RU2003130068A

RU2003130068A - Способ и установка для проведения металлургических процессов с использованием углеродсодержащих материалов

Info

Publication number: RU2003130068A
Application number: RU2003130068/02A
Authority: RU
Inventors: Алберт КАЛДЕРОН (US); Алберт КАЛДЕРОН; Терри Джеймс ЛАУБИС (US); Терри Джеймс ЛАУБИС
Original assignee: Калдерон Энерджи Компани (Us); Калдерон Энерджи Компани
Priority date: 2001-03-16
Filing date: 2002-02-28
Publication date: 2005-05-10
Also published as: MXPA03008238A; KR100851447B1; EP1377688A1; RO121136B1; US6409790B1; PL369933A1; AU2002242294B2; UA74063C2; HUP0303445A2; PL198159B1; JP3830900B2; WO2002075002A1; RU2282664C2; NZ528496A; CN1553964A; SK12632003A3; ZA200307071B; JP2004538363A; KR20030082993A; CA2440243A1

Claims

1. Способ термической обработки оксида металла с использованием углеродсодержащего материала в одной или нескольких камерах, каждая из которых имеет загрузочный и разгрузочный концы, с получением горячего содержащего металл и углерод продукта, который затем плавят в плавильном аппарате с получением расплавленного металла и расплавленного шлака, при этом оксид металла и углеродсодержащий материал подают в загрузочный конец одной или нескольких камер и принудительно перемещают оксид металла и углеродсодержащий материал к разгрузочному концу одной или нескольких камер, в одну или несколько камер инжектируют окислитель с использованием по меньшей мере части энергии, содержащейся в углеродсодержащем материале, с высвобождением тепловой энергии и получением находящихся под давлением обладающих свойствами восстановителя газов, а также с восстановлением оксида металла и получением горячего содержащего металл и углерод продукта, горячий содержащий металл и углерод продукт выгружают из одной или нескольких камер в плавильный аппарат; нагревают горячий содержащий металл и углерод продукт в плавильном аппарате с получением горячего находящегося под давлением отходящего газа, расплавленного металла и расплавленного шлака и разделяют отходящий газ, расплавленный металл и расплавленный шлак.

2. Способ тепловой обработки оксида металла с использованием углеродсодержащего материала в одной или нескольких камерах, каждая из которых имеет загрузочный и разгрузочный концы, с получением горячего содержащего металл и углерод продукта, который затем плавят в плавильном аппарате с получением расплавленного металла и расплавленного шлака, при этом оксид металла и углеродсодержащий материал подают в загрузочный конец одной или нескольких камер, формируя при этом полый цилиндр из оксида металла и расположенный внутри него центральный сердечник из углеродсодержащего материала, который эффективно вступает в реакцию с оксидом металла, и принудительно перемещают оксид металла и углеродсодержащий материал к разгрузочному концу одной или нескольких камер, в одну или несколько камер инжектируют окислитель с использованием по меньшей мере части энергии, содержащейся в углеродсодержащем материале, с высвобождением тепловой энергии и получением находящихся под давлением обладающих свойствами восстановителя газов, а также с восстановлением оксида металла и получением горячего содержащего металл и углерод продукта, горячий содержащий металл и углерод продукт выгружают из одной или нескольких камер в плавильный аппарат, нагревают горячий содержащий металл и углерод продукт в плавильном аппарате с получением горячего находящегося под давлением отходящего газа, расплавленного металла и расплавленного шлака и разделяют отходящий газ, расплавленный металл и расплавленный шлак.

3. Способ по п.2, в котором окислитель инжектируют в разгрузочный конец одной или нескольких камер.

4. Способ по п.2, в котором группу камер собирают в единую батарею, при этом каждая камера представляет собой отдельный модуль, удобный для модернизации и обслуживания.

5. Способ по п.2, в котором при нагревании содержащего металл и углерод продукта в плавильном аппарате используют в качестве топлива по меньшей мере часть находящегося в плавильном аппарате углерода.

6. Способ по п.2, в котором регулируют давление, поддерживая в равновесии режим выполнения отдельных этапов.

7. Способ по п.2, в котором помимо нагрева продукта в плавильном аппарате используют индукционный нагрев.

8. Способ по п.7, в котором помимо индукционного нагрева используют добавляемый окислитель.

9. Способ по п.2, в котором в качестве окислителя используют по существу чистый кислород.

10. Способ по п.2, в котором в качестве окислителя используют воздух.

11. Способ по п.2, в котором в качестве окислителя используют воздух, обогащенный кислородом.

12. Способ по п.2, в котором за разгрузочным концом одной или нескольких камер образуют зону нагрева излучением, в которой тепловую энергию отражают в направлении эффективно нагреваемого за счет излучения обрабатываемого материала, ускоряя тем самым процесс превращения оксида металла в содержащий металл и углерод продукт.

13. Способ по п.2, в котором камеру нагревают путем пропускания через выполненные в стенке камеры нагревательные каналы горячих газов, которые дополнительно нагревают загружаемые в камеру материалы за счет теплопроводности.

14. Способ по п.2, в котором в зоне нагрева излучением сжигают газы, при сгорании которых образуется дополнительная тепловая энергия, способствующая более быстрому восстановлению оксида металла.

15. Способ по п.2, в котором загруженные в камеру материалы перемещают вдоль камеры и выгружают из нее таким образом, что в выходном конце камеры периодически образуется новая торцовая поверхность из обрабатываемых материалов.

16. Способ по п.2, в котором расплавленный металл и расплавленный шлак сливают в металлоприемник.

17. Способ по п.16, в котором расплавленный металл и расплавленный шлак сливают в металлоприемник через погруженное в расплав отверстие с образованием в металлоприемнике гидравлического затвора.

18. Способ по п.2, который осуществляют в экологически закрытой системе без вредных выбросов в атмосферу.

19. Способ по п.2, в котором оксид металла обрабатывают углеродсодержащим материалом в камере, которая имеет конический участок, расширяющийся в направлении выходного конца камеры.

20. Способ по п.2, в котором в качестве оксида металла обрабатывают железную руду.

21. Способ по п.2, в котором для обработки оксида металла в качестве углеродсодержащего материала используют уголь.

22. Способ по п.2, в котором расплавленный металл и расплавленный шлак сливают в металлоприемник вместе с газами, при сжигании которых выделяется тепловая энергия.

23. Способ по п.2, в котором в плавильном аппарате расплавленный металл гомогенизируют.

24. Способ по п.2, в котором при гомогенизации из расплавленного металла получают чугун.

25. Способ по п.2, в котором при гомогенизации из расплавленного металла получают сталь.

26. Способ по п.2, в котором окислитель инжектируют в одну или несколько камер с помощью фурмы.

27. Способ по п.2, в котором окислитель инжектируют в одну или несколько камер с помощью нескольких фурм.

28. Способ по п.2, в котором к оксиду металла и углеродсодержащему материалу добавляют флюс.

29. Способ по п.2, в котором к оксиду металла и углеродсодержащему материалу добавляют десульфуризатор.

30. Способ по п.2, в котором по меньшей мере часть углеродсодержащего материала смешивают с оксидом металла.

31. Способ по п.2, в котором углеродсодержащий материал загружают в одну или несколько камер с образованием внутри камеры сердечника из топлива.

32. Способ по п.32, в котором окислитель из разгрузочного конца одной или нескольких камер направляют на сердечник из топлива.

33. Способ по п.2, в котором окислитель проникает в сердечник из топлива.

34. Способ тепловой обработки оксида металла с использованием углеродсодержащего материала в одной или нескольких камерах, каждая из которых имеет загрузочный и разгрузочный концы, с получением горячего содержащего металл и углерод продукта, который затем плавят в плавильном аппарате с получением расплавленного металла и расплавленного шлака, при этом оксид металла и углеродсодержащий материал подают в загрузочный конец одной или нескольких камер и принудительно перемещают оксид металла и углеродсодержащий материал к разгрузочному концу одной или нескольких камер, в одну или несколько камер инжектируют окислитель с использованием по меньшей мере части энергии, содержащейся в углеродсодержащем материале, с высвобождением тепловой энергии и получением находящихся под давлением обладающих свойствами восстановителя газов, а также с восстановлением оксида металла и с получением горячего содержащего металл и углерод продукта, горячий содержащий металл и углерод продукт выгружают из одной или нескольких камер в контейнер; содержащий металл и углерод продукт выгружают из контейнера в плавильный аппарат и нагревают в нем содержащий металл и углерод продукт с получением горячего находящегося под давлением отходящего газа, расплавленного металла и расплавленного шлака и разделяют отходящий газ, расплавленный металл и расплавленный шлак.

35. Способ по п.34, в котором содержащий металл и углерод продукт выгружают в контейнер, который сохраняет содержащееся в нем тепло и не допускает его повторного окисления.

36. Способ по п.35, в котором загруженный в контейнер содержащий металл и углерод продукт охлаждают до попадания в атмосферные условия.

37. Способ по п.34, в котором содержащий металл и углерод продукт брикетируют до загрузки в контейнер.

38. Способ по п.37, в котором брикетированный содержащий металл и углерод продукт охлаждают до попадания в атмосферные условия.

39. Установка для тепловой обработки оксида металла и углеродсодержащего материала в одной или нескольких камерах, содержащая реактор с нагревательной камерой, имеющей загрузочный и разгрузочный концы, а также содержащей подающее устройство, предназначенное для подачи оксида металла и углеродсодержащего материала в загрузочный конец камеры и принудительно перемещения оксида металла и углеродсодержащего материала в направлении разгрузочного конца камеры, устройство для инжекции в камеру окислителя, попадание которого в камеру сопровождается увеличением температуры углеродсодержащего материала и его взаимодействием с оксидом металла с образованием содержащего металл и углерод продукта, соединенный с разгрузочным концом камеры плавильный аппарат, в который из камеры поступает полученный в ней содержащий металл и углерод продукт, который в плавильном аппарате нагревается с образованием горячего находящегося под давлением отходящего газа, расплавленного металла и расплавленного шлака, и устройство для разделения отходящего газа, расплавленного металла и расплавленного шлака.

40. Установка по п.39, содержащая также металлоприемник, в который из плавильного аппарата сливают расплавленный металл и расплавленный шлак.

41. Установка по п.40, содержащая металлоприемник, в который расплавленный металл и расплавленный шлак из плавильного аппарата сливают через погруженное в расплав отверстие.

42. Установка по п.40, содержащая металлоприемник, допускающий возможность слива из него расплавленного металла отдельно от расплавленного шлака.

43. Установка по п.39, содержащая камеру с зоной излучения тепловой энергии, направленной в сторону разгрузочного конца камеры.

44. Установка по п.39, содержащая устройство для выравнивания давления, которое выравнивает давление в системе.

45. Установка по п.39, в которой используется выдвижное устройство для инжекции в камеру окислителя, которое имеет возможность перемещения в обе стороны вдоль оси камеры.

46. Установка по п.39, в которой устройство для инжекции в камеру окислителя функционально связано с плавильным аппаратом.

47. Установка по п.39, содержащая также индукционное нагревательное устройство, функционально связанное с плавильным аппаратом.

48. Установка по п.39, содержащая устройство для дополнительного нагрева плавильного аппарата.

49. Установка по п.48, в которой устройство для дополнительного нагрева плавильного аппарата представляет собой нагревательное устройство индукционного типа.

50. Установка по п.48, в которой устройство для дополнительного нагрева плавильного аппарата представляет собой устройство для инжекции окислителя.

51. Установка по п.39, содержащая комбинированное устройство для инжекции окислителя, которое допускает также возможность его использования для инжекции топлива.

52. Установка по п.51, в которой инжектируемым топливом служит газ.

53. Установка по п.51, в которой инжектируемым топливом служит распыленный уголь.

54. Установка для тепловой обработки оксида металла и углеродсодержащего материала в одной или нескольких камерах, содержащая реактор с нагревательной камерой, имеющей загрузочный и разгрузочный концы, а также содержащая подающее устройство, предназначенное для подачи оксида металла и углеродсодержащего материала в загрузочный конец камеры в виде сердечника из углеродсодержащего материала, окруженного полым цилиндром из оксида металла, и принудительно перемещения оксида металла и углеродсодержащего материала в направлении разгрузочного конца камеры, устройство для инжекции в камеру окислителя, попадание которого в камеру сопровождается увеличением температуры углеродсодержащего материала и его взаимодействием с оксидом металла с образованием содержащего металл и углерод продукта, соединенный с разгрузочным концом камеры плавильный аппарат, в который из камеры поступает полученный в ней содержащий металл и углерод продукт, который в плавильном аппарате нагревается с образованием горячего находящегося под давлением отходящего газа, расплавленного металла и расплавленного шлака, и устройство для разделения отходящего газа, расплавленного металла и расплавленного шлака.

55. Установка по п.54, содержащая устройство для формирования внутри оксида металла сердечника из углеродсодержащего металла.

56. Установка по п.54, содержащая устройство для инжекции в камеру окислителя, обеспечивающее направление окислителя на сердечник из углеродсодержащего материала.