PL179668B1

PL179668B1 - Sposób i urzadzenie do wytwarzania zelaza ze zwiazków zelaza PL PL PL PL PL

Info

Publication number: PL179668B1
Application number: PL95309418A
Authority: PL
Inventors: Johannes Geleijn Bernard; Hendrikus Koenraad Albe Meijer; Cornelis Pieter Teerhuis
Original assignee: Hoogovens Staal Bv
Priority date: 1994-07-01
Filing date: 1995-06-29
Publication date: 2000-10-31
Also published as: ATE199940T1; ES2156188T3; AU691908B2; NL9401103A; DE69520391T2; DE69520391D1; EP0690136B1; EP0690136A1; BR9503034A; AU2179395A; RU2143005C1; CA2153081C; RU95110772A; ZA955312B; CN1123840A; CN1040774C; KR0156813B1; US5639293A; CA2153081A1; PL309418A1

Description

Przedmiotem wynalazku jest sposób i urządzenie do wytwarzania żelaza ze związków żelaza.

Wytwarzanie żelaza, zwłaszcza żeliwa przebiega w dwuetapowym procesie, obejmującym najpierw wstępną redukcję związków żelaza w górnej komorze o ścianach z symetrią obrotową i pionową osią, a następnie dalszą redukcję związków żelaza w dolnej komorze umieszczonej poniżej pierwszej. W dolnej komorze zachodzi dalsza redukcja związków żelaza w obecności dostarczanego paliwa i tlenu, a utworzony gaz redukujący przesyła się w górę do górnej komory. W ten sposób doprowadza się do wstępnej redukcji. W celu podtrzymania spalania w gazie redukującym w górnej komorze dostarcza się do niej tlen, tak więc związki żelaza co najmniej częściowo ulegają stopieniu i spływają do dolnej komory.

Sposób i urządzenie tego rodzaju są znane z holenderskiego zgłoszenia patentowego nr 257692 (odpowiadającego francuskiemu zgłoszeniu patentowemu nr Al314435). Podobny opis znajduje się w Steel Times International, Wielka Brytania 1993, marzec, nr 2, str. 24. Górna komora jest znana jako cyklon topiący lub wstępny reduktor cyklonowy. Znane są inne dwustopniowe procesy wstępnej redukcji związków żelaza, na przykład proces w reaktorze ze złożem fluidalnym. Jednak wstępnie zredukowane związki żelaza ze złoża

179 668 fluidalnego w tym procesie wprowadza się w stanie stałym do zbiornika metalurgicznego, tak zwanego reddora wytapiającego. Stawia to wysokie wymagania odnośnie do procesu spalania końcowego gazów reakcyjnych w tym reaktorze ze względu na konieczność wytworzenia w nim dostatecznej ilości ciepła. Topienie substancji przeprowadza się tylko częściowo za pomocą ciepła wyzwalanego ponad jej powierzchnią. W procesie typu procesu według wynalazku spalanie końcowe może zachodzić w górnej komorze, a ciepło wyzwolone przenosi się bezpośrednio do związków żelaza.

Niniejszy wynalazek jest owocem studiów nad tego typu procesem, nowego i głębszego spojrzenia na jego technologię.

Celem wynalazku jest opracowanie ulepszonego, łatwego w realizacji sposobu i urządzenia do wytwarzania żelaza ze związków żelaza, a w szczególności wstępnej redukcji związków żelaza w cyklonie topiącym.

Sposób wytwarzania żelaza ze związków żelaza, polegający na wstępnej redukcji związków żelaza w górnej komorze o ścianach zasadniczo z symetrią obrotową wokół pionowej osi i dalszej redukcji związków żelaza w dolnej komorze umieszczonej poniżej górnej komory, przy czym do dolnej komory dostarcza się paliwo i tlen, a utworzony gaz redukujący przesyła się w górę do górnej komory oraz związki żelaza i tlen wprowadza się do górnej komory, i spala się gaz redukujący w górnej komorze oraz co najmniej częściowo stapia się związki żelaza w górnej komorze i powoduje ich spływanie w dół wzdłuż ściany górnej komory w kierunku dolnej komory, charakteryzuje się według wynalazku tym, że wprowadza się związki żelaza do górnej komory w postaci rozdrobnionej, przy pomocy jednego lub kilku strumieni gazu nośnego, zawierającego związki żelaza oraz wprowadza się jeden lub kilka strumieni, zawierających co najmniej część tlenu, oddzielnie od strumienia lub strumieni związków żelaza do górnej komory, przy czym stosuje się prędkość wprowadzania tlenu w strumieniu lub strumieniach większą od prędkości wprowadzania związków żelaza, i kierunek strumienia lub strumieni tlenu o składowej stycznej: względem osi górnej komory, oraz wybiera się taką prędkość wprowadzania związków żelaza, że ich cząstki osiągają ścianę górnej komory w stanie co najmniej częściowo stopionym.

Korzystnie wprowadza się liczne strumienie zawierające związki żelaza i liczne strumienie tlenu do górnej komory.

Strumień zawierający związki żelaza i strumień tlenu kieruje się blisko siebie lub powoduje się ich przecinanie w górnej komorze.

Gaz redukujący przechodzący przez górną komorę ma średnią prędkość osiową co najmniej 5 m/s.

W górnej komorze utrzymuje się ciśnienie od 0,1 do 0,6 MPa.

Korzystnie stosuje się prędkość wprowadzania tlenu wynoszącą co najmniej 50 m/s lub stosuje się prędkość wprowadzania tlenu wynoszącą co najmniej 100 m/s.

Zgodnie ze sposobem według wynalazku stosuje się prędkość wprowadzania związków żelaza wynoszącą od 5 do 40 m/s.

Korzystnie wprowadza się cząstki związków żelaza o rozmiarach od 0,05 do 5 mm.

Nośnikiem dla związków żelaza jest gazowy tlen.

Co najmniej połowę związków żelaza wprowadza się do dolnej części górnej komory.

Urządzenie do wytwarzania żelaza ze związków żelaza, zawierające górną komorę o ścianach z symetrią obrotową wokół w zasadzie pionowej osi tej komory, elementy dostarczające związki żelaza i tlen do górnej komory, przewód odprowadzający gazy procesowe z górnej komory, dolną komorę umieszczoną pod górną komorą i połączoną z nią przepływowo oraz elementy dostarczające paliwo i tlen do dolnej komory, odznacza się według wynalazku tym, że elementy dostarczające związki żelaza i tlen do górnej komory stanowi wiele dysz dla cząstek dostarczających strumienie związków żelaza w postaci cząstek niesionych przez gaz nośny, oraz wiele dysz tlenowych, przy czym dysze dla cząstek i dysze tlenowe są umieszczone w ścianie górnej komory i ukierunkowanie co najmniej jednej z dysz tlenowych ma składową styczną względem osi górnej komory.

Ściana górnej komory ma kształt zasadniczo okrągłego cylindra i stosunek wysokości do średnicy równy co najmniej 1.

Korzystnie stosunek wysokości do średnicy ściany górnej komory wynosi co najmniej 2.

Dysze dla cząstek są rozmieszczone na wielu różnych wysokościach w górnej komorze.

179 668

Na każdej wysokości znajduje się grupa złożona z dwu dysz dla cząstek umieszczonych po dokładnie przeciwnych stronach ściany górnej komory, skieroyanych w kierunku zasadniczo poziomym, o tym samym kierunku styczności względem osi górnej komory i stycznych do okręgu o średnicy od 0,25 do 0,75 razy mniejszej od średnicy górnej komory.

Dysze dla cząstek są umieszczone wzdłuż wielu spiral na ścianie górnej komory.

Dysze dla cząstek z każdej grupy są obwodowo umieszczone naprzemiennie wokół osi co 120° w odniesieniu do dysz dla cząstek z każdej sąsiadującej grupy dysz dla cząstek.

Dysze tlenowe są rozmieszczone na wielu różnych wysokościach w górnej komorze.

Dysze tlenowe są ułożone w grupy na wielu wysokościach i odpowiednio przyporządkowane grupom, dysz dla cząstek, przy czym każda grupa dysz tlenowych umieszczonych na ścianie górnej komory znajduje się na tej samej lub mniejszej wysokości niż przyporządkowana grupa dysz dla cząstek.

Każda grupa dysz tlenowych jest złożona z dwu dysz tlenowych umieszczonych z dokładnie przeciwnych stron ściany górnej komory, i skierowanych zasadniczo poziomo, o tym samym kierunku styczności względem osi górnej komory i stycznych do okręgu o średnicy od 0,25 do 0,75 razy mniejszej od średnicy górnej komory.

Korzystnie okrąg dla dysz tlenowych jest mniejszy niż okrąg dla dysz dla cząstek. Przewód odprowadzający górnej komory jest zasadniczo współosiowy z górną komorą. Dolna komora jest zasadniczo współosiowa z górną komorą.

Połączenie wymienionych środków technicznych ma duże znaczenie dla sposobu według wynalazku. Związki żelaza i tlen muszą być wprowadzane oddzielnie do górnej komory, aby mogły mieć różne szybkości. Szybkość wprowadzania tlenu wynosi korzystnie co najmniej 50 m/s, a korzystniej co najmniej 100 m/s. W przeciwieństwie do tego szybkość wprowadzania związków żelaza wynosi korzystnie od 5 do 40 m/s. Przy mniejszej szybkości związków żelaza większa ich część może nie osiągnąć ściany górnej komory, podczas gdy przy większej trwałości ściany mogłaby się znacznie zmniejszyć. Jednak szybkość tlenu musi być większa i musi zawierać składową styczną w celu spowodowania rotacji gazu redukcyjnego dzięki przeniesieniu pędu. Ten ruch obrotowy ma niejednakowe znaczenie dla wszystkich cząstek związku żelaza. Duże i największe cząstki osiągają ścianę górnej komory po prostu pod własnym ciężarem. Mniejsze i najmniejsze cząstki są niesione przez gaz redukujący w górę wzdłuż osi. Ruch obrotowy gazu odwirowuje te cząstki, zatrzymując je w górnej komorze. Pozwala to na bardzo skuteczne zatrzymywanie cząstek żelaza.

W celu optymalnego prowadzenia procesu związki żelaza i tlen korzystnie wprowadza się do górnej komory w postaci wielu strumieni, najlepiej rozłożonych wzdłuż wysokości górnej komory. Pozwala to na intensywne wykorzystanie objętości górnej komory.

Ponadto korzystne jest, aby strumień związków żelaza i strumień tlenu były skierowane tak, aby przechodziły blisko siebie lub przecinały się w górnej komorze. Powoduje to, że w punkcie ich przecięcia powstaje miejsce o wysokiej temperaturze, gdzie zachodzi spalanie gazu redukującego w strumieniu związków żelaza, a ciepło spalania przechodzi co najmniej w części do związków żelaza i topi je co najmniej częściowo. Polepsza to wstępną redukcję związków żelaza zarówno dzięki ich chemicznej redukcji jak i prawdopodobnie także dzięki termicznemu rozkładowi.

Średnia prędkość osiowa gazu redukującego podczas jego przechodzenia ku górze górnej komory wynosi korzystnie co najmniej 5 m/s. Ciśnienie (absolutne) w górnej komorze wynosi korzystnie 0,1 do 0,6 MPa. Intensyfikuje to proces w górnej komorze.

Korzystnie do górnej komory nie dostarcza się dodatkowego paliwa. Odkryto, że chociaż dodatkowe paliwo dostarczane do górnej komory w uzupełnieniu redukującego gazu spala się w górnej komorze, stopień spalania gazu procesowego z dolnej komory może maleć. Zatem sumarycznie nadwyżkowe paliwo nie daje żadnych korzyści w procesie wstępnej redukcji.

Związki żelaza korzystnie stanowią ziarna o rozmiarach od 0, 05 do 5 mm. Korzyść w tym przypadku wynika z możliwości stosowania naturalnej rudy w postaci dostarczanej z kopalni, a nie konkretnej frakcji koncentratu.

Gaz nośny dla związków żelaza jest korzystnie tlenem. Ulepsza to proces wstępnej redukcji.

179 668

Korzystnie jest wprowadzać związki żelaza jak najniżej do górnej komory, np. tak aby większa ich część została wprowadzona do dolnej części komory, a mniejsza do górnej części komory. Dzięki temu osiąga się ich wysokie zatrzymanie w górnej komorze.

Urządzenie według wynalazku odznacza się tym, że środkiem do dostarczania związków żelaza i tlenu do górnej komory jest pewna ilość dysz dla cząstek wytwarzających strumienie związków żelaza w postaci cząstek niesionych przez gaz nośny, oraz pewna ilość dysz tlenowych wytwarzających strumienie tlenu różne od strumieni związków żelaza, przy czym dysze dla cząstek i dysze tlenowe są umieszczone w ścianie górnej komory, i co najmniej jedna z dysz tlenowych wysyła strumień tlenu o składowej stycznej względem osi górnej komory. Konstrukcja taka pozwala na dobre wykorzystanie górnej komory.

Górna komora ma kształt okrągłego cylindra ze stosunkiem wysokości do średnicy równym co najmniej 1, a korzystnie co najmniej 2. Odkryto, że w szczególności gdy prędkość osiowa gazu redukującego w górnej komorze jest wysoka, duża wartość stosunku wysokości do średnicy sprzyja lepszemu zatrzymywaniu w komorze.

Korzystnie dysze dla cząstek dostarczające związki żelaza są umieszczone na różnych wysokościach na ścianie górnej komory. Na każdej wysokości znajduje się korzystnie grupa złożona z dwu dysz dla cząstek umieszczonych z dokładnie przeciwnych stron ściany górnej komory, wysyłająca strumienie w kierunku zasadniczo poziomym, przy czym dysze te mają ten sam kierunek styczności względem osi górnej komory i są styczne do okręgu o średnicy od 0,25 do 0,75 razy mniejszej od średnicy górnej komory. Tak więc dysze dla cząstek można umieścić wzdłuż wielu spiral na ścianie górnej komory. Dysze dla cząstek z każdej grupy są korzystnie obwodowo umieszczone naprzemiennie wokół osi co 120° w odniesieniu do dysz dla cząstek z każdej sąsiadującej grupy.

Taki układ dysz dla związków żelaza oznacza, że do górnej komory można wprowadzać znaczną ilość związków żelaza, strumienie nie zderzają się ze sobą i osiąga się wysoki przerób końcowy.

Korzystnie dysze tlenowe dostarczające tlen są podobnie rozłożone na różnych wysokościach ściany górnej komory. Dysze tlenowe są korzystnie ustawione w grupach na wielu poziomach i przyporządkowane odpowiednim grupom dysz dla cząstek w taki sposób, że każda grupa dysz tlenowych umieszczona jest na ścianie górnej komory na tej samej łub nieco mniejszej wysokości niż przyporządkowana grupa dysz dla cząstek. Podobnie, każda grupa dysz tlenowych korzystnie składa się z dwu dysz umieszczonych z dokładnie przeciwnych stron ściany górnej komory, skierowanych w kierunku zasadniczo poziomym, przy czym dysze te mają ten sam kierunek styczności względem osi górnej komory i są styczne do okręgu o średnicy od 0,25 do 0,75 razy mniejszej od średnicy górnej komory.

Okrąg dla dysz tlenowych jest korzystnie mniejszy niż odpowiedni okrąg dla dysz dla cząstek.

Zharmonizowanie układu dostarczania tlenu z układem dostarczania związków żelaza w taki sposób pozwala na uzyskanie dobrego przekazywania ciepła do związków żelaza, wysokiego stopnia wstępnej redukcji i dobrego stopnia zatrzymania.

Gazy procesowe korzystnie usuwa się przez przewód odprowadzający w pełni współosiowy z górną komorą. Zapobiega to jego blokowaniu.

Górna i dolna komora znajdują się korzystnie na jednej osi, co upraszcza konstrukcję instalacji.

Jako związki żelaza można stosować konwencjonalne koncentraty rudy w postaci rozdrobnionej. Można też dodawać inne zawierające żelazo substancje, np. pyły wytwarzane w przemyśle stalowym.

Przedmiot wynalazku objaśniono poniżej w przykładzie wykonania na rysunku, na którym fig.l przedstawia schematycznie urządzenie według wynalazku do wytwarzania żeliwa, wraz z cyklonem topiącym, fig. 2 przedstawia bardziej szczegółowo cyklon topiący z fig. 1, fig. 3 jest diagramem przekroju w płaszczyźnie ΙΠ-ΠΓ z fig. 2 cyklonu topiącego z fig. 2, fig. 4 jest diagramem przekroju w płaszczyźnie IV-IV' z fig. 2, fig. 5 jest diagramem przekroju w płaszczyźnie V-V* z fig. 2 a fig. 6 pokazuje urządzenie testowe z cyklonem topiącym, w którym bada się działanie cyklonu w procesie symulującym sposób według wynalazku.

179 668

W cyklonie topiącym 1 z fig. 1 związki żelaza wprowadza się w postaci cząstek niesionych tlenem jako gazem nośnym przez dysze 2 dla cząstek. Związki żelaza redukuje się wstępnie w cyklonie topiącym 1, po czym spływają one wzdłuż ściany 3 cyklonu topiącego 1 i spadają kroplami do niższego zbiornika metalurgicznego 4, którym jest np. konwertor. Do zbiornika metalurgicznego 4 tlen dostarcza się przy pomocy lancy 5, a paliwo, np. węgiel, wprowadza się przez otwór 6, przy czym związki żelaza podlegają dalszej redukcji do żeliwa, które spływa przez wyjście 7 wraz z utworzonym żużlem. W czasie dalszej redukcji związków żelaza ze zbiornika metalurgicznego 4 uchodzi gorący gaz zawierający CO (i H2), przechodzący do cyklonu topiącego 1. W cyklonie tym w obecności tlenu dostarczanego dyszami tlenowymi 8 zachodzi spalanie i wstępna redukcja związków żelaza. Gaz procesowy usuwa się następnie przewodem odprowadzającym 9 na szczycie cyklonu topiącego. Niewielka ilość związków żelaza z konieczności jest porywana z gazem. Fig. 1 pokazuje również możliwość mieszania stopionej substancji na dnie zbiornika metalurgicznego 4 przez przepuszczanie pęcherzyków gazu obojętnego takiego jak argon wprowadzanego przez otwory 10 na dnie zbiornika.

Figura 2 pokazuje, że cyklon topiący charakteryzuje się stosunkiem wysokości do średnicy wynoszącym ponad 2. Cyklon topiący ma okrągłą cylindryczną komorę, zorientowaną pionowo i współosiowo ze zbiornikiem metalurgicznym 4. Cyklon topiący zawiera współosiowy wylot 11 tworzący przewód odprowadzający 9, chłodzoną wodą powłokę 12 oraz jest wyłożony we wnętrzu ognioodporną powłoką 13. Zbiornik metalurgiczny 4 jest także wyłożony we wnętrzu ognioodporną powłoką 14. Chłodzącą wodę do cyklonu topiącego dostarcza się i usuwa dyszami 15 i 16. Cyklon topiący jest ewentualnie podzielony na sekcje, z których sekcje 17, 18 i 19 są zaopatrzone w dysze dostarczające związki żelaza i tlen.

Dysze 20 dla cząstek dostarczające związki żelaza są umieszczone na ścianie cyklonu topiącego w sekcji 17 w płaszczyźnie III pokazanej na fig. 3. W płaszczyźnie III' nieco poniżej płaszczyzny III są umieszczone w ścianie cyklonu topiącego dysze tlenowe 21 dostarczające tlen, też pokazane na fig. 3. Poniżej płaszczyzn III-III’ umieszczone są w płaszczyznach IV-IV i V-V' kolejne dysze 20 dla cząstek i tlenowe 21 dostarczające związki żelaza i tlen pokazane odpowiednio na fig. 4 i 5. Układ wlotowych dysz dla cząstek związków żelaza i dysz tlenowych w sekcjach 18 i 19 jest identyczny jak w sekcji 17.

Figura 3 pokazuje, że dwie dysze 20 dla cząstek dostarczające związki żelaza, nazywane tu grupą, umieszczone są naprzeciw siebie na ścianie i skierowane są w kierunkach mających składowe styczne, o tym samym kierunku styczności i są styczne do okręgu (22) współosiowego z cyklonem topiącym. Układ ten powtarza się na fig. 4 i 5, należy przy tym rozumieć, że dysze z fig. 4 i 5 są przesunięte o 120° wokół osi względem dysz znajdujących się o poziom wyżej lub niżej. Tak więc dysze dla cząstek dostarczające związki żelaza są umieszczone na spiralach na ścianie cyklonu topiącego.

Układ dysz tlenowych 21 dostarczających tlen odpowiada opisanemu układowi. Jednak dysze tlenowe 21 są umieszczone nieco niżej niż dysze 20 dla cząstek, ponieważ tlen poddany jest wyporowi nieco większemu niż związki żelaza, dzięki osiowej prędkości redukującego gazu w cyklonie topiącym. Dysze tlenowe 21 są podobnie skierowane w kierunkach stykających się z okręgiem 23, który jest jednak większy od okręgu 22.

Strumień związków żelaza 24 wychodzący z dyszy 20 dla cząstek i strumień tlenu 25 wychodzący z dyszy tlenowej 21 przecinają się lub krzyżują w miejscu, oznaczonym jako 26, przy czym tlen powoduje spalanie gazu redukującego, ciepło spalania jest przekazywane do związków żelaza, związki te ulegają wstępnej redukcji i stopieniu przynajmniej częściowo, zanim osiągną ścianę zbiornika.

Urządzenie testowe z fig. 6 składa się z cyklonu topiącego 1 opisanego powyżej, komory spalania 27 i zbiornika odbiorczego 28 na zredukowane związki żelaza 29. Nie ma tu drugiego zbiornika metalurgicznego 4, ponieważ urządzenie testowe stosuje się do symulacji warunków dwuetapowego procesu redukcji według wynalazku. W komorze spalania 27 gaz ziemny i tlen wprowadzane przez otwory 30 spala się w celu wytworzenia gazu redukującego o temperaturze około 1500°C i składzie porównywalnym ze składem gazu wytwarzanego w drugim zbiorniku metalurgicznym w rzeczywistym procesie. W cyklonie topiącym związki żelaza i tlen doprowadza się przez dysze 2 dla cząstek i tlenowe 8. Gaz odpadowy z

179 668 pyłem usuwa się zgodnie ze strzałką 31. Gaz odpadowy spala się w komorze spalania 32, chłodzi wodą i w chłodnicy 33, a następnie usuwa do skiubera gazu zgodnie ze strzałką 34.

Urządzenie testowe z fig. 6 zastosowano do testowania działania cyklonu topiącego zgodnie z fig. 2. Wymiary cyklonu wynosiły: wewnętrzna średnica 2000 mm i wysokość około 4000 mm. Osiowa prędkość gazu redukującego w cyklonie topiącym wynosiła 5 m/s. Dostarczano koncentrat rudy żelaza o zawartości 66% wagowych żelaza i rozmiarach cząstek 50-500 pm z szybkością 10 m/s, a także tlen z szybkością od 100 do 200 m/s. Stopień redukcji zdefiniowany jako zawartość [O2] w zredukowanych związkach żelaza 29 zawartość [O2] w podawanych związkach żelaza wynosił od 10 do 30% wagowych.

Skuteczność zatrzymania zdefiniowana jako zawartość Fe w zredukowanych związkach żelaza 29[kg] * jqq₀/ ilość Fe wprowadzonego do cyklonu [kg] wynosiła od 90 do 95%.

Wydajność pracy cyklonu topiącego wynosiła około 20 ton na godzinę.

179 668

FIG. 4

179 668

FIG. 6

179 668

5

FIG. 1

Departament Wydawnictw UP RP. Nakład 70 egz. Cena 4,00 zł.

Claims

Zastrzeżenia patentowe

1. Sposób wytwarzania żelaza ze związków żelaza, polegający na wstępnej redukcji związków żelaza w górnej komorze o ścianach zasadniczo z symetrią obrotową wokół pionowej osi i dalszej redukcji związków żelaza w dolnej komorze umieszczonej poniżej górnej komory, przy czym do dolnej komory dostarcza się paliwo i tlen, a utworzony gaz redukujący przesyła się w górę do górnej komory oraz związki żelaza i tlen wprowadza się do górnej komory, i spala się gaz redukujący w górnej komorze oraz co najmniej częściowo stapia się związki żelaza w górnej komorze i powoduje ich spływanie w dół wzdłuż ściany górnej komory w kierunku dolnej komory, znamienny tym, że wprowadza się związki żelaza do górnej komory w postaci rozdrobnionej, przy pomocy jednego lub kilku strumieni gazu nośnego, zawierającego związki żelaza oraz wprowadza się jeden lub kilka strumieni, zawierających co najmniej część tlenu, oddzielnie od strumienia lub strumieni związków żelaza do górnej komory, przy czym stosuje się prędkość wprowadzania tlenu w strumieniu lub strumieniach większą od prędkości wprowadzania związków żelaza, i kierunek strumienia lub strumieni tlenu o składowej stycznej względem osi górnej komory, oraz wybiera się taką prędkość wprowadzania związków żelaza, że ich cząstki osiągają ścianę górnej komory w stanie co najmniej częściowo stopionym.
2. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że wprowadza się liczne strumienie zawierające związki żelaza i liczne strumienie tlenu do górnej komory.
3. Sposób według zastrz. 1 albo 2, znamienny tym, że strumień zawierający związki żelaza i strumień tlenu kieruje się blisko siebie lub powoduje się ich przecinanie w górnej komorze.
4. Sposób według zastrz. 3, znamienny tym, że gaz redukujący przechodzący przez górną komorę ma średnią prędkość osiową co najmniej 5 m/s.
5. Sposób według zastrz. 1 albo 4, znamienny tym, że w górnej komorze utrzymuje się ciśnienie od 0,1 do 0,6 MPa.
6. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że stosuje się prędkość wprowadzania tlenu wynoszącą co najmniej 50 m/s.
7. Sposób według zastrz. 6, znamienny tym, że stosuje się prędkość wprowadzania tlenu wynoszącą co najmniej 100 m/s.
8. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że stosuje się prędkość wprowadzania związków żelaza wynoszącą od 5 do 40 m/s.
9. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że wprowadza się cząstki związków żelaza o rozmiarach od 0,05 do 5 mm.
10. Sposób według zastrz. 1 albo 2, albo 4, albo 9, znamienny tym, że nośnikiem dla związków żelaza jest gazowy tlen.
11. Sposób według zastrz. 1 albo 2, albo 8, albo 9, znamienny tym, że co najmniej połowę związków żelaza wprowadza się do dolnej części górnej komory.
12. Urządzenie do wytwarzania żelaza ze związków żelaza, zawierające górną komorę o ścianach z symetrią obrotową wokół w zasadzie pionowej osi tej komory, elementy dostarczające związki żelaza i tlen do górnej komory, przewód odprowadzający gazy procesowe z górnej komory, dolną komorę umieszczoną pod górną komorą i połączoną z nią przepływowo oraz elementy dostarczające paliwo i tlen do dolnej komory, znamienne tym, że elementy dostarczające związki żelaza i tlen do górnej komory (1) stanowi wiele dysz (2;20) dla cząstek dostarczających strumienie związków żelaza w postaci cząstek niesionych przez gaz nośny, oraz wiele dysz tlenowych (8;21) przy czym dysze (2;20) dla cząstek i dysze tlenowe (8;21) są umieszczone w ścianie górnej komory (1) i ukierunkowanie co najmniej jednej z dysz tlenowych (8;21) ma składową styczną względem osi górnej komory.

179 668
13. Urządzenie według zastrz. 12, znamienne tym, że ściana (3) górnej komory (1) ma kształt zasadniczo okrągłego cylindra i stosunek wysokości do średnicy równy co najmniej 1.
14. Urządzenie według zastrz. 13, znamienne tym, że stosunek wysokości do średnicy ściany (3) górnej komory (1) wynosi co najmniej 2.
15. Urządzenie według zastrz. 12 albo 13, albo 14, znamienne tym, że dysze (20) dla cząstek są rozmieszczone na wielu różnych wysokościach w górnej komorze.
16. Urządzenie według zastrz. 15, znamienne tym, że na każdej wysokości znajduje się grupa złożona z dwu dysz (20) dla cząstek umieszczonych po dokładnie przeciwnych stronach ściany (3) górnej komory (1), skierowanych w kierunku zasadniczo poziomym, o tym samym kierunku styczności względem osi górnej komory (1) i stycznych do okręgu (23) o średnicy od 0,25 do 0,75 razy mniejszej od średnicy górnej komory (1).
17. Urządzenie według zastrz. 16, znamienne tym, że dysze (20) dla cząstek są umieszczone wzdłuż wielu spiral na ścianie górnej komory (1).
18. Urządzenie według zastrz. 16 albo 17, znamienne tym, że dysze (20) dla cząstek z każdej grupy sąobwodowo umieszczone naprzemiennie wokół osi co 120° w odniesieniu do dysz dla cząstek z każdej sąsiadującej grupy dysz dla cząstek.
19. Urządzenie według zastrz. 12 albo 13, albo 14, znamienne tym, że dysze tlenowe (21) są rozmieszczone na wielu różnych wysokościach w górnej komorze.
20. Urządzenie według zastrz. 16 albo 17, znamienne tym, że dysze tlenowe (21) są ułożone w grupy na wielu wysokościach i odpowiednio przyporządkowane grupom, dysz (20) dla cząstek, przy czym każda grupa dysz tlenowych (21) umieszczonych na ścianie górnej komory (1) znajduje się na tej samej lub mniejszej wysokości niż przyporządkowana grupa dysz (20) dla cząstek.
21. Urządzenie według zastrz. 20, znamienne tym, że każda grupa dysz tlenowych (21) jest złożona z dwu dysz tlenowych umieszczonych z dokładnie przeciwnych stron ściany górnej komory (1), i skierowanych zasadniczo poziomo, o tym samym kierunku styczności względem osi górnej komory i stycznych do okręgu (22) o średnicy od 0,25 do 0,75 razy mniejszej od średnicy górnej komory.
22. Urządzenie według zastrz. 21, znamienne tym, że okrąg (22) dla dysz tlenowych (21) jest mniejszy niż okrąg (23) dla dysz (20) dla cząstek.
23. Urządzenie według zastrz. 12 albo 13, albo 14, albo 16, albo 17, albo 21, znamienne tym, że przewód odprowadzający (9,11) górnej komory (1) jest zasadniczo współosiowy z górną komorą (1).
24. Urządzenie według zastrz. 12 albo 13, albo 14, albo 16, albo 17, albo 21, znamienne tym, że dolna komora (4) jest zasadniczo współosiowa z górną komorą (1). * * *