Claims (26)
1. Способ прямой плавки металлосодержащего сырья, заключающийся в том, что (a) частично восстанавливают оксиды железа в твердом состоянии в емкости для предварительного восстановления и получают частично восстановленные оксиды железа, (b) осуществляют прямую плавку частично восстановленных оксидов железа, полученных на этапе (а), до расплавленного железа в емкости для прямой плавки, которая содержит жидкую ванну железа и шлака, и в которую подают твердый углеродсодержащий материал в качестве источника восстановителя и энергии, а также кислородсодержащий газ, включающий подогретый воздух или обогащенный кислородом воздух, для дожигания монооксида углерода и водорода, образующихся в емкости, (c) выпускают образующийся на этапе прямой плавки (b) отходящий газ, содержащий серу, из емкости для прямой плавки, (d) используют первый поток отходящего газа, выпускаемого из емкости для прямой плавки, на этапе предварительного восстановления (а) для предварительного восстановления оксидов железа в емкости для предварительного восстановления для того, чтобы регулировать количество серы, возвращаемой в емкость для прямой плавки из емкости для предварительного восстановления, и (е) используют второй поток отходящего газа, выпускаемого из емкости для прямой плавки, на этапе предварительного восстановления (а) в качестве источника энергии для нагрева воздуха или обогащенного кислородом воздуха перед подачей воздуха или обогащенного кислородом воздуха в емкость для прямой плавки.1. The method of direct smelting of metal-containing raw materials, which consists in the fact that (a) partially reduce the iron oxides in the solid state in the tank for preliminary reduction and receive partially reduced iron oxides, (b) direct smelting of the partially reduced iron oxides obtained in step ( a), to the molten iron in the tank for direct smelting, which contains a liquid bath of iron and slag, and which serves solid carbon-containing material as a source of reducing agent and energy, as well as acid a gaseous-containing gas, including heated air or oxygen-enriched air, to burn off the carbon monoxide and hydrogen generated in the tank, (c) exhaust the waste gas containing sulfur from the direct-melting step from the direct-melting tank, (d) use the first stream of exhaust gas discharged from the direct smelting vessel in the preliminary reduction step (a) for the preliminary reduction of iron oxides in the preliminary reduction vessel in order to control the amount of sulfur returned to the direct smelting tank from the pre-reduction tank, and (e) using a second stream of exhaust gas discharged from the direct-melting tank at the preliminary reduction step (a) as an energy source for heating air or oxygen-enriched air before feeding air or oxygen-enriched air in a tank for direct smelting.
2. Способ по п.1, отличающийся тем, что на этапе (d) регулируют количество отходящего газа, выпускаемого из емкости для прямой плавки и используемого на этапе предварительного восстановления (а), таким образом, чтобы количество серы в расплавленном железе, образующемся на этапе (b) прямой плавки, составляло менее чем 0,2 мас.% от всей массы расплавленного железа.2. The method according to claim 1, characterized in that in step (d) the amount of exhaust gas discharged from the direct smelting vessel and used in the preliminary reduction step (a) is controlled so that the amount of sulfur in the molten iron formed on step (b) direct smelting, amounted to less than 0.2 wt.% of the total mass of molten iron.
3. Способ по любому из п.1 или 2, отличающийся тем, что обрабатывают остаток отходящего газа, выпускаемого из емкости для прямой плавки, для нагрева и/или для выработки энергии без возврата большей части серы, содержащейся в этой части отходящего газа, в емкость для прямой плавки.3. The method according to any one of claims 1 or 2, characterized in that they process the remainder of the exhaust gas discharged from the direct smelting tank to heat and / or generate energy without returning most of the sulfur contained in this part of the exhaust gas to container for direct melting.
4. Способ по любому из пп.1-3, отличающийся тем, что второй поток содержит, по меньшей мере, 20 об.% отходящего газа, выпускаемого из емкости для прямой плавки.4. The method according to any one of claims 1 to 3, characterized in that the second stream contains at least 20 vol.% Exhaust gas discharged from the tank for direct melting.
5. Способ по п.4, отличающийся тем, что второй поток содержит, по меньшей мере, 30 об.% отходящего газа, выпускаемого из емкости для прямой плавки.5. The method according to claim 4, characterized in that the second stream contains at least 30 vol.% Exhaust gas discharged from the tank for direct melting.
6. Способ по п.5, отличающийся тем, что второй поток содержит, по меньшей мере, 40 об.% отходящего газа, выпускаемого из емкости для прямой плавки.6. The method according to claim 5, characterized in that the second stream contains at least 40 vol.% Exhaust gas discharged from the tank for direct melting.
7. Способ по любому из пп.1-6, отличающийся тем, что удаляют захваченную серу и соли щелочных металлов из второго потока перед его использованием в качестве источника энергии для нагрева воздуха или обогащенного кислородом воздуха.7. The method according to any one of claims 1 to 6, characterized in that the captured sulfur and alkali metal salts are removed from the second stream before using it as an energy source for heating air or oxygen-enriched air.
8. Способ по любому из пп.1-7, отличающийся тем, что в качестве кислородсодержащего газа используют воздух или обогащенный кислородом воздух, содержащий менее чем 50 об.% кислорода.8. The method according to any one of claims 1 to 7, characterized in that air or oxygen-enriched air containing less than 50 vol.% Oxygen is used as an oxygen-containing gas.
9. Способ по п.8, отличающийся тем, что подогревают воздух или обогащенный кислородом воздух для использования на этапе прямой плавки (b).9. The method according to claim 8, characterized in that the air or oxygen-enriched air is heated for use in the direct melting step (b).
10. Способ по любому из пп.1-9, отличающийся тем, что на этапе предварительного восстановления (а) подогревают железную руду до температуры в интервале 600-1000°С.10. The method according to any one of claims 1 to 9, characterized in that at the stage of preliminary reduction (a) iron ore is heated to a temperature in the range of 600-1000 ° C.
11. Способ по любому из пп.1-10, отличающийся тем, что выпускают отходящий газ из этапа предварительного восстановления (а) и используют его в качестве топливного газа для нагрева или выработки энергии.11. The method according to any one of claims 1 to 10, characterized in that the exhaust gas is released from the preliminary reduction step (a) and used as fuel gas for heating or generating energy.
12. Способ по любому из пп.1-11, отличающийся тем, что на этапе плавки (b) прямую плавку частично восстановленных оксидов железа осуществляют следующим образом: (I) создают жидкую ванну, имеющую слой расплавленного железа и слой расплавленного шлака над слоем железа, в емкости для прямой плавки, (II) вдувают частично восстановленные оксиды железа и уголь в слой железа через множество фурм, (III) плавят частично восстановленные оксиды железа до расплавленного железа в слое железа, (IV) обеспечивают выброс всплесков, капель и брызг расплавленного материала в пространство над номинально спокойной поверхностью жидкой ванны для образования переходной зоны, и (V) вдувают кислородсодержащий газ в емкость для прямой плавки через одну или несколько фурм и дожигают монооксид углерода и водород, выделяющиеся из жидкой ванны, при этом поднимающиеся и затем опускающиеся всплески, капли и брызги расплавленного материала в переходной зоне облегчают теплоперенос в жидкую ванну, и переходная зона уменьшает потери тепла из емкости через боковую стену емкости, контактирующую с переходной зоной.12. The method according to any one of claims 1 to 11, characterized in that at the melting step (b) the direct melting of partially reduced iron oxides is carried out as follows: (I) create a liquid bath having a layer of molten iron and a layer of molten slag over a layer of iron , in a tank for direct smelting, (II) partially reduced iron oxides and coal are blown into the iron layer through many lances, (III) partially reduced iron oxides are melted to the molten iron in the iron layer, (IV) provide bursts, drops and splashes of the molten mater the glass to the space above the nominally calm surface of the liquid bath to form a transition zone, and (V) inject oxygen-containing gas into the direct smelting vessel through one or more tuyeres and burn carbon monoxide and hydrogen released from the liquid bath, while bursts rise and then fall , drops and spatter of molten material in the transition zone facilitate heat transfer to the liquid bath, and the transition zone reduces heat loss from the tank through the side wall of the tank in contact with the transition zone.
13. Способ прямой плавки металлосодержащего сырья, заключающийся в том, что (a) частично восстанавливают оксиды железа в твердом состоянии в емкости для предварительного восстановления и получают частично восстановленные оксиды железа, (b) осуществляют прямую плавку частично восстановленных оксидов железа, полученных на этапе (а), до расплавленного железа в емкости для прямой плавки, которая содержит жидкую ванну железа и шлака и в которую подают твердый углеродсодержащий материал в качестве источника восстановителя и энергии, а также кислородсодержащий газ для дожигания монооксида углерода и водорода, образующихся в емкости, до уровня дожигания, по меньшей мере, 40%, (c) выпускают образующийся на этапе прямой плавки (b) отходящий газ, содержащий серу, из емкости для прямой плавки, и (d) используют только часть отходящего газа, выпускаемого из емкости для прямой плавки, на этапе предварительного восстановления (а) для предварительного восстановления оксидов железа в емкости для предварительного восстановления для того, чтобы регулировать количество серы, возвращаемой в емкость для прямой плавки из емкости для предварительного восстановления.13. A method for direct smelting of metal-containing raw materials, which consists in the fact that (a) partially reduce the iron oxides in the solid state in the tank for preliminary reduction and receive partially reduced iron oxides, (b) direct smelting of partially reduced iron oxides obtained in step ( a) to molten iron in a direct smelting tank that contains a liquid bath of iron and slag and into which solid carbon-containing material is supplied as a source of reducing agent and energy, as well as acid a gaseous-containing gas for afterburning carbon monoxide and hydrogen generated in the vessel to an afterburning level of at least 40%, (c) exhaust gas containing sulfur from the direct-melting step is released from the direct-melting vessel, and ( d) use only part of the exhaust gas discharged from the direct smelting vessel in the pre-reduction step (a) for pre-reduction of iron oxides in the pre-reduction vessel in order to control the amount of sulfur returned to the vessel for direct melting from a tank for preliminary recovery.
14. Способ по п.13, отличающийся тем, что на этапе (d) регулируют количество отходящего газа, выпускаемого из емкости для прямой плавки и используемого на этапе предварительного восстановления (а), таким образом, чтобы количество серы в расплавленном железе, образующемся на этапе (b) прямой плавки, составляло менее чем 0,2 мас.% от всей массы расплавленного железа.14. The method according to item 13, wherein in step (d) the amount of exhaust gas discharged from the direct smelting vessel and used in the preliminary reduction step (a) is controlled so that the amount of sulfur in the molten iron formed on step (b) direct smelting, amounted to less than 0.2 wt.% of the total mass of molten iron.
15. Способ по любому из п.13 или 14, отличающийся тем, что обрабатывают остаток отходящего газа, выпускаемого из емкости для прямой плавки, для нагрева и/или для выработки энергии без возврата большей части серы, содержащейся этой части отходящего газа, в емкость для прямой плавки.15. The method according to any of paragraphs.13 or 14, characterized in that they process the remainder of the exhaust gas discharged from the direct smelting tank to heat and / or generate energy without returning most of the sulfur contained in this part of the exhaust gas to the tank for direct melting.
16. Способ по любому из пп.13-15, отличающийся тем, что используют первый поток отходящего газа, выпускаемого из емкости для прямой плавки, на этапе предварительного восстановления (а), и используют второй поток отходящего газа в качестве источника энергии для нагрева воздуха или обогащенного кислородом воздуха перед его подачей в емкость для прямой плавки.16. The method according to any of paragraphs.13-15, characterized in that the first exhaust gas stream discharged from the direct smelting vessel is used in the preliminary reduction step (a), and the second exhaust gas stream is used as an energy source for heating air or oxygen enriched air before being fed into a direct smelting tank.
17. Способ по п.16, отличающийся тем, что второй поток содержит, по меньшей мере, 20 об.% отходящего газа, выпускаемого из емкости для прямой плавки.17. The method according to clause 16, wherein the second stream contains at least 20 vol.% Exhaust gas discharged from the tank for direct melting.
18. Способ по п.17, отличающийся тем, что второй поток содержит, по меньшей мере, 30 об.% отходящего газа, выпускаемого из емкости для прямой плавки.18. The method according to 17, characterized in that the second stream contains at least 30 vol.% Exhaust gas discharged from the tank for direct smelting.
19. Способ по п.18, отличающийся тем, что второй поток содержит, по меньшей мере, 40 об.% отходящего газа, выпускаемого из емкости для прямой плавки.19. The method according to p. 18, characterized in that the second stream contains at least 40 vol.% Exhaust gas discharged from the tank for direct melting.
20. Способ по любому из пп.16-19, отличающийся тем, что удаляют захваченную серу и соли щелочных металлов из второго потока перед его использованием в качестве источника энергии для нагрева воздуха или обогащенного кислородом воздуха.20. The method according to any one of paragraphs.16-19, characterized in that the captured sulfur and alkali metal salts are removed from the second stream before using it as an energy source for heating air or oxygen-enriched air.
21. Способ по любому из пп.13-20, отличающийся тем, что в качестве кислородсодержащего газа используют воздух или обогащенный кислородом воздух, содержащий менее чем 50 об.% кислорода.21. The method according to any one of paragraphs.13-20, characterized in that as oxygen-containing gas using air or oxygen-enriched air containing less than 50 vol.% Oxygen.
22. Способ по п.21, отличающийся тем, что подогревают воздух или обогащенный кислородом воздух для использования на этапе прямой плавки (b).22. The method according to item 21, wherein the air or oxygen-enriched air is heated for use in the direct melting step (b).
23. Способ по любому из пп.13-22, отличающийся тем, что на этапе предварительного восстановления (а) подогревают железную руду до температуры в интервале 600-1000°С.23. The method according to any one of paragraphs.13-22, characterized in that at the stage of preliminary reduction (a) iron ore is heated to a temperature in the range of 600-1000 ° C.
24. Способ по любому из пп.13-23, отличающийся тем, что выпускают отходящий газ из этапа предварительного восстановления (а) и используют его в качестве топливного газа для нагрева или выработки энергии.24. The method according to any one of paragraphs.13-23, characterized in that the exhaust gas is released from the pre-reduction step (a) and used as fuel gas for heating or generating energy.
25. Способ по любому из пп.13-24, отличающийся тем, что на этапе плавки (b) прямую плавку частично восстановленных оксидов железа осуществляют следующим образом: (I) образуют жидкую ванну, имеющую слой расплавленного железа и слой расплавленного шлака над слоем железа, в емкости для прямой плавки, (II) вдувают частично восстановленные оксиды железа и уголь в слой железа через множество фурм, (III) плавят частично восстановленные оксиды железа до расплавленного железа в слое железа, (IV) обеспечивают выброс всплесков, капель и брызг расплавленного материала в пространство над номинально спокойной поверхностью жидкой ванны для образования переходной зоны, и (V) вдувают кислородсодержащий газ в емкость для прямой плавки через одну или несколько фурм и дожигают монооксид углерода и водород, выделяющиеся из жидкой ванны, при этом поднимающиеся и затем опускающиеся всплески, капли и брызги расплавленного материала в переходной зоне облегчают теплоперенос в жидкую ванну, и переходная зона уменьшает потери тепла из емкости через боковую стену емкости, контактирующую с переходной зоной.25. The method according to any one of paragraphs.13-24, characterized in that at the melting step (b) direct smelting of partially reduced iron oxides is carried out as follows: (I) form a liquid bath having a layer of molten iron and a layer of molten slag over a layer of iron , in a tank for direct smelting, (II) partially reduced iron oxides and coal are blown into the iron layer through many lances, (III) partially reduced iron oxides are melted to the molten iron in the iron layer, (IV) provide bursts, drops and splashes of the molten mat rial into the space above the nominally calm surface of the liquid bath to form a transition zone, and (V) inject oxygen-containing gas into the direct smelting vessel through one or more tuyeres and burn carbon monoxide and hydrogen released from the liquid bath, while bursts rise and then fall , drops and splashes of molten material in the transition zone facilitate heat transfer to the liquid bath, and the transition zone reduces heat loss from the vessel through the side wall of the vessel in contact with the transition zone.
26. Способ по любому из пп.13-25, отличающийся тем, что жидкая ванна имеет температуру 1580°С или ниже.26. The method according to any one of paragraphs.13-25, characterized in that the liquid bath has a temperature of 1580 ° C or lower.