PL3580B1 - Sposób i urzadzenie do wytwarzania w wielkich piecach surowca lub stali. - Google Patents
Sposób i urzadzenie do wytwarzania w wielkich piecach surowca lub stali. Download PDFInfo
- Publication number
- PL3580B1 PL3580B1 PL3580A PL358024A PL3580B1 PL 3580 B1 PL3580 B1 PL 3580B1 PL 3580 A PL3580 A PL 3580A PL 358024 A PL358024 A PL 358024A PL 3580 B1 PL3580 B1 PL 3580B1
- Authority
- PL
- Poland
- Prior art keywords
- ore
- reduction
- temperature
- iron
- shaft
- Prior art date
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title description 27
- 239000002994 raw material Substances 0.000 title description 5
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 title description 3
- 239000010959 steel Substances 0.000 title description 3
- XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N Iron Chemical compound [Fe] XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 42
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 36
- 230000009467 reduction Effects 0.000 description 33
- 229910052742 iron Inorganic materials 0.000 description 21
- 239000000446 fuel Substances 0.000 description 20
- 230000008569 process Effects 0.000 description 17
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 15
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 description 15
- 239000000571 coke Substances 0.000 description 15
- 230000004907 flux Effects 0.000 description 12
- UGFAIRIUMAVXCW-UHFFFAOYSA-N Carbon monoxide Chemical compound [O+]#[C-] UGFAIRIUMAVXCW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 10
- 229910002091 carbon monoxide Inorganic materials 0.000 description 9
- 238000004939 coking Methods 0.000 description 9
- NINIDFKCEFEMDL-UHFFFAOYSA-N Sulfur Chemical compound [S] NINIDFKCEFEMDL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 7
- 239000001257 hydrogen Substances 0.000 description 7
- 229910052739 hydrogen Inorganic materials 0.000 description 7
- 229910052717 sulfur Inorganic materials 0.000 description 7
- 239000011593 sulfur Substances 0.000 description 7
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Chemical compound O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 7
- 229910052785 arsenic Inorganic materials 0.000 description 6
- RQNWIZPPADIBDY-UHFFFAOYSA-N arsenic atom Chemical compound [As] RQNWIZPPADIBDY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- BVKZGUZCCUSVTD-UHFFFAOYSA-N carbonic acid Chemical compound OC(O)=O BVKZGUZCCUSVTD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 6
- 239000003245 coal Substances 0.000 description 6
- 238000004821 distillation Methods 0.000 description 6
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 6
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 6
- UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N Hydrogen Chemical compound [H][H] UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 5
- 238000002844 melting Methods 0.000 description 5
- 230000008018 melting Effects 0.000 description 5
- 239000003638 chemical reducing agent Substances 0.000 description 4
- 239000012535 impurity Substances 0.000 description 4
- 230000001965 increasing effect Effects 0.000 description 4
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 4
- 239000000463 material Substances 0.000 description 4
- 230000001603 reducing effect Effects 0.000 description 4
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 3
- 230000004927 fusion Effects 0.000 description 3
- 238000000227 grinding Methods 0.000 description 3
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 3
- 238000011068 loading method Methods 0.000 description 3
- 229920006395 saturated elastomer Polymers 0.000 description 3
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- UQSXHKLRYXJYBZ-UHFFFAOYSA-N Iron oxide Chemical compound [Fe]=O UQSXHKLRYXJYBZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910003481 amorphous carbon Inorganic materials 0.000 description 2
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 2
- 229910002090 carbon oxide Inorganic materials 0.000 description 2
- 238000010276 construction Methods 0.000 description 2
- 239000000356 contaminant Substances 0.000 description 2
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 2
- 238000000354 decomposition reaction Methods 0.000 description 2
- 238000013467 fragmentation Methods 0.000 description 2
- 238000006062 fragmentation reaction Methods 0.000 description 2
- 229930195733 hydrocarbon Natural products 0.000 description 2
- 150000002430 hydrocarbons Chemical class 0.000 description 2
- 150000002431 hydrogen Chemical class 0.000 description 2
- 239000011022 opal Substances 0.000 description 2
- 238000010791 quenching Methods 0.000 description 2
- 230000000171 quenching effect Effects 0.000 description 2
- 230000000630 rising effect Effects 0.000 description 2
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000010703 silicon Substances 0.000 description 2
- 239000002893 slag Substances 0.000 description 2
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 2
- VHUUQVKOLVNVRT-UHFFFAOYSA-N Ammonium hydroxide Chemical compound [NH4+].[OH-] VHUUQVKOLVNVRT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- CURLTUGMZLYLDI-UHFFFAOYSA-N Carbon dioxide Chemical compound O=C=O CURLTUGMZLYLDI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910000640 Fe alloy Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910017369 Fe3 C Inorganic materials 0.000 description 1
- 108010010803 Gelatin Proteins 0.000 description 1
- 239000002253 acid Substances 0.000 description 1
- 230000002411 adverse Effects 0.000 description 1
- 239000000908 ammonium hydroxide Substances 0.000 description 1
- 230000004888 barrier function Effects 0.000 description 1
- 238000003763 carbonization Methods 0.000 description 1
- 230000003197 catalytic effect Effects 0.000 description 1
- 229910001567 cementite Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000005465 channeling Effects 0.000 description 1
- 238000009833 condensation Methods 0.000 description 1
- 230000005494 condensation Effects 0.000 description 1
- 230000010485 coping Effects 0.000 description 1
- 230000002950 deficient Effects 0.000 description 1
- 230000001627 detrimental effect Effects 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 238000001035 drying Methods 0.000 description 1
- 238000000605 extraction Methods 0.000 description 1
- 229920000159 gelatin Polymers 0.000 description 1
- 239000008273 gelatin Substances 0.000 description 1
- 235000019322 gelatine Nutrition 0.000 description 1
- 235000011852 gelatine desserts Nutrition 0.000 description 1
- 239000011521 glass Substances 0.000 description 1
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 1
- 150000002483 hydrogen compounds Chemical class 0.000 description 1
- 238000005984 hydrogenation reaction Methods 0.000 description 1
- 230000001939 inductive effect Effects 0.000 description 1
- 238000012423 maintenance Methods 0.000 description 1
- 230000014759 maintenance of location Effects 0.000 description 1
- WPBNNNQJVZRUHP-UHFFFAOYSA-L manganese(2+);methyl n-[[2-(methoxycarbonylcarbamothioylamino)phenyl]carbamothioyl]carbamate;n-[2-(sulfidocarbothioylamino)ethyl]carbamodithioate Chemical compound [Mn+2].[S-]C(=S)NCCNC([S-])=S.COC(=O)NC(=S)NC1=CC=CC=C1NC(=S)NC(=O)OC WPBNNNQJVZRUHP-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- 229910044991 metal oxide Inorganic materials 0.000 description 1
- 150000004706 metal oxides Chemical class 0.000 description 1
- QMQXDJATSGGYDR-UHFFFAOYSA-N methylidyneiron Chemical compound [C].[Fe] QMQXDJATSGGYDR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000002156 mixing Methods 0.000 description 1
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 1
- 238000000199 molecular distillation Methods 0.000 description 1
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000001590 oxidative effect Effects 0.000 description 1
- 150000002927 oxygen compounds Chemical class 0.000 description 1
- 230000002028 premature Effects 0.000 description 1
- 230000008929 regeneration Effects 0.000 description 1
- 238000011069 regeneration method Methods 0.000 description 1
- 238000003303 reheating Methods 0.000 description 1
- 230000008439 repair process Effects 0.000 description 1
- 230000000284 resting effect Effects 0.000 description 1
- 150000003839 salts Chemical class 0.000 description 1
- 238000013022 venting Methods 0.000 description 1
- 239000002699 waste material Substances 0.000 description 1
- 229910000859 α-Fe Inorganic materials 0.000 description 1
Description
Wynalazek niniejszy dotyczy sposobu przeróbki w wielkim piecu rud i odpad¬ ków, zawierajacych zelazo, na surowiec.
Proces wielkopiecowy stosowany obecnie posiada rozmaite braki. Poniewaz koks i ruda zadaja sie do pieca warstwami, spo- czywajacemi jedna na drugiej, wiec zmie¬ szanie sie tych materialów w czesci dolnej pieca (garze) jest bardzo wadliwe. Ponad¬ to dzieki swej brylowatej postaci ruda podlega dzialaniu tlenku wegla (CO) tylko z zewnatrz, co szczególnie jest szkodliwe w wypadku rud opieczonych lub stopio¬ nych, jak to zwykle ma miejsceW wielkim piecu nawet w temperaturze 1200—1300° C, Wskutek tego tlenki rudty w strefie go¬ racej wraiz ze sikala plonna i topnikami zuz¬ luja sie lub spiekaja. Ruda zzuzlowana lub spieczona redukuje sie bardzo trudno, wskutek czego redukcja zachodzi w roz¬ topionej masie zuzla, a proces ten obejmu¬ je równiez niepozadane domieszki w ro¬ dzaju isiarki, arsenu i t. d. Wieksza czesc zelaza wypada odzyskiwac ze zwiazków, których czesc redukuje sie z trudnoscia, zapomoca rozpuszczonego1 wegla.
W dotychczasowych procesach wiel¬ kopiecowych najglówniejsza czesc reduk¬ cji odbywa1 sie wiec tylko w przestrzeni bardzo ograniczonej i w warunkach niepo¬ myslnych, mianowicie w pasie topliwosci, gdzie przebiegaja reakcje, w których bierze udzial nie zelazo metaliczne, lecz tlenek zelaza w postaci zlepu plynnego. Wskutektych niepomyslnych warunków cierpi nie- iylko jakosc ptraymanego surowca, lecz ¦% pr^de^z^^ieiiil zwiekszaj sie niepo¬ trzebnie zuzycie koksu, gfdlyz redukcja glówna odbywa sie kosztem stalego C, z wytworzeniem posredniem tlenku wegla lub wegliku zelaza.
Dalsza niedpgodnosc polega na tern, ze w wielkich piecach dotychczasowych cala redukcja odbywa sie w obecnosci nadmia¬ ru wegla, kfóry bez£^srednio ponownie re¬ dukuje powstaly kwas weglowy, gdyz srecU nia temperatura panujaca w wielkim pie¬ cu lezy powyzej 1000°, w której kwas we¬ glowy nie jest zwiazkiem trwalym. Nie¬ dogodnosci te odpadaja W procesie wielko¬ piecowym;, stanowiacym przedmiot wyna¬ lazku niniejszego.
Proponowano juz wprawdzie urzadzac wielki piec elektryczny tak, aby przyrzad nadawczy zaopatrzyc w walec wydlrazony, stosunkowo krótki, siegajacy wewnatrz szybu, w celu umieszczania w nint paliwa, i oddzielania tego ostatniego od rudy, któ¬ ra zadaje sie do przestrzeni pierscienio¬ wej, obejmujace) ów walec. Wskutek tego oba materjaly obsuwalja sie nadól odziel- nie do miejsca siegania tego walca, a to dlfc uzyskania W czesci górnej pieca sko- ksowania, któte w tych warunkach prze¬ biega w wysokiej temperaturze, W prze¬ ciwienstwie eta tego sposobu istota proce¬ su wielkopiecowego, stojnowiaca przedmiot niniejszego wytiailazlku, polegal na naistepu- jacern.
Ruda i paliwo wraz z ewentualnemi top¬ nikami obsuwaja sie nadól, az do trzonu pieca, W przestrzeniach oddzielnych. Ga¬ zy Wydzielajace sie w strefie spadkowej redukuja na sucho wieksza czesc obsuwa* jacej sie oddzielnie rudy bez udzialu wegla pierwotnego, a jednoczesnie paliwo, rów¬ niez obsuwajace sie oddzielnie, ulega de¬ stylacji czastkowej i sboksowaniu, W ta- kkn atóiiie ruda 1 opal stykaja sie w ga¬ rze i tu dopiero nastepuje redukcja calko¬ wita rudy, wzglednie manganu, krzemu i t d, i stapianie metalu i topników, jak rów¬ niez naweglanie zelaza, W nowym wiec sposobie z jednej stro¬ ny zachodzi redukcja rudy i naweglanta, z drugiej zas—oddzielne stapianie, wskutek czego produkt otrzymuje sie w tych wa¬ runkach w stanie bardziej czystym. Ilosc opalu zuzywanego na tonne zelaza daje sie równiez kilkakrotnie zmniejszyc w sto¬ sunku do ilosci rudy, wskutek czego otrzy¬ mujemy znaczne zaoszczedzenia paliwai. W razie potrzeby mozna zapomoca wodoru, wytwarzanego przy tym sposobie, prze¬ prowadzic bez udzialu wegla uwoidornienie i ulotnienie sie zanieczyszczen w rodzaju siarki, arsenu i t d,, znajdujacych sie w la¬ dunku, jakowe reakcje przebiegaja juz w srodkowym i dolnym pasie szybu wypel¬ nionego ruda, dzieki czemu zanieczyszcze¬ nia te nie ffiolgA przedostac sie do zelaza.
Na zalaczonym rysunku fig, 1—4 wyo¬ brazaja forme wykonania wielkiego pie¬ ca nadajacego sie dót przeprowadzenia no¬ wego sposobu, a fig, 5—schemat uwidocz¬ niajacy przebieg reakcji.
Wewnatrz szybu a pieca miesci sie szyb mniejszy b tak, ze miedlzy niemi pozosta¬ je przestrzen pierscieniowa.
Do wewnetrznego szybu b zaidajje sile paliwo, do szybu zas a rude, oba te tworzy¬ wa wralz z wtosciwami) ftopnalkamiL, W tein sposób wnetrze pieca izositaje podzielone ma cztery komory luib przestrzenie /, //, ///, IV.
W komorze / zachodzi stapianie, komora // odgrywa role ozadmilcy, w komorze /// miiesci (sile ruda, a w komorze IV — opal.
Paliwo surowe, zmiesiziaine w razile pottrzeby z topnikami, zadaje sie z góry do zbiornika (fig. 2), rude zais z topnókaimii do leja d, o* bejamujaoego tamiten, Maisy zadane z lejów c i d ptrzez biegnace nadól al iz&opattrzjone w zasuwy rury fig zostaja doprowadzone do sizyfoiUt przeznactLOfiego do paliwa i rudy. — 2 —Piec moze pociadac zamiast jedhego srod¬ kowego isizybu, który sluzy dlo koksowana, i «zybu pierscieniowego, gdzie sile odbywa. redukcja, wiecej nienaleznych komór ko¬ ksowniczych i redukcyjnych. Komore /// ponadto mozna wyposazyc w przenosnik, pracujacy mechanicznie czesciowo lub cal¬ kowicie, np, w obraca!jace sie lajpy, przy¬ czyni ruda! stacza sole mechanicznie coraz nizej w kierunku (przeciwnym do pradu wzlnjoszaicych sie gazów, W szybie IV paliwlo obsuwa isie stopnio¬ wo nadól, ziositaje poddakie, pod wplywem cieplla przeciagajaicyeh gazów1, destylacji czasteczkowej i wreszcie ulega skoksowa- niu, Ruidia i topniki, zpuiesizianie w ilosciach odmierzonych i znajjduij ajce >sile w sitanie roz- drobionym, zadajemy z góry do iszyfru ///, w którym rudia, obsuwajac sie stopniowo nadól, ulega* zaleznie od swej foudbwy, czesciowej lub calkowitej redukcji Dla mozliwie jaknajdluzszego przetrzymania rudy w szybie redukcyjnym i jaknajdoklad- niejsizego i stalego zetkniecia sie jej z prze¬ ciagajacemajl ku górze galzami, zaopatruje¬ my szyb w schody h o istopniiach z otwora¬ mi i (fig, 3), wskutek czeg|o gazy musza przeplywac w kierunku przeciwnym do ob¬ suwajacej sie njaidól rudy.
Tu injastejpuje, jak to objasnimy dalej, sucha redjukoja rudy k odpedzainie pewnych niepozadanych zanieczyszczen.
Zredukowana i oczyszczona ruda prze¬ dostaje sie puzeiz otwory / na dmie szybu III do komory //, gdzie styka sie z opada- jacem iz szybu IV skoksowaniem paliwem, W komorze // natychmiast konczy sie (o ile nie wastapilio to juz uprzednio) reduko¬ wanie rudy, która zostaje istlopiomaj z topni¬ kami. Tu równiez odbywa sie n&weglanie wytopionego zelaiza. Gar posiada zwykly otwór m do odplywu zuzla, otwór spusto¬ wy n i dysze o.
Ruda w szybie IEI zoistlaJje w tempera¬ turze ponizej lOOO^C zredukowania czescio¬ wo luib caSfcowfcie i, bedac stale w #Lanfe rozdrobkmyoi, mte&m sie tze amaijdujacym sie w kamorze // koksem, gdzie redukuje sie calkowicie na ferryt, nawegla i stapia, gdyz skala plonna i topniki reaguja z soba dopiero w temperaturze wysokiej, W ten sposób redukcja tlenków metalowych z jed¬ nej strony i redukcja! zlantieczyszczeó z dru¬ giej —i przebiegaja oddolniew rozmaitych stalnach dwupienna, mianowicie redukcja tlenków odbywa sie w stanie njfesttopionym (suchym), redukcja zas zanieczyszczen — w stanie stopionym. Nalezy przytem x&r znaczyc, ze niajglówniejisize zanieczyszcze¬ nia, jak siarka, arsen i t. d, zostaja usunie¬ te uprzednio w stposób, opisany bardziej szczególowo ponizej.
Do wypeltóonej paliwem czesci dolnej s,zybu IV korzystni!© jest wdmuchiwac przez rozmieszczone promieniowo dysze p pare wodna, która wznosi sie, Wnaz z wy¬ dzielajjacym sie z garu tlenkiem wegla, ku górze szybu IV i, napotykajac rozzarzone paliwo, wytwarza gaz wodny. Zamiast pa¬ ry lub jednoczesnie z nia mozna:, o ile wa¬ runki na to pozwola, czesc gazów odloto¬ wych, wyplywaljajcych przez otwory q i za> wierajacych kwas weglowy, doprowadzac u dolu szybu IV do zredukowania kwasu.
Wskutek tego gaz, odlotowy ulega regene¬ racji, co wplywa na obnizenie jego tempe¬ ratury i podnosi w nim zawartosc wegla, Ponadto korzystnie jest gazy, Wyplywaja¬ ce z szybu IV, przez otwory górne r, po uwolnieniu ich od cennych produktów po¬ bocznych i ochlodzeniu, doprowadzac prze¬ wodem / do szybu ///. Galzy wydizielajace sie z garu, których czesc ma byc uzyta do redukcji rudy,, (posiadaja temperature od 1400 do 1500°C; temperatura ta wieo byla¬ by zbyt wysoka i moglafcy wywolac stapia¬ nie sie topników i topienie sie rudy, Wo^ bec tego nalezy temperature ta obnizyc i w tym celu wydzielajacy sie z szybu IV gaz zmieszany, ochlodzony i uwolniony od pro- -~ 3 —duktów pobocznych dodaje sie, w mysl wy¬ nalazku, do gjaiZiów poprzednich, wydziela¬ jacych sie z gairu, W tein, sposób osiagamy ponadto i .te znaczna korzysc, ze w sizybie redukcyjnym rozporzadzamy gazem 'zasob¬ nym w wodór i nasyconymi weglem* Wo^ dór, laczac sie z siarka, arsenem i t. d., da¬ je zwiazki lotne, uchodzace wraz z gazami nazewnatrz. Poza tern wodór, stanowiac je¬ den z najbardziej czynnych ze znanych w technice cial redukujacych, odgrywa w pro¬ cesie tym, d^iekii iswesj wilasmosci[ redukcyj¬ nej, wybitna role, co proces ten Wyraznie odróznia od innych znanych i stosowanych procesów wielkopiecowych.
Poniewaz redukcja rudy w procesie ni¬ niejszym ma duize znaczenie i stanowi jego znamienna wlasnosc, korzystnie przeto be¬ dzie reakcje te rozpatrzec bardiziej szcze¬ gólowo.
Do goracych tlenków wegla, wydziela¬ jacych sie z komory / (przystawy), doda¬ jemy dla wzgledów wysizczeigólnionych o- studzone i uwolnione od produktów, po¬ bocznych gaizy odlotowe i w ten sposób o- trzymujemy, jak to zaznaczono powyzej, gaz,, praktycznie wolny od kwasu weglowe¬ go, zasobny w wodór i przesycony weglem, który, jak wiadomo¦, napotyka w tempera¬ turze 950° juiz zredukowana rude. Gaz wod¬ ny, który, jak wiaidbmo, w temperaturze nizsizetj Jujz dziala redukujaco, wytwarza zelazo metaliczne nawet w palsiach gprnych komory redukcyjnej. Zeilaizo imeitaliozne, stykajace sie z zaisobnym w tlenek wegla, zawierajajcym wegiel gazem, dzialal kata¬ litycznie i to, dzieki stale zwiekszajacej sie i zmiennej powierzchni, w stopniu silnym, Na powierzchni zelaza osadza sie wegiel bezpostaciowy, bardzo czynny, i dziala na- weglaijaco, gdyz wytwarza sie w tempera¬ turze niskiej.
Weglik zelaza (Fe3 C), jaki sie wskutek tego wytwarza, "stanowi odczynnik reduku¬ jacy jeszcze energiczniej i! dziala! obok o- becnego wegla silnie redukujaco na tleno¬ we zwiazki zelaza, znajdujace sie ewentu¬ alnie pod powierzchnia metalu. Wytwarza sie przeto kwas weglowy, wzglednie COA i z weglika zelaza powstaje ponownie zela¬ zo metaliczne, które znowu oddzialywa ka¬ talitycznie, pokrywajac sie weglem czyfr- nym. Powtarza sie to dopóty, dopóki ziar¬ na rudy nie zredukuja sie calkowicie. W miare wzrostu temperatury rudy powyzej 600° tworzy sie mniej czynny wegiel, któ¬ ry nawegla zelazo i chroni je od pózniej¬ szego stapiania sie z topnikami Nowy sposób procesu wielkopiecowego rozpada sie na cztery oddzielne sitadja, od¬ powiadajace strefom l — IV wielkiego pie¬ ca (porównaj równiez fig, 5).
I. Przystawa pieca. Tuitialj stop zelaza i topników powinien osiagnac temperature 1500° i pozostawac w stanie plynnym az do spustu. Powyzej tej stopionej' masy wy¬ twarza sie strefa utleniajaca goracego dmu¬ chu, który jednak nie moze utleniac w stop¬ niu godnym jakiejkolwiek uwagi, ze wzgle¬ du na znaczna szybkosc splywajacego" me¬ talu, II. Spadek, w którym powinny prze- biegac reakcje nastepujace: a) redukcja ostateczna (o ile to nie na¬ stapilo juz uprzednio) rudy zapomoca we¬ gla stalego w temperaturze powyzej 1000°; b) topienie isie metalu i topników; c) naweglanie zelaza cieklego w tem¬ peraturze od 1200° do 15000; d) powstawanie tlenku wegla.
III. Komora redukcyjna. W niej po¬ winny zachodzic reakcje nastepujace: aj) isucha redukcja rudy zapomoca opi¬ sanej powyzej imiesizajniniy gazowej o tem¬ peraturze co najwyzej 950°; b) uwodornianie zanieczyszczen zawar¬ tych w rudzie, w szczególnosci siarki i ar¬ senu, jak o tern byla mowa powyzej; Ponadto komora ta, o ile zbudowana jest w ksztalcie pierscienia, ma za) zadanie — 4 —zapobieganie stratom ciepla wypromieinio- wywanym przez komore do koksowania pa¬ liwa.
IV. Komora koksownicza. W przestrze¬ ni1 tej powinna zachodzic: a) destylacja czastkowial paliwa w tem¬ peraturze, stopniowo wzrastajace}, poczy¬ najac od temperatury zewnetrznej do 1300°; b) w dolnej czesci szybu w temperatu¬ rze 1100 — 1300° wytwarzanie gaizu wod¬ nego, a jednoczesnie temperatura powinniai pozostawac w granicach sprzyjajacych ko¬ ksowaniu; c) skoro warunki na to pozwola, po¬ winno sie przeprowadzic regeneracje cze¬ sci gazów uchodzacych z komory reduk¬ cyjnej lub innych gazów odlotowych, wpro¬ wadzajac je u dolu szybu. Regeneracje te mozna przeprowadzic oddzielnie, badz po¬ laczyc ja z wytwarzaniem gazu wodnego w temperaturze 1300° — 1100°, Nalezy przytem zaznaczyc, ze destyla¬ cja przebiega endfctermicznie (pochlania cieplo) do chwili osiagniecia przez wegiel temperatury 600°, Poczynajac od tej chwi¬ li, w pasie dolnym szybu, destylacja prze¬ biega egzotermicznie (wydziela wielka i- losc ciepla).
Korzysci tego sposobu sa nastepujace: 1) Odpada potrzeba urzadzania od¬ dzielnych koksowni, a wskutek tego unika sie znacznych kosztów budowy, reperacji i kosztów utrzymywania jej w ruchu. 2) Unika sie znacznych strat ciepla, zwiazanych z gaszeniem, ponownem o- grzewaniem i suszeniem koksu w wielkim piecu. 3) Zmniejsza sie ilosc zgorzeliny wsku¬ tek miazdzenia i gaszenia i zmniejsza sie równiez ilosc mialu, powstajacego przy roz¬ drabnianiu, ladowaniu, przechowywaniu, przewozeniu i zaladowywaniu do wylotu wielkiego pieca . 4) Odpadaja koszty przewozu koksu z pieca koksowniczego,; wzglednie ze skla¬ du, do wylotu wielkiego pieca, 5) Nie obniza sie jakosc koksu, pod¬ czas rozdrabiania, ladowania, .przewoze¬ nia i zasypywania do pieca. 6) Dzieki wielkiej ilosci goracych roz- porzadlzalnyeh gazów, ogrzewanie podle¬ gajacego koksowaniu wegla nie pociaga za soba kosztów, gaz potrzebny zwykle do o- grzewania koksownic mozna zuzyc w innym celu; ponadto gazy te wytwarzaja warunki idealne dla przebiegu destylacji, gdiyz wszelkie jej produkty, bez wzgledu na tem¬ perature w jakiej je otrzymujemy, sa za¬ bezpieczone od przedwczesnego skroplenia lub jakiegokolwiek rozkladu. Wobec tego wydajnosc produktów tak co do ilosci, jak i jakosci znacznie wzrasta, co ze swej stro¬ ny obniza koszty koksu dostarczanego do trzonu piecai, jak i koszty wytwarzania ze¬ laza. 7) Sposób ogranicza sie do usuwania z gazów odlotowych komory koksowniczej, obok aimonjaku, tylko weglowodorów, skra¬ planych1 ochladzaniem. W razie potrzeby z gazów usuwa sie równiez siarke. Otrzy¬ mujemy w ten sposób gaz, pozbawiony, praktycznie rzeczy biorac, kwasu weglc^ wego, zawierajacy mniej niz zwykle azotu, zasobniejszy w wodór i przesycony we¬ glem. Dzieki temu gaz ten stanowi dla ru¬ dy zelaznej znakomity srodek redukujacy, a jednoczesnie sluzy do nawegjania zelaza metalicznego. W dzisiejszych procesach wielkopiecowych gaz o takich wlasno¬ sciach nie wytwarza sie wcale, poniewaz wodór jest srodkiem redukujacym nietyl- ko bardziej czynnym od tlenku wegla, lecz dziala w temperaturze znacznie nizszej, wskutek czego laczy sie z siarka i arse¬ nem, które stanowia niepozadane domie¬ szki surowca, i uchodzi w postaci ich zwiazków wodorowych nazewnatrz. Dzieki temu otrzymujemy zelazo bardziej czyste i cenniejsze. — 5 —Ponadto osiagamy, zwiekszajac w ga¬ zie ilosc tlenku wegla i weglowodorów, przesycenie weglem, co umozliwia po¬ wstawanie znacznej1 ilosci czynnego wegla bezpostaciowego. Wzmacnia to znacznie redukcje tlenowych zwiazków zelaza na¬ wet w temperaturze nizszej, 8) Mozna znacznie obnizyc wymagania co do jakosci koksu, gdyz ten nie dzwiga na sobie wielkiego ciezaru rudy i topni¬ ków, niepotrzeba go wiec przesiewac i mo¬ zna wytwarzac z wegla) posledniejszego, 9) Poniewaz redukcja rudy sama przez sie przebiega latwo, szybko i calkowicie w temperaturze nizszej, musi ona byc w stanie bardzo rozdrobionym, co umozliwia przeróbke rudy ze zlóz sypkich, których dzisiaj, wobec wielkiego ich rozdrobienia, nie przerabiamy wcale, lub tez dopiero po uprzedniem zbrykietowaniu lub zlepieniu, co zwieksza koszty przeróbki. 10) Dzijeki doiprowadzajniu wspomnia¬ nych powyzej ochlodzonych gazów odloto¬ wych do czesci gazów wydzielajacych sie z przystawy i zasobnych w tlenek wegla, która ma przeplywac przez komore reduk¬ cyjna i której temperatura zbyt wysoka oddzialywalaby szkodliwie, wywolujac e- wentualne plawienie sie i stapianie topni¬ ków i wytwarzajac w ten sposób warstwe nieprzenikliwa dla gazu, osiagamy obnize¬ nie temperatury w stopniu wykluczajacym owo niebezpieczenstwo. Ponadto, dzieki o- becnosci srodków redukujacych, dzialaja¬ cych w temperaturze niskiej, rozpoczynaj sie redukcja ziaren rudy juz w warstwach gór¬ nych komory redukcyjnej i natychmiasto¬ we naweglanie wytworzonego zelaza meta¬ licznego, 11) Odpadaja nietylko koszty urzadze¬ nia koksowni, lecz znacznie sie równiez zmniejszaja i koszty budowy wielkich pie¬ ców, W piecach budowanych dotychczas bardzo pokazne i zajmujace wielka prze¬ strzen ilosci koksu musza, zanim zaczna sie palic, obsuwac sie powoli na spód pieca, gdyz koks zadaje sie don warstwami na- przemian z ruda, wobec czego szybkosc ob¬ suwania sie koksu zalezy pd szybkosci o- padania rudy.
W sposobie niniejszym obsuwanie sie obu tworzyw jest niezalezne od siebie, 0- pal moze sie obsuwac szybciej, wskutek czego pojemnosc pieca, potrzebna do u- mieszczenia paliwa, zmniejsza sie, co po¬ zwala obnizyc koszty budowy. 12) Wszystkie wyszczególnione powy¬ zej oszczednosci warunkuja jeszcze wiek¬ sze zmniejszenie pojemnosci potrzebnej do umieszczenia paliwa, co znacznie obniza koszty wytwarzania zelaza.
Wszystko to udostepnia dokladna zrozu¬ mienie podstaw niniejszego sposobu.
Z a/ s t x z e z e co. i a p m t e n t o w e. 1. Sposób wytwarzania surowca hA stali w wielkich piecach, znamienny tem, ze ruda i paliwo, ewentualnie wraz z do¬ mieszkami, obsuwaja sie wewnatrz pieca nadól w szybach oddzielnych do chwili osia¬ gniecia spadku pieca, przyczyna gazy uno¬ szace sie z trzonu redukuja na sucho bez udzialu wegla pierwotnego przewazajaca czesc rudy, tudziez poddaja destylacji czast¬ kowej oraz koksuja paliwo tak, iz dopiero w takim stanie oba te materjaly stykaja sie w spadku pieca, gdzie nastepnie ziaehodzi zupelna redukcja rudy, a ewelitu&lnle man¬ ganu, krzemu i t d*, topienie sie metalu i zuzla, jak równiez i nawegjianie zelaza* 2. Sposób wedlug zastrz. 1, znamien¬ ny tem, ze w luajndzsza i najgoretsza czesc szybu, zawierajacego paliwo, wdmuchuje sie, dla wytworzenia gaizu wodnego, pare wodna ewemiiiainie zmuszana % czescia gaizów odlotowych, wchodzacych z szybu zaitfieiraijaeeige rude. 3. Sposób wedlug zaatrz, 1, znamien¬ ny tem, ze rude i jej dbmipwki zadaje sie do odpowiedniego szybu w ppslaci rozdrob- — 6 —nionej i dokladnie rozdzielonej, wskutek czego w atmosferze redukujacej drobne ziarnka rudy i wielka powierzchnia wytwa¬ rzajacego sie i dzialajacego katalitycznie zelaza ¦— sprawiaja ustawicznie nastepuja¬ ce kolejno powstawanie i rozklad weglika wegla i redukcje wnetrza ziaren rudy, któ¬ rej towarzyszy powstawanie CO, wzglednie co2. 4. Sposób wedlug zastrz. 1 i 2, zna¬ mienny tern, ze gaz, uchodzacy z komory koksowniczej i ochladzajacy sie w urzadze¬ niu poza wielkim piecem, wprowadza sie do czesci dolnej komory redukcyjnej, gdzie ob¬ niza temperature gazi^,, wydobywajacego sie z przystawy i doplywajacego jednoczesnie do komory redukcyjnej1, w tym stopniu, ze usuwa sie niebezpieczenstwo plawienia i stapiania rudy, 5, Wielki piec do przeprowadzania spo¬ sobu wedlug zastrz, 1 — 4, znamienny tern, ze wzdluz osi pieca buduje sie szyb dlal pa¬ liwa, otoczony oddzielnym pierscieniowym szybem redukcyjnym, zawierajacym prze¬ grody oparte na konstrukcjach chlodzo¬ nych, w razie potrzeby, w sposób wlasciwy i umieszczonych jedne nad dirugiemi w po¬ staci schodków, po których opada ruda, wskutek czego coraz to nowe ladunki rudy stykaja sie z plynacemu do góry gazami, 6. Wielki piec do przeprowadzania spo¬ sobu wedlug zastrz, 3, znamienny tern, ze sciana zewnetrzna komory redukcyjnej bu¬ duje sie w ten sposób, aby mogla sie obra¬ cac, a przegrody wyposaza sie w chlodzo¬ ne „plugi" lopatkowe.
Jacob G. Aarts.
Zastepca: M. Skrzypkowski, rzecznik patentowy.Do opisu patentowego Nr 3580.
Ark. i.
J^/ Jjb QE ???/Do opisu patentowego Nr 3580.
Ark. 2.
Druk L. Boguslawskiego, Warszawa.
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| PL3580B1 true PL3580B1 (pl) | 1926-01-30 |
Family
ID=
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| AU2007204927B2 (en) | Use of an induction furnace for the production of iron from ore | |
| WO2017014204A1 (ja) | 電炉ダストからの鉄および亜鉛の回収方法およびその装置 | |
| US4772316A (en) | Process for the reduction of iron-containing chrome ores | |
| RS61174B1 (sr) | Postupak oporavka metala iz sekundarnih sirovina i drugih materijala koji sadrže organske sastojke | |
| PL3580B1 (pl) | Sposób i urzadzenie do wytwarzania w wielkich piecach surowca lub stali. | |
| US3108869A (en) | Ore reduction furnace and method | |
| TWI844330B (zh) | 直接還原鐵的熔解方法、固體鐵及固體鐵的製造方法、以及土木建築用資材及土木建築用資材的製造方法 | |
| TWI843517B (zh) | 直接還原鐵的熔解方法、固體鐵及固體鐵的製造方法、土木建築用資材及土木建築用資材的製造方法以及直接還原鐵的熔解系統 | |
| US1815946A (en) | Extracting of iron | |
| US2356524A (en) | Method of directly producing pig iron and steel | |
| US1849658A (en) | Apparatus for treatment of iron ore | |
| US1962270A (en) | Slag treatment and apparatus therefor | |
| US2133571A (en) | Process for the manufacture of steel from low-grade phosphoruscontaining acid iron ores | |
| US1712132A (en) | Reducing zinciferous materials | |
| US2265284A (en) | Melting copper | |
| US2349688A (en) | Method of producing low carbon iron or steel | |
| Ingalls | The metallurgy of zinc and cadmium | |
| JP2005126732A (ja) | 金属酸化物含有物質の溶融還元方法および溶融還元装置 | |
| IT8149278A1 (it) | Procedimento per la riduzione continuativa di materiali contenenti ferro | |
| US1817043A (en) | Converter smelting | |
| US1320483A (en) | Metallurgical process | |
| US1372392A (en) | Revolving furnace | |
| Habashi | Fire and the art of metals: a short history of pyrometallurgy | |
| US93758A (en) | Charles william siemens | |
| Tiemann | Iron and steel (a pocket encyclopedia): including allied industries and sciences |