PL183963B1 - Sposób wytwarzania surówki żelaza i układ do wytwarzania surówki żelaza - Google Patents
Sposób wytwarzania surówki żelaza i układ do wytwarzania surówki żelazaInfo
- Publication number
- PL183963B1 PL183963B1 PL96315352A PL31535296A PL183963B1 PL 183963 B1 PL183963 B1 PL 183963B1 PL 96315352 A PL96315352 A PL 96315352A PL 31535296 A PL31535296 A PL 31535296A PL 183963 B1 PL183963 B1 PL 183963B1
- Authority
- PL
- Poland
- Prior art keywords
- blast furnace
- reduction
- metallurgical vessel
- converter
- iron
- Prior art date
Links
- 229910000805 Pig iron Inorganic materials 0.000 title claims abstract description 56
- 238000003723 Smelting Methods 0.000 title claims abstract description 29
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims description 58
- XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N Iron Chemical compound [Fe] XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 57
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 claims abstract description 45
- 239000007789 gas Substances 0.000 claims abstract description 39
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 30
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 claims abstract description 30
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 claims abstract description 30
- 229910052742 iron Inorganic materials 0.000 claims abstract description 28
- 239000000571 coke Substances 0.000 claims abstract description 22
- 239000003245 coal Substances 0.000 claims abstract description 21
- 239000000498 cooling water Substances 0.000 claims abstract description 7
- 238000010079 rubber tapping Methods 0.000 claims abstract description 5
- 238000005266 casting Methods 0.000 claims abstract description 4
- 230000009467 reduction Effects 0.000 claims description 44
- 238000009434 installation Methods 0.000 claims description 27
- UQSXHKLRYXJYBZ-UHFFFAOYSA-N iron oxide Inorganic materials [Fe]=O UQSXHKLRYXJYBZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 17
- 235000013980 iron oxide Nutrition 0.000 claims description 16
- VBMVTYDPPZVILR-UHFFFAOYSA-N iron(2+);oxygen(2-) Chemical class [O-2].[Fe+2] VBMVTYDPPZVILR-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 14
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 claims description 10
- 239000010959 steel Substances 0.000 claims description 10
- 239000002893 slag Substances 0.000 claims description 9
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 9
- 238000004891 communication Methods 0.000 claims description 4
- 239000012530 fluid Substances 0.000 claims description 4
- 238000011946 reduction process Methods 0.000 abstract description 12
- 238000003860 storage Methods 0.000 abstract description 7
- 241000273930 Brevoortia tyrannus Species 0.000 description 10
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 208000035699 Distal ileal obstruction syndrome Diseases 0.000 description 6
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 description 6
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 4
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000000428 dust Substances 0.000 description 2
- 238000005469 granulation Methods 0.000 description 2
- 230000003179 granulation Effects 0.000 description 2
- 230000002829 reductive effect Effects 0.000 description 2
- 102100025840 Coiled-coil domain-containing protein 86 Human genes 0.000 description 1
- 101000932708 Homo sapiens Coiled-coil domain-containing protein 86 Proteins 0.000 description 1
- 230000006978 adaptation Effects 0.000 description 1
- 238000005054 agglomeration Methods 0.000 description 1
- 230000002776 aggregation Effects 0.000 description 1
- 238000013459 approach Methods 0.000 description 1
- 238000003287 bathing Methods 0.000 description 1
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 1
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 1
- 238000013461 design Methods 0.000 description 1
- 238000011161 development Methods 0.000 description 1
- 238000002309 gasification Methods 0.000 description 1
- 239000008187 granular material Substances 0.000 description 1
- LELOWRISYMNNSU-UHFFFAOYSA-N hydrogen cyanide Chemical compound N#C LELOWRISYMNNSU-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000002347 injection Methods 0.000 description 1
- 239000007924 injection Substances 0.000 description 1
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 1
- 230000014759 maintenance of location Effects 0.000 description 1
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 1
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000008188 pellet Substances 0.000 description 1
- 238000005453 pelletization Methods 0.000 description 1
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 description 1
- 238000000197 pyrolysis Methods 0.000 description 1
- 239000002994 raw material Substances 0.000 description 1
- 238000009418 renovation Methods 0.000 description 1
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C21—METALLURGY OF IRON
- C21B—MANUFACTURE OF IRON OR STEEL
- C21B13/00—Making spongy iron or liquid steel, by direct processes
- C21B13/0006—Making spongy iron or liquid steel, by direct processes obtaining iron or steel in a molten state
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C21—METALLURGY OF IRON
- C21B—MANUFACTURE OF IRON OR STEEL
- C21B13/00—Making spongy iron or liquid steel, by direct processes
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C21—METALLURGY OF IRON
- C21B—MANUFACTURE OF IRON OR STEEL
- C21B11/00—Making pig-iron other than in blast furnaces
- C21B11/02—Making pig-iron other than in blast furnaces in low shaft furnaces or shaft furnaces
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C21—METALLURGY OF IRON
- C21B—MANUFACTURE OF IRON OR STEEL
- C21B2100/00—Handling of exhaust gases produced during the manufacture of iron or steel
- C21B2100/60—Process control or energy utilisation in the manufacture of iron or steel
- C21B2100/66—Heat exchange
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
- Y10S—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y10S266/00—Metallurgical apparatus
- Y10S266/01—Repair or restoration of apparatus
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)
- Waste-Gas Treatment And Other Accessory Devices For Furnaces (AREA)
Abstract
1. Sposób wytwarzania surówki zelaza, polegajacy na wytapianiu redukcyjnym tlenków zelaza przy uzyciu wegla i gazu zawierajacego tlen, znamienny tym, ze podaje sie wegiel, tlenki zelaza i gaz zawierajacy tlen do zbiornika metalurgicznego (8), zamontowanego w instala- cji wielkiego pieca (1), przy czym do wytapiania reduk- cyjnego stosuje sie zbiornik metalurgiczny (8) wyposazo- ny w konwertor (10) i reaktor cyklonowy (9) usytuowany bezposrednio nad konwertorem (10) i polaczony z nim przeplywowo, i prowadzi sie w reaktorze cyklonowym (9) redukcje wstepna rudy zelaza, która doprowadza sie do zbiornika metalurgicznego (8) z zasobnika rudy zelaza (4) instalacji wielkiego pieca (1), zas wegiel doprowadza sie do zbiornika metalurgicznego (8) z zasobnika koksu (5) instalacji wielkiego pieca (1), a goracy gaz odprowadza sie ze zbiornika metalurgicznego (8) do zespolu odprowa- dzania gazu (23) instalacji wielkiego pieca (1), po czym spuszcza sie surówke zelaza i zuzel ze zbiornika metalur- gicznego (8) do hali odlewniczej (18) instalacji wielkiego pieca (1), natomiast zbiornik metalurgiczny (8) chlodzi sie woda która dostarcza sie z zespolu zasilania chlodzaca woda (25) instalacji wielkiego pieca (1), przy czym, jako co najmniej jeden ze stosowanych zespolów (4, 5, 18, 23, 25) uzywa sie zespolu instalacji wielkiego pieca (1). PL PL PL PL PL PL PL PL
Description
Przedmiotem wynalazku jest sposób wytwarzania surówki żelaza i układ do wytwarzania surówki żelaza.
183 963
Sposób wytwarzania surówki żelaza dotyczy zwłaszcza sposobu wytwarzania surówki żelaza z tlenków żelaza w procesie wytapiania redukcyjnego, w którym odbywa się redukcja tlenków żelaza za pomocą węgla i gazu zawierającego tlen. Układ do wytwarzania surówki żelaza, będący przedmiotem wynalazku, jest przeznaczony specjalnie do stosowania tego sposobu wytwarzania surówki żelaza.
Od szeregu lat surówkę żelaza wytwarzano z wykorzystaniem znanego procesu wielkopiecowego, w wielkim piecu, w którym odbywa się redukcja tlenków żelaza zaglomerowanych w postaci spieku lub granulatu, głównie za pomocą koksu i gorącego dmuchu (powietrza). Wielki piec jest zamontowany w instalacji wielkopiecowej zawierającej na przykład skrzynie magazynujące na rudę żelaza i koks w postaci zasobników rudy żelaza i koksu, przenośnik skipowy do dostarczania rudy żelaza i koksu do wielkiego pieca, nagrzewnice dmuchu, halę odlewniczą z urządzeniami do spuszczania surówki żelaza i żużla, wielkopiecowy zespół odprowadzania gazu odpylającym i zespół zasilania chłodzącą wodą do chłodzenia wyłożenia wielkiego pieca. Koks wytwarza się w koksowni z węgla przez sucha destylację w temperaturze w przybliżeniu 1000°C. Powoduje to ulotnienie się z węgla lotnych składników i wytworzenie koksu, który w wielkim piecu stanowi strukturę mocną i porowatą. Wytwarzanie koksu jest kosztowne i szkodliwe dla środowiska.
Nowoczesny wielki piec zwykle charakteryzuje się średnicą trzonu 12 do 14 m, roczną produkcją 3 do 4 milionów ton surówki żelaza, i przy budowie od nowa wymaga nakładów 1 miliarda florenów (około 600 milionów dolarów amerykańskich).
Wielki piec pracuje w sposób ciągły w ciągu całej kampanii produkcyjnej, która w przypadku wielkich pieców z nowoczesnym wyłożeniem ogniotrwałym może trwać ponad 10 lat, a jej zakończenie wyznaczone jest koniecznością wymiany wyłożenia ogniotrwałego. Pod koniec okresu roboczego wielki piec zostaje wyłączony i poddany naprawie (wymianie wyłożenia).
W różnych miejscach na świecie od kilku dziesięcioleci trwało opracowywanie odmiennych procesów wytwarzania surówki żelaza, polegających na wytapianiu redukcyjnym, w których redukcja tlenków żelaza odbywa się głównie za pomocą węgla i tlenu, bądź gazu zawierającego tlen. W literaturze specjalistycznej takie procesy znane są pod nazwami (handlowymi) AISI Direct Ironmaking, CCF, Corex, DIOS i Hismelt. Zaleta tych procesów polega na tym, że do produkcji surówki nie wymagają koksu, i że w niektórych z nich, mianowicie CCF, DIOS i Hismelt można pominąć proces preparowania rudy żelaza przez aglomerację (granulowanie), przy czym proces Hismelt to tak zwany proces z kąpielą stopionego metalu, a procesy AISI Direct Ironmaking, CCF i DIOS są tak zwanymi procesami z redukcją w stopionej kąpieli żużlowej, w których końcowa redukcja rudy żelaza odbywa się w warstwie żużla pływającej na powierzchni ciekłej surówki żelaza.
Znany jest proces CCF z opisów patentowych EP-A-690136, EP-A-686703 i z opublikowanych europejskich zgłoszeń patentowych 96200246.5 i 96200774.6.
Dotychczas na skalę przemysłową stosowano tylko proces Corex, który charakteryzuje się dużym zużyciem węgla i wytwarzaniem dużych ilości gazu.
Jakkolwiek podczas opracowywania pozostałych wymienionych procesów otrzymywano wyniki obiecujące, to dotychczas nie stanowią one istotnego postępu w zastosowaniu przemysłowym, częściowo ze względu na to, że koszty inwestycyjne instalacji dla tych procesów nie są znacząco niższe od kosztów instalacji wielkiego pieca i ze względu na to, cena otrzymywanej w nich surówki żelaza nie jest niższa od ceny surówki z wielkiego pieca.
Ptace eksperymentalne nad procesem CCF opisano w Steel Times (wydawanym w Wielkiej Brytanii) z maja 1993, str. 220. W pierwszym podejściu przy bezpośrednim wytapianiu rudy żelaza wielki piec dostosowano do prób bezpośredniej redukcji z wykorzystaniem węgla zamiast koksu, lecz stosowano rudę w postaci aglomeratu. W celu uniknięcia potrzeby stosowania aglomeratu rudy, skonstruowano nowy piec znany jako piec cyklonowokonwertorowy (CCF-cyclone-converter furnace), ze zbiornikiem metalurgicznym do redukcji pełnej, podobnym w kształcie do konwertora, w charakterze części dolnej pieca, z reaktorem cyklonowym zainstalowanym bezpośrednio powyżej. Ruda żelaza poddawana jest wstępnej
183 963 redukcji w reaktorze cyklonowym za pomocą redukującego gazu technologicznego powstającego w konwertorze. W konwertorze zachodzi redukcja końcowa rudy żelaza za pomocą węgla i tlenu. Tlen powoduje dopalanie gazu w konwertorze, z wytworzeniem ciepła.
W opisach patentowych DE-A-3608150 i DE-A-3720648 przedstawiono procesy i naczynia do bezpośredniej redukcji tlenków. W szczególności, DE-A-3720648 zawiera propozycje adaptacji wielkiego pieca przez wykonanie otworów do wprowadzania powietrza na dwóch poziomach.
Celem mniejszego wynalazku jest opracowanie nowego sposobu wytwarzania surówki żelaza i układu do wytwarzania surówki żelaza, przeznaczonego specjalnie do stosowania sposobu wytwarzania surówki żelaza, będącego przedmiotem obecnego wynalazku, który to sposób polega na wytapianiu redukcyjnym przy mniejszych kosztach inwestycyjnych i niższej cenie otrzymywanej surówki żelaza, niż w przypadku znanego procesu wielkopiecowego.
Sposób wytwarzania surówki żelaza, według wynalazku, polega na wytapianiu redukcyjnym tlenków żelaza przy użyciu węgla i gazu zawierającego tlen, a charakteryzuje się tym, że podaje się węgiel, tlenki żelaza i gaz zawierający tlen do zbiornika metalurgicznego, zamontowanego w instalacji wielkiego pieca, przy czym do wytapiania redukcyjnego stosuje się zbiornik metalurgiczny wyposażony w konwertor i reaktor cyklonowy usytuowany bezpośrednio nad konwertorem i połączony z nim przepływowo, i prowadzi się w reaktorze cyklonowym redukcję wstępną rudy żelaza, którą doprowadza się do zbiornika metalurgicznego z zasobnika rudy żelaza instalacji wielkiego pieca, zaś węgiel doprowadza się do zbiornika metalurgicznego z zasobnika koksu instalacji wielkiego pieca, a gorący gaz odprowadza się ze zbiornika metalurgicznego do zespołu odprowadzania gazu instalacji wielkiego pieca, po czym spuszcza się surówkę żelaza i żużel ze zbiornika metalurgicznego do hali odlewniczej instalacji wielkiego pieca, natomiast zbiornik metalurgiczny chłodzi się wodą, którą dostarcza się z zespołu zasilania chłodzącą wodą instalacji wielkiego pieca, przy czym, jako co najmniej jeden ze stosowanych zespołów używa się zespołu instalacji wielkiego pieca.
Po redukcji wstępnej rudy żelaza prowadzi się redukcję końcową rudy żelaza w konwertorze, do którego podaje się węgiel i tlen i w którym wytwarza się redukujący gaz technologiczny, przy czym redukcję wstępną prowadzi się przy wykorzystaniu redukującego gazu technologicznego uzyskanego w redukcji końcowej.
Korzystnie, w konwertorze utrzymuje się ciśnienie w zakresie od 1 do 5 atmosfer.
Tlenki żelaza dostarcza się w postaci niespieczonej rudy żelaza.
Układ do wytwarzania surówki żelaza, według wynalazku, charakteryzuje się tym, że zawiera zbiornik metalurgiczny dostosowany do prowadzenia wytapiania redukcyjnego, który jest zainstalowany w instalacji wielkiego pieca, przy czym zbiornik metalurgiczny jest połączony z co najmniej jenym z zespołów obejmujących zasobnik rudy żelaza instalacji wielkiego pieca, zasobnik koksu instalacji wielkiego pieca, halę odlewniczą instalacji wielkiego pieca z urządzeniami do spuszczania surówki żelaza i żużla ze zbiornika metalurgicznego, zespół odprowadzania gazu instalacji wielkiego pieca posiadający zespół odpylający do obróbki gazu wylotowego z wytapiania redukcyjnego i zespół zasilania chłodzącą wodą instalacji wielkiego pieca, a zbiornik metalurgiczny zawiera konwertor, do którego na górze jest bezpośrednio dołączony reaktor cyklonowy połączony przepływowo z konwertorem.
Zbiornik metalurgiczny jest zamontowany w stalowej konstrukcji podtrzymującej instalacji wielkiego pieca.
Korzystnie, na konstrukcji podtrzymującej jest zamontowany zbiornik wodny ogrzewany gazami wylotowymi z wytapiania redukcyjnego.
Konwertor i reaktor cyklonowy są połączone z dodatkowym zespołem wytwarzającym tlen. W układzie, według wynalazku, może pozostać dowolna kombinacja dwóch lub więcej z zespołów instalacji wielkiego pieca.
Korzystne jest, jeżeli sposób wytwarzania surówki żelaza, według wynalazku, obejmuje proces redukcji wstępnej tlenków żelaza z zastosowaniem redukującego gazu technologicznego oraz proces redukcji końcowej, w którym następuje końcowa redukcja poddanych redukcji wstępnej tlenków żelaza w konwertorze do redukcji końcowej, głównie za pomocą węgla
183 963 i tlenu, w którym powstaje redukujący gaz technologiczny. Korzystniejsze jest, jeżeli stosuje się w konwertorze, w którym zachodzi proces redukcji końcowej, przepustowość produkcyjna mieści się w zakresie 40-120 ton/m2/24h. Są to wstanie zapewnić AISI Direct, CCF, DIOS i Hismelt. Proces Corex ma mniejszą przepustowość produkcyjną. W przypadku tych procesów przeciętna pionowa prędkość przepływu gazu technologicznego przez pusty przekrój wewnętrzny konwertora redukcji końcowej wynosi na przykład 1-5 m/s.
Korzystne jest, jeżeli przepustowość produkcyjna surówki żelaza w konwertorze do redukcji końcowej jest przynajmniej równa przepustowości produkcyjnej wielkiego pieca w stosunku do przekroju trzonu tego wielkiego pieca i jest większa od 60 ton/m2/24h. Są to w stanie zapewnić AISI Direct, CCF, i DIOS. Ze względu na konstrukcję konwertora do redukcji końcowej, proces Hismelt w mniejszym stopniu nadaje się do zastąpienia wielkiego pieca.
Korzystne jest, jeżeli proces redukcji wstępnej tlenków żelaza stosowany jest z użyciem reaktora cyklonowego, w którym z udziałem podawanego tlenu odbywa się ciągłe spalanie redukującego gazu technologicznego. Proces CCF jest przydatny w szczególności ze względu na zwartość procesu redukcji wstępnej. Mniej przydatne są procesy DIOS i AISI Direct Ironmaking, ze względu na rozmiary i złożoność ich części do redukcji wstępnej, która jest trudniejsza do zastosowania w instalacji wielkiego pieca.
Zgłaszający doszedł do nieoczekiwanego wniosku, biorąc pod uwagę przepustowość produkcyjną, że proces wielkopiecowy i sposób wytwarzania surówki żelaza z wytapianiem redukcyjnym są do pewnego stopnia kompatybilne, i że przez wykorzystanie instalacji wielkopiecowej do celów wytapiania redukcyjnego można osiągnąć znaczne korzyści. Instalacje wielkiego pieca można wykorzystać po usunięciu wielkiego pieca pod koniec okresu jego eksploatacji lub wcześniej.
Korzystne jest, jeżeli ciśnienie w konwertorze do redukcji końcowej znajduje się w zakresie 1-5 atmosfer. To ciśnienie dobiera się odpowiednio, zależnie od wymaganej przepustowości produkcyjnej. Dzięki temu w niektórych przypadkach można przepustowość produkcyjną sposobu wytwarzania surówki żelaza z wytapianiem redukcyjnym dobrać w zasadzie taką samą, jak przepustowość wielkiego pieca, tak, że obydwa procesy i instalacje są rzeczywiście w pełni kompatybilne.
Korzystne jest, jeżeli rzeczywista przepustowość produkcyjną surówki żelaza utrzymuje się na poziomie nieco niższym od przepustowości surówki wykazującej najmniejsze możliwe zużycie węgla w przeliczeniu na tonę surówki w wykorzystywanej instalacji, a rzeczywista przepustowość redukcyjnego gazu technologicznego zwiększa się w stosunku do jego przepustowości produkcyjnej odpowiadającej tej przepustowości produkcyjnej surówki żelaza przy najniższym możliwym zużyciu węgla. Przy tym, rzeczywista przepustowość produkcyjna surówki żelaza może być o 0 do 30% mniejsza od przepustowości produkcyjnej surówki wykazującej najmniejsze możliwe zużycie węgla w przeliczeniu na tonę surówki w wykorzystywanej instalacji, a rzeczywista przepustowość redukcyjnego gazu technologicznego może być o 0 do 30%o większa w stosunku do jego przepustowości produkcyjnej odpowiadającej tej przepustowości produkcyjnej surówki żelaza przy najniższym możliwym zużyciu węgla.
W przypadku procesu wielkopiecowego dąży się, przez stosowanie wszelkiego rodzaju środków, jak na przykład iniekcji pyłu węglowego, do osiągnięcia możliwe najmniejszego zużycia koksu, ponieważ koks jest surowcem kosztownym. Jednakowoż w przypadku procesu wielkopiecowego pewna minimalna ilość koksu, wynosząca 300 kg/tonę surówki jest niezbędna. W przypadku procesów z wytapianiem redukcyjnym, zwłaszcza w przypadku procesu CCF, istnieje możliwość zwiększenia zużycia węgla w stosunku do minimalnego jego zużycia wynoszącego 500-640 kg/tonę (gazyfikacja węgla). Daje to zmniejszenie przepustowości produkcyjnej i zwiększa ilość i wartość energetyczną gazu technologicznego opuszczającego układ do wytwarzania surówki żelaza z wytapianiem redukcyjnym, który nadaje się do generacji energii.
Jak wspomniano powyżej, korzystne jest, jeżeli zbiornik metalurgiczny w układzie do wytwarzania surówki żelaza zaopatrzone jest w konwertor do redukcji końcowej i reaktor cyklonowy do wytapiania redukcyjnego znajdujący się bezpośrednio nad konwertorem i połączony z nim przepływowo.
183 963
Jeżeli instalacja wielkopiecowa zaopatrzona jest w stalową konstrukcję podtrzymującą znajdującą się wokół wielkiego pieca, to korzystne jest zainstalowanie zbiornika metalurgicznego wewnątrz tej pozostawionej stalowej konstrukcji podtrzymującej. Jeżeli układ do wytwarzania surówki żelaza z wytapianiem redukcyjnym zaopatrzony jest w zbiornik wodny, w którym nagrzewa się wodę gazem wylotowym z procesu wytapiania redukcyjnego, to zbiornik wodny można zainstalować również wewnątrz tej stalowej konstrukcji podtrzymującej.
Zbiornik metalurgiczny poza tym może być zaopatrzony w konwertor do redukcji końcowej, o nominalnej średnicy maksymalnej nie większej od nominalne] średnicy maksymalne] usuwanego wielkiego pieca.
Dzięki temu koszty i niezbędny czas związane z konwersją wielkiego pieca są niewielkie.
Gazem zawierającym tlen w sposobie wytwarzania surówki żelaza, według niniejszego wynalazku, może być powietrze, powietrze wzbogacone tlenem lub tlen. W przypadku procesu CCF potrzebny jest tlen, który można otrzymywać z zespołu wielkiego pieca. Tlen jest stosowany przy produkcji stali, tak, że huty i stalownie mająjuż pewna, zdolność produkcyjną tlenu, z tym, że przy procesie wytwarzania surówki żelaza w procesie CCF nie mają zastosowania tak ostre wymagania dotyczące zawartości azotu w tlenie, jak przy produkcji stali. Zatem w sposobie wytwarzania surówki, według wynalazku, można zastosować dogodniejszy zespół wytwarzający tlen o niższej jakości.
Poza tym, kiedy zawierającym tlen gazem jest tlen, i zbiornik metalurgiczny zawiera konwertor do redukcji końcowej i reaktor cyklonowy, do którego podaje się tlen, to sposób wytwarzania surówki żelaza, według wynalazku, może obejmować wyposażenie istniejącej instalacji wielkiego pieca w zespół wytwarzania tlenu.
Duże korzyści w odniesieniu do kosztu inwestycji osiąga się dzięki temu, że po konwersji wielkiego pieca wykorzystuje się wiele części istniejącej instalacji wielkiego pieca, bez znaczących ich adaptacji.
Zaletą wynalazku są znacznie niższe koszty wytwarzania surówki żelaza wynoszące do 50,00 florenów (w przybliżeniu 30,00 dolarów) za tonę surówki żelaza, niższe niż w procesie wielkopiecowym bez koksu i z zastosowaniem procesu wytapiania redukcy‘nego nie wymagającego stosowania granulacji, przy bardzo niskich nakładach inwestycyjnych, które są porównywalne z kosztami remontu pieca.
Przedmiot wynalazku, to znaczy układ do wytwarzania surówki żelaza, jest uwidoczniony na rysunku w uproszczonym widoku z boku.
Układ do wytwarzania surówki żelaza, według wynalazku, w którym prowadzi się sposób wytwarzania surówki żelaza, według wynalazku, po uprzednio dokonanej konwersji wielkiego pieca, a proces wielkopiecowy zastąpiono procesem CCF wytapiania redukcyjnego.
Linią przerywaną na rysunku wskazano części istniejącej instalacji wielkiego pieca, które podczas konwersji wielkiego pieca są usunięte. Nowe części układu, według wynalazku, oznaczono linią pogrubioną.
W układzie do wytwarzania surówki żelaza, według wynalazku, zbiornik metalurgiczny 8 służący do wytapiania redukcyjnego rudy żelaza jest zasilany, za pomocą przenośnika skipowego 2 i stożka zamykającego 3, rudą żelaza w postaci spieku lub granulek, z zasobników rudy żelaza 4 znajdujących się w hali zasobników, i węglem z zasobników koksu 5 znajdujących się w hali zasobników. Gorące powietrze (dmuch) podawane jest z nagrzewnic 6 nadmuchu za pośrednictwem sieci 7 gorącego dmuchu. Na rysunku przedstawiono zbiornik metalurgiczny 8 do wytapiania redukcyjnego typu CCF (Cyclon Converter Furnace - cyklonowego pieca konwertorowego reaktorem cyklonowym 9, w którym prowadzi się redukcję wstępną i wytapianie tlenków żelaza oraz konwertor 10 do redukcji końcowej, w którym znajduje się stopiona surówka żelaza 11 z warstwą 12 żużla, pływającą na jej powierzchni. Reaktor cyklonowy 9 znajduje się bezpośrednio powyżej konwertora 10, przy czym obydwa elementy są bezpośrednio ze sobą przepływowo połączone.
Tlenki żelaza podaje się z zasobnika rudy żelaza 4 w hali zasobników, za pośrednictwem zespołu zasilającego 13, do reaktora cyklonowego 9 zbiornika metalurgicznego 8. Tlenki żelaza mogą zawierać również konglomerat rudy żelaza z pyłem wielkopiecowym, lub pyłem
183 963 konwertorowym. W przypadku procesu CCF ruda żelaza może być podawana w postaci niezaglomerowimej, czyli niespieczonej.
Węgiel podawany jest z zasobników koksu 5 w hali zasobników, za pośrednictwem zespołu zasilającego 14, do konwertora 10. Tlen podaje się przewodem zasilającym 15 do reaktora cyklonowego 9 i przewodem zasilającym 16 do konwertora 10, przy czym obydwa przewody zasilające 15 i 16 prowadzą z zainstalowanego zespołu wytwarzającego tlen 17.
Z instalacji wielkiego pieca 1 pozostaje hala odlewnicza 18 wraz z urządzeniami do spuszczania surówki żelaza 19 i żużla 20, oraz zespół zasilania chłodzącą wodą 25 wykorzystywany do chłodzenia reaktora cyklonowego 9 i konwertora 10 do redukcji końcowej, jak również zasobniki rudy żelaza 4 i zasobniki koksu 5. Ponadto, reaktor cyklonowy 9 i konwertor 10 zainstalowane są w stalowej konstrukcji podtrzymującej 21 instalacji wielkiego pieca 1. Gaz technologiczny generowany podczas redukcji bezpośredniej odprowadzany jest przy temperaturze 1400°C do 1800°C z reaktora cyklonowego 9 przez zbiornik wodny 22 do nagrzewania wody, i za pośrednictwem zespołu odprowadzania gazu 23 instalacji wielkiego pieca zespołem odpylającym 24.
183 963
Departament Wydawnictw UP RP. Nakład 50 egz. Cena 2,00 zł.
Claims (8)
1. Sposób wytwarzania surówki żelaza, polegający na wytapianiu redukcyjnym tlenków żelaza przy użyciu węgla i gazu zawierającego tlen, znamienny tym, że podaje się węgiel, tlenki żelaza i gaz zawierający tlen do zbiornika metalurgicznego (8), zamontowanego w instalacji wielkiego pieca (1), przy czym do wytapiania redukcyjnego stosuje się zbiornik metalurgiczny (8) wyposażony w konwertor (10) i reaktor cyklonowy (9) usytuowany bezpośrednio nad konwertorem (10) i połączony z nim przepływowo, i prowadzi się w reaktorze cyklonowym (9) redukcję wstępną rudy żelaza, którą doprowadza się do zbiornika metalurgicznego (8) z zasobnika rudy żelaza (4) instalacji wielkiego pieca (1), zaś węgiel doprowadza się do zbiornika metalurgicznego (8) z zasobnika koksu (5) instalacji wielkiego pieca (1), a gorący gaz odprowadza się ze zbiornika metalurgicznego (8) do zespołu odprowadzania gazu (23) instalacji wielkiego pieca (1), po czym spuszcza się surówkę żelaza i żużel ze zbiornika metalurgicznego (8) do hali odlewniczej (18) instalacji wielkiego pieca (1), natomiast zbiornik metalurgiczny (8) chłodzi się wodą, którą dostarcza się z zespołu zasilania chłodzącą wodą (25) instalacji wielkiego pieca (1), przy czym, jako co najmniej jeden ze stosowanych zespołów (4,5,18,23,25) używa się zespołu instalacji wielkiego pieca (1).
2. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że po redukcji wstępnej rudy żelaza prowadzi się redukcję końcową rudy żelaza w konwertorze (10), do którego podaje się węgiel i tlen i w którym wytwarza się redukujący gaz technologiczny, przy czym redukcję wstępną prowadzi się przy wykorzystaniu redukującego gazu technologicznego uzyskanego w redukcji końcowej.
3. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że w konwertorze (10) utrzymuje się ciśnienie w zakresie od 1 do 5 atmosfer.
4. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że tlenki żelaza dostarcza się w postaci niespieczonej rudy żelaza.
5. Układ do wytwarzania surówki żelaza, znamienny tym, że zawiera zbiornik metalurgiczny (8) dostosowany do prowadzenia wytapiania redukcyjnego, który jest zainstalowany w instalacji wielkiego pieca (1), przy czym zbiornik metalurgiczny (8) jest połączony z co najmniej jednym z zespołów obejmujących zasobnik rudy żelaza (4) instalacji wielkiego pieca (1), zasobnik koksu (5) instalacji wielkiego pieca (1), halę odlewniczą (18) instalacji wielkiego pieca (1) z urządzeniami do spuszczania surówki żelaza i żużla ze zbiornika metalurgicznego (8), zespół odprowadzania gazu (23) instalacji wielkiego pieca (1) posiadający zespół odpylający (24) do obróbki gazu wylotowego z wytapiania redukcyjnego i zespół zasilania chłodzącą wodą (25) instalacji wielkiego pieca (1), a zbiornik metalurgiczny (8) zawiera konwertor (10), do którego na górze jest bezpośrednio dołączony reaktor cyklonowy (9) połączony przepływowo z konwertorem (10).
6. Układ według zastrz. 5, znamienny tym, że zbiornik metalurgiczny (8) jest zamontowany w stalowej konstrukcji podtrzymującej (21) instalacji wielkiego pieca (1).
7. Układ według zastrz. 6, znamienny tym, że na konstrukcji podtrzymującej (21) jest zamontowany zbiornik wodny (22) ogrzewany gazami wylotowymi z wytapiania redukcyjnego.
8. Układ według zastrz. 5, znamienny tym, że konwertor (10) i reaktor cyklonowy (9) są połączone z dodatkowym zespołem wytwarzającym tlen (17).
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| NL1000838A NL1000838C2 (nl) | 1995-07-19 | 1995-07-19 | Werkwijze en inrichting voor het produceren van ruwijzer door smelting reduction. |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| PL315352A1 PL315352A1 (en) | 1997-01-20 |
| PL183963B1 true PL183963B1 (pl) | 2002-08-30 |
Family
ID=19761334
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| PL96315352A PL183963B1 (pl) | 1995-07-19 | 1996-07-19 | Sposób wytwarzania surówki żelaza i układ do wytwarzania surówki żelaza |
Country Status (12)
| Country | Link |
|---|---|
| US (2) | US5827473A (pl) |
| EP (1) | EP0754766A1 (pl) |
| KR (1) | KR100225804B1 (pl) |
| CN (1) | CN1050633C (pl) |
| AU (1) | AU686512B2 (pl) |
| BR (1) | BR9603126A (pl) |
| CA (1) | CA2181409C (pl) |
| NL (1) | NL1000838C2 (pl) |
| PL (1) | PL183963B1 (pl) |
| RU (1) | RU2143006C1 (pl) |
| UA (1) | UA39969C2 (pl) |
| ZA (1) | ZA966122B (pl) |
Families Citing this family (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| NL1000838C2 (nl) * | 1995-07-19 | 1997-01-21 | Hoogovens Staal Bv | Werkwijze en inrichting voor het produceren van ruwijzer door smelting reduction. |
| US6521170B2 (en) * | 2000-12-16 | 2003-02-18 | Sms Demag Inc. | Revamping of a basic oxygen furnace installation to provide an electric furnace facility |
| US6519942B2 (en) | 2001-01-23 | 2003-02-18 | Reginald Wintrell | Systems and methods for harvesting energy from direct iron-making off gases |
| KR20040097061A (ko) * | 2004-10-22 | 2004-11-17 | (주)비씨에프 | 원단 미세 플록 가공장치 및 그 방법 |
| CN111254345A (zh) * | 2020-02-26 | 2020-06-09 | 内蒙古赛思普科技有限公司 | 一种低钛低微量元素的风电用铸造铁水及其制备方法 |
| EP4667591A1 (de) * | 2024-06-19 | 2025-12-24 | ThyssenKrupp Steel Europe AG | Vorrichtung und verfahren zum herstellen von direktreduzierten eisenerzträgern und zum erschmelzen der direktreduzierten eisenträger |
Family Cites Families (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE2655813B2 (de) * | 1976-12-09 | 1980-10-23 | Kloeckner-Humboldt-Deutz Ag, 5000 Koeln | Verfahren und Anlage zur direkten und kontinuierlichen Gewinnung von Eisen |
| DE3608150C1 (de) * | 1986-03-12 | 1987-07-02 | Greul Artur Richard | Verfahren und Vorrichtung zur reduzierenden Schmelzvergasung |
| DE3720648A1 (de) * | 1986-03-12 | 1989-01-05 | Artur Richard Greul | Verfahren zur umruestung eines hochofens zum schmelzvergaser und verwendung von luft als vergasungsmittel |
| BE1004481A6 (fr) * | 1990-06-29 | 1992-12-01 | Centre Rech Metallurgique | Procede et dispositif pour le traitement pyrometallurgique d'une matiere pulverulente contenant un compose d'un ou de plusieurs metaux. |
| JPH0790335A (ja) * | 1993-09-16 | 1995-04-04 | Nkk Corp | 溶融還元装置 |
| NL9400936A (nl) * | 1994-06-09 | 1996-01-02 | Hoogovens Groep Bv | Werkwijze voor het behandelen van zinkhoudend stof. |
| NL9401103A (nl) * | 1994-07-01 | 1996-02-01 | Hoogovens Groep Bv | Werkwijze en inrichting voor het voorreduceren van ijzerverbindingen. |
| NL9500264A (nl) * | 1995-02-13 | 1996-09-02 | Hoogovens Staal Bv | Werkwijze voor het produceren van vloeibaar ruwijzer. |
| NL9500600A (nl) * | 1995-03-29 | 1996-11-01 | Hoogovens Staal Bv | Inrichting voor het produceren van vloeibaar ruwijzer door directe reductie. |
| NL1000838C2 (nl) * | 1995-07-19 | 1997-01-21 | Hoogovens Staal Bv | Werkwijze en inrichting voor het produceren van ruwijzer door smelting reduction. |
-
1995
- 1995-07-19 NL NL1000838A patent/NL1000838C2/nl not_active IP Right Cessation
-
1996
- 1996-07-12 EP EP96201929A patent/EP0754766A1/en not_active Ceased
- 1996-07-15 US US08/679,901 patent/US5827473A/en not_active Expired - Fee Related
- 1996-07-16 AU AU59498/96A patent/AU686512B2/en not_active Ceased
- 1996-07-17 CA CA002181409A patent/CA2181409C/en not_active Expired - Fee Related
- 1996-07-18 BR BR9603126A patent/BR9603126A/pt not_active IP Right Cessation
- 1996-07-18 ZA ZA9606122A patent/ZA966122B/xx unknown
- 1996-07-18 RU RU96115344A patent/RU2143006C1/ru not_active IP Right Cessation
- 1996-07-18 KR KR1019960029770A patent/KR100225804B1/ko not_active Expired - Fee Related
- 1996-07-19 PL PL96315352A patent/PL183963B1/pl not_active IP Right Cessation
- 1996-07-19 UA UA96072923A patent/UA39969C2/uk unknown
- 1996-07-19 CN CN96112240A patent/CN1050633C/zh not_active Expired - Fee Related
-
1998
- 1998-10-13 US US09/170,073 patent/US5989307A/en not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| ZA966122B (en) | 1997-02-03 |
| BR9603126A (pt) | 1998-05-05 |
| AU5949896A (en) | 1997-02-06 |
| EP0754766A1 (en) | 1997-01-22 |
| NL1000838C2 (nl) | 1997-01-21 |
| CN1050633C (zh) | 2000-03-22 |
| PL315352A1 (en) | 1997-01-20 |
| RU2143006C1 (ru) | 1999-12-20 |
| CN1176310A (zh) | 1998-03-18 |
| KR100225804B1 (ko) | 1999-10-15 |
| AU686512B2 (en) | 1998-02-05 |
| US5989307A (en) | 1999-11-23 |
| US5827473A (en) | 1998-10-27 |
| CA2181409A1 (en) | 1997-01-20 |
| CA2181409C (en) | 2000-09-26 |
| KR970006513A (ko) | 1997-02-21 |
| UA39969C2 (uk) | 2001-07-16 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US6648942B2 (en) | Method of direct iron-making / steel-making via gas or coal-based direct reduction and apparatus | |
| EP0563559B1 (en) | A smelting reduction method with higher productivity | |
| US5397376A (en) | Method of providing fuel for an iron making process | |
| RU2339702C2 (ru) | Установка для изготовления жидкого чугуна, непосредственно использующая мелкие или кусковые угли и пылевидные железные руды, способ его изготовления, комплексный сталелитейный завод, использующий эту установку и этот способ изготовления | |
| AU2003238774A1 (en) | Finisher-hearth-melter furnace and method of using for iron-making / steel-making | |
| US5431710A (en) | Method for continuously producing iron, steel or semi-steel and energy | |
| Zervas et al. | Developments in iron and steel making | |
| CN101956038A (zh) | 一种铁矿石熔融还原低碳炼铁和炼钢工艺方法及装置 | |
| US5354356A (en) | Method of providing fuel for an iron making process | |
| PL183963B1 (pl) | Sposób wytwarzania surówki żelaza i układ do wytwarzania surówki żelaza | |
| CN102127610B (zh) | 一种铁矿石直接熔融还原炼铁设备及炼钢工艺 | |
| US5380352A (en) | Method of using rubber tires in an iron making process | |
| WO1999063119A1 (en) | Sustainable steelmaking by intensified direct reduction of iron oxide and solid waste minimisation | |
| Lu et al. | Alternative ironmaking processes and their ferrous burden quality requirements | |
| US5558696A (en) | Method of direct steel making from liquid iron | |
| RU2164951C2 (ru) | Плавильно-газификационный аппарат для получения расплава металла и установка для получения расплавов металла | |
| ES2442222T3 (es) | Proceso de reducción directa | |
| Zervas et al. | Direct smelting and alternative processes for the production of iron and steel | |
| US6197088B1 (en) | Producing liquid iron having a low sulfur content | |
| Carpenter | Use of coal in direct ironmaking processes | |
| JPH06264120A (ja) | 銑鉄製造方法 | |
| EA009672B1 (ru) | Способ прямого восстановления металлоносного материала с использованием псевдоожиженного слоя | |
| JP4005683B2 (ja) | 粉状廃棄物を処理する竪型炉操業方法 | |
| CN121752743A (zh) | 直接还原的铁加工 | |
| JP2000119720A (ja) | 溶融還元炉への製鉄ダストの装入方法及び装置 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Decisions on the lapse of the protection rights |
Effective date: 20070719 |