RU2002130713A - METHOD AND DEVICE FOR DIRECT Smelting - Google Patents

METHOD AND DEVICE FOR DIRECT Smelting

Info

Publication number
RU2002130713A
RU2002130713A RU2002130713/02A RU2002130713A RU2002130713A RU 2002130713 A RU2002130713 A RU 2002130713A RU 2002130713/02 A RU2002130713/02 A RU 2002130713/02A RU 2002130713 A RU2002130713 A RU 2002130713A RU 2002130713 A RU2002130713 A RU 2002130713A
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
molten bath
lance
molten
gas
injecting
Prior art date
Application number
RU2002130713/02A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU2258744C2 (en
Inventor
Родни Джеймс Драй
Питер Дамиан БЕРК
Original Assignee
Текнолоджикал Ресорсиз Пти. Лтд.
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Priority claimed from AUPQ6950A external-priority patent/AUPQ695000A0/en
Application filed by Текнолоджикал Ресорсиз Пти. Лтд. filed Critical Текнолоджикал Ресорсиз Пти. Лтд.
Publication of RU2002130713A publication Critical patent/RU2002130713A/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2258744C2 publication Critical patent/RU2258744C2/en

Links

Claims (19)

1. Способ прямой выплавки для производства металлов (этот термин включает в себя также металлические сплавы) из железосодержащего материала, включающий в себя следующие этапы (a) формирования в металлургическом конвертере ванны из расплавленного металла и расплавленного шлака, (b) инжектирования материалов шихты в виде твердого материала и газа-носителя в расплавленную ванну со скоростью не менее 40 м/с через направленную вниз фурму для инжектирования твердых материалов, включающую в себя транспортную трубу с внутренним диаметром 40-200 мм, которая расположена таким образом, чтобы центральная ось выпускного конца фурмы была наклонена под углом от 20 до 90° к горизонтальной оси, и генерирования в расплавленной ванне поверхностного газового потока не менее 0,04 Нм3/с/м2 (где м2 относится к площади горизонтального поперечного сечения расплавленной ванны), по меньшей мере частично за счет реакций инжектируемого материала в ванне, который вызывает выброс расплавленного материала вверх в виде всплесков, капель и потоков и формирование расширенной зоны расплавленной ванны, причем газовый поток и выбрасываемый вверх расплавленный материал вызывают существенное движение материала в пределах расплавленной ванны и сильное перемешивание расплавленной ванны, причем материалы шихты подбирают таким образом, чтобы в общем смысле реакции материалов шихты в расплавленной ванне были эндотермическими, и (с) инжектирования кислородсодержащего газа в верхнюю область конвертера через, по меньшей мере, одну фурму для инжектирования газообразного кислорода и дожигания горючих газов, выделяющихся из расплавленной ванны, благодаря чему поднимающийся и затем опускающийся расплавленный материал в расширенной зоне расплавленной ванны способствует передаче тепла расплавленной ванне.1. Direct smelting method for the production of metals (this term also includes metal alloys) from iron-containing material, which includes the following steps (a) forming a bath of molten metal and molten slag in a metallurgical converter, (b) injecting the charge materials in the form solid material and carrier gas into the molten bath at a speed of at least 40 m / s through a downward lance for injecting solid materials, which includes a transport pipe with an inner diameter of 40-200 mm, to which is located so that the central axis of the outlet end of the lance is inclined at an angle from 20 to 90 ° to the horizontal axis, and generating in the molten bath a surface gas stream of at least 0.04 Nm 3 / s / m 2 (where m 2 refers to the horizontal cross-sectional area of the molten bath), at least in part due to reactions of the injected material in the bath, which causes the molten material to surge upward in the form of bursts, droplets and streams and the formation of an expanded zone of the molten bath, The new stream and the molten material thrown upward cause a substantial movement of the material within the molten bath and strong mixing of the molten bath, the charge materials being selected so that, in a general sense, the reaction of the charge materials in the molten bath is endothermic, and (c) injection of oxygen-containing gas into the upper the area of the converter through at least one lance for injecting gaseous oxygen and afterburning combustible gases released from the molten bath, thanks why the rising and then lowering molten material in the expanded zone of the molten bath contributes to the transfer of heat to the molten bath. 2. Способ по п.1, отличающийся тем, что этап (b) включает в себя инжектирование материалов шихты в расплавленную ванну таким образом, что материалы шихты проникают в нижнюю область расплавленной ванны.2. The method according to claim 1, characterized in that step (b) includes injecting the charge materials into the molten bath so that the charge materials penetrate into the lower region of the molten bath. 3. Способ по п.1 или 2, отличающийся тем, что этап (b) включает в себя инжектирование материалов шихты в расплавленную ванну через фурму со скоростью 80-100 м/с.3. The method according to claim 1 or 2, characterized in that step (b) includes injecting the charge materials into the molten bath through a lance at a speed of 80-100 m / s. 4. Способ по п.3, отличающийся тем, что этап (b) включает в себя инжектирование материалов шихты в расплавленную ванну через фурму при массовом расходе, достигающем 2,0 т/м2/с, где м2 относится к площади поперечного сечения транспортной трубы фурмы.4. The method according to claim 3, characterized in that step (b) includes injecting the charge materials into the molten bath through a lance at a mass flow rate reaching 2.0 t / m 2 / s, where m 2 refers to the cross-sectional area lance transport pipe. 5. Способ по любому из предшествующих пунктов, отличающийся тем, что этап (b) включает в себя инжектирование материалов шихты в расплавленную ванну через фурму при соотношении твердых материалов и газа, составляющем 10-25 кг твердых материалов/нм3 газа.5. The method according to any one of the preceding paragraphs, characterized in that step (b) comprises injecting the charge materials into the molten bath through a tuyere at a ratio of solid materials to gas of 10-25 kg of solid materials / nm 3 gas. 6. Способ по п.5, отличающийся тем, что соотношение твердых материалов и газа составляет 10-18 кг твердых материалов/нм3 газа.6. The method according to claim 5, characterized in that the ratio of solid materials to gas is 10-18 kg of solid materials / nm 3 gas. 7. Способ по любому из предшествующих пунктов, отличающийся тем, что этап (b) включает в себя инжектирование материалов шихты через множество фурм для инжектирования твердых материалов и генерирование в расплавленной ванне газового потока не менее 0,04 Нм3/с/м2.7. A method according to any one of the preceding paragraphs, characterized in that step (b) comprises injecting the charge materials through a plurality of tuyeres for injecting solid materials and generating at least 0.04 Nm 3 / s / m 2 in the molten bath. 8. Способ по любому из предшествующих пунктов, отличающийся тем, что газовый поток в расплавленной ванне, генерируемый на этапе (b), составляет не менее 0,04 Нм3/с/м2 на номинальной спокойной поверхности расплавленной ванны.8. The method according to any one of the preceding paragraphs, characterized in that the gas stream in the molten bath generated in step (b) is at least 0.04 Nm 3 / s / m 2 on the nominal calm surface of the molten bath. 9. Способ по п.8, отличающийся тем, что расход газового потока в расплавленной ванне составляет не менее 0,2 Нм3/с/м2.9. The method according to claim 8, characterized in that the gas flow rate in the molten bath is at least 0.2 Nm 3 / s / m 2 . 10. Способ по п.8, отличающийся тем, что расход газового потока составляет не менее 0,3 Нм3/с/м2.10. The method according to claim 8, characterized in that the gas flow rate is at least 0.3 Nm 3 / s / m 2 . 11. Способ по любому из предшествующих пунктов, отличающийся тем, что газовый поток в расплавленной ванне, генерируемый на этапе (b), составляет менее 2 Нм3/с/м2.11. The method according to any one of the preceding paragraphs, characterized in that the gas stream in the molten bath generated in step (b) is less than 2 Nm 3 / s / m 2 . 12. Способ по любому из предшествующих пунктов, отличающийся тем, что кислородсодержащим газом, инжектируемым в расплавленную ванну на этапе (с), является воздух или обогащенный кислородом воздух.12. The method according to any one of the preceding paragraphs, characterized in that the oxygen-containing gas injected into the molten bath in step (c) is air or oxygen-enriched air. 13. Способ по п.12, отличающийся тем, что этап (с) включает в себя инжектирование в конвертер воздуха или обогащенного кислородом воздуха при температуре 800-1400°С и при скорости 200-600 м/с через, по меньшей мере, одну фурму для инжектирования газообразного кислорода и оттеснение расширенной зоны расплавленной ванны в области нижнего конца фурмы от фурмы и образование “свободного” пространства вокруг нижнего конца фурмы, в котором концентрация расплавленного материала ниже концентрации расплавленного материала в расширенной зоне расплавленной ванны, при этом фурму располагают таким образом, что (i) центральная ось фурмы наклонена под углом от 20 до 90° к горизонтальной оси, (ii) фурма выступает в конвертер на расстояние, по меньшей мере, равное наружному диаметру нижнего конца фурмы, и (iii) нижний конец фурмы расположен над спокойной поверхностью расплавленной ванны на расстоянии, по меньшей мере, в 3 раза превышающем наружный диаметр нижнего конца фурмы.13. The method according to p. 12, characterized in that step (c) includes injecting into the converter air or oxygen-enriched air at a temperature of 800-1400 ° C and at a speed of 200-600 m / s through at least one a lance for injecting gaseous oxygen and pushing the expanded zone of the molten bath in the region of the lower end of the lance from the lance and the formation of “free” space around the lower end of the lance, in which the concentration of molten material is lower than the concentration of molten material in the expanded zone is molten of the bath, while the lance is positioned so that (i) the central axis of the lance is inclined at an angle from 20 to 90 ° to the horizontal axis, (ii) the lance extends into the converter at a distance at least equal to the outer diameter of the lower end of the lance, and (iii) the lower end of the lance is located above the calm surface of the molten bath at a distance of at least 3 times the outer diameter of the lower end of the lance. 14. Способ по любому из предшествующих пунктов, отличающийся тем, что включает в себя инжектирование воздуха или обогащенного кислородом воздуха в конвертер в вихревом потоке.14. The method according to any one of the preceding paragraphs, characterized in that it includes the injection of air or oxygen-enriched air into the converter in a vortex stream. 15. Способ по любому из предшествующих пунктов, отличающийся тем, что включает в себя контроль за тем, чтобы содержание растворенного углерода в расплавленном железе составляло не менее 3 мас.%, а также поддержание шлака в сильно восстановительных условиях, приводящих к содержанию FeO в шлаке менее 6 мас.%, более предпочтительно менее 5 мас.%.15. The method according to any one of the preceding paragraphs, characterized in that it includes monitoring that the content of dissolved carbon in the molten iron is at least 3 wt.%, As well as maintaining the slag under highly reducing conditions, leading to the content of FeO in the slag less than 6 wt.%, more preferably less than 5 wt.%. 16. Способ по любому из предшествующих пунктов, отличающийся тем, что включает в себя содействие выбросу расплавленного металла в верхнее пространство над расширенной зоной расплавленной ванны.16. The method according to any one of the preceding paragraphs, characterized in that it includes facilitating the discharge of molten metal into the upper space above the expanded zone of the molten bath. 17. Способ по любому из предшествующих пунктов, отличающийся тем, что этап (с) включает в себя дожигание горючих газов, причем уровень дожигания составляет, по меньшей мере, 40%, где дожигание определяют как17. The method according to any one of the preceding paragraphs, characterized in that step (c) includes the afterburning of combustible gases, wherein the afterburning level is at least 40%, where the afterburning is defined as
Figure 00000001
Figure 00000001
где [СО2] - объемное содержание в % СО2 в отходящих газах;where [СО 2 ] - volumetric content in% СО 2 in the exhaust gases; 2О] - объемное содержание в % Н2О в отходящих газах;2 О] - volumetric content in% Н 2 О in the exhaust gases; [СО] - объемное содержание в % СО в отходящих газах;[СО] - volumetric content in% of СО in the exhaust gases; 2] - объемное содержание в % Н2 в отходящих газах.[H 2 ] - volumetric content in% of H 2 in the exhaust gases.
18. Устройство для производства металла из железосодержащего материала с помощью способа прямой выплавки, причем указанное устройство включает в себя неподвижный, не опрокидывающийся конвертер, который содержит в себе расплавленную ванну из металла и шлака и включает в себя нижнюю область и расположенную над нижней областью расширенную зону расплавленной ванны, причем расширенная зона расплавленной ванны образована потоком газа из нижней области, несущим расплавленный материал вверх из нижней области, причем указанный конвертер включает в себя (a) горн, выполненный из огнеупорного материала и имеющий основание и стороны, находящиеся в контакте с нижней областью расплавленной ванны, (b) боковые стенки, направленные вверх от сторон горна и находящиеся в контакте с верхней областью расплавленной ванны и непрерывным газовым пространством, причем боковые стенки, находящиеся в контакте с непрерывным газовым пространством, включают в себя водоохлаждаемые панели и слой шлака на панелях, (c) по меньшей мере одну фурму, направленную вниз в конвертер и инжектирующую кислородсодержащий газ в конвертер над расплавленной ванной, (d) по меньшей мере одну фурму, инжектирующую материалы шихты, представляющие собой железосодержащий материал и/или углеродсодержащий материал и газ-носитель, в расплавленную ванну со скоростью не менее 40 м/с, причем фурма расположена таким образом, что центральная ось выпускного конца фурмы наклонена вниз под углом от 20 до 90° к горизонтальной оси, и фурма включает в себя транспортную трубу для инжектирования материалов шихты, внутренний диаметр которой составляет 40-200 мм, и (e) средство выпуска расплавленного металла и шлака из конвертера.18. A device for producing metal from iron-containing material using a direct smelting method, said device including a fixed, non-tilting converter, which comprises a molten bath of metal and slag and includes a lower region and an expanded zone located above the lower region a molten bath, wherein the expanded zone of the molten bath is formed by a gas stream from the lower region carrying the molten material upward from the lower region, said converter including includes (a) a hearth made of refractory material and having a base and sides in contact with the lower region of the molten bath, (b) side walls directed upward from the sides of the hearth and in contact with the upper region of the molten bath and continuous gas space, with the side walls in contact with the continuous gas space including water-cooled panels and a slag layer on the panels, (c) at least one lance directed down into the converter and injecting oxygen carrying gas to a converter above the molten bath, (d) at least one lance injecting charge materials, which are iron-containing material and / or carbon-containing material and carrier gas, into the molten bath at a speed of at least 40 m / s, with the lance so that the central axis of the outlet end of the tuyere is inclined downward at an angle of 20 to 90 ° to the horizontal axis, and the tuyere includes a transport pipe for injection of charge materials, the inner diameter of which is 40-200 mm, and (e) a discharge means molten metal and slag from the converter. 19. Устройство по п.18, отличающееся тем, что фурма для инжектирования материалов шихты расположена так, что выпускное отверстие фурмы находится в 150-1500 мм над номинальной спокойной поверхностью слоя металла в расплавленной ванне.19. The device according to p. 18, characterized in that the lance for the injection of charge materials is located so that the outlet of the lance is 150-1500 mm above the nominal calm surface of the metal layer in the molten bath.
RU2002130713/02A 2000-04-17 2001-04-11 Method and device for direct melting process RU2258744C2 (en)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
AUPQ6950A AUPQ695000A0 (en) 2000-04-17 2000-04-17 A direct smelting process and apparatus
AUPQ6950 2000-04-17

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2002130713A true RU2002130713A (en) 2004-04-10
RU2258744C2 RU2258744C2 (en) 2005-08-20

Family

ID=3821042

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2002130713/02A RU2258744C2 (en) 2000-04-17 2001-04-11 Method and device for direct melting process

Country Status (17)

Country Link
US (1) US6989042B2 (en)
EP (1) EP1276912B1 (en)
JP (2) JP5112593B2 (en)
KR (1) KR100764042B1 (en)
CN (1) CN1222627C (en)
AT (1) ATE363544T1 (en)
AU (3) AUPQ695000A0 (en)
BR (1) BR0110108B1 (en)
CA (1) CA2405966C (en)
CZ (1) CZ302976B6 (en)
DE (1) DE60128671T2 (en)
ES (1) ES2286113T3 (en)
MX (1) MXPA02010219A (en)
RU (1) RU2258744C2 (en)
TW (1) TW528805B (en)
WO (1) WO2001081637A1 (en)
ZA (1) ZA200208389B (en)

Families Citing this family (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
AUPQ783100A0 (en) * 2000-05-30 2000-06-22 Technological Resources Pty Limited Apparatus for injecting solid particulate material into a vessel
WO2005103305A1 (en) * 2004-04-26 2005-11-03 Technological Resources Pty Limited Metallurgical processing installation
US20060228294A1 (en) * 2005-04-12 2006-10-12 Davis William H Process and apparatus using a molten metal bath
KR100771662B1 (en) * 2006-12-12 2007-11-01 한국생산기술연구원 Melting furnace device
CN101445848B (en) * 2008-12-22 2010-08-11 莱芜钢铁集团有限公司 Process and device for continuous steelmaking from ferriferous material
CN102365373B (en) * 2009-02-09 2014-12-17 技术资源有限公司 A direct smelting process and apparatus
PL2673387T3 (en) * 2011-02-09 2020-05-18 Tata Steel Limited Direct smelting process
CN102127609B (en) * 2011-02-21 2012-07-18 唐山市嘉恒实业有限公司 Short-process ferroalloy smelting device
CA2838855C (en) 2011-06-30 2016-02-02 Outotec Oyj Top submerged injecting lances
EA026227B1 (en) 2011-09-02 2017-03-31 Ототек Оюй Top submerged lancing
EP2786083B1 (en) 2011-11-30 2016-05-18 Outotec Oyj Fluid cooled lances for top submerged injection
JP6316182B2 (en) * 2014-12-19 2018-04-25 富士フイルム株式会社 Liposome production method and liposome production apparatus
CN107429304B (en) * 2015-02-17 2019-09-17 塔塔钢铁公司 Spray gun dredging method and equipment
WO2023244479A1 (en) 2022-06-15 2023-12-21 Nucor Corporation A direct bath smelting process with management of peripheral cold zones at the metal-slag interface

Family Cites Families (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4936908A (en) * 1987-09-25 1990-06-26 Nkk Corporation Method for smelting and reducing iron ores
AUPN226095A0 (en) 1995-04-07 1995-05-04 Technological Resources Pty Limited A method of producing metals and metal alloys
AUPO426396A0 (en) * 1996-12-18 1997-01-23 Technological Resources Pty Limited A method of producing iron
AUPO944697A0 (en) 1997-09-26 1997-10-16 Technological Resources Pty Limited A method of producing metals and metal alloys
AUPP442698A0 (en) 1998-07-01 1998-07-23 Technological Resources Pty Limited A direct smelting process
AUPP442598A0 (en) 1998-07-01 1998-07-23 Technological Resources Pty Limited Direct smelting vessel
AUPP483898A0 (en) * 1998-07-24 1998-08-13 Technological Resources Pty Limited A direct smelting process & apparatus
MY119760A (en) * 1998-07-24 2005-07-29 Tech Resources Pty Ltd A direct smelting process
AUPP570098A0 (en) * 1998-09-04 1998-10-01 Technological Resources Pty Limited A direct smelting process
AUPQ890700A0 (en) * 2000-07-20 2000-08-10 Technological Resources Pty Limited A direct smelting process and apparatus
AUPR023100A0 (en) * 2000-09-19 2000-10-12 Technological Resources Pty Limited A direct smelting process and apparatus

Similar Documents

Publication Publication Date Title
RU2162108C2 (en) Method and apparatus for producing metals and metal alloys
JP4790109B2 (en) Direct smelting method
RU2261922C2 (en) Method of production of metals and metal alloys
RU2221050C2 (en) Method of direct melting
RU2002130713A (en) METHOD AND DEVICE FOR DIRECT Smelting
RU2254375C2 (en) Direct smelting method and a device for its realization
KR100642440B1 (en) A direct smelting process and apparatus
JP2012255215A (en) Direct smelting process and apparatus
RU2002126266A (en) METHOD FOR DIRECT Smelting And A DEVICE FOR ITS IMPLEMENTATION
CZ278679B6 (en) Process for producing steel from a charge of liquid pig iron and steel scrap in a converter
RU2265062C2 (en) Method and device for conducting direct melting
CN1221668C (en) Direct smelting process and apparatus
ES2249014T3 (en) DIRECT FUSION PROCEDURE.
RU2003111163A (en) METHOD AND DEVICE FOR DIRECT Smelting
JPH0125815B2 (en)
AU2001272223B2 (en) A direct smelting process and apparatus
MXPA00009410A (en) A direct smelting process
AU2001272223A1 (en) A direct smelting process and apparatus
JPH01255611A (en) Smelting reduction method for iron
MXPA00012893A (en) A direct smelting process
KR19980702005A (en) Method and apparatus for manufacturing steel from iron carbide
AU5840299A (en) A direct smelting process