Claims (24)
1. Способ прямой плавки для получения железа и/или ферросплавов, осуществляемый в промышленных масштабах в металлургическом резервуаре, который имеет под, боковые стенки и свод, а также минимальную ширину внутреннего пространства пода по меньшей мере 4 метра, причем данный способ включает в себя следующие операции, на которых:1. The direct smelting method for producing iron and / or ferroalloys, carried out on an industrial scale in a metallurgical tank, which has under, side walls and a vault, as well as a minimum width of the hearth interior of at least 4 meters, and this method includes the following operations in which:
(а) вдувают исходные материалы, представляющие собой твердый материал и газ-носитель, в расплавленную ванну из расплавленного металла и расплавленного шлака через три или более простирающиеся вниз фурмы для вдувания твердых материалов и, тем самым, генерируют поток газа, который вызывает:(a) blowing the starting materials, which are solid material and carrier gas, into a molten bath of molten metal and molten slag through three or more downward extending tuyeres for injecting solid materials, and thereby generate a gas stream that causes:
(i) образование расширенной зоны расплавленной ванны; и(i) the formation of an expanded zone of the molten bath; and
(ii) подъем брызг, капель и струй расплавленного материала вверх из расширенной зоны расплавленной ванны; и(ii) raising spray, droplets and jets of molten material upward from the expanded zone of the molten bath; and
(b) вдувают кислородсодержащий газ в область резервуара через по меньшей мере одну фурму для вдувания кислородсодержащего газа и дожигают горючие газы, выделившиеся из расплавленной ванны;(b) blowing oxygen-containing gas into the region of the reservoir through at least one lance for blowing oxygen-containing gas and burning off the combustible gases released from the molten bath;
причем указанный способ отличается тем, что выбирают количества фурм для вдувания твердых материалов и вдувания кислородсодержащего газа и относительные положения этих фурм, и регулируют рабочие параметры способа, включая скорости вдувания исходных материалов и кислородсодержащего газа через фурмы, в ходе вышеуказанных операций (а) и (b) так, что:wherein said method is characterized in that the number of tuyeres for injection of solid materials and the injection of oxygen-containing gas and the relative positions of these tuyeres are selected, and the operating parameters of the method, including the rate of injection of the starting materials and oxygen-containing gas through the tuyeres, are controlled during the above operations (a) and ( b) so that:
(i) расширенная зона расплавленной ванны включает в себя поднятую область вокруг области вдувания кислородсодержащего газа данного резервуара между данной областью и боковыми стенками;(i) the expanded zone of the molten bath includes a raised region around the region of injection of oxygen-containing gas of a given reservoir between this region and the side walls;
(ii) брызги, капли и струи расплавленного материала поднимаются вверх из поднятой области и образуют завесу вокруг области вдувания кислородсодержащего газа между данной областью и боковыми стенками и смачивают боковые стенки; и(ii) sprays, droplets and jets of molten material rise upward from the raised region and form a curtain around the region of injection of oxygen-containing gas between the region and the side walls and wet the side walls; and
(iii) вокруг нижнего конца фурмы или каждой фурмы для вдувания кислородсодержащего газа образуется "свободное" пространство, при этом свободное пространство имеет концентрацию расплавленного материала, которая ниже концентрации расплавленного материала в расширенной зоне расплавленной ванны.(iii) a “free” space is formed around the lower end of the lance or each lance for injecting oxygen-containing gas, the free space having a concentration of molten material that is lower than the concentration of molten material in the expanded zone of the molten bath.
2. Способ по п.1, в котором поток газа, генерируемый в ходе операции (а), вызывает существенное перемещение материала внутри расплавленной ванны и сильное перемешивание расплавленной ванны.2. The method according to claim 1, in which the gas flow generated during operation (a) causes a significant movement of the material inside the molten bath and strong mixing of the molten bath.
3. Способ по п.1, в котором вдувание исходных материалов в ходе операции (а) и поток газа, генерируемый за счет вдувания исходных материалов и реакций исходных материалов в расплавленной ванне, вызывают существенное перемещение материала в расширенную зону расплавленной ванны и из нее.3. The method according to claim 1, in which the injection of the starting materials during operation (a) and the gas flow generated by blowing the starting materials and reactions of the starting materials in the molten bath cause a substantial movement of the material into and out of the expanded zone of the molten bath.
4. Способ по любому из предшествующих пунктов, включающий в себя периодический выпуск расплавленного шлака из резервуара.4. The method according to any one of the preceding paragraphs, including the periodic release of molten slag from the tank.
5. Способ по любому из пп.1-3, включающий в себя непрерывный выпуск расплавленного шлака из резервуара.5. The method according to any one of claims 1 to 3, including the continuous release of molten slag from the tank.
6. Способ по любому из предшествующих пунктов, включающий в себя периодический выпуск расплавленного железа и/или ферросплавов из резервуара.6. The method according to any one of the preceding paragraphs, including the periodic release of molten iron and / or ferroalloys from the tank.
7. Способ по любому из пп.1-5, включающий в себя непрерывный выпуск расплавленного железа и/или ферросплавов из резервуара.7. The method according to any one of claims 1 to 5, comprising the continuous release of molten iron and / or ferroalloys from the reservoir.
8. Способ по любому из предшествующих пунктов, в котором операция (а) включает в себя вдувание по меньшей мере 80 масс.% от общей массы твердого материала, используемого в способе, через фурмы для вдувания твердых материалов.8. The method according to any one of the preceding paragraphs, in which operation (a) includes blowing at least 80 wt.% Of the total mass of solid material used in the method, through tuyeres for blowing solid materials.
9. Способ по любому из предшествующих пунктов, в котором операция (а) включает в себя вдувание исходных материалов в расплавленную ванну со скоростью по меньшей мере 40 м/с через фурмы для вдувания твердых материалов.9. The method according to any one of the preceding paragraphs, in which step (a) includes blowing the starting materials into the molten bath at a speed of at least 40 m / s through tuyeres for injecting solid materials.
10. Способ по п.9, в котором скорость находится в диапазоне от 80 до 100 м/с.10. The method according to claim 9, in which the speed is in the range from 80 to 100 m / s.
11. Способ по любому из предшествующих пунктов, в котором операция (а) включает в себя вдувание исходных материалов в расплавленную ванну через фурмы для вдувания твердых материалов при массовом расходе вплоть до 2,0 т/м2/с, где м2 относится к площади поперечного сечения подающей трубки фурмы.11. The method according to any one of the preceding paragraphs, in which step (a) includes blowing the starting materials into the molten bath through tuyeres for blowing solid materials at a mass flow rate of up to 2.0 t / m 2 / s, where m 2 refers to cross-sectional area of the tuyere feed tube.
12. Способ по любому из предшествующих пунктов, в котором операция (а) включает в себя вдувание исходных материалов в расплавленную ванну через фурмы для вдувания твердых материалов при отношении твердые материалы/газ в 10-18 кг/Нм3.12. The method according to any one of the preceding paragraphs, in which step (a) includes blowing the starting materials into the molten bath through tuyeres for blowing solid materials with a solid materials / gas ratio of 10-18 kg / Nm 3 .
13. Способ по любому из предшествующих пунктов, в котором операция (b) включает в себя вдувание воздуха или обогащенного кислородом воздуха в качестве кислородсодержащего газа в резервуар при температуре 800-1400°С и со скоростью 200-600 м/с через фурму или фурмы для вдувания кислородсодержащего газа.13. The method according to any one of the preceding paragraphs, in which step (b) includes blowing air or oxygen-enriched air as oxygen-containing gas into the tank at a temperature of 800-1400 ° C and at a speed of 200-600 m / s through a tuyere or tuyeres for blowing oxygen-containing gas.
14. Способ по любому из предшествующих пунктов, включающий в себя вдувание воздуха или обогащенного кислородом воздуха в качестве кислородсодержащего газа в резервуар при вихревом движении в ходе операции (b).14. The method according to any one of the preceding paragraphs, including the injection of air or oxygen-enriched air as oxygen-containing gas into the tank during swirling during operation (b).
15. Способ по любому из предшествующих пунктов, в котором операция (а) приводит к образованию потока газа в по меньшей мере 0,35 Нм3/с/м2 (где м2 относится к площади горизонтального поперечного сечения пода при его минимальной ширине).15. The method according to any one of the preceding paragraphs, in which operation (a) leads to the formation of a gas stream of at least 0.35 Nm 3 / s / m 2 (where m 2 refers to the horizontal cross-sectional area of the hearth with its minimum width) .
16. Способ по п.15, в котором операция (а) приводит к образованию потока газа в по меньшей мере 0,5 Нм3/с/м2.16. The method according to clause 15, in which operation (a) leads to the formation of a gas stream of at least 0.5 Nm 3 / s / m 2 .
17. Способ по п.15, в котором операция (а) приводит к образованию потока газа менее 2 Нм3/с/м2.17. The method according to clause 15, in which operation (a) leads to the formation of a gas stream of less than 2 Nm 3 / s / m 2 .
18. Устройство для получения железа и/или ферросплавов с помощью способа прямой плавки, причем устройство содержит:18. A device for producing iron and / or ferroalloys using the direct smelting method, the device comprising:
(а) неподвижный ненаклоняемый резервуар для содержания в нем расплавленной ванны из металла и шлака, которая включает в себя богатую металлом зону и расширенную зону расплавленной ванны над богатой металлом зоной, при этом указанный резервуар включает в себя под, имеющий минимальную внутреннюю ширину в по меньшей мере 4 метра, и боковые стенки, простирающиеся вверх от пода, причем под образован из огнеупорного материала, и боковые стенки содержат водоохлаждаемые панели;(a) a fixed non-tiltable tank for containing a molten bath of metal and slag, which includes a metal-rich zone and an expanded zone of the molten bath above the metal-rich zone, said tank including a bottom having a minimum internal width of at least at least 4 meters, and side walls extending upward from the hearth, the under wall being formed of refractory material, and the side walls contain water-cooled panels;
(b) по меньшей мере одну фурму, простирающуюся вниз в резервуар, для вдувания кислородсодержащего газа в область резервуара над расплавленной ванной;(b) at least one lance extending downward into the reservoir for blowing oxygen-containing gas into the region of the reservoir above the molten bath;
(с) по меньшей мере три фурмы для вдувания твердых материалов, предназначенные для вдувания исходных материалов и газа-носителя в расплавленную ванну; и(c) at least three tuyeres for injecting solid materials for blowing raw materials and carrier gas into a molten bath; and
(d) средство для выпуска расплавленного металла и шлака из резервуара.(d) means for discharging molten metal and slag from the tank.
19. Устройство по п.18, в котором фурмы для вдувания твердых материалов выполнены удлиненными и простираются через водоохлаждаемые панели в боковых стенках резервуара вниз и внутрь в область пода резервуара.19. The device according to p. 18, in which the tuyeres for injecting solid materials are elongated and extend through the water-cooled panels in the side walls of the tank down and inward to the bottom of the tank.
20. Устройство по п.18 или п.19, в котором под образует цилиндрическую область внутри резервуара, и простирающиеся вниз фурмы для вдувания твердых материалов расположены таким образом, что линии, проведенные вертикально вниз от выходных концов фурм, пересекают основание пода в некотором количестве мест на окружности внутри пода.20. The device according to p. 18 or p. 19, in which under forms a cylindrical region inside the tank, and the tuyeres extending downward for injecting solid materials are located so that the lines drawn vertically downward from the outlet ends of the tuyeres intersect the hearth base in a certain amount places on the circumference inside the hearth.
21. Устройство по п.20, в котором указанная окружность имеет диаметр, который больше или равен 2/3 диаметра основания пода.21. The device according to claim 20, in which the specified circle has a diameter that is greater than or equal to 2/3 of the diameter of the base of the hearth.
22. Устройство по любому из пп.18-21, в котором область вдувания кислородсодержащего газа представляет собой центральную область резервуара.22. The device according to any one of p-21, in which the region of injection of oxygen-containing gas is the Central region of the tank.
23. Устройство по любому из пп.18-22, в котором боковые стенки включают в себя:23. The device according to any one of paragraphs.18-22, in which the side walls include:
(а) верхнюю бочкообразную часть, которая образует цилиндрическую область внутри резервуара, имеющую больший диаметр по сравнению с диаметром области, образованной подом; и(a) an upper barrel-shaped portion that forms a cylindrical region within the reservoir, having a larger diameter compared to the diameter of the hearth-formed region; and
(b) нижнюю бочкообразную часть, которая включает в себя внутреннюю футеровку из огнеупорного материала и образует область в форме усеченного конуса внутри резервуара, при этом область в форме усеченного конуса образует переход между верхней бочкообразной частью и подом.(b) a lower barrel-shaped portion that includes an inner lining of refractory material and forms a truncated cone-shaped region within the reservoir, wherein the truncated conical region forms a transition between the upper barrel-shaped portion and the hearth.
24. Устройство по любому из пп.18-23, в котором фурмы для вдувания твердых материалов простираются по меньшей мере на один метр в резервуар и являются самоподдерживающими вдоль этой длины.24. A device according to any one of claims 18 to 23, wherein the tuyeres for injecting solid materials extend at least one meter into the tank and are self-supporting along this length.