RU2368666C2

RU2368666C2 - Method for direct melting and department

Info

Publication number: RU2368666C2
Application number: RU2006133907/02A
Authority: RU
Inventors: Филип Джеймс АЙЕНС (AU); Филип Джеймс Айенс
Original assignee: Текнолоджикал Ресорсиз Пти. Лимитед
Priority date: 2004-02-23
Filing date: 2005-02-23
Publication date: 2009-09-27
Also published as: CN1922333A; AU2005215826B2; CN100529109C; BRPI0507975A; BRPI0507975B1; RU2006133907A; WO2005080608A1; UA83543C2; AU2005215826A1

Abstract

FIELD: metallurgy.

SUBSTANCE: invention relates to method and facility for maintenance of air heaters and hot-air pipelines, connecting air heaters to tuyere or tuyeres for insufflation of hot air into tank for direct melting for receiving of molten metal, in hot condition during stop of tank. Device includes air channel in hot-air pipeline, which provides let out from hot-air pipeline streams of hot air, produced in air heaters during the process.

EFFECT: invention provides keeping the temperature of air heaters and hot-air pipeline in temperature intervals, which minimise damage of air heaters and hot-air pipelines.

24 cl, 6 dwg

Description

ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИFIELD OF TECHNOLOGY

Настоящее изобретение относится к цеху для прямой плавки и способу прямой плавки для получения расплавленного металла из металлосодержащего исходного материала, такого как руда, частично восстановленная руда и металлосодержащие отходы.The present invention relates to a direct smelting workshop and a direct smelting method for producing molten metal from a metal-containing feed material such as ore, partially reduced ore, and metal-containing waste.

Под термином "плавка" здесь понимается термическая обработка, во время которой при производстве жидкого металла происходят химические реакции, которые восстанавливают оксиды металла.The term "melting" here refers to heat treatment, during which during the production of liquid metal chemical reactions occur that reduce metal oxides.

Известный способ прямой плавки, который использует в основном слой расплавленного металла в качестве реакционной среды, и вообще, известный как процесс HIsmelt, описан в международной заявке PCT/AU96/00197 (WO 96/31627) и других заявках на выдачу патента, таких как международные заявки PCT/AU2004/000473 (WO2004/090174) и PCT/AU2004/000472 (WO2004/090173) на имя заявителя, которые были поданы позже (которые сосредоточены на получении расплавленного железа из частиц железной руды).A known direct smelting process, which mainly uses a layer of molten metal as a reaction medium, and generally known as the HIsmelt process, is described in international application PCT / AU96 / 00197 (WO 96/31627) and other patent applications, such as international PCT / AU2004 / 000473 (WO2004 / 090174) and PCT / AU2004 / 000472 (WO2004 / 090173) in the name of the applicant, which were filed later (which focus on obtaining molten iron from iron ore particles).

Процесс HIsmelt включает этапы:The HIsmelt process includes the steps of:

(a) формирование ванны расплавленного металла и шлака в емкости для прямой плавки;(a) forming a bath of molten metal and slag in a direct smelting vessel;

(b) вдувание в ванну:(b) blowing into the bath:

(i) металлосодержащего исходного материала, обычно оксидов металла; и(i) a metal-containing starting material, typically metal oxides; and

(ii) твердого углеродсодержащего материала, обычно угля, который действует как восстановитель оксидов металла и источник энергии; и(ii) a solid carbonaceous material, usually coal, which acts as a reducing agent for metal oxides and an energy source; and

(c) плавление металлосодержащего исходного материала до металла в слое металла.(c) melting the metal-containing starting material to metal in a metal layer.

В процессе HIsmelt металлосодержащий исходный материал и твердый углеродсодержащий материал вдувают в жидкую ванну через устройства подачи твердых материалов в виде фурм, которые наклонены по вертикали для того, чтобы проходить вниз и внутрь емкости для прямой плавки через боковую стенку, и в нижнюю область емкости для того, чтобы доставить, по меньшей мере, часть твердого материала в слой металла, в нижнюю часть емкости.In the HIsmelt process, the metal-containing starting material and the solid carbon-containing material are blown into the liquid bath through the tuyere-shaped solid material feeders, which are tilted vertically in order to pass down and inside the vessel for direct melting through the side wall, and into the lower region of the vessel to deliver at least a portion of the solid material to the metal layer, to the bottom of the tank.

Процесс HIsmelt также включает последующее дожигание реакционных газов, таких как CO и H₂, выпускаемых из ванны, потоком горячего воздуха, которым может быть обогащенный кислородом воздух и который вдувается в верхнюю область емкости, по меньшей мере, через одну проходящую вниз фурму для вдувания горячего воздуха, и передачу тепла, выделяемого при последующем дожигании в ванну для того, чтобы увеличить тепловую энергию, необходимую для плавления металлосодержащих исходных материалов.The HIsmelt process also includes the subsequent post-combustion of the reaction gases, such as CO and H ₂ , discharged from the bath, with a stream of hot air, which can be oxygen-enriched air and which is blown into the upper region of the tank through at least one downstream lance for blowing hot air, and the transfer of heat generated during subsequent afterburning in the bath in order to increase the thermal energy necessary for melting the metal-containing starting materials.

Горячий воздух, полученный в воздухонагревателях, подается к фурме или фурмам через огнеупорный, футерованный кирпичом трубопровод для горячего воздуха. Воздухонагреватели состоят, по меньшей мере, из двух отдельных ступеней воздухонагревателей, которые работают на двух стадиях, стадии нагрева и стадии теплообмена. На стадии теплообмена воздухонагреватель предоставляет горячий воздух при температурах более 1000°C (здесь и в дальнейшем обозначенный как "подогретый воздух") к фурме для вдувания горячего воздуха, и на стадии нагрева воздухонагреватель регенерирует тепло во внутренней конструкции путем сжигания топлива и прохождения продуктов сгорания через воздухонагреватель. Работа воздухонагревателей скоординирована так, чтобы всегда работал, по меньшей мере, один воздухонагреватель на стадии теплообмена и предоставлял подогретый воздух в любую точку вовремя.The hot air received in the air heaters is supplied to the tuyere or tuyeres through a refractory, brick-lined pipeline for hot air. Air heaters consist of at least two separate stages of air heaters, which operate in two stages, a heating stage and a heat exchange stage. At the heat exchange stage, the heater provides hot air at temperatures above 1000 ° C (hereinafter referred to as “heated air”) to the lance for blowing hot air, and at the heating stage, the heater regenerates heat in the internal structure by burning fuel and passing combustion products through air heater. The operation of the air heaters is coordinated so that at least one air heater always works at the heat exchange stage and provides heated air to any point on time.

Отходящие газы, возникшие в результате последующего дожигания реакционных газов в емкости, уносятся из верхней части емкости через трубопровод для отвода отходящих газов. Емкость включает футерованные водоохлаждаемые панели на боковой стенке и своде емкости, и вода непрерывно циркулирует через панели по непрерывной схеме.The waste gases resulting from the subsequent afterburning of the reaction gases in the vessel are carried away from the upper part of the vessel through the exhaust gas pipe. The vessel includes lined, water-cooled panels on the side wall and vault of the vessel, and water is continuously circulated through the panels in a continuous fashion.

Процесс HIsmelt позволяет получить прямой плавкой большое количество расплавленного металла, такого как расплавленное железо, в одной небольшой емкости.The HIsmelt process allows direct smelting of large quantities of molten metal, such as molten iron, in one small vessel.

Однако для того, чтобы достичь этого, необходимо подавать в емкость большие количества (a) твердых исходных материалов, таких как железосодержащие исходные материалы, углеродсодержащие материалы и флюсы через фурмы для вдувания твердых материалов и (b) подогретый воздух через фурму или фурмы для вдувания горячего воздуха.However, in order to achieve this, large quantities of (a) solid starting materials, such as iron-containing starting materials, carbon-containing materials and fluxes through tuyeres for injecting solid materials, and (b) heated air through tuyeres or tuyeres for injecting hot air.

Подача твердых исходных материалов и подогретого воздуха в емкость для прямой плавки должна продолжаться в течение периода плавки, который приблизительно составляет, по меньшей мере, 12 месяцев, и важно, чтобы подача этих материалов была постоянной и осуществлялась в течение периода плавки.The supply of solid starting materials and preheated air to the direct smelting tank should continue for a melting period of approximately at least 12 months, and it is important that these materials are kept constant during the melting period.

В конце периода плавки емкость для прямой плавки останавливают для проведения технического обслуживания, которое обычно включает частичную смену футеровки или полную смену внутренней огнеупорной футеровки емкости. Период остановки может изменяться значительно в зависимости от обстоятельств, в пределах от коротких периодов в 1 месяц до значительно более длительных периодов. Как правило, периоды остановки составляют 8 недель. Предпочтительно, период остановки составляет кратчайшее возможное время.At the end of the melting period, the direct smelting tank is stopped for maintenance, which usually involves a partial change of the lining or a complete change of the internal refractory lining of the vessel. The stopping period can vary significantly depending on the circumstances, ranging from short periods of 1 month to significantly longer periods. Typically, stop periods are 8 weeks. Preferably, the stop period is the shortest possible time.

Одна из проблем, с которой сталкиваются операторы процесса HIsmelt, заключается в том, что полная остановка воздухонагревателей, которые используются для получения подогретого воздуха для процесса в конце периода плавки, составляет через 12-18 месяцев, что является нежелательным. Это совершенно другая ситуация по сравнению с воздухонагревателями горячего воздуха, которые используются доменными печами. Доменные печи, как правило, работают в течение 20 лет перед требуемой сменой футеровки, и это является практичным вариантом к полной остановке воздухонагревателей доменных печи после такого длительного срока службы.One of the problems that the HIsmelt process operators are faced with is that the complete shutdown of the air heaters, which are used to produce heated air for the process at the end of the melting period, is 12-18 months later, which is undesirable. This is a completely different situation compared to hot air heaters used by blast furnaces. Blast furnaces typically operate for 20 years before the required lining change, and this is a practical option for the blast furnace air heaters to stop completely after such a long service life.

Также является нецелесообразным продолжать использовать воздухонагреватели в течение остановки емкости для прямой плавки так же, как и работу воздухонагревателей в течение периода плавки, то есть вырабатывают очень большое количество подогретого воздуха. В частности, является совершенно неэкономным предложением использовать воздухонагреватели также, когда нет производства металла в емкости для прямой плавки.It is also impractical to continue to use the air heaters during the shutdown of the direct melting tank, as well as the operation of the air heaters during the melting period, that is, they produce a very large amount of heated air. In particular, it is a completely uneconomical proposal to use air heaters also when there is no metal production in the tank for direct smelting.

Более того, газ, использованный как топливо в течение нормальной работы воздухонагревателей, обычно, является отходящим газом из емкости для плавки и, как правило, недоступным в течение остановки.Moreover, the gas used as fuel during the normal operation of air heaters is usually the waste gas from the smelting tank and is generally inaccessible during shutdown.

Известно, что при временной остановке емкости для плавки, в течение которой не требуется остановка подачи подогретого воздуха из воздухонагревателей, для продолжения сжигания газа временно в камеру для дожигания в воздухонагревателе и для выпуска сгоревшего газа подают газ через купол воздухонагревателя. Однако это не сохраняет огнеупорную кирпичную футеровку трубопровода горячего воздуха в горячем состоянии, которое может привести к проблемам с кирпичной кладкой и компенсационными швами в трубопроводе горячего воздуха.It is known that when the melting tank is temporarily stopped, during which it is not necessary to stop the supply of heated air from the air heaters, gas is supplied temporarily to the afterburner in the air heater and to exhaust the burned gas through the dome of the air heater to continue burning gas. However, this does not keep the refractory brick lining of the hot air pipeline hot, which can lead to problems with masonry and expansion joints in the hot air pipeline.

При таких обстоятельствах существует потребность в экономически эффективном процессе, который поддерживает воздухонагреватели и трубопровод горячего воздуха в течение остановки и уменьшает повреждение оборудования.Under such circumstances, there is a need for a cost-effective process that supports air heaters and a hot air pipe during a stop and reduces equipment damage.

Настоящее изобретение предусматривает экономически эффективный и надежный способ и оборудование для поддержания воздухонагревателей и трубопровода горячего воздуха в течение остановки емкости для прямой плавки.The present invention provides a cost-effective and reliable method and equipment for maintaining air heaters and a hot air pipe while stopping a direct smelting tank.

РАСКРЫТИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯSUMMARY OF THE INVENTION

Настоящее изобретение предусматривает способ и устройство, которые поддерживают воздухонагреватели и трубопровод горячего воздуха, который соединяет воздухонагреватели с фурмой или фурмами для вдувания горячего воздуха (или горячего обогащенного кислородом воздуха) емкости для прямой плавки в течение остановки емкости.The present invention provides a method and apparatus that supports air heaters and a hot air pipe that connects air heaters to a lance or tuyeres for blowing hot air (or hot oxygen-enriched air) of a direct smelting vessel during a standstill.

В частности, в способе поддерживают температуру воздухонагревателей и трубопровода горячего воздуха в температурных интервалах, которые уменьшают повреждение воздухонагревателей и трубопровода горячего воздуха.In particular, in the method, the temperature of the heaters and the hot air pipe is maintained at temperature ranges that reduce damage to the heaters and the hot air pipe.

Согласно настоящему изобретению предусмотрен способ для поддержания воздухонагревателей и трубопровода горячего воздуха, который соединяет воздухонагреватели с фурмой или фурмами для вдувания горячего воздуха (или горячего обогащенного кислородом воздуха) емкости для прямой плавки в горячем состоянии в течение остановки емкости, который включает:According to the present invention, there is provided a method for maintaining air heaters and a hot air pipe that connects air heaters with a tuyere or tuyeres for blowing hot air (or hot oxygen-enriched air) of a direct melting vessel in a hot state during a vessel shutdown, which comprises:

(a) отсоединение трубопровода горячего воздуха от фурмы или фурм для вдувания горячего воздуха (или горячего обогащенного кислородом воздуха);(a) disconnecting the hot air pipe from the tuyeres or tuyeres for blowing hot air (or hot oxygen-enriched air);

(b) управление горелкой каждого воздухонагревателя, использующей газообразное топливо и поток воздуха и образующей поток продуктов сгорания, которые протекают по газовому тракту воздухонагревателя от одного конца к его противоположному концу и, таким образом, нагревают огнеупорную насадку воздухонагревателя на стадии нагрева воздухонагревателя и;(b) controlling the burner of each heater using gaseous fuel and an air stream and generating a stream of combustion products that flow through the gas path of the heater from one end to its opposite end and thereby heat the refractory nozzle of the heater at the stage of heating the heater and;

(с) передачу тепла от каждого воздухонагревателя трубопроводу горячего воздуха на стадии теплообмена воздухонагревателя путем подачи потока воздуха к упомянутому противоположному концу газового тракта, и затем последовательное прохождение потока воздуха через газовый тракт воздухонагревателя и трубопровода горячего воздуха, в результате чего воздушный поток нагревается при помощи теплообмена с огнеупорной насадкой воздухонагревателя, и воздухонагреватель охлаждается при помощи такого теплообмена, и образующийся горячий поток воздуха нагревает трубопровод горячего воздуха.(c) transferring heat from each heater to the hot air pipe in a heat exchange step of the heater by supplying an air stream to said opposite end of the gas path, and then sequentially passing the air stream through the gas path of the heater and the hot air duct, whereby the air flow is heated by heat exchange with a refractory nozzle of the heater, and the heater is cooled by such heat exchange, and the resulting hot stream in spirit heats the hot air duct.

В течение остановки емкости основная цель заключается в том, чтобы гарантировать, что воздухонагреватель и трубопровод горячего воздуха поддерживаются в пределах рабочих температурных интервалов, которые предотвращают повреждения воздухонагревателей и трубопроводов горячего воздуха. Заявитель установил, что эта цель может быть достигнута при работе воздухонагревателей в течение остановки для создания сильно отличающихся условий теплопереноса, чем условий теплопереноса, которые требуются в течение нормальной работы воздухонагревателей для подачи потока горячего воздуха в емкость для прямой плавки. Заявитель также установил, что объемные расходы продуктов сгорания и горячего воздуха через воздухонагреватели являются важными факторами при создании требуемых условий теплопереноса в течение остановки. Более того, заявитель определил, что объемные расходы продуктов сгорания и горячего воздуха через воздухонагреватели могут быть доставлены воздушным вентилятором для горения, который используется обычно для подачи воздуха для горения к горелке воздухонагревателя на стадии нагрева воздухонагревателя. Таким образом, воздушный вентилятор может быть успешно использован как вентилятор с двойной функцией для подачи воздуха на стадии нагрева и на стадии теплообмена в течение остановки. Более того, заявитель установил, что модифицированная конструкция трубопровода горячего воздуха является эффективной для оптимизации поддержания воздухонагревателей и трубопровода горячего воздуха в течение остановки.During tank shutdown, the main goal is to ensure that the air heater and hot air pipe are maintained within operating temperature ranges that prevent damage to the air heaters and hot air pipes. The Applicant has determined that this goal can be achieved by operating the air heaters during a stop to create very different heat transfer conditions than the heat transfer conditions that are required during normal operation of the air heaters to supply a stream of hot air to the direct smelting tank. The applicant also found that the volumetric flow rates of combustion products and hot air through air heaters are important factors in creating the required heat transfer conditions during a shutdown. Moreover, the applicant has determined that the volumetric flow rates of the combustion products and hot air through the air heaters can be delivered by a combustion air fan, which is usually used to supply combustion air to the burner of the air heater during the heating stage of the air heater. Thus, the air fan can be successfully used as a fan with a dual function for supplying air at the heating stage and at the heat exchange stage during a stop. Moreover, the applicant has found that the modified design of the hot air pipe is effective for optimizing the maintenance of air heaters and the hot air pipe during a stop.

Предпочтительно, способ включает координирование операций стадии нагрева и стадии теплообмена каждого воздухонагревателя в течение остановки так, чтобы воздухонагреватели подавали непрерывно горячий поток воздуха к трубопроводу горячего воздуха в течение остановки.Preferably, the method includes coordinating the operations of the heating step and the heat exchange step of each heater during a stop so that the heaters continuously supply a hot stream of air to the hot air pipe during stop.

Предпочтительно, объемный расход продуктов сгорания, выработанных на этапе (b) в течение остановки относительно небольшой, по сравнению с объемным расходом продуктов сгорания, образовавшихся в течение стадий нагрева воздухонагревателей, когда воздухонагреватели работают при нормальных условиях работы с трубопроводом горячего воздуха, соединенным с фурмой или фурмами для вдувания горячего воздуха.Preferably, the volumetric flow rate of the combustion products generated in step (b) during the shutdown is relatively small compared to the volumetric flow rate of the combustion products formed during the heating stages of the air heaters, when the air heaters operate under normal conditions of operation with a hot air pipe connected to the lance or lances for blowing hot air.

Предпочтительно, объемный расход продуктов сгорания, выработанных на этапе (b) в течение остановки составляет 50% или менее объемного расхода продуктов сгорания, выработанных в течение нормальных стадий нагрева воздухонагревателей.Preferably, the volumetric flow rate of the combustion products generated in step (b) during the shutdown is 50% or less of the volumetric flow rate of the combustion products generated during the normal stages of heating the air heaters.

Более предпочтительно, объемный расход продуктов сгорания, выработанных на этапе (b) в течение остановки составляет 40% или менее от объемного расхода продуктов сгорания, выработанных в течение нормальных стадий нагрева воздухонагревателей.More preferably, the volumetric flow rate of the combustion products generated in step (b) during the shutdown is 40% or less of the volumetric flow rate of the combustion products generated during the normal stages of heating the air heaters.

Предпочтительно, объемный расход горячего воздуха, выработанного на этапе (c) в течение остановки относительно небольшой, по сравнению с объемным расходом горячего воздуха, выработанным в течение стадий теплообмена воздухонагревателей, когда воздухонагреватели работают при нормальных условиях работы с трубопроводом горячего воздуха, соединенным с фурмой или фурмами для вдувания горячего воздуха.Preferably, the volumetric flow rate of hot air generated in step (c) during the shutdown is relatively small compared to the volumetric flow rate of hot air generated during heat exchange stages of the air heaters when the air heaters are operated under normal conditions of operation with the hot air pipe connected to the lance or lances for blowing hot air.

Предпочтительно, объемный расход горячего воздуха, выработанного на этапе (c) в течение остановки, составляет 50% или менее объемного расхода горячего воздуха, выработанного в течение нормальных стадий нагрева воздухонагревателей.Preferably, the volumetric flow rate of the hot air generated in step (c) during the shutdown is 50% or less of the volumetric flow rate of the hot air generated during the normal stages of heating the air heaters.

Более предпочтительно, расход горячего воздуха, выработанного на этапе (c) в течение остановки составляет 40% или менее от объемного расхода горячего воздуха, выработанного в течение нормальных стадий нагрева воздухонагревателей.More preferably, the flow rate of hot air generated in step (c) during the shutdown is 40% or less of the volumetric flow rate of hot air generated during the normal stages of heating the air heaters.

Предпочтительно, способ включает использование одного и того же вентилятора или вентиляторов для подачи потоков воздуха к каждому воздухонагревателю в течение стадии нагрева и стадии теплообмена воздухонагревателя в течение остановки.Preferably, the method includes using the same fan or fans to supply air flows to each heater during the heating step and the heat exchange step of the heater during shutdown.

Предпочтительно, горячий воздух, выработанный на этапе (c), выпускается через устройство для выпуска, соединенное с трубопроводом горячего воздуха.Preferably, the hot air generated in step (c) is discharged through an exhaust device connected to the hot air pipe.

Предпочтительно, устройства для выпуска расположено ближе к переднему концу трубопровода горячего воздуха, то есть концу, который соединен с фурмой или фурмами для вдувания горячего воздуха.Preferably, the exhaust device is located closer to the front end of the hot air pipe, that is, the end that is connected to the lance or tuyeres for blowing hot air.

Предпочтительно, газообразным топливом является природный газ.Preferably, the gaseous fuel is natural gas.

В дополнение к вышеописанным этапам, способ может включать дополнительные этапы в течение остановки.In addition to the steps described above, the method may include additional steps during the stop.

Например, способ может включать дополнительный этап передачи тепла от одного или более воздухонагревателя путем подачи потока воздуха к противоположному концу газового тракта воздухонагревателя или воздухонагревателей и затем последовательное прохождение потока воздуха через газовый тракт, и впоследствии выпуск потока воздуха без прохождения потока воздуха через трубопровод горячего воздуха, в результате чего поток воздуха нагревается теплообменом с огнеупорной насадкой воздухонагревателя или воздухонагревателей, и воздухонагреватель или воздухонагреватели охлаждаются при таком теплообмене. Этот этап способа является подходящим в ситуациях, когда температура трубопровода горячего воздуха находится в подходящем температурном интервале и не требуется дальнейший теплоперенос к трубопроводу, и воздухонагреватель или воздухонагреватели, о которых идет речь, имеют температуру выше минимальной температуры остановки и могут обеспечить дальнейший теплоперенос к потоку воздуха. Более предпочтительно, этот этап способа включает выпуск горячего потока воздуха из воздухонагревателя или воздухонагревателей путем прохождения потока через подводящий трубопровод отходящего газа воздухонагревателя или воздухонагревателей.For example, the method may include the additional step of transferring heat from one or more air heaters by supplying an air stream to the opposite end of the gas path of the air heater or air heaters, and then sequentially passing the air flow through the gas path and subsequently discharging the air flow without passing the air flow through the hot air duct, as a result of which the air flow is heated by heat exchange with the refractory nozzle of the air heater or air heaters, and air heater Vatel or heaters are cooled in such heat exchange. This step of the method is suitable in situations where the temperature of the hot air pipe is in a suitable temperature range and further heat transfer to the pipe is not required, and the air heater or air heaters in question have a temperature above the minimum stop temperature and can provide further heat transfer to the air stream . More preferably, this step of the method includes discharging the hot air stream from the air heater or air heaters by passing the stream through an exhaust gas inlet pipe of the air heater or air heaters.

В качестве дальнейшего примера способ может включать дополнительный этап "наполнения" одного или более воздухонагревателей полностью на время в течение остановки. Как и в предшествующем параграфе, этот этап способа является подходящим в ситуациях, когда температура трубопровода горячего воздуха находится в подходящем температурном интервале и не требуется дальнейший теплоперенос к трубопроводу, в то же время и воздухонагреватель или воздухонагреватели, о которых идет речь, имеют температуру выше минимальной температуры остановки.As a further example, the method may include an additional step of “filling” one or more air heaters completely for a time during a stop. As in the preceding paragraph, this step of the method is suitable in situations where the temperature of the hot air pipeline is in a suitable temperature range and further heat transfer to the pipeline is not required, while the air heater or air heaters in question have a temperature above the minimum stop temperature.

В любой ситуации продолжительность вышеописанных этапов способа в течение остановки будет определена, исходя из ряда факторов, включая факторы, описанные в следующих параграфах.In any situation, the duration of the above steps of the method during a stop will be determined based on a number of factors, including the factors described in the following paragraphs.

Как правило, каждый воздухонагреватель имеет основную камеру теплообмена, которая снабжена огнеупорной насадкой, и упомянутая противоположная секция конца газового тракта находится в нижней секции камеры и проходит по кривой вверх через насадку. Более того, обычно насадка закреплена на металлической сетке в нижней секции камеры.As a rule, each heater has a main heat exchange chamber, which is equipped with a refractory nozzle, and said opposite section of the end of the gas path is located in the lower section of the chamber and passes upward through the nozzle. Moreover, the nozzle is usually mounted on a metal mesh in the lower section of the chamber.

Важно, чтобы на стадии нагрева в течение остановки не нагревалась опорная сетка насадки до температур, при которых сетка теряет значительную механическую прочность, то есть теряет механическую прочность до степени, при которой нарушается внутренняя структурная целостность огнеупорной насадки.It is important that at the heating stage during stopping the support mesh of the nozzle does not heat up to temperatures at which the mesh loses considerable mechanical strength, that is, it loses mechanical strength to the extent that the internal structural integrity of the refractory nozzle is impaired.

В такой ситуации способ, предпочтительно, включает управление стадией нагрева каждого воздухонагревателя в течение остановки до тех пор, пока температура в нижней секции основной камеры и, более предпочтительно, опорной сетки насадки приблизится, но не достигнет температуры, при которой опорная сетка насадки теряет значительную механическую прочность.In such a situation, the method preferably includes controlling the heating step of each heater during a stop until the temperature in the lower section of the main chamber and, more preferably, the nozzle support grid approaches, but reaches a temperature at which the nozzle support grid loses significant mechanical strength.

Как правило, опорная сетка насадки выполнена из чугуна. Чугун начинает терять механическую прочность до степени, которая является причиной для беспокойства при температурах выше 350°C.As a rule, the support mesh of the nozzle is made of cast iron. Cast iron begins to lose mechanical strength to an extent that is cause for concern at temperatures above 350 ° C.

В таких ситуациях способ, предпочтительно, включает управление стадией нагрева каждого воздухонагревателя в течение остановки до температуры в нижней секции основной камеры воздухонагревателя, приближающейся, но не достигающей 350°C.In such situations, the method preferably includes controlling the stage of heating each heater for a stop to a temperature in the lower section of the main chamber of the heater, approaching but not reaching 350 ° C.

В качестве дальнейшего примера, обычно, каждый воздухонагреватель включает куполообразную секцию, которая футерована динасовыми кирпичами. Динасовые кирпичи подвергаются фазовому превращению при температуре 875°C, что приводит изменению объема и, исходя из этого, является нежелательным охлаждать куполообразную секцию до температуры фазового превращения или ниже температуры фазового превращения в течение остановки.As a further example, typically, each air heater includes a domed section that is lined with dynamo bricks. Dinas bricks undergo a phase transformation at a temperature of 875 ° C, which leads to a change in volume and, therefore, it is undesirable to cool the domed section to a phase transformation temperature or below the phase transformation temperature during a stop.

В ситуации, в которой один или более одного воздухонагревателя имеют динасовые кирпичи в куполообразной секции, способ, предпочтительно, включает управление процессом в течение остановки так, чтобы температура куполообразной секции воздухонагревателя или воздухонагревателей оставалась выше температуры фазового превращения.In a situation in which one or more of the air heaters have dinas bricks in the domed section, the method preferably includes controlling the process during the stop so that the temperature of the domed section of the air heater or air heaters remains above the phase transformation temperature.

В качестве дальнейшего примера, обычно, трубопровод горячего воздуха включает множество секций, футерованных огнеупорным кирпичом, и множество компенсационных швов, которые соединяют футерованные кирпичом секции. В такой ситуации тепловые циклические нагрузки могут нанести ущерб кладке и швам, и, исходя из этого, являются нежелательными.As a further example, typically, a hot air pipeline includes a plurality of sections lined with refractory bricks and a plurality of expansion joints that connect the brick lined sections. In such a situation, thermal cyclic loads can damage the masonry and welds, and, therefore, are undesirable.

Следовательно, способ, предпочтительно, включает контролирование процесса в течение остановки так, чтобы было минимальное циклическое воздействие температуры на трубопровод горячего воздуха.Therefore, the method preferably includes monitoring the process during the shutdown so that there is minimal cyclic effect of temperature on the hot air pipe.

Согласно настоящему изобретению также обеспечивают устройство для подогрева воздуха для завода, осуществляющего прямую плавку для получения расплавленного металла из металлосодержащего исходного материала, которое включает:According to the present invention, there is also provided an air heating device for a direct smelting plant for producing molten metal from a metal-containing starting material, which includes:

(a) множество воздухонагревателей для создания потоков подогретого воздуха для завода прямой плавки;(a) a plurality of air heaters for generating heated air flows for the direct smelting plant;

(b) трубопровод горячего воздуха для подачи подогретого воздуха из воздухонагревателей в устройства для вдувания газа, проходящие в емкость для прямой плавки, когда завод работает при нормальных условиях работы и производит расплавленный металл из металлосодержащего исходного материала в емкости, когда завод работает;(b) a hot air pipe for supplying heated air from the air heaters to gas blowing devices passing into the direct smelting tank when the plant is operating under normal conditions and producing molten metal from metal-containing starting material in the tank when the plant is operating;

(c) устройство для подачи газообразного топлива для подачи газообразного топлива к горелке каждого воздухонагревателя в течение нормальных условий работы завода и в течение остановки емкости;(c) a gaseous fuel supply device for supplying gaseous fuel to the burner of each heater during normal plant conditions and during shutdown of the tank;

(d) первое устройство для подачи воздуха для подачи воздуха (i) к горелке каждого воздухонагревателя в течение стадии нагрева воздухонагревателя, при нормальных условиях работы завода, и (ii) к горелке каждого воздухонагревателя в течение стадии нагрева воздухонагревателя при остановке емкости;(d) a first air supply device for supplying air (i) to the burner of each heater during the heating stage of the heater, under normal plant conditions, and (ii) to the burner of each heater during the heating step of the heater when the tank stops;

(e) второе устройство для подачи воздуха для подачи воздуха к каждому воздухонагревателю в течение стадии теплообмена воздухонагревателей при нормальных условиях работы завода; и(e) a second air supply device for supplying air to each heater during a heat exchange step of the heaters under normal plant conditions; and

(f) вентиляционный канал в трубопроводе горячего воздуха, позволяющий потокам горячего воздуха, образовавшимся на стадии теплообмена каждого воздухонагревателя, проходить из трубопровода горячего воздуха после протекания через него и нагревания трубопровода.(f) a ventilation duct in the hot air pipe, allowing the hot air flows generated during the heat exchange stage of each heater to pass from the hot air pipe after flowing through it and heating the pipe.

Предпочтительно, вентиляционный канал включает концевую заглушку, которая закрывает выход вентиляционного канала, когда происходит способ прямой плавки, и открывает его, когда емкость остановлена.Preferably, the ventilation duct includes an end plug that closes the outlet of the ventilation duct when the direct smelting process occurs, and opens it when the container is stopped.

Предпочтительно, вентиляционный канал имеет змеевидную траекторию между трубопроводом горячего воздуха и выходом вентиляционного канала. Назначением змеевидной траектории является избежание прямого воздействия концевой заглушки на теплоту излучения трубопровода горячего воздуха в течение способа прямой плавки, когда заглушка находится на месте и закрывает выход.Preferably, the ventilation duct has a serpentine path between the hot air duct and the outlet of the ventilation duct. The purpose of the serpentine trajectory is to avoid the direct effect of the end cap on the heat of radiation of the hot air pipe during the direct smelting process when the cap is in place and closes the outlet.

Предпочтительно вентиляционный канал проходит горизонтально наружу из трубопровода горячего воздуха, а затем вверх и внутрь в положение над трубопроводом горячего воздуха и затем вверх к выходу.Preferably, the ventilation duct extends horizontally outward from the hot air pipe, and then up and inward to a position above the hot air pipe and then up to the exit.

Термин "горизонтально" понимается здесь, как расположение, которое находится в пределах 15(выше или ниже горизонтального расположения.The term "horizontal" is understood here as an arrangement that is within 15 (above or below the horizontal arrangement.

Предпочтительно, вентиляционный канал расположен ближе к переднему концу трубопровода горячего воздуха, то есть концу, который соединен с фурмой или фурмами для вдувания горячего воздуха.Preferably, the ventilation duct is located closer to the front end of the hot air pipe, that is, the end that is connected to a lance or tuyeres for blowing hot air.

Предпочтительно, первое устройство для подачи воздуха предназначено для подачи воздуха к отдельному входному отверстию каждого воздухонагревателя на стадии теплообмена воздухонагревателя при остановке емкости, когда второе устройство для подачи воздуха не функционирует.Preferably, the first air supply device is for supplying air to a separate inlet of each heater in a heat exchange step of the heater when the container stops when the second air supply device is not functioning.

Предпочтительно, устройство содержит клапанное устройство, позволяющее первому устройству подачи воздуха переключаться с подачи воздуха к горелкам каждого воздухонагревателя на подачу к отдельному входному отверстию воздухонагревателя, как требуется в течение остановки емкости.Preferably, the device comprises a valve device allowing the first air supply device to switch from the air supply to the burners of each heater to the supply to the individual inlet of the heater, as required during tank shutdown.

Согласно настоящему изобретению также обеспечивают завод для прямой плавки для получения расплавленного металла из металлосодержащего исходного материала, который содержит:The present invention also provides a direct smelting plant for producing molten metal from a metal-containing feed material that contains:

(a) емкость для прямой плавки для вмещения жидкой ванны металла и шлака и пространства, заполненного газом над ванной;(a) a direct smelting tank for containing a liquid bath of metal and slag and a space filled with gas above the bath;

(b) устройства для подачи твердых материалов в емкость;(b) devices for supplying solid materials to a container;

(c) устройства вдувания газа, проходящие вниз в емкость для вдувания подогретого воздуха в газовое пространство над ванной;(c) gas blowing devices extending downward into a container for blowing heated air into the gas space above the bath;

(d) устройства для отвода отходящих газов для содействия удаления потока отходящего газа из емкости;(d) exhaust gas devices to facilitate removal of the exhaust gas stream from the vessel;

(e) устройства для выпуска металла и шлака, для выпуска расплавленного металла и шлака из ванны и перемещения этого расплавленного металла от емкости; и(e) a device for discharging metal and slag, for discharging molten metal and slag from the bath and moving the molten metal from the vessel; and

(f) вышеописанное устройство подогрева воздуха для емкости.(f) the above-described device for heating the air for the tank.

КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙBRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS

Варианты настоящего изобретения будут описаны в дальнейшем более подробно со ссылкой на сопровождающие чертежи, на которых показано:Embodiments of the present invention will now be described in more detail with reference to the accompanying drawings, in which:

фиг.1 - схема, которая иллюстрирует основные компоненты одного варианта завода для прямой плавки, в соответствии с настоящим изобретением, которые соответствуют описанию варианта изобретения;figure 1 is a diagram that illustrates the main components of one variant of the plant for direct smelting, in accordance with the present invention, which correspond to the description of a variant of the invention;

фиг.2 - вид сбоку емкости для прямой плавки вышеупомянутого завода;figure 2 is a side view of the tank for direct melting of the aforementioned plant;

фиг.3 - вертикальный разрез по трубопроводу горячего воздуха и вентиляционному каналу трубопровода вышеупомянутого завода, с вентиляционным каналом, установленным для способа прямой плавки;figure 3 is a vertical section through the pipeline of hot air and the ventilation duct of the pipeline of the aforementioned plant, with the ventilation duct installed for the direct smelting method;

фиг.4 - вертикальный разрез по трубопроводу горячего воздуха и вентиляционному каналу трубопровода вышеупомянутого завода с вентиляционным каналом, установленным для остановки завода;4 is a vertical section through the hot air pipeline and the ventilation duct of the pipeline of the aforementioned plant with a ventilation duct installed to stop the plant;

фиг.5 - вертикальный разрез по воздухонагревателю вышеупомянутого завода; и5 is a vertical section through an air heater of the aforementioned plant; and

фиг.6 - схема, которая иллюстрирует основные компоненты другого варианта завода для прямой плавки в соответствии с настоящим изобретением, которые соответствуют описанию варианта изобретения.6 is a diagram that illustrates the main components of another variant of the plant for direct smelting in accordance with the present invention, which correspond to the description of a variant of the invention.

ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ ВАРИАНТОВ ИЗОБРЕТЕНИЯDETAILED DESCRIPTION OF OPTIONS OF THE INVENTION

Следующее описание применительно к плавке частиц железной руды для получения расплавленного железа, в соответствии с процессом HIsmelt, как описано в вышеупомянутой международной заявке на выдачу патента PCT/AU96/00197. Раскрытие описания патента в международной заявке включено здесь посредством ссылки.The following description is applied to smelting iron ore particles to produce molten iron, in accordance with the HIsmelt process, as described in the aforementioned international patent application PCT / AU96 / 00197. The disclosure of a patent description in an international application is incorporated herein by reference.

Завод для прямой плавки, показанный на чертежах, включает емкость 11 для прямой плавки, два воздухонагревателя 27 для вырабатывания потоков горячего воздуха, трубопровод 29 горячего воздуха для подачи потоков горячего воздуха из воздухонагревателей 27 в емкость 11, нагнетатель 31 холодного воздуха, трубопровод 38 для подачи холодного воздуха и линии передачи 37 холодного воздуха для подачи воздуха под давлением к воздухонагревателям 27, в течение нормальной работы воздухонагревателей 27, два вентилятора 35 воздуха горения и линии передачи 39a и 39b воздуха горения для подачи воздуха при температуре окружающей среды и давлении к воздухонагревателям 27 при нормальной работе емкости и также при остановке емкости 11. Линии передачи 37, 39a и 39b включают регулируемые клапаны для регулирования потока воздуха, проходящего через линии.The direct melting plant shown in the drawings includes a direct melting tank 11, two air heaters 27 for generating hot air flows, a hot air pipe 29 for supplying hot air flows from the air heaters 27 to the tank 11, a cold air blower 31, a supply pipe 38 cold air and cold air transmission lines 37 for supplying pressurized air to the air heaters 27, during normal operation of the air heaters 27, two combustion air fans 35 and transmission lines 39a and 39b in zduha combustion feed air at ambient temperature and pressure to the stoves 27 during normal operation of the vessel, also when stopping the container 11. The transmission lines 37, 39a and 39b include adjustable valves to regulate the air flow through the line.

Емкость 11 такого типа подробно описана в вышеупомянутых международных заявках PCT/AU2004/000473 (WO2004/090174) и PCT/AU2004/000472 (W02004/090173), и раскрытие описаний патентов в этих заявках включено здесь посредством ссылки.Capacity 11 of this type is described in detail in the aforementioned international applications PCT / AU2004 / 000473 (WO2004 / 090174) and PCT / AU2004 / 000472 (W02004 / 090173), and the disclosure of patent descriptions in these applications is incorporated herein by reference.

Со ссылкой сначала на фиг.2, емкость 11 содержит горн 13, как правило, цилиндрический корпус 15, проходящий вверх от пода, круглый свод 17, камеру 19 отходящих газов, трубопровод 21 отходящих газов для выпуска отходящих газов, накопитель 23 для непрерывного выпуска расплавленного металла, и летку (не показана) для выпуска расплавленного шлака в течение плавки.With reference first to FIG. 2, the container 11 comprises a hearth 13, typically a cylindrical body 15 extending upward from the hearth, a circular arch 17, an exhaust gas chamber 19, an exhaust gas pipe 21 for exhaust gas discharge, a reservoir 23 for continuously discharging molten metal, and a tap hole (not shown) for releasing molten slag during smelting.

Емкость 11 также содержит фурму 41 для вдувания горячего воздуха для подачи потока горячего воздуха в верхнюю область емкости 11. Фурма установлена по центру для прохода вниз через камеру 19 отходящих газов в верхнюю область корпуса 15. На фиг.2 видна только верхняя секция фурмы 41 для вдувания горячего воздуха. Фурма соединена с трубопроводом 29 горячего воздуха.The container 11 also contains a tuyere 41 for blowing hot air to supply a stream of hot air to the upper region of the tank 11. The tuyere is installed in the center to pass downward through the exhaust gas chamber 19 into the upper region of the housing 15. In FIG. 2, only the upper section of the tuyere 41 for blowing hot air. The lance is connected to a hot air pipe 29.

Со ссылкой на все чертежи, емкость 11 также содержит множество фурм для вдувания твердых материалов (не показаны), проходящих вниз и внутрь через отверстия (не показаны) в боковых стенках нижней части корпуса 15 для вдувания частиц железной руды, твердых углеродсодержащих материалов, и флюсов, захватываемых газом-носителем с недостатком кислорода в емкость.With reference to all the drawings, the container 11 also contains a plurality of tuyeres for injecting solid materials (not shown) extending down and in through holes (not shown) in the side walls of the lower part of the housing 15 for injecting particles of iron ore, solid carbon-containing materials, and fluxes captured by the carrier gas with a lack of oxygen in the tank.

Трубопровод 21 отходящих газов емкости 11 переносит отходящий из емкости 11 газ. Отходящий газ разбивается на два потока, один поток поступает в воздухонагреватели 27, а другой поток поступает на станцию обработки (не показана) для подогрева железной руды, загружаемой в емкость 11. Трубопровод 21 отходящих газов включает слегка наклонную первую секцию 21а, проходящую из верхней части корпуса 19 емкости 11 и проходящую вертикально вторую секцию 21b, которая проходит из первой секции 21a.The pipeline 21 of the exhaust gases of the tank 11 transfers the exhaust gas from the tank 11. The exhaust gas is divided into two streams, one stream enters the air heaters 27, and the other stream enters the processing station (not shown) to preheat the iron ore loaded into the tank 11. The exhaust gas pipe 21 includes a slightly inclined first section 21a extending from the upper part the housing 19 of the tank 11 and the vertically extending second section 21b, which extends from the first section 21a.

Трубопровод 29 горячего воздуха футерован огнеупорным кирпичом, и обычно составляет, по меньшей мере, 75 м длины, кругового сечения, как показано на фиг.2-4.The hot air pipe 29 is lined with refractory bricks, and is usually at least 75 m long, circular in cross section, as shown in FIGS. 2-4.

Трубопровод 29 горячего воздуха содержит вентиляционный канал 61 рядом с его нижним концом, ближним к фурме 41 для вдувания горячего воздуха.The pipeline 29 of hot air contains a ventilation channel 61 near its lower end, closest to the lance 41 for blowing hot air.

На фиг.3 показан вентиляционный канал 61, установленный для процесса HIsmelt, а на фиг.4 показан вентиляционный канал 61, установленный при остановке процесса HIsmelt.Figure 3 shows the ventilation duct 61 installed for the HIsmelt process, and figure 4 shows the ventilation duct 61 installed when the HIsmelt process was stopped.

Основное различие между этими двумя размещениями заключается в том, что при размещении, показанном на фиг.3, имеется концевая заглушка 91, которая герметично закрывает вентиляционный канал 61 при операции процесса HIsmelt, а при размещении, показанном на фиг.4, имеется изогнутая секция 93, которая заменяет концевую заглушку 91 в течение периода остановки. Целью изогнутой секции 93 является направление потока горячего воздуха из вентиляционного канала 61 от оборудования около вентиляционного канала и предотвращение попадания потока воды в вентиляционный канал 61.The main difference between these two arrangements is that, with the arrangement shown in FIG. 3, there is an end cap 91 that seals the ventilation duct 61 during the HIsmelt process operation, and with the arrangement shown in FIG. 4, there is a curved section 93 which replaces the end cap 91 during the stop period. The purpose of the curved section 93 is to direct the flow of hot air from the ventilation duct 61 from the equipment near the ventilation duct and to prevent the flow of water into the ventilation duct 61.

Дальнейшее различие заключается в том, что при расположении, показанном на фиг.4, запирающая пластина (не показана), обычно устанавливается в трубопровод 29 горячего воздуха, соединенный с кислородной фурмой 41 горячего воздуха в течение остановки процесса HIsmelt. Запирающая пластина служит для отделения трубопровода горячего воздуха 29 от фурмы 41 горячего воздуха и, таким образом, гарантирует, что весь поток горячего воздуха, поданный к трубопроводу горячего воздуха, проходит через вентиляционный канал 61 в течение остановки емкости, как описано далее.A further difference is that, with the arrangement shown in FIG. 4, a locking plate (not shown) is usually installed in the hot air pipe 29 connected to the hot air oxygen lance 41 during the shutdown of the HIsmelt process. The locking plate serves to separate the hot air pipe 29 from the hot air lance 41 and thus ensures that the entire flow of hot air supplied to the hot air pipe passes through the ventilation duct 61 during the shutdown of the container, as described below.

Со ссылкой на фиг.3 и 4, вентиляционный канал 61 имеет змеевидную траекторию для горячего воздуха, протекающего из трубопровода 29 горячего воздуха в атмосферу, когда емкость не работает. Назначение змеевидной траектории заключается в том, чтобы избежать прямого воздействия концевой заглушки 91 на теплоту излучения трубопровода 29 горячего воздуха в течение процесса HIsmelt, когда размещена концевая заглушка 91.With reference to FIGS. 3 and 4, the ventilation duct 61 has a serpentine path for hot air flowing from the hot air pipe 29 to the atmosphere when the container is not operating. The purpose of the serpentine trajectory is to avoid the direct effect of the end cap 91 on the heat of radiation of the hot air pipe 29 during the HIsmelt process when the end cap 91 is placed.

Вентиляционный канал 61 включает U-образную секцию, которая имеет одно колено 68, которое проходит горизонтально наружу из трубопровода 27 горячего воздуха, основание 65, которое проходит вертикально вверх, и другое колено 67, которое проходит горизонтально внутрь, в положение над трубопроводом 27 горячего воздуха. Вентиляционный канал 61 также включает вертикальную секцию 69, которая проходит вверх из колена 67 U-образной секции.The ventilation duct 61 includes a U-shaped section that has one elbow 68 that extends horizontally outward from the hot air duct 27, a base 65 that extends vertically upward, and another elbow 67 that extends horizontally inward, to a position above the hot air duct 27 . The ventilation duct 61 also includes a vertical section 69, which extends upward from the elbow 67 of the U-shaped section.

В расположениях, показанных на фиг.3 и 4, колено 68 и половина основания 65 U-образной секции вентиляционного канала 61 футерованы огнеупорными кирпичами. Остальной вентиляционный канал 61 футерован литым материалом.In the locations shown in FIGS. 3 and 4, the elbow 68 and half of the base 65 of the U-shaped section of the ventilation duct 61 are lined with refractory bricks. The rest of the ventilation duct 61 is lined with cast material.

В процессе плавки, в соответствии с процессом HIsmelt, емкость 11 содержит жидкую ванну железа и шлака, которая включает слой расплавленного металла и слой расплавленного шлака на слое металла. Подходящий газ-носитель переносит частицы железной руды, угля и флюса в жидкую ванну через фурмы для вдувания твердых материалов. Поток твердых материалов и газа-носителя вызывает прохождение твердого материала через слой металла в емкости 11. Уголь дегазируется и, таким образом, образует газ в слое металла. Углерод частично растворяется в металле и частично остается, как твердый углерод. Частицы руды расплавляются до металла, и в результате реакции плавления образуется оксид углерода. Газы, перенесенные в слой металла, и образованные в результате удаления летучих веществ и реакций плавления вызывают значительный подъем расплавленного металла, твердого углерода и шлака (вовлеченных в слой металла, как последствие вдувания твердого материала/газа), которые образуют перемещение вверх всплесков, капель и потоков расплавленного металла, твердого углерода и шлака. Эти всплески, капели и потоки уносят шлак, поскольку они двигаются через слой шлака. Подъем расплавленного металла, твердого углерода и шлака вызывает значительное перемешивание слоя шлака в емкости, в результате чего слой шлака увеличивается в объеме. Более того, перемещение вверх всплесков, капель и потоков расплавленного металла, твердого углерода и шлака проходит в пространство над ванной расплавленного металла и образует переходную зону.In the smelting process, in accordance with the HIsmelt process, the container 11 comprises a liquid bath of iron and slag, which includes a layer of molten metal and a layer of molten slag on a metal layer. A suitable carrier gas transfers particles of iron ore, coal, and flux into the liquid bath through tuyeres for injecting solid materials. The flow of solid materials and the carrier gas causes the solid material to pass through the metal layer in the tank 11. The coal is degassed and thus forms gas in the metal layer. Carbon partially dissolves in the metal and partially remains as solid carbon. Ore particles are melted to metal, and carbon monoxide is formed as a result of the melting reaction. Gases transferred to the metal layer and formed as a result of the removal of volatile substances and melting reactions cause a significant rise in molten metal, solid carbon and slag (entrained in the metal layer as a result of the injection of solid material / gas), which form an upward movement of bursts, droplets and molten metal, solid carbon and slag streams. These bursts, droplets and streams take away the slag as they move through the slag layer. The rise of molten metal, solid carbon and slag causes a significant mixing of the slag layer in the tank, as a result of which the slag layer increases in volume. Moreover, the upward movement of bursts, droplets and flows of molten metal, solid carbon and slag passes into the space above the molten metal bath and forms a transition zone.

Вдувание горячего воздуха через фурму 41 для вдувания горячего воздуха вызывает последующее дожигание реакционных газов, таких как оксид углерода и водород (которые выделяются в течение удаления летучих веществ угля и реакций плавления), в верхней части емкости. Отходящие газы, образовавшиеся в результате дожигания реакционных газов в емкости, уносятся из верхней части емкости через трубопровод 21 отходящих газов. Жидкий металл, полученный в течение процесса плавки, выпускается из емкости 11 через систему выпуска металла, которая содержит накопитель 23.Blowing hot air through the hot air lance 41 causes subsequent burning of reaction gases, such as carbon monoxide and hydrogen (which are released during the removal of coal volatiles and melting reactions), in the upper part of the tank. The waste gases generated by the afterburning of the reaction gases in the vessel are carried away from the upper part of the vessel through the exhaust gas pipe 21. The liquid metal obtained during the smelting process is discharged from the tank 11 through a metal discharge system, which contains a drive 23.

Последующее дожигание реакционных газов образует значительное тепло и количество тепла передается всплескам, каплям и потокам расплавленного металла, твердого углерода и шлака, и тепло передается ванне расплавленного металла, когда капли, всплески и потоки возвращаются в ванну. Переданное ванне тепло способствует протеканию эндотермических реакций плавления в ванне.Subsequent afterburning of the reaction gases generates significant heat and the amount of heat is transferred to bursts, drops and flows of molten metal, solid carbon and slag, and heat is transferred to the bath of molten metal when droplets, bursts and streams return to the bath. The heat transferred to the bath promotes the occurrence of endothermic melting reactions in the bath.

Со ссылкой на фиг.5, каждый воздухонагреватель 27 имеет обычную конструкцию и включает горелку (не показана) и вертикальную цилиндрическую конструкцию (с куполообразной крышей 81), образованную из внешнего металлического кожуха 83 и внутренней огнеупорной кирпичной футеровки 85 и внутренней вертикальной перегородки 87, которая разделяет конструкцию на камеру 51 для дожигания с одной стороны и основную камеру 57 теплообмена с другой стороны. Камера 57 теплообмена и камера 51 для дожигания соединены с куполообразной секцией 55. Вместе, камера 57 теплообмена, куполообразная секция 55 и камера 51 для дожигания образуют газовый тракт через воздухонагреватель.With reference to FIG. 5, each heater 27 has a conventional design and includes a burner (not shown) and a vertical cylindrical structure (with a domed roof 81) formed from an external metal casing 83 and an internal refractory brick lining 85 and an internal vertical partition 87, which divides the structure into a afterburner 51 on one side and a main heat exchange chamber 57 on the other. The heat transfer chamber 57 and the afterburner 51 are connected to the domed section 55. Together, the heat exchange chamber 57, the domed section 55 and the afterburner 51 form a gas path through the air heater.

В течение стадии нагрева каждого воздухонагревателя 27 при плавлении в емкости 11, горелка вырабатывает поток продуктов сгорания, которые поступают к камере 51 для дожигания и проходят вверх через камеру 51 для дожигания в куполообразную секцию 55 воздухонагревателя 27. Продукты сгорания затем проходят вниз через систему огнеупорной насадки в основной камере 57 теплообмена воздухонагревателя 27 и нагревают насадку. Затем охлажденные продукты сгорания проходят из воздухонагревателя 27 через отверстие 59 в нижней секции камеры 57 теплообмена. Нижняя секция камеры 57 теплообмена сформирована, как газовая камера 64 для прохождения газового потока. В этом случае воздухонагреватель 27 включает расположенную горизонтально сеть 63, поддерживаемую колоннами 65, которые поддерживают насадку. Сеть 63 и колонны 65 выполнены из чугуна.During the heating step of each heater 27 when melted in the vessel 11, the burner generates a stream of combustion products that enter the afterburner 51 and pass upward through the afterburner 51 into the domed section 55 of the heater 27. The combustion products then pass downward through the refractory nozzle system in the main chamber 57 of the heat exchange of the heater 27 and heat the nozzle. Then, the cooled combustion products pass from the air heater 27 through the hole 59 in the lower section of the heat transfer chamber 57. The lower section of the heat transfer chamber 57 is formed as a gas chamber 64 for passing a gas stream. In this case, the air heater 27 includes a horizontal network 63 supported by columns 65 that support the nozzle. The network 63 and the columns 65 are made of cast iron.

В течение стадии нагрева каждого воздухонагревателя 27 при плавлении в емкости 11 газообразное топливо в виде выпущенного из емкости 11 отходящего газа подается к горелке (не показана), и воздух для горения при температуре окружающей среды подается к горелке воздушным вентилятором 35 и в линию передачи 39b для воздухонагревателя 27 (фиг.1), и продукты сгорания, выработанные горелкой, нагревают воздухонагреватель 27.During the heating step of each heater 27 when melted in the tank 11, gaseous fuel in the form of exhaust gas discharged from the tank 11 is supplied to a burner (not shown), and combustion air at ambient temperature is supplied to the burner by an air fan 35 and into a transmission line 39b for the heater 27 (FIG. 1), and the combustion products generated by the burner heat the heater 27.

На стадии теплообмена каждого воздухонагревателя 27 при плавлении в емкости 11 горелка не используется, и поток воздуха направляется через воздухонагреватель 27 в направлении, противоположном потоку продуктов сгорания. В частности, воздух подается к отверстию 59 в воздухонагревателе 27 и проходит вверх из газовой камеры 64 через камеру 57 теплообмена. Поток воздуха нагрет при помощи теплообмена с насадками, поскольку поток воздуха проходит через камеру 57 теплообмена. Горячий воздух проходит вблизи куполообразной секции 55 и вниз через камеру 51 для дожигания и покидает камеру через отверстия 71 для горячего воздуха в нижней секции камеры 51 для дожигания. Отверстие 71 для горячего воздуха соединено с трубопроводом 29 горячего воздуха.At the stage of heat exchange of each heater 27 during melting in the tank 11, the burner is not used, and the air flow is directed through the heater 27 in the opposite direction to the flow of combustion products. In particular, air is supplied to the hole 59 in the air heater 27 and passes upward from the gas chamber 64 through the heat exchange chamber 57. The air flow is heated by heat exchange with nozzles, since the air flow passes through the heat exchange chamber 57. Hot air passes near the domed section 55 and down through the afterburner 51 and leaves the chamber through the hot air holes 71 in the lower section of the afterburner 51. The hot air hole 71 is connected to the hot air pipe 29.

В течение стадии теплообмена каждого воздухонагревателя 27, при плавлении в емкости 11, воздух под давлением (упоминаемый как "холодный воздух") подается на линию передачи 37 для воздухонагревателя 27 (фиг.1) от нагнетателя 31 холодного воздуха, которым является вентилятор высокого давления, который может поставлять большие количества сжатого воздуха. Полученный поток горячего воздуха, который выходит из воздухонагревателя 27 через отверстие 71 для горячего воздуха, упоминается как "горячий воздух" или "поток горячего воздуха". Горячий воздух проходит по трубопроводу 29 горячего воздуха к фурме 41 для вдувания горячего воздуха в емкости 11 для прямой плавки.During the heat exchange step of each heater 27, when melted in the container 11, pressurized air (referred to as “cold air”) is supplied to the transmission line 37 for the heater 27 (FIG. 1) from the cold air blower 31, which is a high pressure fan, which can supply large quantities of compressed air. The resulting hot air stream that exits the heater 27 through the hot air hole 71 is referred to as “hot air” or “hot air stream”. Hot air passes through the pipeline 29 of hot air to the lance 41 for blowing hot air into the tank 11 for direct melting.

Как правило, при плавлении в емкости 11 процесс HIsmelt требует непрерывного потока горячего воздуха при температуре 1200°C. Для достижения этого огнеупорный материал в куполообразной секции 55 каждого воздухонагревателя 27 нагревают до температур выше 1200°C в течение стадии нагрева каждого воздухонагревателя 27 так, чтобы исходный горячий воздух из воздухонагревателя 27 имел температуру выше заданной 1200°C. Холодный воздух подается к воздухонагревателям 27 до тех пор, пока его температура не упадет до 1200°C, после чего воздухонагреватель повторяет стадию нагрева, и горячий воздух получают из другого воздухонагревателя 27. Для достижения постоянной температуры горячего воздуха 1200°C часть холодного воздуха смешивается с горячим воздухом при помощи смесителя 43 (смотрите вариант изобретения на фиг.6) так, чтобы средняя заданная температура горячего воздуха была 1200°C.Typically, when melted in vessel 11, the HIsmelt process requires a continuous flow of hot air at a temperature of 1200 ° C. To achieve this, the refractory material in the dome-shaped section 55 of each heater 27 is heated to temperatures above 1200 ° C during the heating step of each heater 27 so that the source hot air from the heater 27 has a temperature above a predetermined 1200 ° C. Cold air is supplied to the air heaters 27 until its temperature drops to 1200 ° C, after which the air heater repeats the heating step and hot air is obtained from another air heater 27. To achieve a constant temperature of hot air of 1200 ° C, part of the cold air is mixed with hot air using a mixer 43 (see the variant of the invention in Fig.6) so that the average target temperature of the hot air was 1200 ° C.

В течение процесса плавки процесс HIsmelt требует значительное количество горячего воздуха. Поэтому нагнетатель 31 холодного воздуха должен быть способен вырабатывать значительное количество воздуха для подачи через воздухонагреватели 27 и по трубопроводу 29 горячего воздуха к фурме 41 для вдувания горячего воздуха. Более того, воздухонагреватели 27 и трубопровод 29 горячего воздуха должны быть значительных размеров для размещения большого количества воздуха. Как правило, нагнетатель 31 холодного воздуха поставляет приблизительно 110000 Нм³/ч сжатого воздуха при давлении приблизительно 170 кПа (эталонная величина). Холодный воздух может быть обогащен кислородом приблизительно 30000 Нм³/ч для того, чтобы воздухонагреватели вырабатывали приблизительно 140000 Нм³/ч горячего воздуха, который подается к трубопроводу горячего воздуха и плавильной восстановительной емкости в течение нормальной работы. Вентиляторы воздуха горения поставляют приблизительно 74000 Нм³/ч воздуха при давлении приблизительно 13 кПа (эталонная величина). Воздухонагреватели 27 также работают в течение остановки емкости 11 для поддержания температуры в воздухонагревателях 27 и трубопроводе 29 горячего воздуха.During the melting process, the HIsmelt process requires a significant amount of hot air. Therefore, the cold air blower 31 must be capable of generating a significant amount of air for supply through the air heaters 27 and through the hot air pipe 29 to the tuyere 41 for blowing hot air. Moreover, the air heaters 27 and the hot air pipe 29 must be of considerable size to accommodate a large amount of air. Typically, a cold air blower 31 delivers approximately 110,000 Nm ³ / h of compressed air at a pressure of approximately 170 kPa (reference value). Cold air can be enriched with oxygen of approximately 30,000 Nm ³ / h so that the air heaters produce approximately 140,000 Nm ³ / h of hot air, which is supplied to the hot air pipe and the melting recovery tank during normal operation. Combustion air fans deliver approximately 74,000 Nm ³ / hr of air at a pressure of approximately 13 kPa (reference value). The air heaters 27 also operate during the shutdown of the tank 11 to maintain the temperature in the air heaters 27 and the hot air pipe 29.

В частности, каждый воздухонагреватель 27 работает со стадиями нагрева и теплообмена в течение остановки емкости. Эти стадии поддерживают температуру воздухонагревателей 27 в пределах заданного температурного интервала и переносят тепло к трубопроводу 29 горячего воздуха для поддержания температуры трубопровода 29 горячего воздуха в пределах заданного температурного интервала.In particular, each heater 27 operates with heating and heat transfer stages during tank shutdown. These stages maintain the temperature of the air heaters 27 within a predetermined temperature range and transfer heat to the hot air pipe 29 to maintain the temperature of the hot air pipe 29 within a predetermined temperature range.

В течение стадии нагрева каждый воздухонагреватель 27 при остановке емкости 11 (и не доступен отходящий газ, как источник энергии) природный газ подается к горелке из источника (не показан) через трубопровод 91 природного газа и линию передачи 93, и воздух для горения при температуре окружающей среды подается к горелке через вентилятор 35 воздуха горения и линию передачи 39b (фиг.1), и продукты сгорания вырабатываются теплом горелки воздухонагревателей 27. Как правило, продукты сгорания нагревают куполообразную секцию 55 воздухонагревателей 27 до температур приблизительно 1250°C. Стадия нагрева продолжается до тех пор, пока температура расположенной горизонтально чугунной опорной сетки 63 насадки и колонны 65 приближалась, но не достигала 350°C. Основанием для выбора температуры в 350°C является то, что чугун начинает терять заметную механическую прочность выше этой температуры.During the heating step, each heater 27, when the tank 11 is stopped (and the off-gas is not accessible as an energy source), natural gas is supplied to the burner from a source (not shown) through a natural gas pipeline 91 and a transmission line 93, and combustion air at ambient temperature the medium is supplied to the burner through the combustion air fan 35 and the transmission line 39b (FIG. 1), and the combustion products are generated by the heat of the burner of the air heaters 27. Typically, the combustion products heat the domed section 55 of the air heaters 27 to t mperatur about 1250 ° C. The heating step continues until the temperature of the horizontally cast-iron support grid 63 of the nozzle and the column 65 approaches, but does not reach 350 ° C. The reason for choosing a temperature of 350 ° C is that cast iron begins to lose noticeable mechanical strength above this temperature.

В течение стадии теплообмена каждого воздухонагревателя 27 течение остановки емкости 11, холодный воздух подается к отверстию 59 воздухонагревателя 27 через нагнетатель 31 холодного воздуха при плавлении в емкости 11 и замещается воздухом при температуре и давлении окружающей среды. Этот воздух подается к линии передачи 37 от воздушного вентилятора 35 для воздухонагревателей 27 через линию передачи 39a (фиг.1). Полученный горячий поток воздуха выходит из воздухонагревателей 27 через отверстие 71 для горячего воздуха и проходит по трубопроводу 29 горячего воздуха к вентиляционному каналу 61, из которого он выпускается. Горячий поток воздуха нагревает трубопровод 29 горячего воздуха так, чтобы температура в трубопроводе 29 горячего воздуха была выше заранее заданной минимальной температуры. Вентилятор 35 воздуха горения подает значительное количество воздуха для удовлетворения требований теплопередачи в течение остановки. Стадия теплообмена продолжается до тех пор, пока куполообразная секция купола 55 воздухонагревателя охладится до 900°C. При температурах ниже этой температуры динасовые кирпичи в куполообразной секции 55 подвергаются фазовым превращениям, которые приводят к нежелательному изменению объема кирпичей.During the heat exchange stage of each heater 27, during the stop of the tank 11, cold air is supplied to the hole 59 of the heater 27 through a cold air blower 31 when melted in the tank 11 and is replaced by air at ambient temperature and pressure. This air is supplied to the transmission line 37 from the air fan 35 for the air heaters 27 through the transmission line 39a (FIG. 1). The resulting hot air stream leaves the air heaters 27 through the hot air hole 71 and passes through the hot air pipe 29 to the ventilation duct 61 from which it is discharged. The hot air stream heats the hot air pipe 29 so that the temperature in the hot air pipe 29 is above a predetermined minimum temperature. The combustion air fan 35 delivers a significant amount of air to meet the heat transfer requirements during a stop. The heat exchange step continues until the domed section of the dome 55 of the heater is cooled to 900 ° C. At temperatures below this temperature, dinas bricks in the dome-shaped section 55 undergo phase transformations, which lead to an undesirable change in the volume of bricks.

Предпочтительно, временем стадий нагрева и теплообмена обоих воздухонагревателей 27 в течение остановки управляют так, чтобы не было никакого совпадения этих стадий, и один воздухонагреватель 27 работал на стадии нагрева, а другой, в то же время работал на стадии теплообмена, и наоборот.Preferably, the time of the heating and heat exchange stages of both air heaters 27 during the stop is controlled so that there is no coincidence of these stages, and one air heater 27 operates in the heating stage and the other at the same time operates in the heat exchange stage, and vice versa.

Способ также включает необязательный этап отвода потоков горячего воздуха, выработанных на стадиях теплообмена воздухонагревателей 27, из трубопровода 29 горячего воздуха в ситуациях, когда трубопровод находится в заданном температурном интервале и не требуется дальнейшее нагревание.The method also includes an optional step of removing the hot air flows generated at the heat exchange stages of the air heaters 27 from the hot air pipe 29 in situations where the pipe is in a predetermined temperature range and no further heating is required.

Способ также включает необязательный этап наполнения воздухонагревателей 27 полностью в ситуациях, когда воздухонагреватели и трубопровод 29 горячего воздуха находятся в заданном температурном интервале, и не требуется дальнейшее нагревание.The method also includes an optional step of filling the air heaters 27 completely in situations where the air heaters and the hot air pipe 29 are in a predetermined temperature range and no further heating is required.

На фиг.6 показан альтернативный вариант, хотя и не единственно возможный альтернативный вариант, показанный на фиг.1. Оба варианта включают воздушные вентиляторы. Однако на фиг.1 вентиляторы работают независимо и подают воздух горения к линиям передач 39a и 39b отдельно. На фиг.6 вентиляторы работают для подачи воздуха горения в один трубопровод 42, который подает воздух горения к линиям передач 39a и 39b. Это обеспечивает небольшой избыток в системе воздуха горения и позволяет поддержать вентиляторы в течение периода плавки. Это также позволяет вентиляторам работать в тандеме для того, чтобы обеспечить комбинированный поток воздуха.Figure 6 shows an alternative, although not the only possible alternative, shown in figure 1. Both options include air fans. However, in FIG. 1, the fans operate independently and supply combustion air to transmission lines 39a and 39b separately. 6, the fans operate to supply combustion air to one conduit 42, which supplies combustion air to transmission lines 39a and 39b. This provides a slight excess in the combustion air system and allows fans to be maintained during the melting period. It also allows fans to work in tandem in order to provide a combined air flow.

Много изменений могут быть сделаны к вариантам настоящего изобретения, описанного выше, не выходя за пределы и сущность действия изобретения.Many changes can be made to the variants of the present invention described above without going beyond the scope and essence of the invention.

Например, в то время как настоящее изобретение было описано применительно к способу прямой плавки, может быть легко оценено, что описанный способ для поддержания воздухонагревателей и трубопровода горячего воздуха не так ограничен и распространяется на воздухонагреватели и трубопроводы горячего воздуха, которые используются для других целей.For example, while the present invention has been described with respect to a direct smelting method, it can be readily estimated that the described method for maintaining air heaters and a hot air pipe is not so limited and extends to air heaters and hot air pipes that are used for other purposes.

Claims

1. A method for maintaining air heaters and a hot air pipe that connects air heaters with a tuyere or tuyeres of a direct smelting tank to produce molten metal for blowing hot air or hot oxygen-enriched air in a hot state during a tank shutdown, comprising (a) disconnecting the pipeline hot air from the tuyeres or from tuyeres for blowing hot air or hot oxygen-enriched air, (b) control of the burner of each heater, using generating gaseous fuel and an air stream, forming a stream of combustion products that flow through the gas path of the heater from one end to its opposite end and thereby heat the refractory nozzle of the heater in the heating stage of the heater, (c) heat transfer from each heater to the hot air pipeline at the stage heat exchange of the heater by supplying an air stream to said opposite end of the gas path and then sequential passage of air flow and through the gas path of the heater and the hot air pipe, as a result of which the air flow is heated by heat exchange with the refractory nozzle of the heater, which is cooled by such heat exchange, and the resulting stream of hot air heats the pipe.

2. The method according to claim 1, comprising coordinating the operation of the heating stage and the heat exchange stage of each heater during a stop so that the heaters continuously supply a stream of hot air to the hot air pipe during a stop.

3. The method according to claim 1 or 2, in which the volumetric flow of combustion products,
generated in step (b) during the shutdown, which is relatively small compared to the volumetric flow rate of the combustion products generated during the heating stages of the air heaters, when the air heaters operate under normal conditions of operation with a hot air pipe connected to a lance or tuyeres for blowing hot air.

4. The method according to claim 1, in which the volumetric flow rate of the combustion products generated in step (b) during the shutdown is 50% or less of the volumetric flow rate of the combustion products generated during the normal stages of heating air heaters.

5. The method according to claim 1, in which the volumetric flow rate of hot air generated in step (c) during the shutdown is relatively small compared to the volumetric flow rate of hot air generated during heat exchange stages of the air heaters when the air heaters are operated under normal operating conditions with a hot air pipe connected to a lance or lances for blowing hot air.

6. The method according to claim 1, in which the volumetric flow rate of hot air generated in step (c) during the shutdown is 50% or less of the volumetric flow rate of hot air generated during normal stages of heating air heaters.

7. The method according to claim 1, in which the method includes using the same fan or fans to supply air flows to each heater during the heating stages and heat exchange stages of the heater during a stop.

8. The method according to claim 1, wherein the hot air generated in step (c) is discharged through an exhaust device connected to the hot air pipe.

9. The method of claim 8, wherein the exhaust device is located closer to the front end of the hot air pipe, that is, the end that is connected to a lance or tuyeres for blowing hot air.

10. The method according to claim 1, in which the gaseous fuel is natural gas.

11. The method according to claim 1, comprising the additional step of transferring heat from one or more air heaters by supplying an air flow to the opposite end of the gas path of the air heater or air heaters and then sequentially passing the air flow through the gas path and subsequently discharging the air flow without passing the air flow through the pipeline hot air, as a result of which the air flow is heated by heat exchange with the refractory nozzle of the air heater or air heaters and the air heater s or stoves is cooled by such heat exchange.

12. The method according to claim 1, comprising the additional step of “filling” one or more air heaters completely for a while during a stop in situations where the temperature of the hot air pipe is in a suitable temperature range and no further heat transfer to the pipe is required, at the same time and the air heater or air heaters in question have a temperature above the minimum stop temperature.

13. The method according to claim 1, comprising controlling the heating stage of each heater during a stop until the temperature in the lower section of the main chamber and, more preferably, the nozzle support grid approaches, but does not reach a temperature at which the nozzle support grid loses significant mechanical strength.

14. The method according to claim 1, in which the support grid of the nozzle is made of cast iron and the method includes controlling the heating stage of each heater during a stop until the temperature in the lower section of the main chamber of the heater approaches, but reaches 350 ° C.

15. The method according to claim 1, in which each heater has a dome-shaped section, which is lined with dynamo bricks, and the method includes controlling the process during the stop so that the temperature of the dome-shaped section of the heater or air heaters remains above the phase transformation temperature of the dynamo bricks.

16. The method according to claim 1, wherein the hot air pipeline includes a plurality of sections lined with refractory bricks and a plurality of expansion joints that connect the brick lined sections, and the method includes controlling the process during shutdown so that there is minimal cyclic temperature effect on the pipeline hot air.

17. A device for heating air for a direct smelting workshop for producing molten metal from a metal-containing starting material, comprising (a) a plurality of air heaters for generating heated air flows for a direct smelting workshop, (b) a hot air pipe for supplying heated air from the air heaters to devices for gas injections passing into a direct smelting tank when the workshop is operating under normal operating conditions and produces molten metal from a metal-containing source material in it w, (c) a gaseous fuel supply device for supplying gaseous fuel to the burner of each heater during normal workshop conditions and during shutdown of the tank, (d) a first air supply device for supplying air (i) to the burner of each heater during the stage heating the heater under normal workshop conditions and (ii) to the burner of each heater during the heating phase of the heater when the tank stops, (e) a second air supply device for supplying air to each air heater during the heat exchange stage of air heaters under normal workshop conditions and (f) the ventilation duct in the hot air pipeline, allowing the hot air flows generated at the heat exchange stage of each air heater to pass from the hot air pipeline after flowing through it and heating the pipeline.

18. The device according to 17, in which the ventilation duct has an end plug that closes the outlet of the ventilation duct when the direct smelting process occurs, and opens it when the tank is stopped.

19. The device according to 17 or 18, in which the ventilation channel has a serpentine path between the hot air pipe and the outlet of the ventilation channel in order to avoid direct effects of the end caps on the heat of radiation of the hot air pipe during the direct smelting process, when the cap is on location and closes the exit.

20. The device according to 17, in which the ventilation channel extends horizontally outward from the hot air pipe, and then up and inward to a position above the hot air pipe and then up to the exit.

21. The device according to 17, in which the ventilation channel is located closer to the front end of the hot air pipe, that is, the end that is connected to the lance or tuyeres for blowing hot air.

22. The device according to 17, in which the first device for supplying air is designed to supply air to a separate inlet of each heater during the heat exchange stage of the heater when the container stops, when the second device for supplying air does not work.

23. The device according to item 22 further comprises a valve device that allows the first air supply device to switch from the air supply to the burners of each heater to the supply to a separate inlet of the heater, as required during the stop of the tank.

24. A direct smelting workshop for producing molten metal from a metal-containing starting material, comprising (a) a direct melting tank for containing a bath of molten metal and slag and a space filled with gas above the bath, (b) a device for supplying solid materials to the vessel, ( c) gas blowing devices extending downward into the container for blowing heated air into the gas space above the bathtub, (d) exhaust gas devices to facilitate removal of the exhaust gas stream from the tank, (e) exhaust devices ska metal and slag for discharging molten metal and slag from the bath and moving the molten metal from the vessel; and (f) an air heating device for the vessel according to any one of claims 17-20.