudy, zbylá v uklidňovací zóně IV tavícího zplyňovače 1, o zrnění nad 0,2 mm /a maximálně do 0,5 mm/, se sice v uklidňovací zóně IV také předredukuje, nemůže však být proudem redukčního plynu vynesena a dostane se působením tíhy vířivou vrstvou III do horního pevného lože II, popřípadě do dolního pevného lože I, přičemž se úplně zredukuje a nataví.
Frakce rudy s průměrem částic větším než 0,5 mm nemohou být jednotkou, znázorněnou na obrázku 1, zpracovány, jelikož již nemohou být v tavícím zplyňovači 1 uspokojivě doredukovány.
-4CZ 279991 B6
Zpracováni takové rudy dovoluje provedení zařízení podle vynálezu, znázorněné na obrázku 2. Od varianty podle obrázku 1 se liší tím, že do potrubí 9 redukčního plynu je zařazen mezi tavící zplyňovač 1 a redukční cyklon 12 redukční reaktor 21, který vykazuje dávkovači zařízení 13' pro přídavné materiály a vsázecí ústrojí 71 pro rudu a vynášecí zařízení 22 pro zredukovanou jemnou rudu.
Uvnitř redukčního prostoru redukčního reaktoru 21 se udržuje vířivá vrstva V z rudy a z redukčního plynu z tavícího zplyňovače 1, která se vefukuje v rovině dyšen 23., jež jsou napájeny potrubím 9 redukčního plynu. Nad vířivou vrstvou V se nachází uklidňovací zóna VI. Na vynášecí zařízení 22 navazuje vedení 24 pro zredukovanou rudu, které ústí do vedení 5.
Ostatní díly zařízení na obrázku 2 odpovídají dílům, znázorněným na obrázku 1, jež byly shora popsány.
Provedení zařízení podle vynálezu, znázorněné na obrázku 2, se hodí obzvláště ke zpracování jemných rud s částicemi o průměru až do 1,0 mm. Tato ruda se vsází vsázecím ústrojím 7 1 do uklidňovací zóny VI redukčního reaktoru 21 s protiproudně vedeným redukčním plynem, který se vyrábí v tavícím zplyňovači 1 a potrubím 9 redukčního plynu se vefukuje do spodní části redukčního reaktoru 21, částečně se redukuje, přičemž se vířivá vrstva V udržuje ve zvířeném stavu. Analogicky jako u uklidňovací zóny IV tavícího zplyňovače 1 podle obrázku 1, se redukční plyn pokračujícím potrubím 9 redukčního plynu, které vede z horního dílu redukčního reaktoru 21, zavádí do redukčního cyklonu 12, přičemž spolu unáší předredukovanou frakci A rudy o zrnění do 0,2 mm. Redukce této frakce se v redukčním cyklonu 12 dokončí, jak bylo popsáno u obrázku 1, a zredukovaná frakce A se zavádí do tavícího zplyňovače 1.
Předredukovaná frakce B rudy o zrnění 0,2 až do 1,0 mm, která zbyla v uklidňovací zóně VI, nemůže být redukčním plynem vynesena a působením tíhy se dostává vířivou vrstvou V do spodního konce redukčního reaktoru 21, přičemž se její redukce dokončuje, a odkud je potrubím 5 spolu se zredukovanou frakci A rudy o zrnění do 0,2 mm zaváděna do tavícího zplyňovače 1.
Je výhodné, jestliže je redukční reaktor 21 alespoň ve své spodní části kónický, což uděluje redukčnímu plynu při jeho průchodu rozdílné rychlosti proudění, což podporuje oddělování rudných frakcí. Přes svůj větší průměr vykazují částice frakce B rudy o zrnění nad 0,2 mm po vyneseni z redukčního prostoru téměř stejnou vysokou kovnatost, jako zredukovaná frakce A rudy o zrnění do 0,2 mm z redukčního cyklonu 12, jelikož větší částice jsou ve vířivé vrstvě po dostatečně dlouhou dobu ve styku s redukčním plynem.
Zpracování rud s ještě širší granulometrií se daří v zařízení, které je v podstatě postaveno analogicky jako zařízení, znázorněné na obrázku 2, v redukčním reaktoru 21 však má dodatečně ještě pevné lože VII z rudy, které se nachází pod vířivou vrstvou
V. Dvě taková provedení zařízení podle vynálezu jsou znázorněna na obrázcích 3 a 4.
-5CZ 279991 B6
Zařízení podle obrázku 3 se hodí ke zpracování rud, jejichž zrnění může dosahovat až 5 mm. Jeho provoz je v podstatě stejný jako u zařízení, znázorněného na obrázku 2. Ruda se rovněž vnáší vsázecím ústrojím 71 do uklidňovací zóny VI redukčního reaktoru 21, načež předredukce, oddělování frakce A rudy o zrnění do 0,2 mm a její konečná redukce v redukčním cyklonu 12 probíhá tak, jak výše uvedeno. Frakce B rudy o zrnění nad 0,2 mm, která v daném případě má zrnění od 0,2 mm do 5 mm, se dostává vířivou vrstvou V, přičemž částice rud o zrnění do 2 mm se v podstatě úplně zredukují a mohou proto být vynášecím zařízením 26 odebrány ze spodní části vířivé vrstvy V vedením 25, které navazuje na vedení 5 a mohou být společně se zredukovanou frakcí A - jak popsáno - zavedeny do tavícího zplyňovače 1.
Předredukovaná část rudy, zbylá ve vířivé vrstvě V, o zrnění 2 mm až 5 mm se dostává působením tíhy až k pevnému loži VII, tímto ložem proniká, přičemž je ruda dále redukována. Nakonec se jímá ve vynášecím zařízením 221 vedení 24', a plynem, který je odebírán z potrubí 191 se vefukuje injektorem 201 do tavícího zplyňovače 1 do rozhraní mezi vířivou vrstvou III a horním pevným ložem II /redukční zóna tavícího zplyňovače/, kde se doredukuje, případně roztaví na surové železo.
Při zpracování rud se širokou granulometrií s průměry zrn až přes 1 mm jsou na redukční reaktory 21 z hlediska frakcionování rudy kladeny zvláštní požadavky. Vzhledem k tomu je reaktor 21, znázorněný na obr. 3, nejenom ve spodní části kónický, ale má také dvě roviny dyšen 23., 231 redukčního plynu, v nichž může být řízena síla proudu plynu a tím jsou také řízeny rychlosti vznosu nebo propadání frakcí zrn. Ukázalo se, že k optimálnímu oddělovacímu účinku kolísá hranice mezi pevným ložem VII rudy a vířivou vrstvou V rudy v kónické oblasti redukčního reaktoru 21 mezi oběma rovinami dyšen 23., 23 1 .
Působením redukčního plynu, přiváděného do horní roviny dyšen 23., se dosahuje především fluidizace, frakcionizace a redukce malých částic rudy, zatímco redukční plyn, přiváděný přes spodní rovinu dyšen 231, redukuje především hrubou frakci rudy.
Zpracování s granulometrií, odpovídající částicím o průměru až do 20 mm, s výhodou do 10 mm, se daří v zařízení podle obr. 4, které v podstatě odpovídá povedení, znázorněnému na obr. 3, kde však je hrubá frakce rudy /odpovídající průměru částic více než 2 mm/ vsázena vynášecím zařízením 26 redukčního reaktoru 21 přímo do uklidňovací zóny IV tavícího zplyňovače 1.
Do potrubí redukčního plynu 9, a to mezi tavící zplyňovač 1 a redukční reaktor 21 je u varianty, znázorněné na obr. 4, podle vynálezu zařazen další cyklon 27 k odlučovací eventuálně strženého uhelného prachu, který se jímá přes vynášecí zařízení 28 ve vedení 29 a pomocí chladicího plynu se vefukuje do tavícího zplyňovače 1 do jeho horní oblasti vířivé vrstvy III nebo do jeho uklidňovací zóny IV. Dýzy 30 vykazují ještě přívod 31 kyslíku. Chladicím plynem je redukční plyn, zbavený uhelného prachu z tavícího zplyňovače 1, který se odebírá z potrubí 9 redukčního plynu a chladí se v chladiči 32, vede se potrubím 33 chladicího plynu k dmychadlu 34 chladicího vzduchu, kde se stlačuje a nakonec se odvádí do potrubí 29. Alternativně může být chladicím plynem
-6CZ 279991 B6 napájeno také potrubí 9 redukčního plynu zpětným vedením 35. K vefukování uhelného prachu se může místo chladicího plynu použít také dusíku, který může být do potrubí 29 přiváděn v kterémkoliv místě.
Když redukční plyn proběhl chladičem 32, může být také zaveden do potrubí 37 plynu vedením 36.
Funkce varianty, znázorněné na obr. 4 zařízení podle vynálezu, odpovídá funkci zařízení, popsaného na obr. 3. Ruda se vsází do redukčního reaktoru 21, frakce A se vynáší redukčním plynem, v redukčním cyklonu 12 se doredukuje a jak bylo výše popsáno, přivádí se do tavícího zplyňovače 1, přičemž zredukované frakce mohou být vefukovány plynem, dusíkem nebo jiným inertním plynem. Ruda, zbylá v uklidňovací zóně VI redukčního reaktoru 21, se dostává působením tíže do vířivé vrstvy V rudy, ve které se jednotlivé částice rudy o průměru menším než 2 mm prakticky dokonale zredukují a z vířivé vrstvy V se vynášejí. Zbylá ruda se dostává dále pevným ložem VII rudy, které se v provedení, znázorněném na obr. 4, rozprostírá nad horní rovinou dyšen 23 dmýchání redukčního plynu, dále se přitom redukuje, načež se vsází do uklidňovací zóny IV tavícího zplyňovače 1, kde prochází vířivou vrstvou III a horním pevným ložem II, respektive dolním pevným ložem I z koksu, přičemž se dokonale redukuje a roztaví na surové železo.
V následujícím příkladu je sestaveno několik typických údajů způsobu podle vynálezu, kterých bylo dosaženo provozem podle vynálezu podle obr. 4.
Příklad 1
Analýza vsazeného uhlí /hodnoty se vztahují na vzorek prostý vody/ uvedeno v % hmotnosti uhlík vodík dusík kyslík síra popel železo vázaný uhlík
81,4 %
4.8 %
1,4 %
5.8 %
0,5 %
6,2 %
30.9 % /v popelu/
62.9 %
Analýza zpracovávané železné rudy (v % hmotnosti)
železo 66,9 %
oxid železnatý 0,58 %
oxid železitý 95,0 %
oxid vápenatý 0,025
oxid horečnatý 0,13 %
oxid křemičitý 0,6 %
oxid hlinitý 1,31 %
oxid manganatý 0,38 %
ztráta žíháním 1,60 %
-7CZ 279991 B6
Granulometrie zpracovávané železné rudy /sítová analýza/
5 % 10 mm
10 % 6,3 až 10 mm
18 % 3,15 až 6,3 mm
42 % 1,0 až 3,15 mm
25 % méně než 1,0 mm
K výrobě redukčního plynu bylo zplyněno 7 tun uhlí za hodinu při složení uhlí ze shora uvedené analýzy v zařízení podle obr. 4, k čemuž bylo spotřebováno 580 m3 kyslíku na jednu tunu surového železa. Čistota kyslíku obnášela 95 až 98 %. Za hodinu bylo získáno přibližně 14 000 m redukčního plynu o následujícím složení (v % hmotnosti) oxid uhelnatý 66,2 % oxid uhličitý 4,5 % dusík 0,5 % vodík 28,5 % metan 0,3 %
Rychlosti proudění v prázdném potrubí tavícího zplyňovače 1 a redukčního reaktoru 21 se pohybují mezi 0,3 až 0,5 m/s, naproti tomu rychlosti proudění v prázdném potrubí mezi oběma dmýchacími rovinami dyšen 23, 23' redukčního reaktoru 21 obnášejí
1,5 až 3 m/s.
Zpracovalo se 12,85 tun železné rudy za hodinu, přičemž tavící výkon obnáší 8,1 tun surového železa za hodinu. Surové železo obsahuje vedle železa následující složky (v % hmotnosti)

Claims (9)

1. Způsob výroby tekutého surového železa tavící redukcí železných rud s různým zrněním, jež obsahují podíl frakce A rudy o zrnění do 0,2 mm, přičemž je ruda redukčním plynem předredukována, předredukovaná ruda je dokonale doredukována a roztavena v tavícím zplyňovači na tekuté surové železo, vyznačený tím, že předredukovaná frakce /A/ rudy o zrnění do 0,2 mm se vrstvami větru redukčního plynu odděluje od frakce /B/ rudy o zrnění nad 0,2 mm, obě frakce /A, B/ se odděleně doredukují a přivádějí se do tavící zóny tavícího zplyňovače /1/.
2. Způsob podle nároku 1, vyznačený tím, že frakce /A/ rudy se doredukuje v redukčním cyklonu /12/.
3. Způsob podle nároků 1 nebo 2, vyznačený tím, že frakce /B/ rudy se zrněním 0,2 mm až 2,0 mm, se působením tíhy vede vířivou vrstvou, kterou proudí redukční plyn, do ukončení redukce.
4. Způsob podle nároků laž 3, vyznačený tím, že doredukované frakce rudy se přivádějí do tavícího zplyňovače /1/ v oblasti roviny dmýchání kyslíku, nebo nad touto rovinou do oblasti koksového lože.
5. Způsob podle nároků 1, 2 a 4, vyznačený tím, že frakce /B/ se zrněním 0,2 až 5,0 mm se vede působením tíhy vířivou vrstvou, kterou proudí redukční plyn, načež se oddělí podíl frakce /B^/ rudy se zrněním pod 2,0 mm a podíl frakce /B2/ rudy se zrněním nad 2,0 mm se působením tíhy ještě dodatečně vede pevným ložem, kterým proudí redukční plyn, přičemž se dále redukuje.
6. Způsob podle nároku 5, vyznačený tím, že podíl frakce /B·^/ rudy se přivádí po redukci do tavícího zplyňovače /1/ v oblasti roviny dmýchání kyslíku, nebo nad touto rovinou v oblasti koksového lože /11/, a podíl frakce /B2/ rudy se přivádí po redukci do tavícího zplyňovače /1/ nad rovinu dmýchání kyslíku.
7. Způsob podle nároku 6, vyznačený tím, že frakce /B2/ rudy vykazující ještě dodatečně zrnění až do 20 mm, s výhodou do 10 mm, se vnáší do uklidňovací zóny /IV/ tavícího zplyňovače /1/.
8. Zařízení pro provádění způsobu podle nároků 1 až 7, vyznačené tím, že sestává z tavícího zplyňovače /1/ s redukčním cyklonem /12/, přičemž redukční cyklon /12/ je na vynášecí straně spojen transportním zařízením /5, 5'/ pro zredukovanou železnou rudu /14'/ se spodním dílem tavícího zplyňovače /1/, a z uklidňovací zóny /IV/ tavícího zplyňovače /1/ vede potrubí /9/ redukčního plynu k redukčnímu cyklonu /12/.
9. Zařízení podle nároku 8, vyznačené tím, že v potrubí /9/ redukčního plynu je mezi taviči zplyňovač /1/ a redukční cyklon /12/ vřazen redukční reaktor /21/, který vykazuje vířivou vrstvu /V/, vytvářenou redukčním plynem nad pevným ložem /VII/, a na vynášecí straně je spojen přes alespoň jedno transportní zařízení /24, 25, 24', 25'/ pro zredukovanou železnou rudu s tavícím zplyňovačem /1/.
CS895909A 1988-10-25 1989-10-18 Způsob výroby tekutého surového železa tavicí redukcí železných rud a zařízení k provádění tohoto způsobu CZ279991B6 (cs)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
AT0264288A AT390622B (de) 1988-10-25 1988-10-25 Verfahren und anlage zur herstellung von fluessigem roheisen

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CZ590989A3 CZ590989A3 (en) 1995-04-12
CZ279991B6 true CZ279991B6 (cs) 1995-09-13

Family

ID=3537923

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CS895909A CZ279991B6 (cs) 1988-10-25 1989-10-18 Způsob výroby tekutého surového železa tavicí redukcí železných rud a zařízení k provádění tohoto způsobu

Country Status (16)

Country Link
US (1) US4978387A (cs)
EP (1) EP0368835B1 (cs)
JP (1) JP2955306B2 (cs)
KR (1) KR0129765B1 (cs)
CN (1) CN1022048C (cs)
AT (1) AT390622B (cs)
AU (1) AU626325B2 (cs)
BR (1) BR8905412A (cs)
CA (1) CA1338125C (cs)
CZ (1) CZ279991B6 (cs)
DD (1) DD297844A5 (cs)
DE (2) DE3932182C2 (cs)
RU (1) RU1813099C (cs)
SK (1) SK590989A3 (cs)
UA (1) UA15505A (cs)
ZA (1) ZA897703B (cs)

Families Citing this family (43)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE3723137C1 (de) * 1987-07-13 1989-03-16 Voest Alpine Ind Anlagen Vorrichtung zur Beschickung eines Einschmelzvergasers mit Vergasungsmitteln und Eisenschwamm
DE4041936C1 (cs) * 1990-12-27 1992-09-24 Deutsche Voest-Alpine Industrieanlagenbau Gmbh, 4000 Duesseldorf, De
BE1006828A3 (fr) * 1991-07-12 1995-01-03 Elsen Tooling Ireland Ltd Procede en vue de la preparation de metaux, et en particulier de fer, a partir de minerais oxydes, a une temperature de reduction quelconque, dans un four de reduction a gouttes.
AT401777B (de) * 1992-05-21 1996-11-25 Voest Alpine Ind Anlagen Verfahren und anlage zur herstellung von flüssigen roheisen oder flüssigen stahlvorprodukten
US5397376A (en) * 1992-10-06 1995-03-14 Bechtel Group, Inc. Method of providing fuel for an iron making process
US5354356A (en) * 1992-10-06 1994-10-11 Bechtel Group Inc. Method of providing fuel for an iron making process
US5320676A (en) * 1992-10-06 1994-06-14 Bechtel Group, Inc. Low slag iron making process with injecting coolant
US6197088B1 (en) 1992-10-06 2001-03-06 Bechtel Group, Inc. Producing liquid iron having a low sulfur content
AT404735B (de) * 1992-10-22 1999-02-25 Voest Alpine Ind Anlagen Verfahren und anlage zur herstellung von flüssigem roheisen oder flüssigen stahlvorprodukten
DE4240194C1 (de) * 1992-11-30 1994-06-01 Bogdan Dipl Ing Vuletic Verfahren zur Herstellung von Roheisen aus Feinerz und Vorrichtung zu seiner Durchführung
DE4326562C2 (de) * 1993-08-07 1995-06-22 Gutehoffnungshuette Man Verfahren und Vorrichtung zur Direktreduktion von Feinerzen bzw. Feinerzkonzentraten
US5958107A (en) * 1993-12-15 1999-09-28 Bechtel Croup, Inc. Shift conversion for the preparation of reducing gas
KR100226897B1 (ko) * 1994-12-26 1999-10-15 이구택 용철제조용 고온 예비환원 분철광석의 괴성화방법
KR100241009B1 (ko) * 1995-12-29 2000-03-02 이구택 용융환원공정에서의 미분광취입방법
AT403381B (de) 1996-06-10 1998-01-26 Voest Alpine Ind Anlagen Verfahren und anlage zum chargieren von metallträgern in eine einschmelzvergasungszone
KR100276324B1 (ko) * 1996-12-20 2000-12-15 이구택 용융환원 장치 및 이를 이용한 용융선철 제조방법
KR100264993B1 (ko) 1996-12-23 2000-09-01 이구택 산소풍구전단에 형성되는 침투길이의 최적유지 장치 및 방법
DE19706348C1 (de) * 1997-02-07 1998-09-03 Ferrostaal Ag Vorrichtung zur Direktreduktion von Feinerzen
US5938815A (en) * 1997-03-13 1999-08-17 The Boc Company, Inc. Iron ore refining method
AU725970B2 (en) 1997-05-02 2000-10-26 Pohang Iron & Steel Co., Ltd. Apparatus for manufacturing molten iron by using calcination furnace, and manufacturing method therefor
SK124299A3 (en) 1997-12-20 2000-05-16 Pohang Iron Steel Co Ltd Apparatus for manufacturing molten pig iron and reduced iron by utilizing fluidized bed, and method therefor
KR100241010B1 (ko) 1997-12-22 2000-03-02 이구택 환원분광의 용융가스화로내로의 직접장입장치
US6132489A (en) * 1998-07-06 2000-10-17 Hylsa, S.A. De C.V. Method and apparatus for reducing iron-oxides-particles having a broad range of sizes
US6224649B1 (en) 1998-07-06 2001-05-01 Hylsa, S.A. De C.V. Method and apparatus for reducing iron-oxides-particles having a broad range of sizes
AT407052B (de) * 1998-08-13 2000-12-27 Voest Alpine Ind Anlagen Verfahren zur herstellung von flüssigem roheisen
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
KR100368287B1 (ko) * 2000-08-23 2003-01-24 주식회사 포스코 일반탄 및 분철광석을 이용한 용철제조설비에서 미분광석추가장입장치
KR100584732B1 (ko) * 2001-04-27 2006-05-30 주식회사 포스코 일반탄을 이용하는 용철제조공정에서의 폐기물 재활용방법
AT411265B (de) * 2002-02-14 2003-11-25 Voest Alpine Ind Anlagen Verfahren und vorrichtung zur erzeugung von metallen und/oder metallvorprodukten
US20050151307A1 (en) * 2003-09-30 2005-07-14 Ricardo Viramontes-Brown Method and apparatus for producing molten iron
KR101121197B1 (ko) * 2004-07-30 2012-03-23 주식회사 포스코 일반탄 및 분철광석을 직접 사용하는 용융가스화로에 미분탄재를 취입하는 용철제조장치 및 그 용철제조방법
AT413821B (de) * 2004-12-23 2006-06-15 Voest Alpine Ind Anlagen Verfahren und vorrichtung zur erzeugung von metallen und/oder metallvorprodukten
KR100732461B1 (ko) * 2005-12-26 2007-06-27 주식회사 포스코 분철광석의 장입 및 배출을 개선한 용철제조방법 및 이를이용한 용철제조장치
CN100455678C (zh) * 2006-01-25 2009-01-28 中冶赛迪工程技术股份有限公司 熔融还原炉喷吹煤粉工艺
KR100840232B1 (ko) * 2006-12-22 2008-06-20 주식회사 포스코 용철제조장치 및 방법
CN101910421B (zh) * 2007-12-28 2013-04-24 Posco公司 用于预测熔融气化炉的压强急剧下降的方法和用于控制制铁工艺中的压强的方法
WO2009084750A1 (en) * 2007-12-28 2009-07-09 Posco Apparatus and method for recovering excess gas generated in ironmaking process
AT506949B1 (de) * 2008-12-19 2010-01-15 Siemens Vai Metals Tech Gmbh Verfahren zur herstellung von flüssigen metallen
EP2341307A1 (en) * 2009-12-22 2011-07-06 Tata Steel IJmuiden BV Method and apparatus for continuous combined melting and steel making
EP2631305A1 (de) * 2012-07-09 2013-08-28 Siemens VAI Metals Technologies GmbH Verbund von Wirbelschichtreduktionsverfahren und Direktreduktionsverfahren
CN106566904B (zh) * 2016-11-02 2018-10-12 朝阳力宝重工集团有限公司 一步还原熔炼铁精矿获得低硫磷生铁的方法
CN109811105B (zh) * 2019-03-28 2021-03-02 东北大学 粉状铁矿石悬浮态直接还原-电弧炉熔炼生产铁水的方法
CN109929959B (zh) * 2019-03-28 2021-03-02 东北大学 一种粉状铁矿石悬浮态直接还原-熔炼生产铁水的方法

Family Cites Families (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE1086256B (de) * 1952-07-23 1960-08-04 Werner Wenzel Dr Ing Verfahren und Einrichtung zur Eisengewinnung aus staubfoermigen bzw. feinkoernigen Eisenerzen mittels Brennstoffen in feinem Verteilungsgrad oberhalb des Schmelzpunktes der nicht gasfoermigen Reaktionsprodukte
FR1153768A (fr) * 1956-06-08 1958-03-21 Armco Int Corp Procédé d'obtention du fer à partir de ses minerais et dispositif pour la réalisation de ce procédé
SE384226B (sv) * 1974-05-20 1976-04-26 Stora Kopparbergs Bergslags Ab Sett vid reduktion av finfordelade jernoxidhaltiga material i flytbedd
DE3328373A1 (de) * 1982-11-15 1984-05-17 Korf Engineering GmbH, 4000 Düsseldorf Verfahren und anlage zur direkten erzeugung von eisenschwammpartikeln und fluessigem roheisen aus stueckigem eisenerz
DE3503493A1 (de) * 1985-01-31 1986-08-14 Korf Engineering GmbH, 4000 Düsseldorf Verfahren zur herstellung von roheisen
DE3535572A1 (de) * 1985-10-03 1987-04-16 Korf Engineering Gmbh Verfahren zur herstellung von roheisen aus feinerz
AU596758B2 (en) * 1987-11-13 1990-05-10 Jp Steel Plantech Co. Metal-making apparatus involving the smelting reduction of metallic oxides

Also Published As

Publication number Publication date
US4978387A (en) 1990-12-18
DE3932182C2 (de) 1995-03-16
JPH02156010A (ja) 1990-06-15
KR0129765B1 (ko) 1998-04-17
EP0368835A1 (de) 1990-05-16
AT390622B (de) 1990-06-11
ZA897703B (en) 1990-07-25
SK278799B6 (sk) 1998-03-04
BR8905412A (pt) 1990-05-22
RU1813099C (ru) 1993-04-30
KR900006525A (ko) 1990-05-08
EP0368835B1 (de) 1994-03-09
DD297844A5 (de) 1992-01-23
ATA264288A (de) 1989-11-15
CN1042185A (zh) 1990-05-16
CA1338125C (en) 1996-03-12
CN1022048C (zh) 1993-09-08
JP2955306B2 (ja) 1999-10-04
AU4248289A (en) 1990-05-03
CZ590989A3 (en) 1995-04-12
UA15505A (uk) 1997-06-30
DE3932182A1 (de) 1990-04-26
SK590989A3 (en) 1998-03-04
DE58907174D1 (de) 1994-04-14
AU626325B2 (en) 1992-07-30

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CZ279991B6 (cs) Způsob výroby tekutého surového železa tavicí redukcí železných rud a zařízení k provádění tohoto způsobu
CZ282597B6 (cs) Způsob výroby kapalného surového železa nebo kapalných předproduktů oceli a zařízení k provádění tohoto způsobu
CA1228234A (en) Process and an arrangement for producing molten pig iron or steel pre-products
CS264123B2 (en) Method of preparing particles of spongy iron and liquid steel and device for making this method
PL174365B1 (pl) Sposób i układ do wytwarzania surówki z rud żelaza
US5948139A (en) Process for the production of molten pig iron or steel pre-products and a plant for carrying out the process
CA2255811C (en) Process for the treatment of particulate matter by fluidisation, and vessel with apparatus to carry out the treatment
KR100240810B1 (ko) 용융선철 또는 강 시제품의 제조방법 및 이를 수행하기 위한 플랜트
US6264722B1 (en) Process for producing liquid pig iron or intermediate steel products and installation for implementing it
RU2175675C2 (ru) Способ получения жидкого чушкового чугуна или жидких полуфабрикатов стали
US4670049A (en) Oxygen blast furnace for direct steel making
US6454833B1 (en) Process for producing liquid pig iron or semifinished steel products from iron-containing materials
CZ297011B6 (cs) Zpusob výroby redukcního plynu, slouzícího pro redukci kovové rudy a zarízení pro provádení tohoto zpusobu
US6197088B1 (en) Producing liquid iron having a low sulfur content
KR20000023703A (ko) 금속매체를 용융가스화로에 장입하는 방법
KR100466634B1 (ko) 용융선철또는용강중간제품을생산하는방법및그설비
JP2023055665A (ja) 精錬炉又は反応炉に投入する粉原料の事前処理方法及び精錬炉又は反応炉の操業方法
KR20000016517A (ko) 금속물질을 용융가스화대 내에 장입하는 방법
JP2000503353A (ja) 鉄含有材料から液状銑鉄または鋼予備製造物を製造する方法

Legal Events

Date Code Title Description
IF00 In force as of 2000-06-30 in czech republic
MM4A Patent lapsed due to non-payment of fee

Effective date: 20011018