RU2326173C2 - Method of direct reduction of metals from dispersed crude ore and device for its implementation - Google Patents

Method of direct reduction of metals from dispersed crude ore and device for its implementation Download PDF

Info

Publication number
RU2326173C2
RU2326173C2 RU2005134721/02A RU2005134721A RU2326173C2 RU 2326173 C2 RU2326173 C2 RU 2326173C2 RU 2005134721/02 A RU2005134721/02 A RU 2005134721/02A RU 2005134721 A RU2005134721 A RU 2005134721A RU 2326173 C2 RU2326173 C2 RU 2326173C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
gas
reactor
charge
mixture
furnace
Prior art date
Application number
RU2005134721/02A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU2005134721A (en
Inventor
Анатолий Владимирович Николаев (RU)
Анатолий Владимирович Николаев
Игорь Анатольевич Леонтьев (RU)
Игорь Анатольевич Леонтьев
Андрей Анатольевич Николаев (RU)
Андрей Анатольевич Николаев
Виталий Викторович Черномырдин (RU)
Виталий Викторович Черномырдин
мко Андрей Станиславович Кл (RU)
Андрей Станиславович Клямко
Original Assignee
Ооо "Твинн"
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 Ооо "Твинн" filed Critical Ооо "Твинн"
Priority to RU2005134721/02A priority Critical patent/RU2326173C2/en
Publication of RU2005134721A publication Critical patent/RU2005134721A/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2326173C2 publication Critical patent/RU2326173C2/en

Links

Images

Landscapes

  • Manufacture And Refinement Of Metals (AREA)

Abstract

FIELD: noncoking metallurgy.
SUBSTANCE: source stock is previously reduced, the pre-reduced stock with alloying additives and reducing agent is fed into an electric arc furnace, the electric arc is excited, stock melting and final reduction are performed, the finished product and exhaust gas are discharged. The source stock is introduced into the exhaust gas flow after the final reduction, the resulting mixture is applied to the prereduction reactor, and the source stock prereduction is performed by forming the said mixture in the form of a vertically ascending flow expanding along the motion direction, and providing the recirculation of stock particles in this flow; after that, the gas and particle mixture is separated into gas and prereduced stock, which is fed into the electric furnace feeder. The solid-core prereduction reactor is designed as a vertical conical shell with the cone vertex down, with a cover; a liquid-core reactor exhaust gas pipeline, a source stock feeder is connected to this pipeline.
EFFECT: decrease in power and reducing agent consumption; use of gaseous and dispersed reducing agents, decrease in emissions of hazardous substances into atmosphere; simplification of metal production process flow.
8 cl, 5 dwg

Description

Изобретение относится к бескоксовой металлургии, в частности к производству железа посредством восстановления дисперсного металлсодержащего оксидного сырья, не обязательно только железа, такого как дисперсные руды, частично восстановленные руды, рудные концентраты и металлсодержащие оксидные отходы, газообразными и дисперсными восстановителями в электродуговых реакторах, основная доля энергии в которые вводится посредством электричества.The invention relates to non-coke metallurgy, in particular to the production of iron by reducing dispersed metal-containing oxide raw materials, not only iron, such as dispersed ores, partially reduced ores, ore concentrates and metal-containing oxide waste, gaseous and dispersed reducing agents in electric arc reactors, the main share of energy into which it is introduced by means of electricity.

Как известно, способ, в котором железо производится путем восстановления железосодержащей руды, минуя доменное производство, классифицируется как "способ прямого восстановления". Способы прямого восстановления металлов и соответствующие устройства на основе дуговых разрядов описаны в известной технической литературе («Электрические промышленные печи. Дуговые печи и установки специального нагрева». Под ред. Свенчанского А.Д., М., Энергоиздат, 1981 г., с 251, 247). Обычно устройство содержит ванну расплава со средствами сбора металла и шлака, средства подачи исходного сырья и плазмообразующего газа, соленоид и расположенный на центральной оси рабочий электрод, выполненный из графита или вольфрама. В ряде случаев через рабочий электрод, установленный обычно в верхней части устройства, подают исходный материал и плазмообразующий газ и он является катодом дугового плазмотрона, роль анода выполняет ванна расплава металла, находящаяся на поде печи.As is known, a method in which iron is produced by reducing iron ore bypassing blast furnace production is classified as a “direct reduction method”. Methods of direct reduction of metals and corresponding devices based on arc discharges are described in the well-known technical literature ("Industrial Electric Furnaces. Arc Furnaces and Special Heating Units." Edited by AD Svenchansky, M., Energoizdat, 1981, p. 251 , 247). Typically, the device comprises a molten bath with metal and slag collection means, feed means for supplying raw materials and a plasma-forming gas, a solenoid and a working electrode located on the central axis made of graphite or tungsten. In some cases, the source material and plasma-forming gas are supplied through a working electrode, usually located in the upper part of the device, and it is the cathode of the arc plasmatron; the role of the anode is played by the molten metal bath located on the bottom of the furnace.

Общими недостатками этих способов и устройств являются высокий расход энергии, которая теряется с отходящими газами и хладагентами системы охлаждения печи, высокая материалоемкость восстановительного комплекса, сложность его технологической структуры, а также высокий расход электрода и высокий расход материала футеровки печи. Поэтому в этих способах и устройствах предусматривают аппараты для предварительного восстановления оксидного сырья и утилизации энергии отходящих печных газов, например, для выработки электроэнергии, что позволяет снизить энергоемкость процесса, а за счет уменьшения времени финишного восстановления шихты в печи и снижения ее мощности сократить расход электродов и материала футеровки («Развитие бескоксовой металлургии», под. ред. Тулина Н.А., Майера К., М., Металлургия, 1987 г., пат России №2037524). Однако эти меры из-за малой производительности устройств предвосстановления, а также низкой эффективности утилизации вторичных энергоресурсов не нашли промышленного применения.Common disadvantages of these methods and devices are the high energy consumption that is lost with the exhaust gases and refrigerants of the furnace cooling system, the high material consumption of the recovery complex, the complexity of its technological structure, as well as the high electrode consumption and high consumption of the furnace lining material. Therefore, in these methods and devices, apparatuses are provided for preliminary reduction of oxide raw materials and utilization of the energy of exhaust furnace gases, for example, for generating electricity, which allows to reduce the energy intensity of the process, and by reducing the time of the final recovery of the charge in the furnace and reducing its power, reduce the consumption of electrodes and lining material (“Development of non-coke metallurgy”, under the editorship of N. Tulin, K. Mayer, M., Metallurgy, 1987, Russian Patent No. 2037524). However, these measures, due to the low productivity of the pre-recovery devices, as well as the low efficiency of recycling secondary energy resources, have not found industrial application.

Ближайшим прототипом предлагаемого изобретения является способ прямого восстановления металлов из дисперсного рудного сырья, включающий предварительное восстановление исходной шихты, подачу предвосстановленной шихты вместе с легирующими присадками и восстановителем в дуговую электропечь, возбуждение электрической дуги, плавление и финишное восстановление шихты, вывод готового продукта и отходящего газа. («Развитие бескоксовой металлургии». Под ред. Тулина Н.А., Майера К. Металлургия, М., 1987 г., с 77). Согласно этому способу для предварительного восстановления исходной шихты используют реактор с кипящим слоем, а отходящий из печи газ, обладающий значительной тепловой энергией и имеющий высокий восстановительный потенциал, применяется для выработки электроэнергии и не используется непосредственно в процессе восстановления рудного сырья.The closest prototype of the present invention is a method for direct reduction of metals from dispersed ore raw materials, including preliminary reduction of the initial charge, feeding the pre-reduced charge together with alloying additives and a reducing agent to an electric arc furnace, electric arc excitation, melting and finishing reduction of the charge, output of the finished product and exhaust gas. ("The Development of Cokeless Metallurgy". Edited by N. Tulin, Mayer K. Metallurgy, M., 1987, p. 77). According to this method, a fluidized bed reactor is used for preliminary reduction of the initial charge, and gas leaving the furnace, which has significant thermal energy and has a high reduction potential, is used to generate electricity and is not used directly in the process of ore ore reduction.

Ближайшим прототипом предлагаемого изобретения является также описанное в том же источнике устройство для прямого восстановления рудного сырья, содержащее питатель исходной шихты, твердофазный реактор предварительного восстановления исходной шихты, средства подачи предвосстановленной шихты и восстановительных реагентов в дуговую электропечь, включающую питатель печи предвосстановленной шихтой, смеситель, расположенный на центральной оси рабочий электрод с внутренней полостью, жидкофазный реактор, устройство сбора готового продукта с ванной расплава и систему отвода отходящего от печи газа. В этом устройстве рабочим электродом является полый графитовый катод, а устройство сбора готового продукта - анодом дуговой электропечи, подключенной к источнику электропитания постоянного тока.The closest prototype of the invention is also a device for direct reduction of ore raw materials described in the same source, comprising a feed source feeder, a solid-state reactor for preliminary reduction of the initial charge, means for supplying a pre-reduced charge and reducing reagents to an electric arc furnace, including a furnace feeder for a pre-reduced charge, a mixer located on the central axis, a working electrode with an internal cavity, a liquid-phase reactor, a device for collecting finished products KTA molten bath with outlet system and an exhaust gas from the furnace. In this device, the working electrode is the hollow graphite cathode, and the device for collecting the finished product is the anode of the electric arc furnace connected to a DC power source.

Главным недостатком известного устройства является то, что в технологическом процессе для предварительного восстановления оксидного сырья до требуемого уровня по степени восстановления применена батарея реакторов с кипящим слоем, имеющих низкую удельную производительность вследствие значительных ограничений как по температуре рабочего газа, так и по его скорости, что приводит к большому расходу восстановителя, усложнению конструктивно-технологической схемы, увеличению капитальных затрат при создании восстановительного производства и усложнению его эксплуатации («Общая металлургия», В.Г.Воскобойников, В.А.Кудрин, A.M.Якушев, М., «Металлургия», 1985 г. и др.). Для создания необходимой рабочей температуры и восстановительной среды в таких реакторах использованы устройства воздушной газификации угля, основанные на низкоэкономичном процессе горения топлива, а использование тепловой и химической энергии отходящего из печи газа, обладающего значительной тепловой энергией и восстановительным потенциалом, опосредованно - через котлы-утилизаторы, электростанции - приводит к неизбежным значительным потерям энергии и, как следствие, к большой энергоемкости производства металла и низким экологическим показателям процесса в целом.The main disadvantage of the known device is that in the technological process for the preliminary reduction of oxide raw materials to the required level by the degree of reduction, a battery of fluidized bed reactors is used, which have a low specific productivity due to significant limitations both in the temperature of the working gas and its speed, which leads to to a large consumption of reducing agent, the complication of the structural and technological scheme, the increase in capital costs when creating restoration production and the complication of its operation (General Metallurgy, V. G. Voskoboinikov, V. A. Kudrin, A. M. Yakushev, M., Metallurgy, 1985, etc.). To create the necessary operating temperature and reducing environment in such reactors, coal air gasification devices based on the low-cost fuel combustion process were used, and the use of thermal and chemical energy of the gas leaving the furnace, which has significant thermal energy and reduction potential, indirectly - through waste heat boilers, power plants - leads to inevitable significant energy losses and, as a result, to large energy intensity of metal production and low environmental Kim indicators of the overall process.

Предлагаемым изобретением решаются технические задачи снижения энергоемкости, материалоемкости, повышения экономичности и экологических показателей процесса.The present invention solves the technical problems of reducing energy intensity, material consumption, increasing efficiency and environmental performance of the process.

Технический результат использования предлагаемого изобретения заключается в уменьшении расхода электроэнергии и восстановителя, в возможности использования любого газообразного восстановителя и снижении выброса в атмосферу вредных веществ.The technical result of the use of the invention is to reduce the consumption of electricity and a reducing agent, in the possibility of using any gaseous reducing agent and reducing the emission of harmful substances into the atmosphere.

Дополнительно решается задача упрощения технологической схемы производства металла из дисперсного рудного или иного металлсодержащего оксидного сырья.Additionally, the problem of simplifying the technological scheme of metal production from dispersed ore or other metal-containing oxide raw materials is solved.

Указанный результат достигается в настоящем изобретении тем, что в способе прямого восстановления металлов из дисперсного рудного сырья, включающем предварительное восстановление исходной шихты, подачу предвосстановленной шихты вместе с легирующими присадками и восстановителем в дуговую электропечь, возбуждение электрической дуги, плавление и финишное восстановление шихты, вывод готового продукта и отходящего газа, исходную шихту вводят в поток отходящего после финишного восстановления газа, образовавшуюся смесь подают в реактор предварительного восстановления, а предварительное восстановление исходной шихты осуществляют путем формирования смеси в виде вертикально восходящего расширяющегося вдоль направления движения потока и обеспечения рециркуляции частиц шихты в этом потоке, затем разделяют смесь газа и частиц на газ и предвосстановленную шихту, которую подают в питатель электропечи.The specified result is achieved in the present invention by the fact that in the method of direct reduction of metals from dispersed ore raw materials, including preliminary restoration of the initial charge, feeding the pre-reduced charge along with alloying additives and a reducing agent to the electric arc furnace, electric arc excitation, melting and finishing the charge, the finished output product and exhaust gas, the initial mixture is introduced into the stream of exhaust gas after finishing reduction, the resulting mixture is fed to the reactor redvaritelnogo recovery and pre-reduction of the initial charge is carried out by forming the mixture into a vertically rising widening in the direction of flow and recirculating particles of the mixture in this stream are then separated mixture of gas and particles and gas predvosstanovlennuyu charge, which is fed in the electric feeder.

Предусмотрена возможность регулирования рабочей температуры в реакторе предварительного восстановления путем подмешивания холодного газа к отходящему от печи газу. Величины температуры и скорости газа в зоне предвосстановления могут изменяться в широких пределах, что позволяет обеспечить высокую удельную производительность, предотвратить слипание частиц обрабатываемой шихты и интенсифицировать процессы тепло- и массообмена, а отделение предвосстановленного оксидного сырья от отработанного восстановительного газа осуществляются или газодинамическими средствами - посредством обеспечения требуемого соотношения газодинамических и гравитационных сил, действующих на частицы шихты в твердофазном реакторе, или посредством обеспечения требуемого соотношения газодинамических, инерционных, гравитационных и магнитных сил, действующих на частицы в магнитном сепараторе.It is possible to control the operating temperature in the preliminary reduction reactor by mixing cold gas with the gas leaving the furnace. The values of temperature and gas velocity in the pre-reduction zone can vary over a wide range, which allows for high specific productivity, to prevent the particles of the processed charge from sticking together and to intensify the processes of heat and mass transfer, and the separation of the pre-reduced oxide raw material from the exhaust reducing gas is carried out either by gas-dynamic means - by providing the required ratio of gas-dynamic and gravitational forces acting on the particles of the mixture in solid phase m reactor or through the provision of the required ratio of gas-dynamic, inertial, gravitational and magnetic forces acting on the particle in the magnetic separator.

Поставленная задача решается также посредством устройства, в котором в качестве твердофазного реактора используется конический высокотемпературный реактор, к которому подключена магистраль, содержащая смесь горячего газа, отходящего от восстановительной печи, с исходной шихтой. Конический реактор обеспечивает турбулентное движением смеси отходящего от печи газа и исходной шихты и не требует отдельных предварительных операций по созданию газа-восстановителя для предвосстановления исходной шихты.The problem is also solved by means of a device in which a conical high-temperature reactor is used as a solid-phase reactor, to which a line containing a mixture of hot gas leaving the reduction furnace and the initial charge is connected. The conical reactor provides turbulent movement of the mixture of the gas leaving the furnace and the initial charge and does not require separate preliminary operations to create a reducing gas to pre-restore the initial charge.

Средство подачи предвосстановленной шихты содержит либо трубопровод с вентилем, подключенный к нижней части корпуса твердофазного реактора, либо магнитный сепаратор, подключенный к крышке этого реактора.The prereduced charge supply means comprises either a pipeline with a valve connected to the lower part of the solid-phase reactor vessel, or a magnetic separator connected to the cover of this reactor.

Средство подвода восстановительного газа разделено на две ветви и содержит два вентиля. Одна ветвь газовой магистрали подведена к трубопроводу отходящего из печи газа, другая - к смесителю дуговой электропечи, обеспечивающему смешение предвосстановленной шихты и восстановительного газа и подачу этой смеси в печь. При использовании в качестве терморегулирующего агента инертного газа этот газ подается в трубопровод отходящего из печи газа; в этом случае восстановительный газ подается только в смеситель восстановительной печи.The reducing gas supply means is divided into two branches and contains two valves. One branch of the gas main is connected to the pipeline of the gas leaving the furnace, the other to the mixer of the electric arc furnace, which ensures the mixing of the pre-restored charge and reducing gas and the supply of this mixture to the furnace. When inert gas is used as a thermoregulating agent, this gas is supplied to the pipeline of the gas leaving the furnace; in this case, the reducing gas is supplied only to the mixer of the reducing furnace.

Способ и устройство предназначены для восстановления дисперсного оксидного сырья, размер частиц которого должен составлять 0,1-3 мм. Использование сырья с более мелкими частицами приводит к существенному увеличению высоты твердофазного реактора, при более крупных частицах замедляются скорости тепломассообменых процессов как в твердофазном реакторе, так и в жидкофазном реакторе финишного восстановления. Поэтому такое сырье необходимо измельчать.The method and device are designed to restore dispersed oxide raw materials, the particle size of which should be 0.1-3 mm The use of raw materials with smaller particles leads to a significant increase in the height of the solid-phase reactor; with larger particles, the rates of heat and mass transfer processes both in the solid-phase reactor and in the liquid-phase finishing reduction reactor slow down. Therefore, such raw materials must be crushed.

Способ и устройство предусматривают работу в двух режимах.The method and device provide for operation in two modes.

Первый режим используют при предварительном восстановлении железорудного сырья до степени его восстановления, при которой доля магнетита невелика 10-20%, или при восстановлении немагнитных и слабомагнитных не содержащих железа оксидных минералов и немагнитных легирующих добавок. Второй режим используют для предварительного восстановления железорудного сырья до магнетита.The first mode is used in the preliminary reduction of iron ore raw materials to the degree of reduction, at which the magnetite fraction is small 10-20%, or in the recovery of non-magnetic and weakly magnetic iron-free oxide minerals and non-magnetic alloying additives. The second mode is used for preliminary reduction of iron ore to magnetite.

Используемые термины и определенияTerms and definitions used

Твердофазный реактор - контейнер, в котором восстановление газообразным восстановителем оксидного сырья производят без его плавления.A solid-phase reactor is a container in which the reduction of oxide feedstock with a gaseous reducing agent is carried out without melting it.

Реактор с кипящим слоем - печь для магнетизирующего обжига в восстановительной среде тонкоизмельченного оксидного сырья в подвижном псевдоожиженном слое. Реактор содержит питатель шихты, подовые устройства с соплами, на которые подается рудное сырье, а через сопла продувается горячий ожижающий восстановительный газ, источник теплоты для создания необходимой температуры и восстановительной среды в рабочем объеме, и разгрузочное устройство.Fluidized bed reactor - a furnace for magnetizing calcination in a reducing medium of finely divided oxide raw materials in a moving fluidized bed. The reactor contains a charge feeder, hearth devices with nozzles to which ore raw materials are supplied, and hot fluidizing reducing gas, a heat source to create the required temperature and recovery medium in the working volume, and a discharge device are blown through the nozzles.

Жидкофазный реактор - емкость, в которой восстановление оксидного сырья производят в жидком состоянии. Реактор содержит охлаждаемый корпус, к которому снизу пристыкованы устройства сбора продукта и подвода к расплаву электрического тока.A liquid-phase reactor is a tank in which the reduction of oxide raw materials is carried out in a liquid state. The reactor contains a cooled casing, to which the devices for collecting the product and supplying electric current to the melt are docked from below.

Питатель - устройство, обычно содержащее бункер с сырьем и средство его подачи с заданной скоростью.Feeder - a device, usually containing a hopper with raw materials and means for feeding it at a given speed.

Магнитный сепаратор - устройство для извлечения железорудного сырья с высокой магнитной восприимчивостью из многокомпонентной смеси и транспортирующей среды. Принцип действия магнитного сепаратора основан на различии магнитной восприимчивости компонент смеси.Magnetic separator is a device for extracting iron ore raw materials with high magnetic susceptibility from a multicomponent mixture and a conveying medium. The principle of operation of the magnetic separator is based on the difference in the magnetic susceptibility of the components of the mixture.

Рудное, железорудное сырье - минеральное или техногенное сырье, содержащее один или более окислов, например железа различной валентности.Ore, iron ore raw materials - mineral or man-made raw materials containing one or more oxides, for example iron of various valencies.

Магнетит - сильномагнитное железорудное сырье, магнитная восприимчивость которого не менее 3·10+6 м3/кг.Magnetite is a highly magnetic iron ore raw material whose magnetic susceptibility is not less than 3 · 10 +6 m 3 / kg.

Исходная шихта - исходная смесь компонентов, предназначенная для получения металла.Initial charge is an initial mixture of components designed to produce metal.

Предвосстановленная шихта - частично восстановленная исходная шихта.Pre-restored charge is a partially restored initial charge.

Описание чертежейDescription of drawings

На фиг.1 схематически представлено устройство, работающее в первом режиме.Figure 1 schematically shows a device operating in the first mode.

На фиг.2 схематически представлено устройство с магнитным сепаратором, работающее во втором режиме.Figure 2 schematically shows a device with a magnetic separator operating in the second mode.

На фиг.3 приведен продольный разрез твердофазного конического реактора для работы в первом режиме и эпюры скоростей газового потока (а), а также показано изменение концентрации частиц обрабатываемой шихты в сечениях на различной высоте реактора (б).Figure 3 shows a longitudinal section of a solid-phase conical reactor for operation in the first mode and gas velocity diagrams (a), and also shows the change in the concentration of particles of the processed mixture in sections at different reactor heights (b).

На фиг.4 приведен продольный разрез твердофазного конического реактора для работы во втором режиме и эпюры скоростей газового потока (а), а также показано изменение концентрации частиц обрабатываемой шихты в сечениях на различной высоте реактора (б).Figure 4 shows a longitudinal section of a solid-phase conical reactor for operation in the second mode and gas velocity diagrams (a), and also shows the change in the concentration of particles of the processed mixture in sections at different reactor heights (b).

На фиг.5 показан поперечный разрез твердофазного конического реактора в сечении А-А (фиг.3,4).Figure 5 shows a cross section of a solid-phase conical reactor in section AA (Fig. 3.4).

Устройство для реализации первого режима восстановления исходной шихты (фиг.1) содержит твердофазный реактор предварительного восстановления 1 с крышкой 2 и коническим корпусом 3, подсоединенную к его нижней части магистраль 4 с вентилем 5, через которую предвосстановленная шихта подается в бункер питателя 6 дуговой электропечи 7, включающей также жидкофазный реактор 8, рабочий электрод 9, устройство сбора готового продукта 10 и трубопровод 11 отходящего от печи 7 газа с вентилем 12. Конический корпус 3 реактора 1 имеет угол раскрытия φ° (фиг.1, 3), обеспечивающий ссыпание частиц шихты со стенок реактора 1 вниз к входному отверстию реактора 1. Питатель печи 6 включает смеситель восстановительного газа и предвосстановленной шихты, снабженный газовым затвором (на чертежах не показаны). К трубопроводу 11 посредством смесителя газа и шихты 13 подсоединен питатель исходной шихты 14.A device for implementing the first recovery mode of the initial charge (Fig. 1) contains a solid-phase prereduction reactor 1 with a cover 2 and a conical body 3 connected to its lower part, a line 4 with a valve 5, through which the pre-restored charge is fed into the hopper of the feeder 6 of the arc furnace 7 including a liquid-phase reactor 8, a working electrode 9, a device for collecting the finished product 10 and a pipe 11 of the gas leaving the furnace 7 with a valve 12. The conical body 3 of the reactor 1 has an opening angle φ ° (Figs. 1, 3), about ensuring that particles of the charge from the walls of the reactor 1 are poured down to the inlet of the reactor 1. The furnace feeder 6 includes a mixer of reducing gas and a pre-restored charge, equipped with a gas shutter (not shown in the drawings). To the pipeline 11 by means of a gas mixer and a charge 13 is connected to the feeder of the original charge 14.

Диаметры трубопровода 11 и входного отверстия реактора 1 - D1 (фиг.3) выполняют, возможно, большими при условии сохранения отходящим газом свойств транспортирующей среды, в соответствии с которым газодинамическая сила, действующая на частицы транспортируемой шихты, находящихся в газе, намного превышает силу тяжести частиц.The diameters of the pipe 11 and the inlet of the reactor 1 - D 1 (Fig. 3) are possibly large if the exhaust gas retains the properties of the transport medium, according to which the gas-dynamic force acting on the particles of the transported charge in the gas is much higher than the force particle severity.

Трубопровод восстановительного газа 15 содержит механохимический фильтр 16 и разделен на две ветви: одна ветвь 17 с вентилем 18 подсоединена к смесителю питателя 6 предвосстановленной шихтой, а другая ветвь 19 с вентилем 20 подсоединена к трубопроводу 11 между реактором 8 и смесителем 13.The reducing gas pipeline 15 contains a mechanochemical filter 16 and is divided into two branches: one branch 17 with a valve 18 is connected to the mixer of the feeder 6 with a pre-restored charge, and the other branch 19 with the valve 20 is connected to the pipeline 11 between the reactor 8 and the mixer 13.

К крышке 2 реактора 1 подсоединен трубопровод 21 отработанного газа с теплообменником 22 и фильтром 23.An exhaust gas pipe 21 with a heat exchanger 22 and a filter 23 is connected to the cover 2 of the reactor 1.

В устройстве для реализации второго режима (фиг.2) трубопровод 4 и вентили 5 и 12 исключены и в сравнении с устройством фиг.1 введены дополнительно магистраль 24 отвода смеси шихты и газа из реактора 1 со вторым теплообменником 25, заборным устройством 26 с отражательной пластиной 27, установленной на крышке 2 реактора 1, и магнитный сепаратор 28, к входному трубопроводу которого подсоединена магистраль 24, а к выходному - трубопровод 21. Сепаратор 28 установлен на бункере питателя 6 и обращен в него выходным патрубком (не показан).In the device for implementing the second mode (Fig. 2), the pipeline 4 and valves 5 and 12 are excluded and, in comparison with the device of Fig. 1, an additional line 24 for discharging the mixture of charge and gas from the reactor 1 with a second heat exchanger 25, an intake device 26 with a reflection plate is introduced 27 mounted on the lid 2 of reactor 1, and a magnetic separator 28, to the inlet pipe of which a line 24 is connected, and to the outlet pipe - a pipe 21. The separator 28 is mounted on the hopper of the feeder 6 and faces the outlet pipe (not shown).

Устройство функционирует следующим образом. В обоих режимах сначала на устройство сбора 10 конечного продукта печи 7 загружают металлическую "затравку". Между «затравкой» и полым рабочим электродом 9 возбуждают дуговой разряд. Устанавливают рабочие параметры установки: величину тока дуги, величину дугового промежутка, расход восстановительного газа через реакторы: жидкофазного реактора 8 финишного восстановления печи 7 посредством вентиля 18 и твердофазного конического реактора 1 предварительного восстановления посредством вентиля 20.The device operates as follows. In both modes, the metal “seed” is first loaded onto the collecting device 10 of the final product of the furnace 7. Between the "seed" and the hollow working electrode 9, an arc discharge is excited. The operating parameters of the installation are established: the value of the arc current, the value of the arc gap, the flow rate of the reducing gas through the reactors of the liquid-phase reactor 8 of the final reduction of the furnace 7 by means of valve 18 and the solid-phase conical reactor 1 of preliminary reduction by means of valve 20.

После наведения ванны расплава в жидкофазном реакторе 8 питателем 14 в смеситель 13 подают исходную шихту, которую смешивают с восстановительным газом и по трубопроводу 11 подают в твердофазный реактор 1, после которого в смесителе питателя печи 6 предвосстановленную шихту смешивают с газом-восстановителем и подают на зеркало ванны расплава через полость электрода 9.After the melt bath is guided in the liquid-phase reactor 8 by the feeder 14, the initial charge is fed into the mixer 13, which is mixed with the reducing gas and fed through the pipe 11 to the solid-phase reactor 1, after which the pre-reduced charge is mixed with the reducing gas in the mixer of the furnace feeder 6 and fed to the mirror bath melt through the cavity of the electrode 9.

В стационарном режиме отходящий от печи 7 газ подают в трубопровод 11, в который также вводят исходную шихту от питателя 14, а смесь подают к вершине конуса реактора 1.In stationary mode, the exhaust gas from the furnace 7 is fed into the pipeline 11, into which the initial charge from the feeder 14 is also introduced, and the mixture is fed to the top of the cone of the reactor 1.

Рассмотрим стационарный процесс в коническом реакторе 1. В активной фазе первого режима (фиг.1 и 3) потоком газа частицы шихты выносятся в верхнюю, более широкую часть реактора 1, где поток естественным образом расширяется, при удалении от оси реактора 1 поднимающая газодинамическая сила потока газа уменьшается (фиг.3а) и, когда она становится меньше силы тяжести частиц шихты, последние опускаются вдоль стенок 3 реактора 1 к его вершине. Поскольку поступающий через вершину конуса поток смеси вовлекает в свое движение вверх смесь из прилегающего к нему пространства реактора 1, опустившиеся частицы шихты вновь движутся вверх, но, находясь уже на некотором удалении от центра потока, находятся под действием меньшей подъемной силы и поднимаются на меньшую высоту. Высота реактора 1 превышает высоту подъема шихты (фиг.1, 3). Поэтому отходящий от печи 7 газ, отдав свою энергию на частичное восстановление шихты, выходит из реактора 1 с той же скоростью, с которой был введен, а частично восстановленная шихта накапливается в реакторе 1, постоянно находясь в процессе рециркуляции, и длина пути, определяющая степень восстановления вновь поступающих частиц шихты, становится все меньше. При этом частицы шихты продолжительное время циркулируют в рабочем объеме и в отработанном газе отсутствуют. Время нахождения частиц в реакторе 1 определяется опытным путем для каждого вида шихты по заданной степени восстановления оксидов шихты, верхнее значение которой определяется предельным значением концентрации частиц в реакторе 1, при которой скорость восстановления оксида начинает сильно замедляться и существенно развивается процесс слипания и окомкования частиц.Consider a stationary process in a conical reactor 1. In the active phase of the first mode (Figs. 1 and 3), the batch particles are carried by the gas flow to the upper, wider part of the reactor 1, where the flow naturally expands, with the distance from the axis of the reactor 1, the rising gas-dynamic flow force gas decreases (figa) and, when it becomes less than the gravity of the particles of the mixture, the latter fall along the walls 3 of the reactor 1 to its top. Since the mixture flow entering through the apex of the cone draws the mixture into its upward movement from the adjacent reactor space 1, the dropping particles of the charge again move upward, but, being already at some distance from the center of the stream, are under the action of a lower lifting force and rise to a lower height . The height of the reactor 1 exceeds the height of the lifting of the mixture (Fig.1, 3). Therefore, the gas leaving the furnace 7, having given its energy to the partial reduction of the charge, leaves the reactor 1 at the same rate as it was introduced, and the partially restored charge accumulates in the reactor 1, constantly being in the process of recirculation, and the path length, which determines the degree recovery of newly incoming particles of the mixture is becoming less. At the same time, charge particles circulate for a long time in the working volume and are absent in the exhaust gas. The residence time of particles in the reactor 1 is determined empirically for each type of charge by a given degree of reduction of the charge oxides, the upper value of which is determined by the limit value of the concentration of particles in the reactor 1, at which the rate of reduction of the oxide begins to slow down significantly and the process of particle adhesion and pelletization develops significantly.

Затем при закрытых вентилях 18, 20, 12 и открытом вентиле 5 предвосстановленную шихту подают в бункер питателя печи 6 (пассивная фаза работы реактора 1). После опорожнения реактора 1 вентили 18, 20 и 12 вновь открывают, а вентиль 5 закрывают. На этом заканчивается пассивная фаза работы реактора 1 и снова начинается активная ее фаза. Все это время процесс горения дуги не прекращается и ванна расплава поддерживается в жидком состоянии.Then, with the closed valves 18, 20, 12 and the open valve 5, the pre-restored charge is fed into the hopper of the furnace feeder 6 (passive phase of the reactor 1). After emptying the reactor 1, the valves 18, 20 and 12 are re-opened, and the valve 5 is closed. This ends the passive phase of reactor 1 and again begins its active phase. All this time, the arc burning process does not stop and the molten bath is maintained in a liquid state.

Газ из реактора 1 посредством трубопровода 21 подают в теплообменник 22, после которого через фильтр 23 газ поступает на утилизацию его тепловой и химической энергии или выбрасывается в атмосферу.Gas from the reactor 1 through a pipe 21 is fed into the heat exchanger 22, after which through the filter 23 the gas enters to utilize its thermal and chemical energy or is released into the atmosphere.

Во втором режиме работы устройства (фиг.2, 4,) процесс предварительного восстановления и отбор частично восстановленной шихты с отработанным в реакторе 1 газом ведут непрерывно. В начале его работы концентрация частиц в восстановительном газе в рабочем объеме твердофазного реактора 1 меньше, чем в области его входного отверстия - в области D1 (фиг.4), и массовые скорости газа на входе и выходе реактора 1 равны, а массовые скорости шихты различны: массовая скорость шихты на входе превышает массовую скорость на выходе реактора 1. Это приводит к накоплению шихты в реакторе 1 и, следовательно, к повышению его концентрации в газе. При достижении концентрации сырья в газе в области заборного отверстия D2 величины, обеспечивающей равенство массовых скоростей вывода и ввода в реактор 1 шихты, рост концентрации шихты в реакторе 1 прекращается и процесс переходит в стационарный режим. Скорость восходящего движения смеси (и подъемная сила) достаточно велика, чтобы транспортировать шихту вплоть до сепаратора 28, поэтому в верхней части реактора 1 на пути потока установлен отражатель 27, после встречи с которым движение газа приобретает турбулентный характер, частицы шихты движутся к стенкам 3 реактора 1, где подъемная сила потока газа существенно меньше (фиг.4а) и часть газового потока даже меняет направление движения, увлекая за собой шихту к основанию конуса. Там частицы шихты вновь подхватываются восходящим потоком. Конусная форма реактора 1 гарантирует, что опустившиеся вниз вдоль стенок 3 реактора 1 частицы шихты будут непременно захвачены восходящим потоком газа и образования неподвижной массы шихты не произойдет. Такое вихревое движение частица шихты совершает многократно, пока не попадет в заборное устройство 26. Это дает возможность варьировать в широких пределах время пребывания частиц шихты в реакторе и, следовательно, изменять в широких пределах степень их восстановления. Предвосстановленная шихта в виде магнетита поступает в теплообменник 25, где происходит охлаждение магнетита до температуры ниже точки Кюри (627°С). После этого потоком газа магнетит переносится в магнитный сепаратор 28, в магнитном поле которого происходит отделение магнетита от газа и подача его в питатель печи 6. Газ из магнитного сепаратора по трубопроводу 21 поступает в теплообменник 22 и фильтр 23, а далее утилизируется или выбрасывается в атмосферу.In the second mode of operation of the device (figure 2, 4,), the process of preliminary recovery and selection of partially restored mixture with exhaust gas in the reactor 1 is conducted continuously. At the beginning of his work, the concentration of particles in the reducing gas in the working volume of the solid-state reactor 1 is less than in the region of its inlet in the region D 1 (Fig. 4), and the mass gas velocities at the inlet and outlet of the reactor 1 are equal, and the mass velocities of the charge different: the mass velocity of the charge at the inlet exceeds the mass speed at the outlet of the reactor 1. This leads to the accumulation of the charge in the reactor 1 and, therefore, to increase its concentration in the gas. When the concentration of raw materials in the gas in the region of the intake hole D 2 reaches a value that ensures the equality of the mass velocities of the discharge and introduction of the charge into the reactor 1, the increase in the concentration of the charge in the reactor 1 stops and the process goes into a stationary mode. The speed of the upward movement of the mixture (and lifting force) is high enough to transport the charge up to the separator 28, therefore, a reflector 27 is installed in the upper part of the reactor 1, after which the gas movement becomes turbulent, the charge particles move to the walls 3 of the reactor 1, where the lifting force of the gas stream is significantly less (Fig. 4a) and part of the gas stream even changes the direction of motion, dragging the charge along to the base of the cone. There, the particles of the charge are again picked up by the upward flow. The conical shape of the reactor 1 ensures that the charge particles descending along the walls 3 of the reactor 1 will certainly be captured by the upward flow of gas and the formation of a fixed mass of the mixture will not occur. Such a vortex movement the batch particle performs repeatedly until it enters the intake device 26. This makes it possible to vary within a wide range the residence time of the batch particles in the reactor and, therefore, to vary within a wide range the degree of their recovery. The pre-reduced charge in the form of magnetite enters the heat exchanger 25, where the magnetite is cooled to a temperature below the Curie point (627 ° C). After that, the magnetite is transferred by a gas stream to a magnetic separator 28, in the magnetic field of which magnetite is separated from the gas and supplied to the furnace feeder 6. Gas from the magnetic separator through a pipe 21 enters the heat exchanger 22 and the filter 23, and then it is utilized or released into the atmosphere .

Высоту реактора Н делают равной высоте подъема частиц в реакторе 1 (фиг.2, 4). При большей высоте объем реактора 1 недоиспользуется, при меньшей высоте снижается производительность реактора 1.The height of the reactor N is made equal to the height of the particles in the reactor 1 (Fig.2, 4). At a higher altitude, the volume of reactor 1 is underutilized; at a lower altitude, the productivity of reactor 1 decreases.

Величина заглубления заборного устройства 26 в реактор 1 h определяет время пребывания шихты в реакторе 1 и степень его восстановления (превращения в магнетит). При увеличении заглубления время пребывания и степень восстановления шихты снижаются и наоборот.The amount of penetration of the intake device 26 into the reactor 1 h determines the residence time of the charge in the reactor 1 and the degree of its recovery (conversion to magnetite). With an increase in the depth, the residence time and the degree of recovery of the charge decrease and vice versa.

Величину тока плазменной дуги устанавливают такой, чтобы обеспечивались термодинамически необходимые тепловые условия в реакционном объеме жидкофазного реактора 8. Например, при восстановлении железорудного концентрата в устройстве сбора 10 в виде медного кристаллизатора удельный тепловой поток на зеркало ванны расплава должен составлять около 5 МВт/м2, что при диаметре кристаллизатора 100 мм соответствует величине тока 1200 А. При меньшем тепловом потоке железо не восстанавливается, при большем происходит чрезмерное испарение металла.The plasma arc current is set such that the thermodynamically necessary thermal conditions are provided in the reaction volume of the liquid-phase reactor 8. For example, when reducing iron ore concentrate in a collecting device 10 in the form of a copper crystallizer, the specific heat flux to the melt pool mirror should be about 5 MW / m 2 , that with a mold diameter of 100 mm corresponds to a current value of 1200 A. With a smaller heat flux, iron does not recover, with a larger one, excessive evaporation of the metal occurs.

Расход восстановительного газа через жидкофазный реактор 8 определяют расчетом и устанавливают равным 1-1,5 от термодинамически необходимого расхода. Расход газа-восстановителя или инертного газа, подаваемых в магистраль 11 посредством вентиля 20 (подача инертного газа на чертеже не показана), устанавливают такими, чтобы усредненная температура газа и шихты в реакторе 1 в результате смешения газов и шихты была в пределах 1000-1500°С. При более низкой температуре скорость процесса восстановления уменьшается. При более высокой температуре частицы оксида железа слипаются.The flow rate of the reducing gas through the liquid phase reactor 8 is determined by calculation and set equal to 1-1.5 of the thermodynamically necessary flow rate. The flow rate of the reducing gas or inert gas supplied to the line 11 by means of a valve 20 (inert gas supply is not shown in the drawing) is set such that the average temperature of the gas and the charge in the reactor 1 as a result of mixing the gases and the charge is within 1000-1500 ° FROM. At lower temperatures, the speed of the recovery process decreases. At higher temperatures, the particles of iron oxide stick together.

Использование конического высокотемпературного твердофазного реактора 1 в процессе восстановления металла позволили решить несколько технических проблем, а именно снижение энерго- и материалоемкости производства металла из оксидного сырья, снижение расхода восстановителя, уменьшение вредного воздействия на окружающую среду за счет по крайней мере трех факторов:The use of a conical high-temperature solid-state reactor 1 in the process of metal reduction allowed solving several technical problems, namely, reducing the energy and material consumption of metal production from oxide raw materials, reducing the consumption of reducing agent, and reducing the environmental impact due to at least three factors:

- уменьшения энергоемкости процесса восстановления металла, обусловленного утилизацией восстановительного и энергетического потенциалов отходящего от печи 7 газа непосредственно в восстановительном процессе устройства;- reducing the energy intensity of the metal recovery process, due to the utilization of the recovery and energy potentials of the gas leaving the furnace 7 directly in the recovery process of the device;

- сокращения расхода восстановительного газа, обусловленного увеличением степени его использования;- reducing the consumption of reducing gas due to an increase in its use;

- улучшения экологических показателей процесса, находящихся в прямой связи с уменьшением энергоемкости и материалоемкости процесса.- improving the environmental performance of the process, which is directly related to the decrease in energy and material consumption of the process.

Скорость газа в реакторе 1 в зависимости от технологических требований восстановительного процесса в отличие от реактора с кипящим слоем можно изменять в широком диапазоне: нижний предел скорости определяется из условий обеспечения пневмотранспорта шихты в газовых магистралях, а верхний предел скорости газа через реактор 1 не имеет ограничения и определяется из условий ведения восстановительного процесса шихты при оптимальных условиях в реакторе 1 (оптимальные габариты реактора, степень восстановления, степень использования восстановителя, температурный режим и др. факторы). Вследствие большой скорости газового потока, что препятствует слипанию частиц, процесс предвосстановления проводят при относительно высокой, 1000-1500°С, рабочей температуре в реакторе 1.The gas velocity in the reactor 1, depending on the technological requirements of the recovery process, in contrast to the fluidized-bed reactor, can be varied in a wide range: the lower speed limit is determined from the conditions for ensuring the pneumatic conveying of the charge in the gas lines, and the upper limit of the gas velocity through the reactor 1 has no limitation and determined from the conditions of the recovery process of the charge under optimal conditions in the reactor 1 (optimal dimensions of the reactor, the degree of recovery, the degree of use restored carrier, temperature and other factors). Due to the high velocity of the gas flow, which prevents the particles from sticking together, the pre-reduction process is carried out at a relatively high, 1000-1500 ° C, operating temperature in the reactor 1.

Таким образом, предлагаемое изобретение позволяет:Thus, the present invention allows:

- снизить расход восстановителя на производство металла из дисперсного рудного сырья за счет использования восстановительного потенциала отходящего от печи газа в восстановительном процессе и увеличения степени использования восстановительного газа посредством увеличения рабочей температуры и скорости газа в коническом твердофазном реакторе 1 примерно в два раза по сравнению с реактором с кипящим слоем;- reduce the consumption of the reducing agent for the production of metal from dispersed ore raw materials by using the recovery potential of the exhaust gas from the furnace in the recovery process and increasing the degree of use of the reducing gas by increasing the operating temperature and gas velocity in the conical solid-state reactor 1 by about two times compared with the reactor with fluidized bed;

- снизить расход электроэнергии производства металла из дисперсного оксидного сырья за счет использования тепловой и химической энергии отходящего из печи газа в восстановительном процессе, снижения расхода восстановителя и увеличения степени предвосстановления;- reduce the energy consumption of metal production from dispersed oxide raw materials through the use of thermal and chemical energy of the gas leaving the furnace in the recovery process, reduce the consumption of reducing agent and increase the degree of pre-recovery;

- снизить материалоемкость производства металла из дисперсного оксидного сырья за счет увеличения удельной производительности процесса предвосстановления исходной шихты в ректоре 1 и уменьшения установленной мощности печи, обусловленного увеличением степени предвосстановления;- reduce the material consumption of metal production from dispersed oxide raw materials by increasing the specific productivity of the process of pre-restoration of the initial charge in the reactor 1 and reducing the installed capacity of the furnace due to the increase in the degree of pre-reduction;

- снизить вредное воздействие на окружающую среду за счет сокращения выброса в атмосферу моно- и двуокиси углерода благодаря сокращению расхода восстановителя и исключению из процесса источников теплоты, основанных на горении топлива;- reduce harmful effects on the environment by reducing the emission of carbon monoxide and carbon dioxide into the atmosphere due to the reduction of the reducing agent consumption and the elimination of heat sources based on fuel combustion from the process;

- упростить технологическую схему производства металла из дисперсного рудного сырья за счет применения более производительных реакторов 1 предварительного восстановления и сокращения их числа, а также исключения из восстановительного процесса источников теплоты, основанных на горении топлива;- to simplify the technological scheme of metal production from dispersed ore raw materials through the use of more productive reactors 1 of preliminary reduction and reduction of their number, as well as the elimination of heat sources based on fuel combustion from the recovery process;

- использовать любой газообразный восстановитель.- use any gaseous reducing agent.

Изобретение может быть использовано на предприятиях металлургии и машиностроения для прямого получения металла из дисперсного рудного сырья с использованием газообразных и дисперсных восстановителей, в том числе природного газа и водорода.The invention can be used at the enterprises of metallurgy and mechanical engineering for direct production of metal from dispersed ore raw materials using gaseous and dispersed reducing agents, including natural gas and hydrogen.

Промышленная применимость изобретения определяется широким использованием в промышленности отдельных элементов изобретения, как это следует из описания приведенных аналогов, но в других сочетаниях и с другими техническими результатами.The industrial applicability of the invention is determined by the widespread use in industry of individual elements of the invention, as follows from the description of the above analogues, but in other combinations and with other technical results.

Возможность реализации всех эффектов, сопровождающих предложенное в настоящем изобретении использование в процессе восстановления металла конического высокотемпературного твердофазного реактора для предварительного восстановления дисперсного оксидного сырья, установлена нами впервые и нигде не опубликована.The possibility of realizing all the effects accompanying the use of a conical high-temperature solid-phase reactor in the process of metal reduction for preliminary reduction of dispersed oxide raw materials was established by us for the first time and has not been published anywhere.

Подготовлено техническое задание и заключен договор с предприятием металлургического комплекса на разработку и изготовление промышленной установки в соответствии с изобретением, выполнено ее проектирование.The terms of reference have been prepared and an agreement has been concluded with a metallurgical complex enterprise for the development and manufacture of an industrial plant in accordance with the invention, its design has been completed.

Claims (8)

1. Способ прямого восстановления металлов из дисперсного рудного сырья, включающий предварительное восстановление исходной шихты, подачу предвосстановленной шихты вместе с легирующими присадками и восстановителем в дуговую электропечь, возбуждение электрической дуги, плавление и финишное восстановление шихты, вывод готового продукта и отходящего газа, отличающийся тем, что исходную шихту вводят в поток отходящего после финишного восстановления газа, образовавшуюся смесь подают в реактор предварительного восстановления, а предварительное восстановление исходной шихты осуществляют путем формирования упомянутой смеси в виде вертикально восходящего расширяющегося вдоль направления движения потока и обеспечения рециркуляции частиц шихты в этом потоке, затем разделяют смесь газа и частиц на газ и предвосстановленную шихту, которую подают в питатель электропечи.1. A method for the direct reduction of metals from dispersed ore raw materials, including preliminary reduction of the initial charge, feeding the pre-reduced charge together with alloying additives and a reducing agent to an electric arc furnace, initiating an electric arc, melting and finishing the charge, outputting the finished product and exhaust gas, characterized in that the initial charge is introduced into the stream of gas leaving after the final reduction, the resulting mixture is fed into the preliminary reduction reactor, and The initial charge is completely restored by forming the above mixture in the form of a vertically ascending flow expanding along the direction of motion and ensuring the charge particles to recirculate in this flow, then mix the gas and particle mixture into gas and the pre-reduced charge, which is fed to the electric furnace feeder. 2. Способ по п.1, отличающийся тем, что разделение смеси газа и частиц предвосстановленной шихты выполняют посредством газодинамических сил.2. The method according to claim 1, characterized in that the separation of the mixture of gas and particles of the pre-restored mixture is performed by gas-dynamic forces. 3. Способ по п.1, отличающийся тем, что разделение смеси газа и частиц предвосстановленной шихты выполняют посредством магнитной сепарации.3. The method according to claim 1, characterized in that the separation of the mixture of gas and particles of the pre-restored mixture is performed by magnetic separation. 4. Способ по любому из пп.1-3, отличающийся тем, что в процессе предварительного восстановления исходной шихты к отходящему газу подмешивают восстановительный и/или инертный газы.4. The method according to any one of claims 1 to 3, characterized in that in the process of preliminary reduction of the original mixture to the exhaust gas is mixed with reducing and / or inert gases. 5. Устройство для прямого восстановления металлов из дисперсного рудного сырья, содержащее питатель исходной шихты, твердофазный реактор предварительного восстановления, средства подачи предвосстановленной шихты и восстановительных реагентов в дуговую электропечь, включающую питатель печи предвосстановленной шихтой, смеситель, размещенный на ее центральной оси рабочий электрод с внутренней полостью, жидкофазный реактор финишного восстановления, устройство сбора готового продукта, систему отвода отходящего от жидкофазного реактора газа, отличающееся тем, что твердофазный реактор выполнен в виде вертикально расположенного конусообразного корпуса, обращенного вниз вершиной конуса, с крышкой, к вершине конуса подведен трубопровод отходящего от жидкофазного реактора газа, к этому трубопроводу подсоединен питатель исходной шихты, а питатель электропечи установлен на смесителе.5. A device for the direct reduction of metals from dispersed ore raw materials containing a feeder of the initial charge, a solid-phase prereduction reactor, means for supplying a pre-reduced charge and reducing reagents to an electric arc furnace, including a furnace feeder with a pre-reduced charge, a mixer placed on its central axis a working electrode with an internal cavity, liquid-phase reactor for final reduction, device for collecting the finished product, system for removing the effluent from the liquid-phase reactor gas, characterized in that the solid-phase reactor is made in the form of a vertically arranged cone-shaped body, facing down with the top of the cone, with a lid, a pipeline of gas leaving the liquid-phase reactor is connected to the top of the cone, the source charge feeder is connected to this pipeline, and the furnace furnace feeder is mounted on the mixer . 6. Устройство по п.5, отличающееся тем, что в средство подачи предвосстановленной шихты введен трубопровод с вентилем, подсоединенный одним концом к нижней части конусного корпуса твердофазного реактора, другим концом - к питателю электропечи, а система отвода газа установлена на крышке того же реактора.6. The device according to claim 5, characterized in that a pipeline with a valve is connected to the pre-restored charge supply means, connected at one end to the bottom of the cone body of the solid-phase reactor, the other end to the electric furnace feeder, and the gas exhaust system is installed on the cover of the same reactor . 7. Устройство по п.5, отличающееся тем, что средство подачи предвосстановленной шихты снабжено магнитным сепаратором, включающим входной и выходной трубопроводы и патрубок вывода предвосстановленной шихты, установленный на питателе электропечи, при этом входной трубопровод сепаратора соединен с крышкой твердофазного реактора трубопроводом, а к выходному трубопроводу сепаратора подсоединена система отвода газа.7. The device according to claim 5, characterized in that the means of supplying the pre-restored charge is equipped with a magnetic separator, including the input and output pipelines and the outlet pipe of the output of the pre-restored charge, mounted on the furnace feeder, while the input pipe of the separator is connected to the cover of the solid-state reactor by a pipeline, and to The outlet pipe of the separator is connected to a gas exhaust system. 8. Устройство по любому из пп.5-7, отличающееся тем, что к трубопроводу отходящего газа подключен источник восстановительного и/или инертного газа.8. A device according to any one of claims 5 to 7, characterized in that a source of reducing and / or inert gas is connected to the exhaust gas pipeline.
RU2005134721/02A 2005-11-10 2005-11-10 Method of direct reduction of metals from dispersed crude ore and device for its implementation RU2326173C2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2005134721/02A RU2326173C2 (en) 2005-11-10 2005-11-10 Method of direct reduction of metals from dispersed crude ore and device for its implementation

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2005134721/02A RU2326173C2 (en) 2005-11-10 2005-11-10 Method of direct reduction of metals from dispersed crude ore and device for its implementation

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2005134721A RU2005134721A (en) 2007-05-20
RU2326173C2 true RU2326173C2 (en) 2008-06-10

Family

ID=38163839

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2005134721/02A RU2326173C2 (en) 2005-11-10 2005-11-10 Method of direct reduction of metals from dispersed crude ore and device for its implementation

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2326173C2 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2484155C2 (en) * 2011-03-03 2013-06-10 Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Курганский государственный университет" Method of producing metallic copper from air suspension of copper pyrite particles and device to this end

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2484155C2 (en) * 2011-03-03 2013-06-10 Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Курганский государственный университет" Method of producing metallic copper from air suspension of copper pyrite particles and device to this end

Also Published As

Publication number Publication date
RU2005134721A (en) 2007-05-20

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JPWO2007039938A1 (en) Method for roasting inclusions containing at least one of V, Mo and Ni and rotary kiln for roasting
EP2576845B1 (en) Process and plant for producing hot metal
WO2011049217A1 (en) Ferromagnetic material separation apparatus
EP2636761B1 (en) Apparatus for atomizing molten slag and recovering valuable metal
US5431710A (en) Method for continuously producing iron, steel or semi-steel and energy
CN103866118A (en) Polygeneration system and method for magnetization roasting of refractory iron ore
JP4499306B2 (en) Method for dezincing zinc-containing iron oxide using a rotary kiln
RU2326173C2 (en) Method of direct reduction of metals from dispersed crude ore and device for its implementation
CN111020225A (en) Novel furnace for simultaneous mixed smelting of antimony ore in same hearth through volatilization smelting and flash smelting and smelting method thereof
Tsymbal et al. Background and principles of self-organizing jet-emulsion metallurgical unit
RU2285048C2 (en) Method of production of iron-nickel alloys and nickel from oxide materials and plant for realization of this method
JPH01149912A (en) Method for charging exhaust gas dust in smelting reduction furnace
KR101842092B1 (en) Direct Reduced Copper Apparatus and Method therefor
JP2620793B2 (en) Preliminary reduction furnace for smelting reduction
JP2579785B2 (en) Pre-reduction device for smelting reduction
CN210620907U (en) Rotary electric reduction furnace
CN211814607U (en) Novel furnace for simultaneous mixed smelting of antimony ore volatilization smelting and flash smelting
RU2476601C1 (en) Method for electric-arc carbon-thermal reduction of iron from titanomagnetite so that metal product is obtained in form of powder and granules, and device for its implementation
JPH07173549A (en) Method for recovering metallic zinc and iron from dust containing zinc and iron
CN112301221A (en) Rotary reduction electric furnace and reduction smelting method
AU2022370370A1 (en) Processes and methods for the production of iron and steel
RU2486259C1 (en) Method for crucibleless electric-arc liquid-phase recovery of iron from oxide raw materials and device for its realisation
JPH01152225A (en) Device for drying and preheating granular ore
CN114752763A (en) Low-temperature treatment process for stainless steel dedusting ash coal-based hydrogen metallurgy rotary kiln
JPH01129916A (en) Method for charging ore in smelting reduction furnace

Legal Events

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

Effective date: 20091111

NF4A Reinstatement of patent

Effective date: 20111220