Claims (10)
1. Способ прямого восстановления металлов из дисперсного рудного сырья, включающий предварительное восстановление исходного материала - шихты, подачу частично восстановленной шихты вместе с легирующими присадками и восстановителем в дуговую электропечь, возбуждение электрической дуги, плавление и финишное восстановление частично восстановленной шихты, вывод готового продукта из устройства и его сбор, охлаждение термически нагруженных частей устройства, отличающийся тем, что подачу в электропечь частично восстановленной шихты и газообразного восстановителя производят на зеркало ванны рудного расплава через полость, расположенную снаружи рабочего электрода, после возбуждения дуги, плавления и восстановления шихты газообразные продукты реакции восстановления отводят через внутреннюю полость рабочего электрода и используют для предварительного восстановления, а расход рабочего электрода компенсируют.1. A method for the direct reduction of metals from dispersed ore raw materials, including preliminary reduction of the starting material — a charge, supply of a partially reduced charge, together with alloying additives and a reducing agent, to an electric arc furnace, excitation of an electric arc, melting and finishing reduction of a partially reduced charge, and removal of the finished product from the device and its collection, cooling of thermally loaded parts of the device, characterized in that the supply to the electric furnace of a partially reduced charge and gas shaped reductant onto the bath produce ore melt through the cavity, disposed outside the working electrode, the arc after excitation, recovery and melting the batch gaseous products of the reduction reaction is removed through the inner cavity of the active electrode and is used for prereduction, the working electrode and flow compensated.
2. Способ по п.1, отличающийся тем, что в процессе предварительного восстановления шихты к газообразным продуктам реакции подмешивают восстановительный газ.2. The method according to claim 1, characterized in that in the process of preliminary reduction of the charge to the gaseous reaction products are mixed reducing gas.
3. Способ по п.2, отличающийся тем, что расход рабочего электрода компенсируют перемещением его в область дуги и по мере расхода наращивают путем введения и соединения с ним резервного электрода, при этом на время установки последнего прекращают подмешивать восстановительный газ и в зону, отделяющую полость резервного электрода от окружающего пространства, вводят под давлением нейтральный газ.3. The method according to claim 2, characterized in that the flow rate of the working electrode is compensated by moving it to the arc region and as the flow rate is increased by introducing and connecting a backup electrode to it, while mixing the reducing gas into the zone separating it at the time of installation cavity of the backup electrode from the surrounding space, a neutral gas is injected under pressure.
4. Способ по любому из пп.1-3, отличающийся тем, что в зоне горения дуги и ванны расплава создают аксиальное магнитное поле.4. The method according to any one of claims 1 to 3, characterized in that in the combustion zone of the arc and the molten bath create an axial magnetic field.
5. Способ по п.4, отличающийся тем, что в процессе вывода и сбора готового продукта осуществляют кристаллизацию металла и непрерывно выводят его в виде пригодной к дальнейшей переработке заготовки.5. The method according to claim 4, characterized in that in the process of output and collection of the finished product crystallize the metal and continuously output it in the form of a workpiece suitable for further processing.
6. Устройство для прямого восстановления рудного сырья, содержащее питатель первичного исходного материала - шихты, твердофазный реактор предварительного восстановления шихты, средства подачи частично восстановленной шихты и восстановительных реагентов в электропечь, включающую смеситель, расположенный на центральной оси рабочий электрод с внутренней полостью, жидкофазный реактор с цилиндрическим корпусом, устройство сбора готового продукта с ванной расплава и средства охлаждения термически нагруженных частей, в которой рабочий электрод и устройство сбора подключены к полюсам источника питания, отличающееся тем, что в электропечи между смесителем и жидкофазным реактором помещено электропроводное первое зажимное устройство с отверстиями для прохода смеси и размещенными на его внутренней поверхности электропроводными прижимными контактными роликами или пластинами, снизу к этому устройству прикреплен охлаждаемый металлический стакан, в котором на оси первого зажимного устройства помещен рабочий электрод, твердофазный реактор состоит из цилиндрической части с наклонно укрепленными на ее внутренней поверхности ребрами, крышки и конусной части, обращенной сужением вниз, с днищем, снабженным отверстиями, и содержит на центральной оси перфорированный цилиндр, в полости которого установлены полые резервный электрод и металлический шток, при этом рабочий, резервный электроды и шток расположены последовательно снизу вверх и соединены, а шток в нижней части снабжен перфорацией, на крышке твердофазного реактора размещены второе зажимное устройство, кожух с закрепленным на нем приводным устройством реверсивного перемещения и вращения штока и патрубок питателя шихты, средство подачи частично восстановленной шихты помещено между днищем твердофазного реактора и смесителем, при этом устройство сбора, корпус жидкофазного реактора, первое зажимное устройство и смеситель разделены электроизоляционными прокладками, а рабочий электрод подключен к источнику питания через первое зажимное устройство, средство подвода восстановительного газа содержит первый вентиль, после которого газовая магистраль разделена на две ветви, одна из которых со вторым вентилем подведена к твердофазному реактору, другая с третьим вентилем - к смесителю, и к внутреннему отверстию второго зажимного устройства подведена магистраль нейтрального газа с четвертым вентилем.6. A device for direct reduction of ore raw materials containing a feeder of the primary source material - the mixture, a solid-phase reactor for preliminary reduction of the mixture, means for supplying the partially reduced mixture and reducing reagents to the electric furnace, including a mixer located on the central axis of the working electrode with an internal cavity, a liquid-phase reactor with a cylindrical body, a device for collecting the finished product from the molten bath and cooling means for thermally loaded parts, in which the working electric The electrode and the collecting device are connected to the poles of the power source, characterized in that an electrically conductive first clamping device with holes for the passage of the mixture and electrically conductive pinch rollers or plates placed on its inner surface is placed in the electric furnace between the mixer and the liquid phase reactor, and a cooled one is attached to the bottom of this device a metal cup in which a working electrode is placed on the axis of the first clamping device, the solid-phase reactor consists of a cylindrical part with the ribs inclined on its inner surface, the cover and the conical part facing downwardly narrowing, with a bottom provided with holes, and contains a perforated cylinder on the central axis, in the cavity of which a hollow backup electrode and a metal rod are installed, while the working, reserve electrodes and rod arranged sequentially from the bottom up and connected, and the rod in the lower part is provided with perforations, a second clamping device, a casing with a drive device mounted on it, are placed on the cover of the solid-phase reactor The reverse movement and rotation of the rod and the charge feeder nozzle, a partially restored charge supply means are placed between the bottom of the solid-phase reactor and the mixer, while the collecting device, the liquid-phase reactor body, the first clamping device and the mixer are separated by insulating gaskets, and the working electrode is connected to the power source through the first the clamping device, the means for supplying reducing gas contains a first valve, after which the gas main is divided into two branches, one of which x with a second valve connected to a solid-phase reactor, another with a third valve to a mixer, and a neutral gas line with a fourth valve is connected to the inner hole of the second clamping device.
7. Устройство по п.6, отличающееся тем, что вокруг ванны расплава и корпуса жидкофазного реактора установлен соленоид.7. The device according to claim 6, characterized in that a solenoid is installed around the melt pool and the liquid-phase reactor vessel.
8. Устройство по п.7, отличающееся тем, что устройство сбора выполнено в виде охлаждаемого кристаллизатора, изготовленного из электро- и теплопроводного химически стойкого по отношению к оксидным расплавам материала, форма и размеры которого соответствует форме литой заготовки.8. The device according to claim 7, characterized in that the collecting device is made in the form of a cooled mold made of an electrically and thermally conductive material chemically resistant to oxide melts, the shape and dimensions of which correspond to the shape of the cast billet.
9. Устройство по п.8, отличающееся тем, что кристаллизатор снабжен отверстием для выпуска шлака.9. The device according to claim 8, characterized in that the mold is provided with an opening for the release of slag.
10. Устройство по любому из пп.6-9, отличающееся тем, что средство подачи частично восстановленной шихты выполнено в виде секции подачи со шнековым питателем.10. A device according to any one of claims 6 to 9, characterized in that the means for supplying the partially restored charge is made in the form of a feeding section with a screw feeder.