Claims (17)
1. Способ прямой плавки для производства железа и/или ферросплавов, который осуществляется в промышленном масштабе в металлургической емкости, которая имеет под, боковые стенки и свод, и минимальный размер по ширине внутренней части пода составляет по меньшей мере 4 метра, причем способ включает в себя стадии, на которых:1. The direct smelting method for the production of iron and / or ferroalloys, which is carried out on an industrial scale in a metallurgical tank, which has a bottom, side walls and a vault, and the minimum width of the inside of the hearth is at least 4 meters, and the method includes stages at which:
(а) образуют расплавленную ванну, содержащую расплавленный металл и расплавленный шлак;(a) form a molten bath containing molten metal and molten slag;
(b) подают исходные материалы, которые представляют собой железосодержащий материал, углеродсодержащий материал и флюсы, в емкость;(b) feeding the starting materials, which are iron-containing material, carbon-containing material and fluxes, into a container;
(с) плавят железосодержащий исходный материал до расплавленного металла в расплавленной ванне и генерируют газы в ванне;(c) melting the iron-containing starting material to a molten metal in a molten bath and generating gases in the bath;
(d) инжектируют струи кислородсодержащего газа, который представляет собой воздух или воздух с содержанием кислорода вплоть до 50%, через 3 или более фурмы в пространство над спокойной поверхностью расплавленной ванны (“верхнее пространство”) и сжигают газы, генерируемые в ходе процесса; и(d) inject jets of oxygen-containing gas, which is air or air with an oxygen content of up to 50%, through 3 or more lances into the space above the calm surface of the molten bath (“upper space”) and burn the gases generated during the process; and
(е) генерируют движение вверх расплавленного материала из расплавленной ванны в верхнее пространство для того, чтобы облегчить передачу тепла к ванне и свести к минимуму потери тепла из емкости;(e) generate upward movement of the molten material from the molten bath to the upper space in order to facilitate heat transfer to the bath and to minimize heat loss from the tank;
причем способ отличается увлечением такого объема газа из верхнего пространства в струи кислородсодержащего газа, инжектируемого в емкость, который в 2-6 раз превышает объем инжектируемого газа.moreover, the method is characterized by the entrainment of such a volume of gas from the upper space into a stream of oxygen-containing gas injected into a container that is 2-6 times larger than the volume of injected gas.
2. Способ по п.1, включающий в себя увлечение такого объема газа из верхнего пространства, который в 2-6 раз превышает объем инжектируемого газа, путем использования фурм, имеющих выходные концы с внутренним диаметром 0,8м или меньше, и инжектирования кислородсодержащего газа через фурмы со скоростью по меньшей мере 150 м/с.2. The method according to claim 1, including the entrainment of such a volume of gas from the upper space, which is 2-6 times greater than the volume of injected gas, by using tuyeres having outlet ends with an inner diameter of 0.8 m or less, and injecting an oxygen-containing gas through tuyeres at a speed of at least 150 m / s.
3. Способ по п.2, включающий в себя инжектирование кислородсодержащего газа через фурмы со скоростью по меньшей мере 200 м/с.3. The method according to claim 2, comprising injecting an oxygen-containing gas through the tuyeres at a speed of at least 200 m / s.
4. Способ по п.2 или п.3, включающий в себя размещение фурм таким образом, что выходные концы фурм находятся не более, чем в 7 м над спокойной поверхностью расплавленной ванны.4. The method according to claim 2 or claim 3, comprising placing the tuyeres so that the output ends of the tuyeres are no more than 7 m above the calm surface of the molten bath.
5. Способ по любому из предыдущих пунктов, включающий в себя предварительный подогрев кислородсодержащего газа до температуры 800-1400°С.5. The method according to any one of the preceding paragraphs, including preheating the oxygen-containing gas to a temperature of 800-1400 ° C.
6. Способ по любому из предыдущих пунктов, включающий в себя инжектирование в емкость кислородсодержащего газа, движущегося с завихрением.6. The method according to any one of the preceding paragraphs, which includes injecting into the tank an oxygen-containing gas moving with a swirl.
7. Способ по любому из предыдущих пунктов, включающий в себя подачу исходных материалов на стадии (b) посредством инжектирования исходных материалов в расплавленную ванну через 3 или более простирающиеся вниз фурмы для инжектирования твердых частиц, и генерирования посредством этого потока газа, который приводит к:7. The method according to any one of the preceding paragraphs, comprising supplying the starting materials in step (b) by injecting the starting materials into the molten bath through 3 or more downward extending tuyeres for injecting solid particles, and thereby generating a gas stream that leads to:
(iii) образованию зоны расширения расплавленной ванны; и(iii) forming an expansion zone of the molten bath; and
(iv) всплескам, каплям и потокам расплавленного материала, которые выбрасываются вверх из зоны расширения расплавленной ванны.(iv) bursts, drops and streams of molten material that are thrown upward from the expansion zone of the molten bath.
8. Способ по п.7, включающий в себя инжектирование по меньшей мере 80% по массе от общей массы твердого материала, требуемого для осуществления способа, через фурмы для инжектирования твердых частиц.8. The method according to claim 7, comprising injecting at least 80% by weight of the total mass of solid material required to carry out the method through tuyeres for injecting solid particles.
9. Способ по п.7 или п.8, включающий в себя инжектирование исходных материалов в расплавленную ванну со скоростью по меньшей мере 40?м/с через фурмы для инжектирования твердых частиц.9. The method according to claim 7 or claim 8, comprising injecting the starting materials into the molten bath at a speed of at least 40? M / s through tuyeres for injecting solid particles.
10. Способ по п.9, включающий в себя инжектирование исходных материалов в расплавленную ванну со скоростью в диапазоне 80-100м/с через фурмы для инжектирования твердых частиц.10. The method according to claim 9, comprising injecting the starting materials into the molten bath at a speed in the range of 80-100 m / s through tuyeres for injecting solid particles.
11. Способ по любому из пунктов с 7 по 10, включающий в себя инжектирование исходных материалов в расплавленную ванну через фурмы для инжектирования твердых частиц при массовом расходе вплоть до 2,0т/м2/с, где м2 относится к площади поперечного сечения подающей трубы фурмы.11. The method according to any one of paragraphs 7 to 10, comprising injecting the starting materials into the molten bath through tuyeres for injecting solid particles at a mass flow rate of up to 2.0 t / m 2 / s, where m 2 refers to the cross-sectional area of the feed lance pipes.
12. Способ по любому из пунктов с 7 по 11, включающий в себя инжектирование исходных материалов в расплавленную ванну через фурмы для инжектирования твердых частиц при отношении твердые частицы/газ 10-18 кг/Нм3.12. The method according to any one of paragraphs 7 to 11, comprising injecting the starting materials into the molten bath through tuyeres for injecting solid particles with a solid particle / gas ratio of 10-18 kg / Nm 3 .
13. Способ по любому из пунктов с 7 по 12, в котором поток газа, генерируемый в расплавленной ванне, составляет по меньшей мере 0,35 Нм3/с/м2 (где м2 относится к площади горизонтального поперечного сечения пода при его минимальной ширине).13. The method according to any one of paragraphs 7 to 12, in which the gas flow generated in the molten bath is 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).
14. Устройство для производства железа и/или ферросплавов посредством способа прямой плавки, причем устройство включает в себя:14. A device for the production of iron and / or ferroalloys by a direct smelting process, the device including:
(a) фиксированную ненаклоняемую металлургическую емкость, которая имеет под, боковые стенки и свод, и минимальный размер по ширине внутренней части пода составляет по меньшей мере 4 метра для содержания расплавленной ванны из железа и шлака, которая включает в себя богатую металлом зону, и зону расширения расплавленной ванны над богатой металлом зоной;(a) a fixed non-tilt metallurgical vessel, which has a bottom, side walls and a vault, and a minimum width across the interior of the hearth is at least 4 meters to contain a molten bath of iron and slag, which includes a metal-rich zone and a zone expansion of the molten bath over the metal-rich zone;
(b) 3 или более фурмы, простирающиеся вниз в емкость, для инжектирования струй кислородсодержащего газа, который представляет собой воздух или воздух, обогащенный вплоть до 50% кислородом, в область емкости над расплавленной ванной;(b) 3 or more tuyeres extending downward into the vessel to inject jets of oxygen-containing gas, which is air or air enriched up to 50% oxygen, into the vessel region above the molten bath;
(с) средство для подачи исходных материалов, представляющих собой железосодержащий материал и/или углеродсодержащий материал, и газа-носителя в расплавленную ванну; и(c) means for supplying raw materials comprising an iron-containing material and / or a carbon-containing material and a carrier gas into a molten bath; and
(d) средство для выпуска расплавленного металла и шлака из емкости.(d) means for discharging molten metal and slag from the vessel.
15. Устройство по п.14, в котором каждая фурма для инжектирования кислородсодержащего газа имеет выходной конец с внутренним диаметром 0,8 м или меньше, выступает в емкость на расстояние, по меньшей мере равное его внутреннему диаметру, и может инжектировать кислородсодержащий газ со скоростью по меньшей мере 150 м/с.15. The device according to 14, in which each lance for injecting oxygen-containing gas has an outlet end with an inner diameter of 0.8 m or less, protrudes into the container at a distance at least equal to its inner diameter, and can inject oxygen-containing gas at a speed at least 150 m / s.
16. Устройство по п.14 или п.15, в котором каждая фурма для инжектирования кислородсодержащего газа включает в себя средство для сообщения газу движения с завихрением.16. The device according to p. 14 or p. 15, in which each lance for injecting an oxygen-containing gas includes a means for communicating the gas with a swirl.
17. Устройство по любому из п.15 или п.16, в котором выходной конец каждой фурмы для инжектирования кислородсодержащего газа при работе находится не более, чем в 7 м над спокойной поверхностью расплавленной ванны в емкости.17. The device according to any one of clause 15 or clause 16, in which the outlet end of each lance for injecting oxygen-containing gas during operation is not more than 7 m above the calm surface of the molten bath in the tank.