Claims (7)
1. Способ получения железоуглеродистого расплава из железосодержащего сырья, включающий загрузку железосодержащего и углеродсодержащего материалов в плавильную зону плавильного устройства через отдельные питатели, входящие в верхнюю зону плавильного устройства, подачу кислородсодержащего газа, плавку и восстановление материала в плавильном устройстве, подачу образованного в процессе плавления материала восстановительного газа в камеру предварительного подогрева и в камеру прямого восстановления железосодержащего сырья, подачу предварительно подогретого железосодержащего материла в плавильную зону плавильного устройства в горячем состоянии, отличающийся тем, что в качестве плавильного устройства используют плавильную печь, продувают материал в плавильной зоне печи через форсунки кислородсодержащим и природным газом и нагретым в плазмотронах кислородсодержащим и/или природным газом, уменьшают скорость отходящего газа не менее чем в 1,5 раза путем его подачи в расширительную камеру плавильной печи, в которой плазменной струей осуществляют дожигание частиц углеродсодержащего материала и дополнительный нагрев частиц железосодержащего материала в потоке отходящего газа на стенках и наклонном поде расширительной камеры, отводят газ через боковые отверстия разделительной огнеупорной перегородки в коллектор для сбора частиц, при этом определяют состав и температуру отходящего газа и корректируют их величину в коллекторе путем подачи через форсунки природного газа, воздуха или воды, полученный восстановительный газ с температурой Т~1000°С через центральный трубопровод коллектора направляют в верхнюю часть камеры прямого восстановления железосодержащего материала, восстанавливают загруженный объем исходного железосодержащего материала, прореагировавший восстановительный газ пропускают через щели огнеупорной стенки в нижней части камеры прямого восстановления в камеру смешения, смешивают с воздухом и по газоходам отводят в камеру воспламенения, полученную газовую смесь воспламеняют и через щели стенки камеры предварительного подогрева пропускают снизу вверх через слой железосодержащего материала, отходящий газ через расположенные в верхней части камеры предварительного подогрева выходные газоходы направляют в трубчатый теплообменник для нагрева кислорода, кислородсодержащего газа или природного газа, подаваемого в плавильную зону печи, а охлажденный в теплообменнике отходящий газ направляют на газоочистку, при этом образовавшийся в нижней части плавильной печи расплавленный металл непрерывно отводят через донный канал в копильник, а температуру расплавленного металла в копильнике поддерживают плазменной струей с массовым отношением расхода кислорода в кислородосодержащем газе к расходу природного газа 0,9-2,5, при этом выпуск расплавленного металла и шлака производят через раздельные летки.1. A method of producing an iron-carbon melt from iron-containing raw materials, comprising loading iron-containing and carbon-containing materials into the melting zone of the melting device through separate feeders included in the upper zone of the melting device, supplying oxygen-containing gas, melting and restoring the material in the melting device, feeding the material formed during the melting process reducing gas in the preheating chamber and in the direct reduction chamber of iron-containing raw materials, supply of pre-heated iron-containing material into the melting zone of the melting device in a hot state, characterized in that a melting furnace is used as a melting device, the material in the melting zone of the furnace is blown through nozzles with oxygen-containing and natural gas and oxygen-containing and / or natural gas heated in plasmatrons, they reduce the speed the exhaust gas is not less than 1.5 times by feeding it into the expansion chamber of the melting furnace, in which the particles are burned with a plasma jet of the hydrocarbon-containing material and additional heating of the particles of iron-containing material in the exhaust gas flow on the walls and the inclined hearth of the expansion chamber, the gas is vented through the side openings of the separation refractory partition into the collector for collecting particles, the composition and temperature of the exhaust gas are determined and their value in the collector is adjusted by feeding through nozzles of natural gas, air or water, the resulting reducing gas with a temperature of T ~ 1000 ° C through the central pipeline of the collector is sent to the upper part of the direct reduction chamber of the iron-containing material, the loaded volume of the starting iron-containing material is restored, the reacted reducing gas is passed through the slots of the refractory wall in the lower part of the direct reduction chamber into the mixing chamber, mixed with air and taken to the ignition chamber through the flues, the resulting gas mixture is ignited and the slots of the walls of the preheating chamber are passed from bottom to top through a layer of iron-containing material, the exhaust gas through The exhaust gas ducts located in the upper part of the preheating chamber are directed to a tubular heat exchanger to heat oxygen, oxygen-containing gas or natural gas supplied to the furnace melting zone, and the exhaust gas cooled in the heat exchanger is sent to gas purification, while the molten metal formed in the lower part of the melting furnace is continuously diverted through the bottom channel to the piggy bank, and the temperature of the molten metal in the piggy bank is maintained by a plasma jet with a mass flow to oxygen in an oxygen-containing gas to a flow rate of natural gas of 0.9-2.5, while the release of molten metal and slag is produced through separate letki.
2. Способ по п.1, отличающийся тем, что объемы железосодержащего материала, загружаемого в плавильную печь и в камеру прямого восстановления, задаются с учетом равенства времени плавки и времени восстановления материала до заданной степени металлизации.2. The method according to claim 1, characterized in that the volumes of iron-containing material loaded into the smelting furnace and into the direct reduction chamber are set taking into account the equality of the melting time and the recovery time of the material to a given degree of metallization.
3. Способ по п.1, отличающийся тем, что углеводородсодержащий материал подают в газообразном состоянии через насадки плазмотронов, оппозитно установленных в плавильной зоне печи.3. The method according to claim 1, characterized in that the hydrocarbon-containing material is supplied in a gaseous state through nozzles of plasmatrons mounted opposite in the melting zone of the furnace.
4. Способ по п.1, отличающийся тем, что восстановленный исходный материал выгружают из камеры прямого восстановления в специальные контейнеры.4. The method according to claim 1, characterized in that the recovered source material is discharged from the direct reduction chamber into special containers.
5. Установка для получения железоуглеродистого расплава, содержащая плавильное устройство с узлами ввода и выпуска материала и продуктов плавки, средство ввода кислородсодержащего газа, камеру предварительного подогрева и камеру прямого восстановления исходного материала, соединенные с плавильным устройством трубопроводом отходящего восстановительного газа, отличающаяся тем, что плавильное устройство выполнено в виде плавильной печи, нижняя плавильная зона которой имеет прямоугольное горизонтальное сечение, в стенке печи, напротив узла выпуска шлака, выполнено отверстие для непрерывного отвода расплавленного металла из нижней части плавильной печи по донному каналу в копильник, в своде которого установлен плазмотрон косвенного действия и выполнен люк, а в нижней части - летка для выпуска расплавленного металла, при этом в стенке печи, напротив отверстия для непрерывного отвода расплавленного металла, под углом к поду печи установлен плазмотрон, а в смежных стенках печи оппозитно друг другу, в одной горизонтальной плоскости, под углом к поду печи установлены плазмотроны и форсунки для подачи кислородсодержащего и природного газа, при этом плавильная зона печи через проем, выполненный по всей ширине печи в боковой стенке, противоположной узлу выпуска шлака, связана с расширительной камерой печи, состоящей из наклонного пода и вертикальных огнеупорных стенок, в торце которой с внутренней стороны печи установлена разделительная огнеупорная перегородка с боковыми отверстиями на уровне крышки печи с образованием полости коллектора для сбора частиц, соединенного через центральное отверстие, выполненное в наружной стенке на уровне крышки печи, трубопроводом отходящего восстановительного газа с верхней частью камеры прямого восстановления исходного материала, имеющей общую стенку с камерой предварительного подогрева исходного материала, ниже которых соответственно размещены камера смешения и камера воспламенения, имеющие общую стенку, причем нижние части стенок камеры прямого восстановления и камеры предварительного подогрева, расположенные напротив узла выпуска материала, выполнены наклонными с прямоугольными щелями, посредством которых полость камеры прямого восстановления соединена с камерой смешения, оборудованной средствами подачи воздуха, а камера предварительного подогрева - с камерой воспламенения, оборудованной средством для воспламенения газовой смеси, поступающей из камеры смешения через газоходы, образованные огнеупорным материалом в общей стенке, при этом камера предварительного подогрева исходного материала в верхней части через выходные газоходы соединена с системой газоочистки, причем в выходных газоходах установлены трубчатые теплообменники, входные патрубки которых соединены с источником кислородсодержащего или природного газа, а выходные патрубки посредством трубопровода соединены с форсунками, установленными в плавильной зоне печи, при этом в крышке печи узел ввода исходного материала расположен со стороны узла выпуска шлака, плазмотрон косвенного действия для нагрева частиц отходящего газа, стенок и наклонного пода установлен в расширительной камере, а форсунки подачи природного газа, воздуха или воды размещены в коллекторе для сбора частиц.5. Installation for producing an iron-carbon melt, comprising a melting device with input and output nodes of material and melting products, an oxygen-containing gas input means, a preheating chamber and a direct reduction chamber for the source material, connected to the melting device by an exhaust gas pipe, characterized in that the melting the device is made in the form of a melting furnace, the lower melting zone of which has a rectangular horizontal section, in the furnace wall, on the contrary of the slag discharge unit, a hole is made for continuously discharging molten metal from the lower part of the melting furnace through the bottom channel to the piggy bank, in the arch of which an indirect-action plasmatron is installed and a hatch is made, and in the lower part there is a notch for releasing molten metal, while in the furnace opposite the hole for the continuous removal of molten metal, a plasma torch is installed at an angle to the furnace bottom, and plasma is installed in adjacent walls of the furnace opposite each other, in the same horizontal plane, at an angle to the furnace bottom thrones and nozzles for supplying oxygen-containing and natural gas, while the furnace melting zone through an opening made across the entire width of the furnace in a side wall opposite the slag outlet is connected to the expansion chamber of the furnace, consisting of an inclined hearth and vertical refractory walls, in the end of which on the inside of the furnace there is a separating refractory partition with side holes at the level of the furnace lid with the formation of a collector cavity for collecting particles connected through a central hole, the outer wall at the level of the furnace lid, an exhaust gas pipe with the upper part of the direct reduction chamber of the starting material having a common wall with a preheating chamber of the starting material, below which are respectively a mixing chamber and an ignition chamber having a common wall, the lower parts of the walls direct recovery chambers and preheating chambers, located opposite the material outlet, are inclined with rectangular slots, in the middle in which the cavity of the direct reduction chamber is connected to the mixing chamber equipped with air supply means, and the preheating chamber is connected to the ignition chamber equipped with means for igniting the gas mixture coming from the mixing chamber through the flues formed by the refractory material in the common wall, heating the source material in the upper part through the outlet flues is connected to the gas treatment system, and in the outlet flues installed tubular heat exchangers whose inlet nozzles are connected to a source of oxygen-containing or natural gas, and the outlet nozzles are connected through a pipe to nozzles installed in the melting zone of the furnace, while in the furnace lid the input unit for input material is located on the side of the slag outlet unit, an indirect plasma torch for heating particles exhaust gas, walls and an inclined hearth is installed in the expansion chamber, and nozzles for supplying natural gas, air or water are placed in the collector for collecting particles.
6. Установка по п.5, отличающаяся тем, в камерах прямого восстановления и предварительного подогрева перед прямоугольными щелями для прохода газа выполнены расширительные камеры, заполняемые исходным материалом до нижней кромки щелей.6. Installation according to claim 5, characterized in that in the chambers of direct reduction and preheating in front of the rectangular slots for the passage of gas, expansion chambers are made, filled with the source material to the lower edge of the slots.
7. Установка по п.5, отличающаяся тем, что оппозитно установленные плазмотроны снабжены насадками для подачи газообразного углеводородсодержащего материала.
7. Installation according to claim 5, characterized in that the opposed plasma torches are equipped with nozzles for supplying gaseous hydrocarbon-containing material.