RU2016069C1 - Method for production of sponge metal in shaft furnace - Google Patents
Method for production of sponge metal in shaft furnace Download PDFInfo
- Publication number
- RU2016069C1 RU2016069C1 SU904876772A SU4876772A RU2016069C1 RU 2016069 C1 RU2016069 C1 RU 2016069C1 SU 904876772 A SU904876772 A SU 904876772A SU 4876772 A SU4876772 A SU 4876772A RU 2016069 C1 RU2016069 C1 RU 2016069C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- gas
- furnace
- conversion
- oxygen
- temperature
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
- Y02P10/00—Technologies related to metal processing
- Y02P10/10—Reduction of greenhouse gas [GHG] emissions
- Y02P10/143—Reduction of greenhouse gas [GHG] emissions of methane [CH4]
Landscapes
- Manufacture And Refinement Of Metals (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к металлургии и касается получения губчатого металла, например железа, никеля, кобальта, в шахтной печи. The invention relates to metallurgy and for the production of a sponge metal, for example iron, nickel, cobalt, in a shaft furnace.
Целью изобретения является снижение удельных энергетических затрат и упрощение газовой схемы процесса за счет конверсии природного газа кислород-азотной смесью в слое металлизованного материала. The aim of the invention is to reduce specific energy costs and simplify the gas process scheme due to the conversion of natural gas with an oxygen-nitrogen mixture in a layer of metallized material.
Цель достигается тем, что в способе получения губчатого металла в шахтной печи, включающем загрузку оксидов металла на колошник шахты печи, восстановление шихты в противотоке с горячими продуктами конверсии природного газа, подачу в печь на конверсию газа с отношением кислорода к углероду (О/C) в пределах 0,98-1,10 при 600-1000оС; восстановительный газ на весь процесс металлизации получают в рабочем пространстве печи, причем отношение объема зоны конверсии печи к объему зоны восстановления составляет 0,04-0,4.The goal is achieved in that in a method for producing sponge metal in a shaft furnace, including loading metal oxides onto the top of the shaft of the furnace, recovering the charge in countercurrent with hot natural gas conversion products, supplying gas to the furnace for gas conversion with an oxygen to carbon ratio (O / C) in the range of 0.98-1.10 at 600-1000 about C; reducing gas for the entire metallization process is obtained in the working space of the furnace, and the ratio of the volume of the conversion zone of the furnace to the volume of the recovery zone is 0.04-0.4.
Нагрев кислород-азотной смеси до 960-1485оС и природного газа до 20-400оС проводят раздельно, а их смешивание производят непосредственно перед вводом в шахтную печь.Heating the oxygen-nitrogen mixture to 960-1485 ° C, and natural gas to 20-400 ° C is carried out separately, and mixing them are made directly before entering into the shaft furnace.
При проведении поиска по патентной и научной литературе на соответствие критерию "существенные отличия" не было обнаружено решений, содержащих признаки, сходные с отличительными признаками предложения, что позволяет сделать вывод о его соответствии этому критерию. When conducting a search in the patent and scientific literature for compliance with the criterion of "substantial differences", no solutions were found containing signs similar to the distinguishing features of the proposal, which allows us to conclude that it meets this criterion.
Суть способа заключается в том, что в нижнюю часть (зону конверсии) шахтной печи для получения губчатого металла одновременно подаются метансодержащий (природный) газ и кислород-азотная смесь (обогащенный или обедненный кислородом воздух). На поступившем из верхней части печи (зоны восстановления) свежевосстановленном губчатом металле происходит конверсия метана кислородом по реакции:
CH4+0,5O2=CO+2H2- Δ Ho (35,6 кДж)
Полученный по этой реакции восстановительный газ используется в верхней зоне печи для металлизации оксидов металла. Таким образом осуществляется полная конверсия метаносодержащего газа и использование его продуктов в одной шахтной печи.The essence of the method lies in the fact that methane-containing (natural) gas and oxygen-nitrogen mixture (enriched or depleted in oxygen) are simultaneously supplied to the lower part (conversion zone) of the shaft furnace to produce sponge metal. On the freshly regenerated sponge metal received from the upper part of the furnace (reduction zone), methane is converted by oxygen by the reaction:
CH 4 + 0.5O 2 = CO + 2H 2 - Δ H o (35.6 kJ)
The reducing gas obtained from this reaction is used in the upper zone of the furnace to metallize metal oxides. Thus, a complete conversion of methane-containing gas and the use of its products in one shaft furnace are carried out.
Соотношение объемов зон конверсии и металлизации шахтной печи определяется отношением экспериментально полученных объемных интенсивностей конверсии метана (200-6000 м3СН4/м3 зоны конверсии в 1 ч) и потребления конвертированного газа по метану. Последняя величина в металлургической практике колеблется от 80 м3 CH4/м3 зоны восстановления в 1 ч - для шахтных печей с низкой температурой металлизации (680-700оС) и низким давлением в рабочем пространстве печи - не более 2 бар (например, процесс "Мидрекс"); до 240 м3 CH4/м3 зоны восстановления в 1 ч - для агрегатов работающих при повышенном давлении - до 5 бар и при высоких температурах - до 1000оС (процессы ХИЛ-Ш, НСК).The ratio of the volumes of the zones of conversion and metallization of the shaft furnace is determined by the ratio of experimentally obtained volumetric intensities of methane conversion (200-6000 m 3 CH 4 / m 3 conversion zone in 1 h) and the consumption of converted gas for methane. The latter value in metallurgical practice ranges from 80 m 3 CH 4 / m 3 of the reduction zone in 1 h - for shaft furnaces with a low metallization temperature (680-700 о С) and low pressure in the working space of the furnace - not more than 2 bar (for example, Midrex process); up to 240 m 3 CH 4 / m 3 recovery zone in 1 h - for units operating at high pressure - up to 5 bar and at high temperatures - up to 1000 о С (HIL-SH, NSC processes).
Результаты эксперимента показывают (табл.1), что при соотношении объема зоны конверсии к объему зоны восстановления более 0,4 (табл.1), и низких температурах, в зоне восстановления не достигается необходимый удельный расход конвертированного газа, что приводит к снижению степени металлизации продукта. При этом удельные энергетические затраты на получение кондиционного продукта возрастают до 1,13 усл.ед. по сравнению с уровнем 1,0 по номинальной технологии (табл.1). При отношении объема зоны конверсии к объему зоны восстановления менее 0,04 (табл.1), резко снижается восстановительный потенциал газа до значения 6,7, что ниже предельно допустимого значения, принятого в мировой практике эксплуатации шахтных печей и равного 10,0. В этом случае конвертированный газ содержит ≈ 13% (отн.) окислительных газов CO2 и H2O и ухудшается кинетика металлизации, снижается конечная степень металлизации. Удельные энергетические затраты на производство товарного продукта увеличиваются до 1,21 усл.единицы.The experimental results show (Table 1) that when the ratio of the volume of the conversion zone to the volume of the reduction zone is more than 0.4 (Table 1) and low temperatures, the required specific consumption of converted gas is not achieved in the reduction zone, which leads to a decrease in the metallization degree product. At the same time, specific energy costs for obtaining a conditioned product increase to 1.13 conventional units. compared with the level of 1.0 for nominal technology (table 1). When the ratio of the volume of the conversion zone to the volume of the recovery zone is less than 0.04 (Table 1), the gas recovery potential sharply decreases to a value of 6.7, which is below the maximum permissible value accepted in world practice of operating shaft furnaces and equal to 10.0. In this case, the converted gas contains ≈ 13% (rel.) Of oxidizing gases CO 2 and H 2 O and the kinetics of metallization worsens, and the final degree of metallization decreases. The specific energy costs for the production of a marketable product increase to 1.21 conventional units.
Учитывая невозможность совместного нагрева компонентов фурменного газа и экспериментально подтвержденную невозможность нагрева природного газа выше температуры 400оС (без сажеобразования) проводят раздельный нагрев кислород-азотной смеси (воздуха) до 960-1485оС и природного газа 20-400оС, причем смешивание компонентов производят непосредственно в газоподводящих устройствах шахтной печи.Given the impossibility of joint heating of the blast gas components and experimentally confirmed by the inability of natural gas heating temperature above 400 ° C (without soot formation) is performed separate heating of oxygen-nitrogen mixture (air) to about 960-1485 C, and natural gas 20-400 ° C, and mixing components are produced directly in the gas supply devices of the shaft furnace.
Для получения газовоздушной смеси с температурой в заявленном интервале 600-1000оС воздух нагревали до 960-1485оС.To obtain a gas-air mixture with a temperature in the claimed range of 600-1000 about With the air was heated to 960-1485 about C.
Процессы нагрева воздуха и природного газа, конверсии реакционной смеси и металлизации протекали нормально, без нарушений технологии (табл.2). The processes of heating air and natural gas, the conversion of the reaction mixture, and metallization proceeded normally, without disrupting the technology (Table 2).
При увеличении температуры воздуха или природного газа выше предельных значений наблюдаются нарушения процесса, выражающиеся в спекообразовании (температура конвертированного газа больше 1000оС) и сажеобразование при нагреве природного газа.With an increase in air temperature or gas above the limit values observed violations process lead spekoobrazovanii (converted gas temperature more than 1000 ° C) and sooting by heating natural gas.
Снижение температуры воздуха или природного газа ниже предельных значений приводит к нарушению технологии, связанное со снижением температуры реакционной смеси ниже 600оС и горением окатышей в зоне конверсии. Кроме того, необходима операция охлаждения газа, которая не заявляется из-за ее технологической неэффективности.Reducing the temperature or the natural gas below the limits leads to a violation of the technology associated with a reduction in temperature of the reaction mixture below 600 ° C and burning the pellets in the conversion zone. In addition, a gas cooling operation is required, which is not claimed due to its technological inefficiency.
Способ поясняется фиг.1-2. The method is illustrated in figure 1-2.
На фиг. 1 изображено: 1 - предельный уровень сажи, отфильтровываемой губчатым металлом; 2 - выход сажи при температуре газовоздушной смеси 1000оС, как функция O/С.In FIG. 1 depicts: 1 - the maximum level of soot filtered by sponge metal; 2 - soot out at a temperature of the air-gas mixture of 1000 ° C, as a function of O / C.
На фиг.2 показано: 1 - удельные энергетические затраты на процессе при температуре газовоздушной смеси 600оС; 2 - удельные энергетические затраты на процесс при температуре газовоздушной смеси 1000оС.Figure 2 shows: 1 - the specific energy costs of the process at a temperature of a gas-air mixture of 600 about ; 2 - specific energy costs for the process at a temperature of a gas-air mixture of 1000 about C.
Диапазон пределов отношения атомарных кислорода и углерода в смеси на конверсию определен следующим образом. Нижний предел соотношения О/С относится к температуре нагрева газовоздушной смеси 1000оС и определяется тем, что при более низких значениях наблюдается выпадение сажи в количествах, превышающих экспериментально определенное предельное содержание сажи 0,35% (см.фиг.1, линия 1), которое может быть отфильтровано губчатым металлом. Это приводит к выносу сажи из печи через колошник, снижению восстановительного потенциала и соответствующему повышению удельных энергетических затрат на производство губчатого металла. При увеличении соотношения О/С>0,98 повышается температура конвертированного газа и степень конверсии метана, что стабилизирует его окисленность, поэтому уровень удельных энергетических затрат остается на примерно постоянном уровне до О/С=1,03, выше которого удельные энергетические затраты резко повышаются (фиг.2, табл.3). Верхний предел О/C= 1,1 соответствует температуре вдуваемой газовоздушной смеси 600оС (фиг.2, крив.1), когда процесс протекает в условиях недостатка тепла. Поэтому увеличение температуры конвертированного газа компенсирует ухудшение качества газа до значительно более высоких значений порядка О/C= 1,1. Повышение соотношения О/С до уровня более 1,1 приводит к повышению удельных энергетических затрат на производство губчатого металла (фиг.2, табл.3).The range of limits for the ratio of atomic oxygen and carbon in the mixture to conversion is defined as follows. The lower limit of O / C ratio refers to the temperature of heating the gas-air mixture of 1000 ° C and is determined by the fact that at lower observed loss of carbon black in amounts greater than the experimentally determined maximum content of carbon black 0.35% (sm.fig.1, line 1) which can be filtered with sponge metal. This leads to the removal of soot from the furnace through the top, reducing the reduction potential and a corresponding increase in the specific energy costs for the production of sponge metal. With an increase in the O / C ratio> 0.98, the temperature of the converted gas and the degree of methane conversion increase, which stabilizes its oxidation; therefore, the level of specific energy consumption remains at approximately constant level to O / C = 1.03, above which the specific energy consumption sharply increases (figure 2, table 3). The upper limit O / C = 1.1 corresponds to the temperature of the injected air-gas mixture of 600 about C (figure 2, curve 1), when the process proceeds in conditions of lack of heat. Therefore, an increase in the temperature of the converted gas compensates for the deterioration of the quality of the gas to significantly higher values of the order of O / C = 1.1. Increasing the O / C ratio to a level of more than 1.1 leads to an increase in specific energy costs for the production of sponge metal (Fig. 2, Table 3).
Нижний предел температуры, вдуваемой в шахтную печь реакционной смеси, содержащей ≈ 15% свободного кислорода, определяет температура возгорания металлизованных окатышей. Экспериментально установлено, что температура возгорания металлизованных окатышей в азоткислородных смесях с содержанием кислорода 21-15% составляет 270-370оС соответственно. В случае замены части азота эквивалентным количеством метана перед торцевой частью фурмы также создается ситуация, когда металлизованное сырье контактирует с газовой смесью, содержащей свободный кислород, так как молекула метана вступает во взаимодействие с кислородом не сразу, а через некоторый период времени, называемый временем индукции.The lower limit of the temperature injected into the shaft furnace of the reaction mixture containing ≈ 15% free oxygen is determined by the ignition temperature of metallized pellets. It was established experimentally that the ignition temperature of the metallized pellets azotkislorodnyh in mixtures with an oxygen content of 21-15% 270-370 C, respectively. In the case of replacing a part of nitrogen with an equivalent amount of methane in front of the end part of the tuyere, a situation also arises when the metallized raw material comes into contact with a gas mixture containing free oxygen, since the methane molecule does not interact with oxygen immediately, but after a certain period of time, called the induction time.
Экспериментальное исследование процесса воздушной конверсии метана в слое металлизованного сырья показывает, что при температурах метанвоздушной смеси менее 600оС наблюдается возгорание губчатого металла. При более высоких температурах продукты конверсии успевают защитить губчатый металл от окисления (табл.3).Experimental research of the process air in the methane conversion layer metallized materials shows that at temperatures less than 600 metanvozdushnoy mixture of C there is a fire spongy metal. At higher temperatures, the conversion products have time to protect the spongy metal from oxidation (Table 3).
Верхний предел температуры определяется допустимой для шахтного процесса металлизации склонностью продукта металлизации к спеканию. Нормальный сход неофлюсованных окатышей наблюдается на промышленных печах (ОЭМК) при температуре металлизации до 740оС, когда усилие на разрыв одного контакта, определенное в лабораторных условиях составляет 0,5 кг. Поэтому в качестве верхнего предела принята температура газовоздушной смеси 1000оС, которая соответствует температуре конвертированного газа 1080оС и обеспечивает прочность на разрыв для одного контакта ≈ 0,5 кг для наиболее устойчивых против спекания Михайловских офлюсованных окатышей с меловым покрытием.The upper temperature limit is determined by the metallization process’s tolerance for sintering of the metallization product. Normal converging Non-fluxed pellets occurs in industrial furnaces (OEMK) at a temperature metallization to 740 ° C, when the force on one contact gap defined under laboratory conditions was 0.5 kg. Therefore, as the upper limit temperature of the gas mixture taken 1,000 ° C which corresponds to the converted gas temperature 1080 C, and provides the tensile strength of a
Увеличение температуры вдуваемого в печь газа выше 1000оС приводит к увеличению прочности спека и нарушениям в сходе шихты, настылеобразованию на стенках шахты (табл.3).Increasing the temperature of the gas blown into the furnace above 1000 ° C leads to increase cake strength and disturbances in the gathering of the charge, nastyleobrazovaniyu on shaft walls (Table 3).
Кроме того, при необходимости повышения степени металлизации годного губчатого металла на 1% увеличивают содержание кислорода на 0,14-0,30% путем добавления технического кислорода в поток воздуха (табл.4). Этой операцией по экспериментальным данным увеличивают работоспособность газа по вюститу на 1%, что эквивалентно увеличению степени металлизации (при постоянной производительности и степени использования восстановительной способности газа). Остальные параметры газа даже при существенном изменении содержания кислорода остаются практически постоянными. Например, увеличение содержания кислорода на 10% вызывает повышение температуры конвертированного газа всего на 10-17оС. При этом нижний предел увеличения содержания кислорода (0,14% ) относится к естественной концентрации кислорода в воздухе 20-21%. Верхний предел относится к содержанию кислорода в азоткислородной смеси 35% (табл. 4). Это значение определено как максимально возможное для нагрева в воздухонагревателях, так как уже при 36% азоткислородная смесь в случае продува действует как автоген и приводит к быстрому разрушению кожуха. Содержание кислорода менее 20% не достижимо без дополнительной операции добавления азота к атмосферному воздуху, которая не заявляется из-за ее неэффективности (повышается удельная энергоемкость процесса металлизации на 0,02 ГДж/т на каждый процент азота).In addition, if it is necessary to increase the metallization degree of a suitable sponge metal by 1%, the oxygen content is increased by 0.14-0.30% by adding technical oxygen to the air stream (Table 4). According to experimental data, this operation increases gas operability according to the institute by 1%, which is equivalent to an increase in the degree of metallization (with constant productivity and the degree of utilization of the gas's reducing ability). The remaining gas parameters, even with a significant change in the oxygen content, remain almost constant. For example, increasing the oxygen content is 10% converted gas causes temperature increase by only about 10-17 C. The lower limit of increasing the oxygen content (0.14%) refers to the natural concentration of oxygen in the air 20-21%. The upper limit refers to the oxygen content in the nitrogen-oxygen mixture of 35% (table. 4). This value is defined as the maximum possible for heating in air heaters, since already at 36% the nitrogen-oxygen mixture in the case of blowing acts as an autogen and leads to rapid destruction of the casing. An oxygen content of less than 20% is not achievable without the additional operation of adding nitrogen to atmospheric air, which is not claimed due to its inefficiency (the specific energy consumption of the metallization process is increased by 0.02 GJ / t for each percentage of nitrogen).
Операции воздушной конверсии природного газа в слое губчатого металла и восстановление шихты проводят в цилиндрической части шахты последовательно, в направлении, противоположном движению шихтовых материалов между уровнем ввода газа и уровнем засыпи на колошнике печи. Существенным отличием здесь является проведение в рабочем пространстве печи новой технологической операции - воздушной конверсии природного газа в слое металлизованного материала. Воздушная конверсия природного газа с раздельным нагревом реагирующих компонентов является единственным вариантом, позволяющим полностью обеспечить теплом конверсию и провести ее в рабочем пространстве печи. Слабая экзотермичность этого процесса обеспечивает незначительное увеличение 70-290оС температуры конвертированного газа по сравнению с температурой вдуваемого в печь газа.The operations of the air conversion of natural gas in the sponge metal layer and the recovery of the charge are carried out sequentially in the cylindrical part of the shaft in the direction opposite to the movement of the charge materials between the gas input level and the level of the charge on the furnace top. A significant difference here is the carrying out of a new technological operation in the furnace working space - air conversion of natural gas in a layer of metallized material. Air conversion of natural gas with separate heating of the reacting components is the only option that allows you to fully provide heat conversion and conduct it in the working space of the furnace. Weak exothermicity of the process provides a slight increase 70-290 C. converted gas temperature compared with the temperature of the gas blown into the furnace.
Другие варианты конверсии (паром, углекислотой) обладают значительным эндотермическим тепловым эффектом, для компенсации которого необходим перегрев вдуваемого в печь газа над температурой конвертированного газа - на 700-1000оС учитывая возможный интервал колебаний температур в фурменной зоне 670-1070оС, реализация этого перегрева не представляется возможной.Other embodiments of conversion (steam, carbon dioxide) have significant endothermic heat effect, for which compensation is required superheat gas blown into the furnace above the temperature reformed gas - at 700-1000 C. Considering possible fluctuations in temperature in the tuyere zone interval of 670-1070 C, the implementation of this overheating is not possible.
Пример осуществления способа. An example implementation of the method.
В качестве исходных материалов для металлизации использованы железорудные сфлюсованные (CaO/SiO2=0,6) окатыши Михайловского ГОКа, окускованные оксиды никеля и кобальта.As starting materials for metallization, iron ore fluxed (CaO / SiO 2 = 0.6) pellets of the Mikhailovsky GOK and granular oxides of nickel and cobalt were used.
Исследования проводили на опытной установке металлизации со слоевой воздушной конверсией. Воздушная конверсия с коэффициентом избытка О/С=0,98; 1,0; 1,1 проводилась в слое металлизованных окатышей в рабочем пространстве печи, причем соотношение объемов зон конверсии и металлизации составило 0,04; 0,17; 0,4 (табл.5). Температура нагрева воздуха составила 960-1485оС, природного газа 20-400оС; смешивание нагретых компонентов производилось непосредственно перед вдуванием в печь, а температура газовоздушной смеси составила 600-1000оС (табл.5).The studies were carried out on a pilot metallization plant with layer-by-air conversion. Air conversion with excess coefficient O / C = 0.98; 1.0; 1.1 was carried out in a layer of metallized pellets in the working space of the furnace, and the ratio of the volumes of the conversion and metallization zones was 0.04; 0.17; 0.4 (table 5). The temperature of air heating was 960-1485 о С, of natural gas 20-400 о С; mixing of the heated components was carried out immediately before blowing into the furnace, and the temperature of the gas-air mixture was 600-1000 о С (Table 5).
При температуре газовоздушной смеси (соотношение О/С до 0,98) 1000оС и более наблюдался вынос сажи из печи. (См.фиг.1, табл.2). При увеличении соотношения О/С более 0,98 (tг=1000оС) выноса сажи не было. При температуре газовоздушной смеси 600оС и соотношении О/С до 1,1 увеличение температуры конвертированного газа компенсировало ухудшение качества газа, при О/C более 1,1 такой компенсации не происходило, что привело к повышению удельных энергетических затрат на процесс. Исследования показали, что семейство кривых для температур газовоздушной смеси в пределах 600-1000оС, подобных кривым 1 и 2 (фиг.2), лежит в пространстве, ограниченном последними.At a temperature of the gas mixture (O / C ratio 0.98) 1,000 ° C or more was observed soot removal from the furnace. (See figure 1, table 2). With an increase in the O / C ratio of more than 0.98 (t g = 1000 ° C) there was no soot removal. When the gas mixture temperature of 600 C and O / C ratio to 1.1 increase in temperature reformed gas compensated gas quality deterioration, when O / C over 1.1 such compensation does not occur, resulting in an increase of the specific energy consumption for the process. Studies have shown that the family of curves for the temperatures of the air-gas mixture in the range of 600-1000 about C, similar to
На опытной установке экспериментально показано, что при температуре метановоздушной смеси менее 600оС наблюдается возгорание губчатого металла.On the experimental setup it was experimentally shown that at a temperature of the methane-air mixture less than 600 о С, sponge metal ignition is observed.
При температуре газовоздушной смеси 600-1000оС продукты конверсии успевают защитить губчатый металл от окисления. При температуре смеси выше 1000оС наблюдались спеки (табл.3) окатышей губчатого металла с величиной на разрыв выше предельной (0,5 кг на один контакт). Нарушался равномерный сход шихты и выгрузка металлизованного продукта.At a temperature of a gas-air mixture of 600-1000 о С, conversion products have time to protect the spongy metal from oxidation. When the mixture temperature above 1000 C. spec observed (Table 3) metal sponge pellets with the value at break above the limit (0.5 kg per contact). The uniform charge gathering and unloading of the metallized product were disrupted.
Изменение степени металлизации производили изменением содержания кислорода в поток воздуха из расчета 0,14-0,3% на 1% степени металлизации (табл.4). The change in the degree of metallization was made by changing the oxygen content in the air stream at the rate of 0.14-0.3% by 1% of the degree of metallization (Table 4).
При необходимости повышения степени металлизации товарного губчатого металла (т.е. для регулирования этого показателя) экспериментально определены пределы увеличения содержания кислорода в потоке воздуха (табл.4). Установлено, что на каждый 1,0% увеличения степени металлизации необходимо добавлять кислород в пределах 0,14-0,30%. If it is necessary to increase the metallization degree of a commercial sponge metal (i.e., to regulate this indicator), the limits of increasing the oxygen content in the air flow are experimentally determined (Table 4). It was found that for every 1.0% increase in the degree of metallization it is necessary to add oxygen in the range 0.14-0.30%.
Учитывая, что совместный нагрев компонентов фурменного газа невозможен. На физической модели были отработаны режимы раздельного нагрева природного газа и воздуха. Для получения газовоздушной смеси с температурой 600-1000оС воздух нагревали до температуры 960-1485оС, а природный газ до температуры 20-400оС, при этом смешивание компонентов производили непосредственно в газоподводящих устройствах шахтной печи (табл.2). При достижении температуры компонентов выше или ниже предельной наблюдается нарушение процесса (табл. 2), выражающееся в спекообразовании окатышей, высоком сажевыделении.Considering that co-heating of tuyere gas components is not possible. On the physical model, separate heating modes of natural gas and air were worked out. For the gas mixture with a temperature of 600-1000 ° C air heated to a temperature of 960-1485 ° C, and natural gas to a temperature of 20-400 ° C, wherein the mixing of components made directly in the shaft furnace gas supplying devices (Table 2). When the temperature of the components is higher or lower than the limit, a violation of the process is observed (Table 2), which is expressed in the pellet sintering, and high soot emission.
За базовый объект при расчете ожидаемого экономического эффекта принята технология металлизации в шахтной печи (производительность 400000 т/год) на Орско-Халиловском металлургическом комбинате. When calculating the expected economic effect, the metallization technology in a shaft furnace (production capacity of 400,000 tons / year) at the Orsk-Khalilovsky Metallurgical Plant was taken as the base object.
При реконструкции старых доменных цехов с печами малого объема на работу по схеме металлизации со слоевой воздушной конверсией природного газа может быть использовано имеющееся оборудование:
- приемки, хранения, транспорта, дозировки и загрузки железорудного сырья;
- газоочистки и водяного хозяйства;
- оборудования по компрессии и нагреву воздушного дутья;
- мощности по производству кислорода (при наличии);
- энергетические объекты.When reconstructing old blast furnaces with small-volume furnaces, the available equipment can be used for work according to a metallization scheme with layered air conversion of natural gas:
- acceptance, storage, transport, dosage and loading of iron ore;
- gas treatment and water management;
- equipment for compression and heating of air blast;
- oxygen production capacity (if available);
- energy objects.
Claims (3)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| SU904876772A RU2016069C1 (en) | 1990-10-23 | 1990-10-23 | Method for production of sponge metal in shaft furnace |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| SU904876772A RU2016069C1 (en) | 1990-10-23 | 1990-10-23 | Method for production of sponge metal in shaft furnace |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2016069C1 true RU2016069C1 (en) | 1994-07-15 |
Family
ID=21541978
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| SU904876772A RU2016069C1 (en) | 1990-10-23 | 1990-10-23 | Method for production of sponge metal in shaft furnace |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2016069C1 (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2516316C2 (en) * | 2011-12-22 | 2014-05-20 | Общество с ограниченной ответственностью "МетИнвест" | Method for direct restoration of metal-containing material |
-
1990
- 1990-10-23 RU SU904876772A patent/RU2016069C1/en active
Non-Patent Citations (3)
| Title |
|---|
| 1. Авторское свидетельство СССР N 995708, кл. C 21B 13/00, 1983. * |
| 2. Акеведо А., Теннис В. Опыт эксплуатации установки Мидрекс на заводе фирмы "Асиндар" в Аргентине: Экспресс-информация, Серия "Производство чугуна" Ин-т "Черметинформация", 1981, Вып.3, с.4. * |
| 3. Патент США N 3475160, кл. C 21B 13/02, 1969. * |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2516316C2 (en) * | 2011-12-22 | 2014-05-20 | Общество с ограниченной ответственностью "МетИнвест" | Method for direct restoration of metal-containing material |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US4053301A (en) | Process for the direct production of steel | |
| US6986800B2 (en) | Method and apparatus for improved use of primary energy sources in integrated steel plants | |
| CA1050765A (en) | Method for making steel | |
| US4046557A (en) | Method for producing metallic iron particles | |
| US4054444A (en) | Method for controlling the carbon content of directly reduced iron | |
| CA1043574A (en) | Method and apparatus for producing iron from oxidic iron ores | |
| US5613997A (en) | Metallurgical process | |
| CN1078499A (en) | Smelting reduction method with high productivity | |
| EP0262353B1 (en) | Method for producing hot sponge iron | |
| CA2118383A1 (en) | Process for the production of iron carbide | |
| CN103261446A (en) | Method and apparatus for producing direct reduced iron utilizing a source of reducing gas comprising hydrogen and carbon monoxide | |
| US3749386A (en) | Method and means for reducing iron oxides in a gaseous reduction process | |
| KR850001644B1 (en) | Direct reduction of iron using coke oven gas | |
| CN115011746B (en) | CO2 circulation-based total oxygen/high oxygen-enriched iron-making gas-making system and operation method | |
| US2675307A (en) | Process for coking-calcining complete smelting charge aggregates | |
| CA1149175A (en) | Recovery of steel from high phosphorous iron ores | |
| RU2220209C2 (en) | Method of direct reduction of iron | |
| JPS5847449B2 (en) | direct iron making method | |
| US4606761A (en) | Reduction of metal compounds | |
| US5069716A (en) | Process for the production of liquid steel from iron containing metal oxides | |
| US2557650A (en) | Metallurgical process | |
| RU2016069C1 (en) | Method for production of sponge metal in shaft furnace | |
| SU1609456A3 (en) | Method of direct production of iron | |
| US2795497A (en) | Method and apparatus for producing molten iron | |
| WO2023036474A1 (en) | Method for producing direct reduced iron for an iron and steelmaking plant |