RU2125613C1 - Способ получения жидкого чугуна или жидких стальных полупродуктов и установка для его осуществления - Google Patents

Способ получения жидкого чугуна или жидких стальных полупродуктов и установка для его осуществления Download PDF

Info

Publication number
RU2125613C1
RU2125613C1 RU97111822A RU97111822A RU2125613C1 RU 2125613 C1 RU2125613 C1 RU 2125613C1 RU 97111822 A RU97111822 A RU 97111822A RU 97111822 A RU97111822 A RU 97111822A RU 2125613 C1 RU2125613 C1 RU 2125613C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
reducing gas
gas
reduction
fluidized bed
stage
Prior art date
Application number
RU97111822A
Other languages
English (en)
Other versions
RU97111822A (ru
Inventor
Вернер Кепплингер Леопольд
Валльнер Феликс
Шенк Йоханнес-Леопольд
Original Assignee
Фоест-Альпине Индустрианлагенбау ГмбХ
Поханг Айрон энд Стил Ко., Лтд.
Рисерч Институт Оф Индастриал Сайенс Энд Технолоджи, Инкорпорейтед Фаундейшн
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Фоест-Альпине Индустрианлагенбау ГмбХ, Поханг Айрон энд Стил Ко., Лтд., Рисерч Институт Оф Индастриал Сайенс Энд Технолоджи, Инкорпорейтед Фаундейшн filed Critical Фоест-Альпине Индустрианлагенбау ГмбХ
Application granted granted Critical
Publication of RU2125613C1 publication Critical patent/RU2125613C1/ru
Publication of RU97111822A publication Critical patent/RU97111822A/ru

Links

Images

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C21—METALLURGY OF IRON
    • C21B—MANUFACTURE OF IRON OR STEEL
    • C21B13/00—Making spongy iron or liquid steel, by direct processes
    • C21B13/14—Multi-stage processes processes carried out in different vessels or furnaces
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C21—METALLURGY OF IRON
    • C21B—MANUFACTURE OF IRON OR STEEL
    • C21B13/00—Making spongy iron or liquid steel, by direct processes
    • C21B13/0006—Making spongy iron or liquid steel, by direct processes obtaining iron or steel in a molten state
    • C21B13/0013—Making spongy iron or liquid steel, by direct processes obtaining iron or steel in a molten state introduction of iron oxide into a bath of molten iron containing a carbon reductant
    • C21B13/002—Reduction of iron ores by passing through a heated column of carbon
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C21—METALLURGY OF IRON
    • C21B—MANUFACTURE OF IRON OR STEEL
    • C21B2100/00—Handling of exhaust gases produced during the manufacture of iron or steel
    • C21B2100/20—Increasing the gas reduction potential of recycled exhaust gases
    • C21B2100/28—Increasing the gas reduction potential of recycled exhaust gases by separation
    • C21B2100/282—Increasing the gas reduction potential of recycled exhaust gases by separation of carbon dioxide
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C21—METALLURGY OF IRON
    • C21B—MANUFACTURE OF IRON OR STEEL
    • C21B2100/00—Handling of exhaust gases produced during the manufacture of iron or steel
    • C21B2100/40—Gas purification of exhaust gases to be recirculated or used in other metallurgical processes
    • C21B2100/44—Removing particles, e.g. by scrubbing, dedusting
    • 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
    • Y02P10/122—Reduction of greenhouse gas [GHG] emissions by capturing or storing CO2
    • 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
    • Y02P10/134—Reduction of greenhouse gas [GHG] emissions by avoiding CO2, e.g. using hydrogen

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Metallurgy (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Manufacture Of Iron (AREA)
  • Treatment Of Steel In Its Molten State (AREA)
  • Chemical Treatment Of Metals (AREA)
  • Inorganic Fibers (AREA)
  • Manufacture And Refinement Of Metals (AREA)

Abstract

Сущность: в способе получения жидкого чугуна или жидких стальных полупродуктов из содержащего оксид железа материала в форме частиц его предварительно восстанавливают в псевдоожиженном слое с помощью восстановительного газа в по меньшей мере одной стадии предварительного восстановления, а затем восстанавливают до губчатого железа на стадии окончательного восстановления. Полученное губчатое железо расплавляют в плавильно-газификационной зоне подводом носителей углерода и кислородсодержащего газа, в котором одновременно получают восстановительный газ, содержащий CO и H2, который подводят на стадию окончательного восстановления, там подвергают превращению, отводят, затем подают на по меньшей мере одну стадию предварительного восстановления, там подвергают превращению, отводят, промывают и в заключение отводят как газ, готовый к использованию. При этом по меньшей мере часть прореагировавшего газа очищают от CO2, нагревают и применяют в качестве рециркуляционного восстановительного газа для восстановления материала, содержащего оксид железа. Для того, чтобы восстановление прошло без "слипания", часть восстановительного газа, протекающего из стадии окончательного восстановления, отводят на стадию предварительного восстановления, промывают, очищают от CO2, а также нагревают и затем возвращают на стадию окончательного восстановления. Установка содержит по крайней мере два реактора для предварительного восстановления и плавильный газификатор, соединенные между собой транспортными и соединительными трубопроводами. От соединительного газового трубопровода отходит ответвленный трубопровод со скруббером, устройством для очистки от CO2 и газонагревателем, который соединен с трубопроводом восстановительного газа и плавильного газификатора. 2 с. и 12 з.п. ф-лы, 2 ил, 8 табл.

Description

Изобретение относится к способу получения жидкого чугуна или жидких стальных полупродуктов из содержащего оксид железа материала в форме частиц в псевдоожиженном слое, причем материал, содержащий оксид железа, предварительно восстанавливают с помощью восстановительного газа на по меньшей мере одной стадии предварительного восстановления и затем восстанавливают до губчатого железа на стадии окончательного восстановления, губчатое железо расплавляют в плавильно-газификационной зоне с подводом носителей углерода и кислородсодержащего газа и получают восстановительный газ, содержащий CO и H2, который подводят на стадию окончательного восстановления, там подвергают превращению, отводят, затем подают на по меньшей мере одну стадию предварительного восстановления, там подвергают превращению, отводят, промывают и в заключение отводят как газ, готовый к использованию, и причем по меньшей мере часть прореагировавшего газа очищают от CO2, нагревают и применяют в качестве рециркуляционного восстановительного газа для восстановления материала, содержащего оксид железа, а также к установке для осуществления этого способа.
Способ такого типа известен из заявки США US-A-5, 185032. При этом восстановительный газ для максимально возможного использования восстановительного потенциала и тепловой энергии восстановительного газа пропускают через все стадии восстановления и через стадии предварительного нагрева, расположенные перед ними, если смотреть в направлении прохождения материала, содержащего оксид, отводят в виде колошникового газа от первой стадии предварительного нагрева и затем промывают. Часть колошникового газа сжимают, подвергают очистке от CO2 и после этого нагревают. Колошниковый газ, нагретый таким образом и очищенный в значительной мере от CO2, снова подводят в процесс восстановления в качестве рециркуляционного восстановительного газа, благодаря чему можно использовать восстановители, еще имеющиеся в колошниковом газе. Однако недостатком является то, что все стадии восстановления в псевдоожиженном слое, а также все стадии предварительного нагрева должны рассчитываться для работы с общим количеством газа, то есть свежего восстановительного газа и рециркуляционного восстановительного газа.
При восстановлении оксидов железа способом с псевдоожиженным слоем посредством смесей CO/CO2 при более высоких температурах (например, свыше 700oC) и низком восстановительном потенциале (то есть при повышенном содержании в восстановительном газе CO2 и H2O), на поверхности мелких частиц руды образуются игольчатые осаждения железа. Эти осаждения являются причиной феномена "слипания" в псевдоожиженных слоях. При очень высокой восстановительной способности происходит слипание частиц руды, отрицательно влияющее на процесс восстановления. Если же восстановление проходит при очень высоком или наивысшем потенциале восстановительного газа, происходит выделение железа в виде плотных или пористых образований, при которых "слипания" не наблюдается.
Целью изобретения является исключение этих недостатков и трудностей, задачей изобретения является создание способа и установки для осуществления способа, которые обеспечивают восстановление без возникновения "слипания", а именно за счет повышения восстановительного потенциала восстановительного газа, причем без повышения количества углеродоносителей, применяемых для получения восстановительного газа; более того, по сравнению с уровнем техники обеспечивается экономия углеродоносителей.
Эта задача согласно изобретению решается за счет того, что от восстановительного газа, протекающего от стадии окончательного восстановления к стадии предварительного восстановления, отводят часть его, очищают от CO2, а также нагревают и в заключение направляют на стадию окончательного восстановления.
Хотя с помощью способа согласно изобретению отказываются от использования возможно еще имеющегося восстановительного потенциала в восстановительном газе, который выходит из стадии окончательного восстановления и отводится по ответвленному трубопроводу, для следующих стадий восстановления или возможно имеющихся стадий предварительного нагрева, однако именно здесь получаются существенные преимущества:
согласно изобретению обеспечивается высокий восстановительный потенциал за счет повышения количества восстановительного газа, причем для постадийно протекающего процесса восстановления имеется повышенное количество восстановительного газа только для стадии окончательного восстановления. Поэтому на стадии окончательного восстановления, на которой температура является наиболее высокой, а опасность возникновения "слипания" - наибольшей, "слипание" надежно предотвращается, причем дополнительно можно исключить необходимость того, чтобы все узлы установки, то есть все газопроводы, реакторы, компрессоры и так далее, возможно имеющиеся стадии предварительного нагрева, а также стадии восстановления с псевдоожиженным слоем, были рассчитаны на работу с повышенным количеством восстановительного газа.
Тем самым изобретение позволяет целенаправленно использовать высокий восстановительный потенциал и позволяет снабжать все остальные стадии восстановления теоретически минимальным количеством восстановительного газа и поэтому выполнять их соответственно в меньших размерах с меньшими расходами.
Благодаря этому получаются не только оптимальные, а именно при максимально возможной производительности - минимально возможные габариты всех узлов установки, а также имеется возможность в процессе обойтись минимально возможным количеством углеродоносителей, необходимых для получения восстановительного газа, т.е. уменьшить до минимума расход углерода при надежном исключении опасности "слипания". Кроме того, удается применить уголь с высоким содержанием Cfix и низким содержанием золы в плавильно-газификационной зоне, хотя этот уголь образует лишь недостаточно восстановительного газа, и обеспечить, несмотря на это, нормальный тепловой баланс, то есть ввод лишь небольшого количества воды в плавильно-газификационную зону с целью повышения количества восстановительного газа.
Так как для последней стадии восстановления в распоряжении имеется очень высокий восстановительный потенциал, можно осуществить нагрев части восстановительного газа, отобранного на стадии окончательного восстановления, отведенного по ответвленному трубопроводу и возвращенного на эту стадию, до температуры восстановления в диапазоне от 800 до 900oC, например до температуры около 850oC.
Нагрев отобранного и отведенного по ответвленному трубопроводу со стадии окончательного восстановления восстановительного газа до температуры восстановления целесообразно осуществлять рекуперативно и/или регенеративно, и/или путем частичного сжигания отобранной части восстановительного газа.
Возврат нагретого восстановительного газа целесообразно осуществлять при смешивании с горячим восстановительным газом, выходящим из плавильно-газификационной зоны после обеспыливания этого горячего восстановительного газа.
Для охлаждения восстановительного газа, выходящего из плавильного газификатора, до температуры восстановления является целесообразной рециркуляция в холодном состоянии части восстановительного газа, очищенного от CO2, предпочтительно в смеси с горячим восстановительным газом, отходящим из плавильно-газификационной зоны, перед вводом последнего на стадию окончательного восстановления.
С целью упрощения регулирования температуры на стадии окончательного восстановления, является предпочтительным промыть часть горячего восстановительного газа, выходящего из плавильно-газификационной зоны, и затем смешать в холодном состоянии с горячим восстановительным газом, выходящим из плавильно-газификационной зоны, предпочтительно путем смешивания с восстановительным газом, очищенным от CO2 и возвращенным в холодном состоянии.
Другая возможность регулирования температуры в зонах восстановления с псевдоожиженным слоем заключается в том, что перед стадией предварительного восстановления расположена по меньшей мере одна стадия предварительного нагрева материала, содержащего оксид железа, а прореагировавший восстановительный газ, выходящий со стадии предварительного восстановления, применяется для предварительного нагрева материала, содержащего оксид железа, предпочтительно после отвода части прореагировавшего газа.
Для адаптации температуры предварительного нагрева материала, содержащего оксид железа, к требованиям процесса, то есть оптимизации температуры в зонах восстановления с псевдоожиженным слоем, является целесообразным подвергнуть прореагировавший восстановительный газ, примененный для предварительного нагрева, частичному сжиганию.
Установка для осуществления способа, содержащая по меньшей мере два последовательно включенных реактора с псевдоожиженным слоем, причем материал, содержащий оксид железа, проходит от одного реактора с псевдоожиженным слоем к другому реактору с псевдоожиженным слоем по транспортным трубопроводам в одном направлении, а восстановительный газ пропускают по соединительным трубопроводам от одного реактора с псевдоожиженным слоем к другому реактору с псевдоожиженным слоем по соединительным трубопроводам для восстановительного газа в противоположном направлении, и плавильный газификатор, в который входит трубопровод, подающий продукт восстановления из реактора с псевдоожиженным слоем, расположенного последним в направлении прохождения материала, содержащего оксид железа, и трубопроводы для подвода кислородсодержащего газа и углеродоносителей, а также выпускное отверстие для чугуна или стальных полупродуктов и шлака, а также трубопровод для подачи восстановительного газа, входящий в реактор с псевдоожиженным слоем, расположенный последним в направлении прохождения материала, содержащего оксид железа, и подающий восстановительный газ, образующийся в плавильном газификаторе, отличается тем, что от соединительного трубопровода для восстановительного газа, соединяющего реактор с псевдоожиженным слоем, расположенный последним в направлении прохождения материала, содержащего оксид железа, с реактором с псевдоожиженным слоем, расположенным перед ним, отходит ответвленный трубопровод, сообщенный через скруббер, устройство для очистки от CO2 и газонагреватель с трубопроводом для восстановительного газа.
Предпочтительная форма выполнения отличается тем, что газонагреватель может шунтироваться байпасным трубопроводом для восстановительного газа.
При этом является целесообразным предусмотреть в трубопроводе для подвода восстановительного газа устройство для обеспыливания восстановительного газа, а ответвленный трубопровод соединить с трубопроводом для подвода восстановительного газа между устройством для обеспыливания восстановительного газа и реактором с псевдоожиженным слоем.
Другая предпочтительная форма выполнения отличается тем, что от трубопровода для подвода восстановительного газа трубопровод для возврата восстановительного газа соединен через скруббер, компрессор снова с трубопроводом для восстановительного газа, но в направлении протекания потока, перед ответвлением трубопровода для возврата восстановительного газа, в частности перед местом расположения обеспыливающего устройства в трубопроводе для подвода восстановительного газа.
Является предпочтительным включить перед первым в направлении прохождения материала, содержащего оксид железа, восстановительным реактором с псевдоожиженным слоем по меньшей мере один подогревающий реактор с псевдоожиженным слоем, в который входит трубопровод для отвода восстановительного газа из первого по направлению прохождения материала, содержащего оксид железа, реактора с псевдоожиженным слоем, причем, кроме того, целесообразно, чтобы в подогревающий реактор с псевдоожиженным слоем входил трубопровод, подводящий кислородсодержащий газ или кислород.
Ниже изобретение поясняется более подробно с помощью двух примеров выполнения, представленных на чертеже, причем на фиг. 1 и 2 схематически показана каждая предпочтительная форма выполнения.
Установка согласно изобретению имеет три реактора 1 - 3 с псевдоожиженным слоем, последовательно подключенных друг за другом, причем материал, содержащий оксид железа, например рудная мелочь, подается через трубопровод 4 в первый реактор 1 с псевдоожиженным слоем, в котором на первой стадии 5 подогрева осуществляется предварительный нагрев рудной мелочи и возможно предварительное восстановление, и поступает затем по транспортным трубопроводам 6 из реактора 1 с псевдоожиженным слоем к реакторам 2, 3 с псевдоожиженным слоем. В реакторе 2 с псевдоожиженным слоем на стадии 7 предварительного восстановления осуществляется предварительное восстановление, а в реакторе 3 с псевдоожиженным слоем на стадии 8 окончательного восстановления осуществляется окончательное восстановление рудной мелочи в губчатое железо.
Окончательно восстановленный материал, то есть губчатое железо, по транспортному трубопроводу 9 поступает в плавильный газификатор 10. В плавильном газификаторе 10, в плавильно-газификационной зоне 11 из угля и кислородсодержащего газа получается восстановительный газ, содержащий CO и H2, который направляется по трубопроводу 12 для подвода восстановительного газа в реактор 3 с псевдоожиженным слоем, расположенный последним в направлении прохождения рудной мелочи. Затем восстановительный газ подается в противотоке к прохождению руды от реактора 3 с псевдоожиженным слоем к реакторам 2 и 1 с псевдоожиженным слоем, а именно через соединительные трубопроводы 13, из реактора 1 с псевдоожиженным слоем отводится в качестве колошникового газа по трубопроводу 14 и затем охлаждается и промывается в скруббере 15 мокрой очистки.
Плавильный газификатор 10 имеет трубопровод для подвода твердых углеродоносителей, трубопровод 17 для подвода кислородсодержащего газа, а также в случае необходимости трубопроводы для жидких и газообразных - при комнатной температуре - углеродоносителей, например углеводородов, а также для сгоревших присадок. В плавильном газификаторе 10 под плавильно-газификационной зоной 11 собирается расплавленный чугун или расплавленный стальной полуфабрикат и расплавленный шлак, которые сливаются через отверстие 18.
В трубопроводе 12 для подвода восстановительного газа, который отходит от плавильного газификатора 10 и входит в реактор 3 с псевдоожиженным слоем, имеется обеспыливающее устройство 19, например горячий газовый циклон, причем частицы пыли, осаждающиеся в этом циклоне, подводятся в плавильный газификатор 10 по трубопроводу 20 с азотом в качестве транспортирующего средства и подаются через горелку 33 ниже вдувания кислорода.
От соединительного трубопровода 13 для восстановительного газа, соединяющего реактор 3 с псевдоожиженным слоем с реактором 2 с псевдоожиженным слоем, отходит ответвленный трубопровод 21, через который отводится часть восстановительного газа, прореагировавшего в реакторе 3 с псевдоожиженным слоем. Этот ответвленный трубопровод 21 входит в скруббер 22 и ведет от скруббера через компрессор 23 к устройству 24 для очистки от CO2. Оно может быть выполнено в качестве адсорбционного устройства с переменным давлением или скруббера CO2. От устройства 24 для очистки от CO2 ответвленный трубопровод 21 ведет к газонагревателю 25 и наконец входит в трубопровод 12 для подвода восстановительного газа, а именно предпочтительно между горячим циклоном 19 и реактором 3 с псевдоожиженным слоем.
Благодаря этому удается очистить часть восстановительного газа, прореагировавшего в реакторе 3 с псевдоожиженным слоем, от CO2, так что он снова - после нагрева до температуры восстановительного газа, предпочтительно до температуры между 800oC и 900oC - имеется в распоряжении в качестве восстановительного газа, имеющего высокий восстановительный потенциал. За счет этого стадия 8 окончательного восстановления снабжается особенно большим количеством восстановительного газа, так что, несмотря на сравнительно высокую температуру, на стадии 8 окончательного восстановления вследствие большого количества имеющихся восстановителей не существует опасности возникновения "слипания".
Нагрев части восстановительного газа, отведенного по ответвленному трубопроводу 21, осуществляется регенеративно, рекуперативно или путем частичного сжигания этого газа, причем эти способы нагрева могут применяться по отдельности или в комбинации по два или по три.
В реактор 2 с псевдоожиженным слоем, в котором происходит предварительное восстановление рудной мелочи, поступает значительно меньшее количество восстановительного газа, который имеет к тому же незначительный восстановительный потенциал, что однако является вполне достаточным для предварительного восстановления. Так как достигаемая степень восстановления обрабатываемого материала здесь ниже, чем на стадии 8 окончательного восстановления, "слипания" здесь не происходит. Выбор габаритов этого реактора 2 с псевдоожиженным слоем и его газоподводящих и газоотводящих трубопроводов 13 и так далее осуществляется с учетом меньшего количества восстановительного газа, который пропускается через этот реактор 2 с псевдоожиженным слоем. Прореагировавший восстановительный газ, выходящий из этого реактора 2 с псевдоожиженным слоем, подводится по трубопроводу 13 в скруббер 26. Часть промытого прореагировавшего восстановительного газа отводится через трубопровод 27 в качестве газа, готового к использованию; другая часть по трубопроводу 13 подводится к стадии 5 предварительного нагрева, то есть к реактору 1 с псевдоожиженным слоем.
Газонагреватель 25 предпочтительно может шунтироваться байпасным трубопроводом 28 для части возвращаемого восстановительного газа, причем байпасный трубопровод 28 входит в трубопровод 12 для подвода восстановительного газа, который соединяет плавильный газификатор 10 с реактором 3 с псевдоожиженным слоем. Холодный рециркуляционный восстановительный газ может тем самым смешиваться через этот байпасный трубопровод 28 с горячим восстановительным газом, выходящим из плавильного газификатора 10, причем желаемая температура восстановления может устанавливаться простым образом, путем управления количеством или регулированием количества.
Другая возможность регулирования температуры восстановительного газа создается путем предпочтительно предусмотренного возвратного газопровода 29, отходящего от трубопровода 12 для подачи восстановительного газа и возвращающего снова в этот трубопровод 12 для подачи восстановительного газа часть восстановительного газа через скруббер 30 и компрессор 31, а именно перед горячим циклоном 19.
Согласно варианту способа и соотв. установки, представленному на фиг. 1, часть прореагировавшего восстановительного газа отводится после каждого реактора 1 - 3 с псевдоожиженным слоем, вследствие чего к каждому реактору 1 - 3 с псевдоожиженным слоем подводится только то количество газа, которое необходимо для безукоризненного функционирования соответствующего реактора с псевдоожиженным слоем.
Согласно варианту способа, показанному на фиг. 2, весь прореагировавший восстановительный газ, выходящий из реактора 2 с псевдоожиженным слоем, применяется на стадии 5 предварительного нагрева. При этом все ощутимое тепло прореагировавшего восстановительного газа, выходящего из реактора 2 с псевдоожиженным слоем, используется для предварительного нагрева рудной мелочи.
Для регулирования температуры предварительного нагрева рудной мелочи можно подводить на стадию 5 предварительного нагрева, то есть к реактору 1 с псевдоожиженным слоем по трубопроводу 32 кислородсодержащий газ, например воздух или кислород, благодаря чему происходит частичное сжигание прореагировавшего восстановительного газа, подведенного на стадию 5 предварительного нагрева. За счет регулирования частичного сжигания устанавливается такая температура рудной мелочи при предварительном нагреве, чтобы были оптимизированы температуры на последующих стадиях 7, 8 восстановления.
Изобретение не ограничивается примерами выполнения, представленными на чертежах, и может видоизменяться в различных направлениях. Например, является возможным выбирать количество реакторов с псевдоожиженным слоем по потребности.
Пример.
В установке согласно фиг. 1 для получения чугуна 40 т/час в плавильный газификатор 10 загрузили уголь 31,4 т/час с химическим составом, приведенным в таблице I, и газифицировали с кислородом в количестве 31240 Hм3/час.
В установку загрузили руду в количестве 58,6 т/час, с химическим составом, приведенным в таблице II, и загрузили присадки в количестве 8,6 и/час согласно таблице III. Чугун, полученный в установке, имеет химический состав, приведенный в таблице IV.
В плавильном газификаторе 10 получили восстановительный газ в количестве 63440 Нм3/час с температурой 870oC. Он имеет химический состав, приведенный в таблице V. Этот восстановительный газ смешали с рециркуляционным газом, который подводится через ответвленный трубопровод 21, а именно в количестве, около 68000 Нм3/час при температуре после нагрева в газонагревателе 25, равной 870oC, в результате чего получили восстановительный газ для стадии 8 окончательного восстановления в количестве 116760 Нм3/час при температуре 870oC. Этот восстановительный газ имеет химический состав, приведенный в таблице VI.
От частично прореагировавшего восстановительного газа, выделяющегося на стадии 8 окончательного восстановления, отвели часть, а именно в количестве около 68000 Нм3/час с химическим составом, приведенным в таблице VII, и подали через ответвленный трубопровод 21 в скруббер 24 для промывки от CO2. По трубопроводам 27 и 14 отвели газ, готовый к использованию, в количестве 47720 Нм2/час. Его химический состав приведен в таблице VIII.

Claims (14)

1. Способ получения жидкого чугуна или жидких стальных полупродуктов из содержащего оксид железа материала в форме частиц в псевдоожиженном слое, причем материал, содержащий оксид железа, предварительно восстанавливают с помощью восстановительного газа на по меньшей мере одной стадии (7) предварительного восстановления и затем восстанавливают до губчатого железа на стадии (8) окончательного восстановления, губчатое железо расплавляют в плавильно-газификационной зоне (11) с подводом носителей углерода и кислородсодержащего газа и получают восстановительный газ, содержащий CO и H2, который подводят на стадию (8) окончательного восстановления, там подвергают превращению, отводят, затем подают на по меньшей мере одну стадию (7) предварительного восстановления, там подвергают превращению, отводят, промывают и в заключение отводят как газ, готовый к использованию, и причем по меньшей мере часть прореагировавшего восстановительного газа очищают от CO2, нагревают и применяют в качестве рециркуляционного восстановительного газа для восстановления материала, содержащего оксид железа, отличающийся тем, что отводят часть восстановительного газа, протекающего из стадии (8) окончательного восстановления на стадии (7) предварительного восстановления, промывают, очищают от CO2, а также нагревают и возвращают затем на стадию (8) окончательного восстановления.
2. Способ по п.1, отличающийся тем, что часть восстановительного газа, отобранного на стадии (8) окончательного восстановления и отведенного по ответвленному трубопроводу, нагревают до температуры восстановления, предпочтительно в диапазоне от 800 до 900oC.
3. Способ по п.1 или 2, отличающийся тем, что нагрев восстановительного газа, отобранного и отведенного по ответвленному трубопроводу со стадии (8) окончательного восстановления, до температуры восстановления осуществляют рекуперативно, и/или регенеративно, и/или путем частичного сжигания отведенной части восстановительного газа.
4. Способ по одному или нескольким из пп.1 - 3, отличающийся тем, что возврат нагретого восстановительного газа осуществляют при смешивании с горячим восстановительным газом, выходящим из плавильно-газификационной зоны (11) после обеспыливания этого горячего восстановительного газа.
5. Способ по одному или нескольким из пп.1 - 4, отличающийся тем, что осуществляют рециркуляцию в холодном состоянии части очищенного от CO2 восстановительного газа и, предпочтительно, смешивают его с горячим восстановительным газом, отходящим из плавильно-газификационной зоны (11), перед вводом последнего на стадию (8) окончательного восстановления.
6. Способ по одному или нескольким из пп.1 - 5, отличающийся тем, что часть горячего восстановительного газа, выходящего из плавильно-газификационной зоны (11), промывают и затем смешивают в холодном состоянии с горячим восстановительным газом, выходящим из плавильно-газификационной зоны (11), предпочтительно, путем смешивания с восстановительным газом, очищенным от CO2 и возвращаемым в холодном состоянии.
7. Способ по одному или нескольким из пп.1 - 6, отличающийся тем, что перед стадией (7) предварительного восстановления расположена по меньшей мере одна стадия (5) предварительного нагрева материала, содержащего оксид железа, а прореагировавший восстановительный газ, выходящий со стадии (7) предварительного нагрева, используют для предварительного нагрева содержащего оксид железа материала, предпочтительно, после отвода части прореагировавшего восстановительного газа.
8. Способ по п.7, отличающийся тем, что прореагировавший восстановительный газ, применяемый для предварительного нагрева, подвергают частичному сжиганию.
9. Установка для осуществления способа по одному или нескольким из пп.1 - 8, содержащая по меньшей мере два последовательно включенных реактора (1, 2, 3) с псевдоожиженным слоем, причем материал, содержащий оксид железа, подают от реактора (1) с псевдоожиженным слоем к реактору (2, 3) с псевдоожиженным слоем по транспортным трубопроводам (6) в одном направлении, а восстановительный газ пропускают по соединительным трубопроводам (13) для восстановительного газа от реактора (3) с псевдоожиженным слоем к реактору (2, 1) с псевдоожиженным слоем в противоположном направлении, и плавильный газификатор (10), в который входит транспортный трубопровод (9), подающий продукт восстановления от реактора (3) с псевдоожиженным слоем, расположенного последним в направлении прохождения материала, содержащего оксид железа, и трубопроводы (17, 16) для подачи кислородсодержащего газа и углеродоносителей, а также выпускное отверстие (18) для чугуна или стальных полупродуктов и шлака, а также трубопровод (12), входящий в реактор (3) с псевдоожиженным слоем, расположенный (9) последним в направлении прохождения материала, содержащего оксид железа, для подачи восстановительного газа, образующегося в плавильном газификаторе (10), отличающаяся тем, что от соединительного трубопровода (13) для восстановительного газа, соединяющего реактор (3) с псевдоожиженным слоем, расположенный последним в направлении прохождения материала, содержащего оксид железа, с реактором (2) с псевдоожиженным слоем, расположенным перед ним, отходит ответвленный трубопровод (21), соединенный через скруббер (22), устройство (24) для очистки от CO2 и газонагреватель (25) с трубопроводом (12) для восстановительного газа.
10. Установка по п.9, отличающаяся тем, что газонагреватель (25) шунтируется байпасным трубопроводом (28) для восстановительного газа.
11. Установка по п. 10, отличающаяся тем, что в трубопроводе (12) для подвода восстановительного газа предусмотрено устройство (19) для обеспыливания восстановительного газа, а ответвленный трубопровод (21) соединен с трубопроводом (12) для подвода восстановительного газа между устройством (19) для обеспыливания восстановительного газа и реактором (3) с псевдоожиженным слоем.
12. Установка по одному или нескольким из пп.9 - 11, отличающаяся тем, что от трубопровода (12) для подвода восстановительного газа отходит трубопровод (29) для возврата восстановительного газа, который через скруббер (30) и компрессор (31) снова входит в трубопровод (12) для восстановительного газа, но в направлении протекания потока перед ответвлением от трубопровода (29) для возврата восстановительного газа, в частности, перед местом расположения устройства (19) для обеспыливания в трубопроводе (12) для подвода восстановительного газа.
13. Установка по одному или нескольким из пп.9 - 12, отличающаяся тем, что перед первым, в направлении прохождения материала, содержащего оксид железа, восстановительным реактором (7) с псевдоожиженным слоем включен по меньшей мере один подогревающий реактор (1) с псевдоожиженным слоем, в который входит трубопровод (13) для отвода восстановительного газа из первого по направлению прохождения материала, содержащего оксид железа, реактора (7) с псевдоожиженным слоем.
14. Установка по п.13, отличающаяся тем, что в подогревающий реактор (1) с псевдоожиженным слоем входит трубопровод (32), подводящий кислородсодержащий газ или кислород.
RU97111822A 1995-10-10 1996-10-08 Способ получения жидкого чугуна или жидких стальных полупродуктов и установка для его осуществления RU2125613C1 (ru)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
ATA1681/95 1995-10-10
AT0168195A AT406485B (de) 1995-10-10 1995-10-10 Verfahren zur herstellung von flüssigem roheisen oder flüssigen stahlvorprodukten und anlage zur durchführung des verfahrens
PCT/AT1996/000191 WO1997013880A1 (de) 1995-10-10 1996-10-08 Verfahren zur herstellung von flüssigem roheisen oder flüssigen stahlvorprodukten und anlage zur durchführung des verfahrens

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2125613C1 true RU2125613C1 (ru) 1999-01-27
RU97111822A RU97111822A (ru) 1999-05-27

Family

ID=3518698

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU97111822A RU2125613C1 (ru) 1995-10-10 1996-10-08 Способ получения жидкого чугуна или жидких стальных полупродуктов и установка для его осуществления

Country Status (16)

Country Link
US (1) US5961690A (ru)
EP (1) EP0796350B1 (ru)
JP (1) JPH10510591A (ru)
KR (1) KR100246631B1 (ru)
CN (1) CN1166861A (ru)
AT (2) AT406485B (ru)
AU (1) AU695624B2 (ru)
BR (1) BR9509874A (ru)
CA (1) CA2207413C (ru)
CZ (1) CZ175497A3 (ru)
DE (1) DE59605304D1 (ru)
RU (1) RU2125613C1 (ru)
SK (1) SK73297A3 (ru)
UA (1) UA39143C2 (ru)
WO (1) WO1997013880A1 (ru)
ZA (1) ZA968497B (ru)

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2518820C2 (ru) * 2009-01-30 2014-06-10 Сименс Фаи Металз Текнолоджиз Гмбх Способ и устройство для получения чугуна или расплавленных стальных полуфабрикатов
RU2610999C2 (ru) * 2011-03-17 2017-02-17 Прайметалз Текнолоджиз Аустриа ГмбХ Металлургическая установка с эффективным использованием отходящего тепла
RU2670822C1 (ru) * 2013-12-12 2018-10-25 Тиссенкрупп Аг Комплекс установок для производства стали и способ эксплуатации комплекса установок
RU2709323C1 (ru) * 2013-12-12 2019-12-17 Тиссенкрупп Аг Комплекс установок для производства стали и способ эксплуатации комплекса установок
RU2710492C1 (ru) * 2013-12-12 2019-12-26 Тиссенкрупп Аг Производственный сталелитейный комплекс и способ эксплуатации производственного комплекса

Families Citing this family (20)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
AT405521B (de) 1996-05-17 1999-09-27 Voest Alpine Ind Anlagen Verfahren zum behandeln teilchenförmigen materials im wirbelschichtverfahren sowie gefäss und anlage zur durchführung des verfahrens
KR100236194B1 (ko) * 1997-12-20 1999-12-15 이구택 분철광석의 2단 유동층식 예비환원장치
US6379421B1 (en) * 1999-02-25 2002-04-30 Hylsa S.A. De C.V. Method and apparatus removing undesirable metals from iron-containing materials
UA70348C2 (ru) * 1999-11-04 2004-10-15 Пхохан Айрон Енд Стіл Ко., Лтд. Translated By PlajВОССТАНОВИТЕЛЬНЫЙ РЕАКТОР С ПСЕВДООЖИЖЕННЫМ СЛОЕМ И СПОСОБ СТАБИЛИЗАЦИИ ПСЕВДООЖИЖЕННОГО СЛОЯ В ТАКОМ РЕАКТОРЕ
KR100332924B1 (ko) * 1999-12-20 2002-04-20 이구택 분철광석의 점착을 방지할 수 있는 3단 유동층식 환원장치및 이를 이용한 환원방법
AT408991B (de) 2000-04-28 2002-04-25 Voest Alpine Ind Anlagen Verfahren und anlage zur herstellung einer metallschmelze
AT409387B (de) 2000-06-28 2002-07-25 Voest Alpine Ind Anlagen Verfahren und anlage zur gasreduktion von teilchenförmigen oxidhältigen erzen
US6478841B1 (en) 2001-09-12 2002-11-12 Techint Technologies Inc. Integrated mini-mill for iron and steel making
AT411265B (de) * 2002-02-14 2003-11-25 Voest Alpine Ind Anlagen Verfahren und vorrichtung zur erzeugung von metallen und/oder metallvorprodukten
US8438633B1 (en) 2005-04-21 2013-05-07 Seven Networks, Inc. Flexible real-time inbox access
KR100732461B1 (ko) * 2005-12-26 2007-06-27 주식회사 포스코 분철광석의 장입 및 배출을 개선한 용철제조방법 및 이를이용한 용철제조장치
AT503593B1 (de) * 2006-04-28 2008-03-15 Siemens Vai Metals Tech Gmbh Verfahren zur herstellung von flüssigem roheisen oder flüssigen stahlvorprodukten aus feinteilchenförmigem eisenoxidhältigem material
KR100939268B1 (ko) * 2006-08-11 2010-01-29 주식회사 포스코 용철제조장치 및 이를 이용한 용철제조방법
AT507113B1 (de) * 2008-07-17 2010-07-15 Siemens Vai Metals Tech Gmbh Verfahren und anlage zur energie- und co2-emissionsoptimierten eisenerzeugung
AT507955B1 (de) 2009-02-20 2011-02-15 Siemens Vai Metals Tech Gmbh Verfahren und anlage zum herstellen von substitutgas
KR101050803B1 (ko) 2009-09-17 2011-07-20 주식회사 포스코 환원철 제조 장치 및 그 제조 방법
CN101906501A (zh) * 2010-08-03 2010-12-08 莱芜钢铁集团有限公司 一种用粉矿和煤氧直接炼钢工艺
EP2746408A1 (de) * 2012-12-21 2014-06-25 Siemens VAI Metals Technologies GmbH Überhitzung von einem in einem Reduktionsprozess genutzten Exportgas zum Ausgleich von Mengenschwankungen und Vorrichtung zum dessen
US10107268B1 (en) * 2014-09-05 2018-10-23 National Technology & Engineering Solutions Of Sandia, Llc Thermal energy storage and power generation systems and methods
RU2734215C1 (ru) * 2020-04-16 2020-10-13 Автономная некоммерческая организация «Научно-исследовательский институт проблем экологии» Способ выплавки чугуна в доменной печи

Family Cites Families (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2547685A (en) * 1947-11-25 1951-04-03 Brassert & Co Reduction of metallic oxides
DE1163353B (de) * 1957-11-21 1964-02-20 United States Steel Corp Kontinuierliches zweistufiges Verfahren zum direkten Reduzieren von pulverisiertem Eisenoxyd und Vorrichtung zur Durchfuehrung dieses Verfahrens
SE429898B (sv) * 1980-01-16 1983-10-03 Stora Kopparbergs Bergslags Ab Sett att forhindra pakladdning vid reduktion i flytbedd av finfordelat metalloxidhaltigt material
DE3626027A1 (de) * 1986-08-01 1988-02-11 Metallgesellschaft Ag Verfahren zur reduktion feinkoerniger, eisenhaltiger materialien mit festen kohlenstoffhaltigen reduktionsmitteln
JPH04191307A (ja) * 1990-11-26 1992-07-09 Mitsubishi Heavy Ind Ltd 溶融還元製鉄装置
AT402937B (de) * 1992-05-22 1997-09-25 Voest Alpine Ind Anlagen Verfahren und anlage zur direktreduktion von teilchenförmigem eisenoxidhältigem material
US5185032A (en) * 1992-05-26 1993-02-09 Fior De Venezuela Process for fluidized bed direct steelmaking
US5338336A (en) * 1993-06-30 1994-08-16 Bechtel Group, Inc. Method of processing electric arc furnace dust and providing fuel for an iron making process
AT404735B (de) * 1992-10-22 1999-02-25 Voest Alpine Ind Anlagen Verfahren und anlage zur herstellung von flüssigem roheisen oder flüssigen stahlvorprodukten
DE4307484A1 (de) * 1993-03-10 1994-09-15 Metallgesellschaft Ag Verfahren zur Direktreduktion von eisenoxidhaltigen Materialien mit festen kohlenstoffhaltigen Reduktionsmitteln

Cited By (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2518820C2 (ru) * 2009-01-30 2014-06-10 Сименс Фаи Металз Текнолоджиз Гмбх Способ и устройство для получения чугуна или расплавленных стальных полуфабрикатов
US8968441B2 (en) 2009-01-30 2015-03-03 Siemens Vai Metals Technologies Gmbh Method and system for producing pig iron or fluid steel pre-products
RU2610999C2 (ru) * 2011-03-17 2017-02-17 Прайметалз Текнолоджиз Аустриа ГмбХ Металлургическая установка с эффективным использованием отходящего тепла
RU2670822C1 (ru) * 2013-12-12 2018-10-25 Тиссенкрупп Аг Комплекс установок для производства стали и способ эксплуатации комплекса установок
RU2670822C9 (ru) * 2013-12-12 2018-11-29 Тиссенкрупп Аг Комплекс установок для производства стали и способ эксплуатации комплекса установок
RU2709323C1 (ru) * 2013-12-12 2019-12-17 Тиссенкрупп Аг Комплекс установок для производства стали и способ эксплуатации комплекса установок
RU2710492C1 (ru) * 2013-12-12 2019-12-26 Тиссенкрупп Аг Производственный сталелитейный комплекс и способ эксплуатации производственного комплекса
US10604816B2 (en) 2013-12-12 2020-03-31 Thyssenkrupp Ag Combined system for producing steel and method for operating the combined system
US10697030B2 (en) 2013-12-12 2020-06-30 Thyssenkrupp Ag Plant combination for producing steel and method for operating the plant combination
US10697031B2 (en) 2013-12-12 2020-06-30 Thyssenkrupp Ag Combined system for producing steel and method for operating the combined system

Also Published As

Publication number Publication date
BR9509874A (pt) 1997-09-30
CA2207413C (en) 2006-07-11
CA2207413A1 (en) 1997-04-17
EP0796350B1 (de) 2000-05-24
KR100246631B1 (ko) 2000-04-01
JPH10510591A (ja) 1998-10-13
ATE193331T1 (de) 2000-06-15
UA39143C2 (ru) 2001-06-15
DE59605304D1 (de) 2000-06-29
EP0796350A1 (de) 1997-09-24
ATA168195A (de) 1999-10-15
AU695624B2 (en) 1998-08-20
SK73297A3 (en) 1998-04-08
ZA968497B (en) 1997-05-20
AT406485B (de) 2000-05-25
CZ175497A3 (cs) 1998-01-14
US5961690A (en) 1999-10-05
AU2081597A (en) 1997-04-30
WO1997013880A1 (de) 1997-04-17
CN1166861A (zh) 1997-12-03

Similar Documents

Publication Publication Date Title
RU2125613C1 (ru) Способ получения жидкого чугуна или жидких стальных полупродуктов и установка для его осуществления
US4806154A (en) Process for the production of pig iron from fine ore using plasma burner
RU2078142C1 (ru) Способ получения чугуна из железосодержащего окисного материала (варианты)
KR940009338A (ko) 용융선철 및 용융강 예비산물을 생산하기 위한 방법 및 장치
JP3150966B2 (ja) 複式溶解炉における鉄および鋼の製造並びに固体状態オキサイドけんだく物予備還元機
JPS59222508A (ja) 鉄酸素化合物から鉄を製造する方法
RU2134301C1 (ru) Установка для получения чугуна и/или губчатого железа, способ получения чугуна и/или губчатого железа и способ работы установки
RU97111822A (ru) Способ получения жидкого чугуна или жидких стальных полупродуктов и установка для его осуществления
RU2276692C2 (ru) Способ восстановления газом оксидсодержащих руд в виде частиц (варианты) и устройство для его осуществления
RU97107769A (ru) Установка для получения чугуна и/или губчатого железа, способ получения чугуна и/или губчатого железа и способ работы установки
RU2445377C2 (ru) Способ получения жидкого чугуна или жидких стальных промежуточных продуктов из тонкодисперсного материала, содержащего оксид железа
SU1498396A3 (ru) Способ получени жидкого чугуна или стального полупродукта из железосодержащего материала
KR100769794B1 (ko) 고로에서 선철 또는 액상의 1차 강 제품을 생산하기 위한 방법 및 플랜트
RU2135597C1 (ru) Способ получения расплава чугуна или полуфабрикатов стали, а также губчатого железа из железной руды и установка для его осуществления
KR19990087540A (ko) 용융선철 또는 용강 중간제품의 생산방법 및 동 생산방법을실행하는 설비
RU2127319C1 (ru) Способ получения губчатого железа и установка для осуществления этого способа
RU97107998A (ru) Способ получения расплава чугуна или расплава полуфабрикатов стали, а также губчатого железа, и установка для осуществления этого способа
KR100244977B1 (ko) 용융 선철 또는 용융 강 전제품과 해면철의 제조 방법 및 이러한 방법을 수행하기 위한 플랜트
JPS63255310A (ja) 銑鉄の製造方法
JP2000514114A (ja) 金属鉱石還元用の還元ガスを製造する方法
RU2148652C1 (ru) Способ прямого восстановления содержащего оксид железа материала в форме частиц и установка для осуществления этого способа
KR19990087542A (ko) 해면금속 생산용 설비 및 방법
JP2916516B2 (ja) 金属酸化物微粒子から液体金属を製造する方法およびこの方法を実施するための還元精錬炉
RU2136763C1 (ru) Способ прямого восстановления мелкозернистого содержащего оксид железа материала в форме частиц, а также установка для осуществления этого способа
JPS59123707A (ja) 溶融還元炉反応生成ガスの利用方法

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20091009