RU2591925C2 - Способ прямой плавки - Google Patents
Способ прямой плавки Download PDFInfo
- Publication number
- RU2591925C2 RU2591925C2 RU2013116982/02A RU2013116982A RU2591925C2 RU 2591925 C2 RU2591925 C2 RU 2591925C2 RU 2013116982/02 A RU2013116982/02 A RU 2013116982/02A RU 2013116982 A RU2013116982 A RU 2013116982A RU 2591925 C2 RU2591925 C2 RU 2591925C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- slag
- molten
- molten slag
- metal
- solid
- Prior art date
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 129
- 238000002844 melting Methods 0.000 title claims abstract description 34
- 230000008018 melting Effects 0.000 title claims abstract description 34
- 239000002893 slag Substances 0.000 claims abstract description 169
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 claims abstract description 123
- 239000002184 metal Substances 0.000 claims abstract description 123
- XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N Iron Chemical compound [Fe] XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 69
- 239000000463 material Substances 0.000 claims abstract description 69
- 230000008569 process Effects 0.000 claims abstract description 56
- 239000007789 gas Substances 0.000 claims abstract description 40
- 229910052742 iron Inorganic materials 0.000 claims abstract description 35
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 31
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 claims abstract description 31
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 claims abstract description 31
- 239000007787 solid Substances 0.000 claims abstract description 27
- 239000011343 solid material Substances 0.000 claims abstract description 24
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 20
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 claims abstract description 20
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims abstract description 15
- 239000012071 phase Substances 0.000 claims abstract description 13
- 238000002347 injection Methods 0.000 claims abstract description 8
- 239000007924 injection Substances 0.000 claims abstract description 8
- 239000007791 liquid phase Substances 0.000 claims abstract description 8
- 239000000725 suspension Substances 0.000 claims abstract description 6
- 238000003723 Smelting Methods 0.000 claims description 32
- 238000002156 mixing Methods 0.000 claims description 6
- 230000001105 regulatory effect Effects 0.000 claims 3
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract description 4
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 abstract description 4
- 239000003546 flue gas Substances 0.000 abstract description 3
- UGFAIRIUMAVXCW-UHFFFAOYSA-N Carbon monoxide Chemical compound [O+]#[C-] UGFAIRIUMAVXCW-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract description 2
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 abstract description 2
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract description 2
- 238000005272 metallurgy Methods 0.000 abstract 1
- 230000007704 transition Effects 0.000 description 15
- 238000010587 phase diagram Methods 0.000 description 13
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 12
- 239000000292 calcium oxide Substances 0.000 description 8
- ODINCKMPIJJUCX-UHFFFAOYSA-N calcium oxide Inorganic materials [Ca]=O ODINCKMPIJJUCX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 8
- UQSXHKLRYXJYBZ-UHFFFAOYSA-N iron oxide Inorganic materials [Fe]=O UQSXHKLRYXJYBZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 8
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N Silicium dioxide Chemical compound O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 7
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 7
- 239000000654 additive Substances 0.000 description 5
- 238000007664 blowing Methods 0.000 description 5
- BRPQOXSCLDDYGP-UHFFFAOYSA-N calcium oxide Chemical compound [O-2].[Ca+2] BRPQOXSCLDDYGP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- 238000004364 calculation method Methods 0.000 description 5
- 239000012159 carrier gas Substances 0.000 description 5
- 230000002829 reductive effect Effects 0.000 description 5
- 229910002091 carbon monoxide Inorganic materials 0.000 description 4
- 239000003245 coal Substances 0.000 description 4
- 230000009467 reduction Effects 0.000 description 4
- 229910010413 TiO 2 Inorganic materials 0.000 description 3
- GWEVSGVZZGPLCZ-UHFFFAOYSA-N Titan oxide Chemical compound O=[Ti]=O GWEVSGVZZGPLCZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 230000000996 additive effect Effects 0.000 description 3
- PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N aluminium oxide Inorganic materials [O-2].[O-2].[O-2].[Al+3].[Al+3] PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 230000004907 flux Effects 0.000 description 3
- 239000000377 silicon dioxide Substances 0.000 description 3
- OGIDPMRJRNCKJF-UHFFFAOYSA-N titanium oxide Inorganic materials [Ti]=O OGIDPMRJRNCKJF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 238000012546 transfer Methods 0.000 description 3
- MYMOFIZGZYHOMD-UHFFFAOYSA-N Dioxygen Chemical compound O=O MYMOFIZGZYHOMD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000003575 carbonaceous material Substances 0.000 description 2
- 230000008859 change Effects 0.000 description 2
- 229910044991 metal oxide Inorganic materials 0.000 description 2
- 150000004706 metal oxides Chemical class 0.000 description 2
- 239000012768 molten material Substances 0.000 description 2
- 238000012544 monitoring process Methods 0.000 description 2
- 230000036961 partial effect Effects 0.000 description 2
- 238000004886 process control Methods 0.000 description 2
- 238000000926 separation method Methods 0.000 description 2
- 239000007790 solid phase Substances 0.000 description 2
- 239000010936 titanium Substances 0.000 description 2
- 229910052719 titanium Inorganic materials 0.000 description 2
- 229910018072 Al 2 O 3 Inorganic materials 0.000 description 1
- 241001071864 Lethrinus laticaudis Species 0.000 description 1
- 235000019738 Limestone Nutrition 0.000 description 1
- 229910004298 SiO 2 Inorganic materials 0.000 description 1
- RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N Titanium Chemical compound [Ti] RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000005422 blasting Methods 0.000 description 1
- 239000011449 brick Substances 0.000 description 1
- 239000007795 chemical reaction product Substances 0.000 description 1
- 239000003638 chemical reducing agent Substances 0.000 description 1
- 238000002485 combustion reaction Methods 0.000 description 1
- 239000000470 constituent Substances 0.000 description 1
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 1
- 239000006185 dispersion Substances 0.000 description 1
- 238000005187 foaming Methods 0.000 description 1
- -1 for example Substances 0.000 description 1
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 1
- 238000010348 incorporation Methods 0.000 description 1
- 150000002505 iron Chemical class 0.000 description 1
- 235000013980 iron oxide Nutrition 0.000 description 1
- VBMVTYDPPZVILR-UHFFFAOYSA-N iron(2+);oxygen(2-) Chemical class [O-2].[Fe+2] VBMVTYDPPZVILR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- SZVJSHCCFOBDDC-UHFFFAOYSA-N iron(II,III) oxide Inorganic materials O=[Fe]O[Fe]O[Fe]=O SZVJSHCCFOBDDC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000006028 limestone Substances 0.000 description 1
- 230000000670 limiting effect Effects 0.000 description 1
- 239000000395 magnesium oxide Substances 0.000 description 1
- CPLXHLVBOLITMK-UHFFFAOYSA-N magnesium oxide Inorganic materials [Mg]=O CPLXHLVBOLITMK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- AXZKOIWUVFPNLO-UHFFFAOYSA-N magnesium;oxygen(2-) Chemical compound [O-2].[Mg+2] AXZKOIWUVFPNLO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000000691 measurement method Methods 0.000 description 1
- 229910001719 melilite Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000000155 melt Substances 0.000 description 1
- 229910001092 metal group alloy Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 230000001590 oxidative effect Effects 0.000 description 1
- TWNQGVIAIRXVLR-UHFFFAOYSA-N oxo(oxoalumanyloxy)alumane Chemical compound O=[Al]O[Al]=O TWNQGVIAIRXVLR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000000737 periodic effect Effects 0.000 description 1
- 239000000047 product Substances 0.000 description 1
- 239000011253 protective coating Substances 0.000 description 1
- 239000002994 raw material Substances 0.000 description 1
- 238000011084 recovery Methods 0.000 description 1
- 239000011819 refractory material Substances 0.000 description 1
- 238000012827 research and development Methods 0.000 description 1
- 230000002441 reversible effect Effects 0.000 description 1
- 238000012552 review Methods 0.000 description 1
- 230000000630 rising effect Effects 0.000 description 1
- 229910052814 silicon oxide Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000005507 spraying Methods 0.000 description 1
- 238000013517 stratification Methods 0.000 description 1
- 150000003608 titanium Chemical class 0.000 description 1
- GFNGCDBZVSLSFT-UHFFFAOYSA-N titanium vanadium Chemical compound [Ti].[V] GFNGCDBZVSLSFT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000002699 waste material Substances 0.000 description 1
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C21—METALLURGY OF IRON
- C21B—MANUFACTURE OF IRON OR STEEL
- C21B13/00—Making spongy iron or liquid steel, by direct processes
- C21B13/0006—Making spongy iron or liquid steel, by direct processes obtaining iron or steel in a molten state
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
- C22B—PRODUCTION AND REFINING OF METALS; PRETREATMENT OF RAW MATERIALS
- C22B5/00—General methods of reducing to metals
- C22B5/02—Dry methods smelting of sulfides or formation of mattes
- C22B5/10—Dry methods smelting of sulfides or formation of mattes by solid carbonaceous reducing agents
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C21—METALLURGY OF IRON
- C21B—MANUFACTURE OF IRON OR STEEL
- C21B5/00—Making pig-iron in the blast furnace
- C21B5/04—Making slag of special composition
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C21—METALLURGY OF IRON
- C21B—MANUFACTURE OF IRON OR STEEL
- C21B11/00—Making pig-iron other than in blast furnaces
- C21B11/02—Making pig-iron other than in blast furnaces in low shaft furnaces or shaft furnaces
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C21—METALLURGY OF IRON
- C21B—MANUFACTURE OF IRON OR STEEL
- C21B13/00—Making spongy iron or liquid steel, by direct processes
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C21—METALLURGY OF IRON
- C21B—MANUFACTURE OF IRON OR STEEL
- C21B13/00—Making spongy iron or liquid steel, by direct processes
- C21B13/0006—Making spongy iron or liquid steel, by direct processes obtaining iron or steel in a molten state
- C21B13/0013—Making spongy iron or liquid steel, by direct processes obtaining iron or steel in a molten state introduction of iron oxide into a bath of molten iron containing a carbon reductant
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C21—METALLURGY OF IRON
- C21C—PROCESSING OF PIG-IRON, e.g. REFINING, MANUFACTURE OF WROUGHT-IRON OR STEEL; TREATMENT IN MOLTEN STATE OF FERROUS ALLOYS
- C21C5/00—Manufacture of carbon-steel, e.g. plain mild steel, medium carbon steel or cast steel or stainless steel
- C21C5/52—Manufacture of steel in electric furnaces
- C21C5/54—Processes yielding slags of special composition
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
- Y02P10/00—Technologies related to metal processing
- Y02P10/10—Reduction of greenhouse gas [GHG] emissions
- Y02P10/134—Reduction of greenhouse gas [GHG] emissions by avoiding CO2, e.g. using hydrogen
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
- Y02P10/00—Technologies related to metal processing
- Y02P10/20—Recycling
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Metallurgy (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Manufacture And Refinement Of Metals (AREA)
- Manufacture Of Iron (AREA)
- Processing Of Solid Wastes (AREA)
- Furnace Details (AREA)
- Curing Cements, Concrete, And Artificial Stone (AREA)
Abstract
Изобретение относится к способу прямой плавки. Способ включает подачу (а) железосодержащего материала, (b) твердого углеродсодержащего загружаемого материала и (с) кислородсодержащего газа в резервуар для прямой плавки, содержащий ванну из расплавленного металла и шлака. Проведение прямой плавки металлсодержащего загружаемого материала в резервуаре с созданием продуктов в виде расплавленного металла, расплавленного шлака и отходящего газа. При этом регулируют состав шлака и температуру ванны расплавленного металла до температуры ниже температуры ликвидуса шлака так, что твердая оксидная фаза выделяется из жидкой фазы расплавленного шлака, а расплавленный шлак представляет собой взвесь твердого материала и жидкой фазы и имеет вязкость в диапазоне 0,5-5 пуаз в рабочем температурном диапазоне процесса, и регулируют вдувание железосодержащего материала и твердого углеродсодержащего загружаемого материала так, что содержание FeO в расплавленном шлаке составляет по меньшей мере 3% по весу. Изобретение обеспечивает возможность управления процессом для более эффективного получения расплавленного металла. 17 з.п. ф-лы, 3 ил.
Description
Настоящее изобретение относится к способу и устройству для плавки металлсодержащего загружаемого материала.
В частности, хотя ни в коем случае не исключительно, настоящее изобретение относится к способу прямой плавки на основе ванны расплавленного металла для получения расплавленного металла (данный термин включает сплавы металлов) из металлсодержащего загружаемого материала в резервуаре для прямой плавки.
Более конкретно, хотя ни в коем случае не исключительно, настоящее изобретение относится к способу прямой плавки на основе ванны расплавленного металла, для получения расплавленного металла из металлсодержащего загружаемого материала в резервуаре для прямой плавки, который имеет мощный фонтан ванны/шлака, создаваемый выделением газа в ванне расплавленного металла, причем выделение газа, по меньшей мере частично, является результатом выделения летучих компонентов из углеродсодержащего материала в ванну расплавленного металла.
Металлсодержащий загружаемый материал может представлять собой любой материал, который содержит оксиды металлов. Металлсодержащий загружаемый материал может представлять собой руды, частично восстановленные руды и потоки металлсодержащих отходов.
В частности, хотя ни в коем случае не исключительно, настоящее изобретение относится к плавке железосодержащего металлсодержащего загружаемого материала, такого как железная руда, содержащий титан железистый песок или титано-ванадиевый магнетит.
Известный способ прямой плавки на основе ванны расплавленного металла в основном называется способом «HIsmelt», описан в значительном числе патентов и патентных заявок от имени заявителя настоящей заявки.
Еще один способ прямой плавки на основе ванны расплавленного металла далее называется способом «HIsarna». Способ «HIsarna» и устройство для него описаны в Международной заявке PCT/AU99/00884 (WO 00/022176) от имени заявителя.
В частности, способ «HIsmelt» связан с получением расплавленного железа из железной руды.
В контексте получения расплавленного железа способ «HIsmelt» включает стадии, в которых:
(а) формируют ванну расплавленного железа и шлака в резервуаре для прямой плавки;
(b) инжектируют в ванну: (i) железную руду, обычно в форме мелких фракций; и (ii) твердый углеродсодержащий материал, обычно уголь, который действует в качестве восстановителя железорудного загружаемого материала и источника энергии; и
(с) проводят плавку железной руды с образованием железа в ванне.
Термин «плавка» здесь понимается как означающий термический процесс, в котором протекают химические реакции восстановления оксидов металла с получением расплавленного металла.
В способе «HIsmelt» твердые загружаемые материалы в форме металлсодержащего материала и твердого углеродсодержащего материала вдувают с помощью газа-носителя в ванну расплавленного металла через несколько фурм, которые наклонены относительно вертикали так, что проходят вниз и внутрь сквозь боковую стенку резервуара для прямой плавки и в нижнюю область резервуара, чтобы вводить по меньшей мере часть твердых загружаемых материалов в слой металла в донной части резервуара. Твердые загружаемые материалы и газ-носитель проникают в ванну расплавленного металла и обусловливают выбросы расплавленного металла и/или шлака в пространство над поверхностью ванны и формирование переходной зоны. Струю кислородсодержащего газа, обычно обогащенного кислородом воздуха или чистого кислорода, вдувают в верхнюю область резервуара через проходящую вниз фурму, чтобы вызывать дожигание реакционных газов, выделяющихся из ванны расплавленного металла в верхнюю область резервуара. В переходной зоне присутствует надлежащая масса поднимающихся вверх и после этого падающих обратно капель или всплесков или потоков расплавленного металла и/или шлака, которые создают эффективную среду для переноса в ванну тепловой энергии, генерируемой дожиганием реакционных газов над ванной.
Как правило, в случае получения расплавленного железа, когда используют обогащенный кислородом воздух, его подают при температуре порядка 1200°С и генерируют в нагревателях дутья. Если используют технический чистый кислород, то его обычно подают при температуре окружающей среды или близкой к ней.
Отходящие газы, образованные при дожигании реакционных газов в резервуаре для прямой плавки, выводят из верхней области резервуара через дымоход для отходящих газов.
Резервуар для прямой плавки включает футерованные огнеупорным материалом секции в нижней подовой части и охлаждаемые водой панели в боковых стенках и крыше резервуара, и вода непрерывно циркулирует через панели в замкнутом контуре.
Способ «HIsmelt» позволяет получать большие количества расплавленного железа, обычно по меньшей мере 0,5 миллиона тонн в год, производимых прямой плавкой в единственном компактном резервуаре.
Процесс «HIsmelt» проводят в плавильном устройстве, которое включает (а) плавильный резервуар, куда входят фурмы для вдувания твердых материалов и фурмы для вдувания кислородсодержащего газа, и приспособлен для содержания ванны расплавленного металла, и (b) плавильный циклон для предварительной обработки металлсодержащего загружаемого материала, который размещен выше плавильного резервуара и сообщается с ним.
Термин «плавильный циклон» здесь понимается как означающий резервуар, который обычно формирует цилиндрическую камеру и сооружен так, что загружаемые материалы, подводимые в камеру, перемещаются по пути вокруг вертикальной центральной оси камеры и могут подвергаться воздействию высоких рабочих температур, достаточных, чтобы по меньшей мере частично расплавить металлсодержащие загружаемые материалы.
В одной форме способа «HIsarna» углеродсодержащий загружаемый материал (обычно уголь) и флюс (обычно известняк) вдувают в ванну расплавленного металла в плавильном резервуаре. Металлсодержащий загружаемый материал, такой как железная руда, вдувают в плавильный циклон, и нагревают, частично расплавляют и частично восстанавливают в нем. Этот расплавленный, частично восстановленный металлсодержащий материал стекает вниз из плавильного циклона в ванну расплавленного металла в плавильном резервуаре и расплавляется с образованием расплавленного металла в ванне. Горячие реакционные газы (обычно СО, СО2, Н2 и Н2О), образованные в ванне расплавленного металла, частично сгорают в кислородсодержащем газе (обычно кислороде технической чистоты) в верхней части плавильного резервуара. Теплота, генерированная дожиганием, переносится в расплавленный материал в верхней секции, который падает обратно в ванну расплавленного металла, для поддержания температуры ванны. Горячие, частично сгоревшие реакционные газы вытекают вверх из плавильного резервуара и поступают в донную часть плавильного циклона. Кислородсодержащий газ (обычно кислород технической чистоты) вдувают в плавильный циклон через фурмы, которые размещены таким образом, чтобы генерировать режим циклонического завихрения в горизонтальной плоскости, то есть вокруг вертикальной центральной оси камеры плавильного циклона. Это вдувание кислородсодержащего газа приводит к дополнительному сгоранию газов из плавильного резервуара, создавая очень горячие (циклонические) очаги пламени. Тонко измельченный поступающий металлсодержащий загружаемый материал пневматически нагнетают в эти очаги пламени через фурмы в плавильном циклоне, что обусловливает быстрое нагревание и частичное расплавление, сопровождающееся частичным восстановлением (приблизительно 10-20%-ным восстановлением). Восстановление происходит посредством СО и Н2 в реакционных газах из плавильного резервуара. Горячий, частично расплавленный металлсодержащий загружаемый материал отбрасывается наружу на стенки плавильного циклона под действием циклонического завихрения и, как описано выше, стекает вниз в расположенный ниже плавильный резервуар для расплавления в этом резервуаре.
В способе «HIsmelt» и способе «HIsarna» важной задачей является управление процессом. Каждый процесс требует создания условий интенсивного перемешивания в ванне расплавленного металла и в верхних секциях резервуара для прямой плавки над ванной, чтобы достигать требуемой теплопередачи и реакционных условий внутри резервуара, и сводить к минимуму теплопотери через боковые стенки и крышу резервуара. Эти реакционные условия включают относительно окислительные условия в шлаке (сравнительно, например, с доменной печью), и восстановительные условия в расплавленном железе, и теплоперенос из верхней секции резервуара в ванну расплавленного металла, в частности в расплавленное железо в нижней секции ванны расплавленного металла.
Вышеприведенное обсуждение не предполагает изложения общего уровня техники в Австралии или где-нибудь еще.
Настоящее изобретение представляет способ прямой плавки на основе ванны расплавленного металла, который включает регулирование условий процесса в резервуаре для прямой плавки таким образом, что расплавленный шлак в ванне из расплавленного металла и шлака в резервуаре имеет вязкость в диапазоне 0,5-5 пуаз, когда температура шлака находится в рабочем температурном диапазоне для процесса.
Настоящее изобретение представляет способ прямой плавки, который включает стадии, в которых подводят (а) металлсодержащий материал, (b) твердый углеродсодержащий загружаемый материал и (с) кислородсодержащий газ в резервуар для прямой плавки, содержащий ванну из расплавленного металла и шлака, и проводят прямую плавку металлсодержащего загружаемого материала в резервуаре с созданием продуктов процесса в виде расплавленного металла, расплавленного шлака и отходящего газа, и способ отличается тем, что проводят регулирование условий процесса, таким образом, что расплавленный шлак имеет вязкость в диапазоне 0,5-5 пуаз в рабочем температурном диапазоне для процесса.
Термин «металлсодержащий материал» понимается здесь как включающий твердые загружаемые материалы и расплавленный загружаемый материал. Термин также включает в пределах его области частично восстановленный металлсодержащий материал.
Термин «расплавленный шлак» понимается здесь как означающий шлак, который является полностью жидким.
Термин «расплавленный шлак» понимается здесь как означающий шлак, который включает взвесь твердого материала в жидкостной фазе.
Твердый материал в расплавленном шлаке может представлять собой твердую оксидную фазу при температуре шлака в процессе, тем самым шлак представляет собой взвесь из твердой оксидной фазы в жидкой шлаковой фазе.
Термин «условия процесса» предполагается здесь имеющим широкое значение и распространяющимся, в качестве примера, на: (а) технологические условия внутри резервуара для прямой плавки, такие как температура и давление, и скорости вдувания твердых загружаемых материалов и кислородсодержащего газа в резервуар; (b) состав ванны расплавленного металла, в частности состав шлака; и (с) характеристики ванны расплавленного металла. Состав ванны расплавленного металла может включать выбор компонентов шлака так, чтобы шлак представлял собой расплавленный шлак, как здесь описано, в рабочем температурном диапазоне процесса. Как указано в изложенном выше определении «расплавленный шлак», расплавленный шлак может включать твердую оксидную фазу и жидкую шлаковую фазу в рабочем температурном диапазоне процесса. Характеристики расплавленного шлака включают, в качестве примера, вязкость и/или кислородный потенциал вышеупомянутого расплавленного шлака. Характеристики также включают, в качестве примера, основность расплавленного шлака и турбулизацию шлака. Эти характеристики зависят от технологических условий и состава шлака.
Настоящее изобретение основывается на понимании заявителем в результате работы по исследованию и разработке, проведенной заявителем, что регулирование вязкости в диапазоне 0,5-5 пуаз в рабочем температурном диапазоне для способа согласно изобретению создает благоприятную возможность управления процессом для более эффективного получения расплавленного металла.
Способ может включать контроль условий процесса регулированием состава шлака и температуры ванны расплавленного металла до уровня ниже, обычно слегка ниже, температуры ликвидуса шлака таким образом, что твердая оксидная фаза выделяется из жидкой фазы расплавленного шлака, тем самым регулируя вязкость шлака. Фактическая температура ванны «от точки к точке» может варьировать в резервуаре вследствие ряда факторов, включающих расслоение шлака. Для цели оценки вязкости шлака температуру шлака принимают как температуру жидкого металла, выпускаемого из резервуара, когда процесс выполняют в непрерывном режиме.
Термины «вязкость» и «температура ликвидуса», как используемые здесь, понимаются как означающие вязкость и температуру ликвидуса, рассчитываемые с использованием пакета программ FactSage (для температуры ликвидуса версия «FactSage 6.1» или более поздняя, и для вязкости версия «FactSage Viscosity 6.0» или более поздняя). Принимая во внимание возможность получения нестандартных результатов, обусловленную различными методами измерения и расчетов, рационализация с помощью расчетов по FactSage рассматривается как подразумеваемая в значении этих терминов. Такие расчеты, когда выполняются, являются полностью согласующимися с инструкциями по применению программного пакета FactSage, и, при необходимости, подлежат рецензированию и санкционированию владельцами программного пакета FactSage. В частности, расчеты, которые (преднамеренно или иным образом) пренебрегают определенными возможными комбинациями химических веществ, не будут считаться согласующимися с «вязкостью» и «температурой ликвидуса», как применяемыми здесь.
Способ может включать регулирование условий процесса таким образом, что твердый материал в расплавленном шлаке составляет по меньшей мере 5% от расплавленного шлака.
Твердый материал в расплавленном шлаке может составлять по меньшей мере 10% расплавленного шлака.
Твердый материал в расплавленном шлаке может составлять менее 30% расплавленного шлака.
Твердый материал в расплавленном шлаке может составлять 15-25% расплавленного шлака.
Металлсодержащий загружаемый материал может представлять собой любой материал.
Например, металлсодержащий загружаемый материал может представлять собой железосодержащий материал, такой как железная руда.
Когда металлсодержащий загружаемый материал представляет собой железосодержащий материал, способ может включать регулирование условий процесса, как здесь описанных, таким образом, что расплавленный шлак имеет вязкость в диапазоне 0,5-5 пуаз, когда температура шлака варьирует в диапазоне 1400-1550°С в резервуаре для прямой плавки.
Когда металлсодержащий загружаемый материал представляет собой железосодержащий материал, способ может включать контроль условий процесса регулированием отношения концентраций железа в шлаке к углероду в металле на уровне менее 2:1, типично менее 1,5:1, более типично от 1:1 до 1,3:1.
Способ может включать регулирование условий процесса таким образом, что расплавленный шлак имеет высокий кислородный потенциал.
В контексте металлсодержащего загружаемого материала в форме железосодержащего материала, термин «высокий» в контексте «кислородный потенциал» понимается здесь как означающий высокий относительно шлака в доменной печи.
Когда металлсодержащий загружаемый материал представляет собой железосодержащий материал, способ может включать регулирование условий процесса таким образом, что содержание FeO в расплавленном шлаке составляет по меньшей мере 3% по весу, чтобы расплавленный шлак имел высокий кислородный потенциал.
Способ может включать регулирование условий процесса таким образом, что содержание FeO в расплавленном шлаке составляет по меньшей мере 4% по весу, чтобы расплавленный шлак имел высокий кислородный потенциал.
Способ может включать регулирование условий процесса таким образом, что содержание FeO в расплавленном шлаке составляет по меньшей мере 5% по весу, чтобы расплавленный шлак имел высокий кислородный потенциал.
Способ может включать регулирование условий процесса таким образом, что содержание FeO в расплавленном шлаке составляет менее 6% по весу.
Способ может включать регулирование условий процесса таким образом, что содержание FeO в расплавленном шлаке составляет менее 10% по весу.
Когда металлсодержащий загружаемый материал представляет собой железосодержащий материал, способ может включать регулирование условий процесса таким образом, что содержание углерода в расплавленном шлаке составляет по меньшей мере 3% по весу.
Способ может включать регулирование условий процесса таким образом, что содержание углерода в расплавленном шлаке составляет по меньшей мере 4% по весу.
Способ может включать регулирование условий процесса таким образом, что содержание углерода в расплавленном шлаке составляет менее 5% по весу.
Способ может включать регулирование условий процесса таким образом, что вязкость расплавленного шлака варьирует в диапазоне 0,5-4 пуаз.
Способ может включать регулирование условий процесса таким образом, что вязкость расплавленного шлака варьирует в диапазоне 0,5-3 пуаз.
Способ может включать регулирование условий процесса таким образом, что вязкость расплавленного шлака составляет более 2,5 пуаз.
Способ может включать добавление в ванну расплавленного металла одной или более чем одной добавки для облегчения регулирования характеристик расплавленного шлака, например, состава шлака и/или вязкости шлака.
В качестве примера, добавка может быть выбрана для регулирования основности расплавленного шлака, например, добавлением СаО, чтобы снизить вязкость шлака и свести к минимуму опасность вспенивания шлака.
Способ может включать проведение процесса при давлении выше атмосферного в резервуаре для прямой плавки.
Кислородсодержащий газ может представлять собой обогащенный кислородом воздух или кислород технической чистоты.
Способ может включать подачу твердых загружаемых материалов в резервуар вдуванием металлсодержащего загружаемого материала и твердого углеродсодержащего материала и газа-носителя в ванну расплавленного металла через фурмы для вдувания твердых материалов, которые проходят вниз и внутрь через боковую стенку резервуара таким образом, что твердые загружаемые материалы, по меньшей мере частично, проникают в слой расплавленного железа в ванне расплавленного металла.
Способ может включать регулирование процесса, включающее регулирование вдувания твердых загружаемых материалов и газа-носителя, для создания интенсивного перемешивания ванны расплавленного металла.
Степень перемешивания ванны расплавленного металла может быть такой, что в ванне имеет место по существу однородная температура.
Способ может включать выведение расплавленного металла и расплавленного шлака как конечных продуктов процесса в виде отдельных технологических потоков.
Способ может представлять собой способ «HIsmelt», как описанный выше.
Способ может представлять собой способ «HIsarna», как описанный выше.
Настоящее изобретение описано далее более подробно с привлечением сопровождающих чертежей, в которых:
Фиг. 1 представляет схематический вид резервуара для прямой плавки, подходящего для варианта осуществления способа прямой плавки согласно настоящему изобретению;
Фиг. 2 представляет фазовую диаграмму состояния трехкомпонентной системы для оксида кальция, оксида алюминия и оксида кремния в шлаке, в одном варианте осуществления способа прямой плавки согласно настоящему изобретению; и
Фиг. 3 представляет фазовую диаграмму состояния псевдотройной системы для шлака, и отдельные графики ликвидуса шлака для двух отмеченных сечений фазовой диаграммы для загружаемого материала с высоким содержанием оксида титана, в одном варианте осуществления способа прямой плавки согласно настоящему изобретению.
Нижеследующее описание приведено в контексте плавки металлсодержащего загружаемого материала в форме титано/железосодержащей руды, более конкретно титаномагнетита, для получения расплавленного железа согласно процессу «HIsmelt». Настоящее изобретение не ограничивается плавкой титаномагнетита и распространяется на плавку любого подходящего металлсодержащего загружаемого материала. В дополнение, настоящее изобретение не ограничивается процессом «HIsmelt» и распространяется на любой способ плавки на основе ванны расплавленного металла, который может создавать необходимые технологические условия. В частности, в качестве примера, настоящее изобретение распространяется на способ «HIsarna», как описанный выше.
Как указано выше, способ «HIsmelt» описан в значительном числе патентов и патентных заявок, поданных от имени заявителя. В качестве примера, способ «HIsmelt» описан в Международной заявке PCT/AU96/00197 от имени заявителя. Содержание описания изобретения к патенту, относящегося к Международной заявке, включено в настоящее описание посредством указанной ссылки.
Способ основывается на применении резервуара 3 для прямой плавки.
Резервуар 3 относится к типу, подробно описанному в Международных заявках PCT/AU2004/000472 и PCT/AU2004/000473 от имени заявителя. Содержание описаний изобретений к патентам, относящихся к этим заявкам, включено в описание настоящей ссылкой.
Резервуар 3 имеет под 51, который включает основание и боковины, сформированные из огнеупорных кирпичей, боковую стенку 53, которая образует в общем цилиндрический барабан, проходящий вверх от боковин пода, и включает верхнюю секцию барабана и нижнюю секцию барабана, крышу 55, дымоход 9 для отходящих газов в верхней секции резервуара 3, копильник 67 для непрерывного выпуска расплавленного металла из резервуара 3 и летку (не показана) для периодического выведения расплавленного шлака из резервуара 3.
При работе резервуар содержит ванну расплавленного металла из железа и шлака, которая включает слой 15 расплавленного металла и слой 16 расплавленного шлака на слое 15 металла. Стрелка, маркированная номером 17, показывает положение условной спокойной поверхности слоя 15 металла, и стрелка, обозначенная номером 19, показывает положение условной спокойной поверхности слоя 16 шлака. Термин «спокойная поверхность» понимается как означающий поверхность, когда отсутствует вдувание газа и твердых материалов в резервуар. Как правило, температура ванны расплавленного металла варьирует в диапазоне 1400-1500°С.
Резервуар 3 оснащен проходящей вниз фурмой 7 с водяным охлаждением для горячего воздушного дутья («HAB»), проходящей в верхнее пространство резервуара 3, и многочисленными фурмами 5 с водяным охлаждением для вдувания твердых материалов, проходящими вниз и внутрь через боковую стенку и в шлак. Фурмы 5 проходят вниз и внутрь под углом 30-60° к вертикали сквозь боковую стенку и в слой 16 шлака в ванне расплавленного металла. Положение фурм 5 выбирают так, чтобы нижние концы были выше спокойной поверхности 17 слоя 15 металла в ванне расплавленного металла.
При работе титаномагнетит, уголь и шлаковые добавки, увлеченные газом-носителем (обычно N2), вдуваются непосредственно в ванну через фурмы 5 для вдувания твердых материалов.
Кинетическая энергия вдуваемых твердых материалов/газа-носителя обусловливает внедрение твердого материала и газа в слой 15 металла. Уголь выделяет летучие компоненты и тем самым создает значительные объемы газа в слое 15 металла. Углерод частично растворяется в металле и частично остается в виде твердого углерода. Оксиды железа в титаномагнетите расплавляются до расплавленного металла, и реакция при расплавлении генерирует газообразный монооксид углерода. Газы, введенные в слой 15 металла и генерированные в результате выделения летучих компонентов и расплавления, создают значительный восходящей поток для подъема расплавленного металла, твердого углерода, непрореагировавшего твердого материала в титаномагнетите (преимущественно TiO2) и шлака (затянутого в слой 15 металла вследствие вдувания твердого материала/газа), из слоя 15 металла, за счет чего создаются перемещение вверх, всплески, капли и потоки расплавленного металла и шлака и увлеченного непрореагировавшего титаномагнетита, и эти всплески, и капли, и потоки увлекают шлак, когда они движутся через слой 16 шлака.
Восходящий поток вышеописанного материала вызывает значительное перемешивание в слое 15 металла и слое 16 шлака, с тем результатом, что слой 16 шлака расширяется в объеме и имеет поверхность, обозначенную стрелкой 30. Степень перемешивания является такой, что в областях металла и шлака имеет место достаточно однородная температура - обычно 1400-1550°С, с вариацией температуры порядка 30°С в каждой области.
В дополнение, перемещение вышеописанного материала вверх распространяется в верхнее пространство 31 резервуара 3, которое находится над ванной расплавленного металла в резервуаре, и:
(а) образует переходную зону 23; и
(b) выбрасывает некоторое количество расплавленного материала (преимущественно шлака) за пределы переходной зоны и на участок боковой стенки резервуара 3, который находится выше переходной зоны 23.
Вообще говоря, слой 16 шлака представляет собой жидкий сплошной объем, с твердым материалом и газовыми пузырьками, и переходная зона 23 представляет собой газообразный сплошной объем с всплесками, каплями и потоками расплавленного металла и шлака. Альтернативно, слой 16 шлака может быть описан как взвесь твердого материала в жидкой фазе с дисперсией газовых пузырьков в жидкой фазе.
Положение фурмы 7 для кислородсодержащего газа и величину расхода потока газа через фурму 7 выбирают таким образом, чтобы кислородсодержащий газ проникал в центральную область переходной зоны 23 и поддерживал по существу свободное от металла/шлака пространство (не показано) вокруг конца фурмы 7. Фурма 7 включает в себя сборный узел, который обеспечивает вихреобразное движение кислородсодержащего газа при вдувании в резервуар.
Вдувание кислородсодержащего газа через фурму 7 обусловливает дожигание реакционных газов СО и Н2 в переходной зоне 23 и в свободном пространстве вокруг конца фурмы 7, и создает высокие температуры порядка 2000°С или выше в газовом объеме. Теплота переносится на взлетающие и падающие обратно всплески, капли и потоки материала из слоя металла, и затем теплота частично передается в слой 15 металла, когда материал падает вниз в слой 15 металла.
Описанный вариант осуществления способа согласно изобретению включает регулирование условий процесса таким образом, что расплавленный шлак находится в пределах выбранного диапазона составов таким образом, что шлак представляет собой расплавленный шлак, как описано здесь, в рабочем температурном диапазоне 1400-1550°С процесса, с высоким кислородным потенциалом и вязкостью в диапазоне 1-5 пуаз, когда температура шлака варьирует в диапазоне 1400-1550°С в резервуаре 3.
Необходимое регулирование условий процесса может быть достигнуто в одном или более чем одном ряду возможных вариантов, включающих, но не ограничивающихся таковыми, регулирование содержания FeO в расплавленном шлаке для достижения требуемого высокого кислородного потенциала, и регулирование содержания СаО в расплавленном шлаке для достижения необходимой вязкости в диапазоне 1-5 пуаз, когда температура шлака варьирует в диапазоне 1400-1550°С в ванне расплавленного металла в резервуаре 3.
Более конкретно, когда используют титаномагнетитовый сырьевой материал, необходимое регулирование условий процесса включает выбор загружаемых материалов и эксплуатационных условий таким образом, что расплавленный шлак имеет следующие компоненты в указанном диапазоне температур 1400-1550°С ванны расплавленного металла:
TiO2: по меньшей мере 15% по весу,
SiO2: по меньшей мере 15% по весу,
СаО: по меньшей мере 15% по весу,
Al2O3: по меньшей мере 10% по весу, и
FeO: по меньшей мере 3% по весу.
Когда используют нормальную железную руду, ограничением процентного содержания TiO2 в шлаке можно пренебречь.
Более конкретно, необходимое регулирование условий процесса включает регулирование состава шлака и рабочей температуры таким образом, что расплавленный шлак находится в состоянии субликвидуса, предпочтительно слегка ниже ликвидуса, для чего состав шлака в указанном диапазоне температур 1400-1550°С является таким, что твердая оксидная фаза выделяется из жидкого шлака в количестве 5-25% по объему шлака. Полученный расплавленный шлак представляет собой взвесь из твердой оксидной фазы в жидкой шлаковой фазе. Осажденная твердая оксидная фаза содействует регулированию вязкости расплавленного шлака, как требуется в описываемом варианте осуществления способа. В дополнение, вязкость расплавленного шлака весьма пригодна для формирования защитного покрытия на огнеупорной футеровке резервуара в контакте со шлаком.
Фиг. 2 представляет собой фазовую диаграмму состояния трехкомпонентной системы для трех основных компонентов шлака из оксида кальция, оксида алюминия и оксида кремния в шлаке, в одном варианте осуществления способа прямой плавки согласно настоящему изобретению. Более конкретно, фазовая диаграмма сосредоточена на двух основных компонентах пустой породы, оксиде алюминия и оксиде кремния, и флюсовой добавке, а именно оксиде кальция. Фазовая диаграмма была выведена из расчетов с использованием FactSage 6.1. Фазовая диаграмма иллюстрирует влияние состава шлака на фазы в шлаке. В частности, из Фиг. 2 можно определить, что, если требуется шлак с более высокой вязкостью (то есть, по меньшей мере 2,5 пуаз), то это может быть достигнуто регулированием состава шлака, например, корректированием добавления оксида кальция, и других условий процесса для осаждения мелилитовой твердой фазы из расплавленного шлака.
Фиг. 3 представляет собой фазовую диаграмму состояния псевдотройной системы для шлака, и отдельные графики ликвидуса шлака для двух отмеченных сечений фазовой диаграммы для загружаемого материала с высоким содержанием оксида титана, в одном варианте осуществления способа прямой плавки согласно настоящему изобретению. Фазовая диаграмма сосредоточена на: (а) трех основных компонентах пустой породы, а именно оксиде алюминия, оксиде магния и оксиде кремния; (b) флюсовой добавке, а именно оксиде кальция; и (с) оксиде титана. Фазовая диаграмма была выведена из исследований сотрудников Университета Квинсленда. Фазовая диаграмма определяет эксплуатационное окно для составов шлака, которые обеспечивают требуемые вязкости шлака (1-5 пуаз) для способа. На Фиг.3 выделены два сечения фазовой диаграммы, и эти сечения показывают значительное изменение температур ликвидуса в пределах выбранных составов. В частности, из этих сечений очевидна значительная степень выделения твердых фаз и тем самым изменение вязкости шлака, когда температура шлака находится в диапазоне температур 1400-1550°С в ванне расплавленного металла в резервуаре 3.
В более общих выражениях, следующие признаки способа, по отдельности или в комбинации, имеют отношение к параметрам регулирования процесса.
(а) Регулирование присутствия шлака, то есть толщины слоя шлака, и/или отношения «шлак/металл» (обычно весовое соотношение «металл/шлак» составляет между 3:1 и 1:1), для баланса между положительным влиянием металла в переходной зоне 23 на теплоперенос и негативным влиянием металла в переходной зоне на дожигание вследствие обратных реакций в переходной зоне 23. Если присутствие шлака слишком мало, воздействие кислорода на металл является слишком сильным, и происходит сокращение возможностей для дожигания. С другой стороны, если присутствие шлака слишком велико, фурма 7 будет погружена в переходную зону 23 и будет иметь место уменьшенное увлечение газа в свободное пространство 25 и снижение эффективности дожигания.
(b) Выбор положения фурмы 7 и регулирование скоростей вдувания кислородсодержащего газа и твердых материалов через фурму 7 и фурмы 5 для сохранения по существу свободной от металла/шлака области вокруг конца фурмы 7 и для формирования переходной зоны 23 вокруг нижней секции фурмы 7.
(с) Регулирование теплопотерь из резервуара в результате разбрызгивания шлака на участки боковой стенки резервуара 3, которые находятся в контакте с переходной зоной 23 и выше переходной зоны 23, корректированием одного или более из:
(i) присутствия шлака; и
(ii) величины расхода потоков, нагнетаемых через фурму 7 и фурмы 5.
Многие модификации описанного выше варианта осуществления настоящего изобретения могут быть сделаны без выхода за пределы смысла и области изобретения.
В качестве примера, в то время как вышеописанный вариант осуществления относится к способу «Hismelt», настоящее изобретение не ограничивается этим и распространяется на любой способ прямой плавки на основе ванны расплавленного металла для получения расплавленного металла из металлсодержащего загружаемого материала в резервуаре для прямой плавки, который имеет мощный фонтан ванны/шлака, генерированный выделением газа в ванне расплавленного металла, причем выделение газа, по меньшей мере частично, является результатом высвобождения летучих компонентов из углеродсодержащего материала в ванну расплавленного металла. Например, одним из таких других способов является процесс «Hisarna».
Claims (18)
1. Способ прямой плавки, включающий подачу (а) железосодержащего материала, (b) твердого углеродсодержащего загружаемого материала и (с) кислородсодержащего газа в резервуар для прямой плавки, содержащий ванну из расплавленного металла и шлака, и проведение прямой плавки металлсодержащего загружаемого материала в резервуаре с созданием продуктов в виде расплавленного металла, расплавленного шлака и отходящего газа, в котором
- регулируют состав шлака и температуру ванны расплавленного металла до температуры ниже температуры ликвидуса шлака так, что твердая оксидная фаза выделяется из жидкой фазы расплавленного шлака, а расплавленный шлак представляет собой взвесь твердого материала и жидкой фазы и имеет вязкость в диапазоне 0,5-5 пуаз в рабочем температурном диапазоне процесса, и
- регулируют вдувание железосодержащего материала и твердого углеродсодержащего загружаемого материала так, что содержание FeO в расплавленном шлаке составляет по меньшей мере 3% по весу.
- регулируют состав шлака и температуру ванны расплавленного металла до температуры ниже температуры ликвидуса шлака так, что твердая оксидная фаза выделяется из жидкой фазы расплавленного шлака, а расплавленный шлак представляет собой взвесь твердого материала и жидкой фазы и имеет вязкость в диапазоне 0,5-5 пуаз в рабочем температурном диапазоне процесса, и
- регулируют вдувание железосодержащего материала и твердого углеродсодержащего загружаемого материала так, что содержание FeO в расплавленном шлаке составляет по меньшей мере 3% по весу.
2. Способ по п. 1, в котором твердый материал в расплавленном шлаке составляет по меньшей мере 5% по весу расплавленного шлака.
3. Способ по п. 2, в котором твердый материал в расплавленном шлаке составляет по меньшей мере 10% по весу расплавленного шлака.
4. Способ по п. 2, в котором твердый материал в расплавленном шлаке составляет менее 30% расплавленного шлака.
5. Способ по п. 2, в котором твердый материал в расплавленном шлаке составляет 15-25% расплавленного шлака.
6. Способ по п. 1, в котором расплавленный шлак имеет вязкость в диапазоне 0,5-5 пуаз, когда температура шлака варьирует в диапазоне 1400-1550°С в резервуаре для прямой плавки.
7. Способ по п. 1, который включает регулирование отношения концентраций железа в шлаке к углероду в металле на уровне 2:1.
8. Способ по п. 1, который включает регулирование отношения концентраций железа в шлаке к углероду в металле на уровне менее 1,5:1.
9. Способ по п. 1, который включает регулирование отношения концентраций железа в шлаке к углероду в металле на уровне от 1:1 до 1,3:1.
10. Способ по п. 1, в котором расплавленный шлак имеет высокий кислородный потенциал, сравнительно с доменной печью.
11. Способ по п. 10, в котором содержание FeO в расплавленном шлаке составляет по меньшей мере 4% по весу.
12. Способ по п. 10, в котором содержание FeO в расплавленном шлаке составляет по меньшей мере 5% по весу.
13. Способ по п. 1, в котором содержание углерода в расплавленном шлаке составляет по меньшей мере 3% по весу.
14. Способ по п. 13, в котором содержание углерода в расплавленном шлаке составляет по меньшей мере 4% по весу.
15. Способ по п. 1, в котором вязкость расплавленного шлака составляет 0,5-4 пуаз.
16. Способ по п. 15, в котором вязкость расплавленного шлака составляет 0,5-3 пуаз.
17. Способ по п. 15, в котором вязкость расплавленного шлака составляет более 2,5 пуаз.
18. Способ по п. 1, в котором осуществляют интенсивное перемешивание ванны расплавленного металла.
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| AU2010904166A AU2010904166A0 (en) | 2010-09-15 | Direct Smelting Process | |
| AU2010904166 | 2010-09-15 | ||
| PCT/AU2011/001194 WO2012034184A1 (en) | 2010-09-15 | 2011-09-15 | Direct smelting process |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2013116982A RU2013116982A (ru) | 2014-10-20 |
| RU2591925C2 true RU2591925C2 (ru) | 2016-07-20 |
Family
ID=45830875
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2013116982/02A RU2591925C2 (ru) | 2010-09-15 | 2011-09-15 | Способ прямой плавки |
Country Status (14)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US10000821B2 (ru) |
| EP (1) | EP2616562B1 (ru) |
| JP (1) | JP5877838B2 (ru) |
| KR (1) | KR101903434B1 (ru) |
| CN (1) | CN103108967B (ru) |
| AU (1) | AU2011301784B2 (ru) |
| BR (1) | BR112013006130B1 (ru) |
| CA (1) | CA2811123C (ru) |
| ES (1) | ES2847874T3 (ru) |
| NZ (1) | NZ608909A (ru) |
| PL (1) | PL2616562T3 (ru) |
| RU (1) | RU2591925C2 (ru) |
| UA (1) | UA111829C2 (ru) |
| WO (1) | WO2012034184A1 (ru) |
Families Citing this family (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2012034184A1 (en) | 2010-09-15 | 2012-03-22 | Technological Resources Pty. Limited | Direct smelting process |
| WO2014015364A1 (en) * | 2012-07-25 | 2014-01-30 | Technological Resources Pty. Limited | Starting a smelting process |
| FI127188B (en) * | 2015-04-10 | 2018-01-15 | Outotec Finland Oy | METHOD AND ORGANIZATION FOR USING A METALLURGICAL OVEN AND COMPUTER SOFTWARE PRODUCT |
| CN105314897B (zh) * | 2015-11-26 | 2017-09-26 | 鞍山钢铁集团公司矿渣开发公司 | 一种利用铁尾矿调整高炉渣粘度系数的方法 |
| CN114672602B (zh) * | 2022-04-15 | 2023-06-06 | 黑龙江建龙钢铁有限公司 | 一种焦炉煤气气基竖炉冶炼钒钛矿-电炉熔分深还原的方法 |
| JP2025525352A (ja) | 2022-06-15 | 2025-08-05 | ニューコア・コーポレーション | 金属－スラグ界面における周辺コールドゾーンの管理を伴う直接浴製錬方法 |
| EP4669778A1 (en) | 2023-02-21 | 2025-12-31 | Nucor Corporation | DIRECT METALLURGICAL BATH MELTING PROCESS WITH RAPID DIP OF MELTED MATERIAL IN A HOT GAS EFFLUENT |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US3522356A (en) * | 1968-05-27 | 1970-07-28 | Leonard E Olds | Electric furnace corona melting process |
| WO2004065641A1 (en) * | 2003-01-24 | 2004-08-05 | Ausmelt Limited | An improved smelting process for the production of iron |
| RU2344179C2 (ru) * | 2006-05-05 | 2009-01-20 | Общество С Ограниченной Ответственностью Промышленная Компания "Технология Металлов" | Способ непрерывной переработки содержащих оксиды железа материалов и агрегат для его осуществления |
| RU2008135487A (ru) * | 2008-09-04 | 2010-03-10 | Общество с ограниченной ответственностью "Ариком" (RU) | Способ металлизации титаномагнетитовых концентратов с получением железных гранул и титанованадиевого шлака |
Family Cites Families (33)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US2865734A (en) * | 1955-07-19 | 1958-12-23 | British Iron Steel Research | Treatment of metal-containing materials |
| US3850615A (en) * | 1970-11-24 | 1974-11-26 | Du Pont | Method of ilmenite reduction |
| US3765868A (en) | 1971-07-07 | 1973-10-16 | Nl Industries Inc | Method for the selective recovery of metallic iron and titanium oxide values from ilmenites |
| SU713919A1 (ru) * | 1977-05-20 | 1980-02-05 | Gurov Nikolaj A | Шихта дл производства железофлюса и способ его получени |
| JPH0240723B2 (ja) | 1986-03-28 | 1990-09-13 | Kawasaki Steel Co | Funjokosekikaranoyojukinzokuseizohoho |
| CN1021572C (zh) * | 1988-11-18 | 1993-07-14 | 张延龄 | 炽热黄磷炉渣制成矿棉的方法 |
| CN1022332C (zh) * | 1990-12-31 | 1993-10-06 | 沈阳冶炼厂 | 一种提高粗铅含金量的方法 |
| JPH05239521A (ja) | 1992-03-02 | 1993-09-17 | Sumitomo Metal Ind Ltd | 溶銑の製造方法 |
| US5746805A (en) * | 1995-07-18 | 1998-05-05 | Metallgesellschaft Aktiengesellschaft | Process for the continuous manufacture of steel |
| AUPO944697A0 (en) | 1997-09-26 | 1997-10-16 | Technological Resources Pty Limited | A method of producing metals and metal alloys |
| AUPP805599A0 (en) * | 1999-01-08 | 1999-02-04 | Technological Resources Pty Limited | A direct smelting process |
| AUPQ205799A0 (en) | 1999-08-05 | 1999-08-26 | Technological Resources Pty Limited | A direct smelting process |
| AUPQ213099A0 (en) * | 1999-08-10 | 1999-09-02 | Technological Resources Pty Limited | Pressure control |
| JP4548916B2 (ja) | 1999-09-14 | 2010-09-22 | 株式会社Adeka | 水性樹脂組成物 |
| AUPQ308799A0 (en) * | 1999-09-27 | 1999-10-21 | Technological Resources Pty Limited | A direct smelting process |
| JP4581136B2 (ja) | 1999-11-02 | 2010-11-17 | 株式会社アステック入江 | 酸化鉄の溶融還元方法 |
| IT1306746B1 (it) * | 1999-11-10 | 2001-10-02 | Ct Sviluppo Materiali Spa | Procedimento di trasformazione in continuo di materiali al fine diottenere prodotti di composizione controllata, ed apparecchiatura |
| AUPQ599400A0 (en) * | 2000-03-03 | 2000-03-23 | Technological Resources Pty Limited | Direct smelting process and apparatus |
| JP2003105452A (ja) | 2001-09-28 | 2003-04-09 | Kobe Steel Ltd | 還元金属の製造方法 |
| FI117748B (fi) | 2001-10-15 | 2007-02-15 | Stora Enso Oyj | Pakkauksen kansi, sen valmistusmenetelmä sekä kannella suljettu pakkaus |
| JP4153281B2 (ja) | 2002-10-08 | 2008-09-24 | 株式会社神戸製鋼所 | 酸化チタン含有スラグの製造方法 |
| JP4295544B2 (ja) * | 2003-04-09 | 2009-07-15 | 株式会社神戸製鋼所 | 冶金用改質炭の製造方法、ならびに冶金用改質炭を用いた還元金属および酸化非鉄金属含有スラグの製造方法 |
| WO2005024074A1 (en) * | 2003-09-05 | 2005-03-17 | Promet Engineers Pty Ltd | Process for extracting crystalline titanium oxides |
| CN100529110C (zh) * | 2004-01-30 | 2009-08-19 | 技术资源有限公司 | 炼铁和炼钢 |
| JP4781813B2 (ja) | 2005-12-28 | 2011-09-28 | 新日本製鐵株式会社 | 溶鉄の製造方法 |
| WO2007121536A1 (en) * | 2006-04-24 | 2007-11-01 | Technological Resources Pty. Limited | Pressure control in direct smelting process |
| RU2382089C1 (ru) | 2008-05-27 | 2010-02-20 | Общество с ограниченной ответственностью "Научно-экологическое предприятие ЭКОСИ" | Способ переработки бедных железомарганцевых руд и концентратов с получением сплава углевосстановительным процессом |
| DE102009031568A1 (de) | 2009-06-29 | 2010-12-30 | Fraunhofer-Gesellschaft zur Förderung der angewandten Forschung e.V. | Verfahren zur Erzeugung eines elektronischen Systems, Verfahren zur Erzeugung einer Freiformfläche mit einem solchen System, sowie elektronisches System und Freiformflächen mit einem solchen System |
| CN101701770B (zh) * | 2009-11-19 | 2012-02-08 | 武汉钢铁(集团)公司 | 高炉初渣实验方法及初渣实验炉 |
| MX378162B (es) * | 2010-05-18 | 2025-03-10 | Tata Steel Ltd | Proceso de fundicion directa. |
| CN102127610B (zh) * | 2010-08-19 | 2012-09-05 | 董亚飞 | 一种铁矿石直接熔融还原炼铁设备及炼钢工艺 |
| WO2012034184A1 (en) | 2010-09-15 | 2012-03-22 | Technological Resources Pty. Limited | Direct smelting process |
| BR102013026712A2 (pt) * | 2012-10-17 | 2014-09-30 | Warb Trust No 1 Trust 13337 99 | Processo par a preparação de uma nova composição de ligação dotada de propriedades de resistência à água e de dureza aprimoradas |
-
2011
- 2011-09-15 WO PCT/AU2011/001194 patent/WO2012034184A1/en not_active Ceased
- 2011-09-15 JP JP2013528471A patent/JP5877838B2/ja active Active
- 2011-09-15 NZ NZ608909A patent/NZ608909A/en not_active IP Right Cessation
- 2011-09-15 ES ES11824363T patent/ES2847874T3/es active Active
- 2011-09-15 KR KR1020137009586A patent/KR101903434B1/ko active Active
- 2011-09-15 CA CA2811123A patent/CA2811123C/en active Active
- 2011-09-15 RU RU2013116982/02A patent/RU2591925C2/ru active
- 2011-09-15 BR BR112013006130A patent/BR112013006130B1/pt active IP Right Grant
- 2011-09-15 US US13/823,308 patent/US10000821B2/en active Active
- 2011-09-15 AU AU2011301784A patent/AU2011301784B2/en active Active
- 2011-09-15 CN CN201180044656.8A patent/CN103108967B/zh active Active
- 2011-09-15 UA UAA201304514A patent/UA111829C2/uk unknown
- 2011-09-15 EP EP11824363.3A patent/EP2616562B1/en active Active
- 2011-09-15 PL PL11824363T patent/PL2616562T3/pl unknown
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US3522356A (en) * | 1968-05-27 | 1970-07-28 | Leonard E Olds | Electric furnace corona melting process |
| WO2004065641A1 (en) * | 2003-01-24 | 2004-08-05 | Ausmelt Limited | An improved smelting process for the production of iron |
| RU2344179C2 (ru) * | 2006-05-05 | 2009-01-20 | Общество С Ограниченной Ответственностью Промышленная Компания "Технология Металлов" | Способ непрерывной переработки содержащих оксиды железа материалов и агрегат для его осуществления |
| RU2008135487A (ru) * | 2008-09-04 | 2010-03-10 | Общество с ограниченной ответственностью "Ариком" (RU) | Способ металлизации титаномагнетитовых концентратов с получением железных гранул и титанованадиевого шлака |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| AU2011301784A1 (en) | 2013-05-02 |
| AU2011301784B2 (en) | 2015-01-22 |
| KR20130137631A (ko) | 2013-12-17 |
| US10000821B2 (en) | 2018-06-19 |
| CN103108967B (zh) | 2015-06-17 |
| UA111829C2 (uk) | 2016-06-24 |
| EP2616562A4 (en) | 2017-05-24 |
| PL2616562T3 (pl) | 2021-05-17 |
| CA2811123C (en) | 2018-06-26 |
| CN103108967A (zh) | 2013-05-15 |
| NZ608909A (en) | 2015-02-27 |
| US20130180361A1 (en) | 2013-07-18 |
| CA2811123A1 (en) | 2012-03-22 |
| EP2616562A1 (en) | 2013-07-24 |
| ES2847874T3 (es) | 2021-08-04 |
| JP5877838B2 (ja) | 2016-03-08 |
| EP2616562B1 (en) | 2020-11-25 |
| KR101903434B1 (ko) | 2018-10-02 |
| JP2013537259A (ja) | 2013-09-30 |
| BR112013006130A2 (pt) | 2016-06-07 |
| WO2012034184A1 (en) | 2012-03-22 |
| RU2013116982A (ru) | 2014-10-20 |
| BR112013006130B1 (pt) | 2018-09-04 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| RU2105069C1 (ru) | Способ восстановительной плавки металлургического сырья | |
| RU2591925C2 (ru) | Способ прямой плавки | |
| AU4272500A (en) | Start-up procedure for direct smelting process | |
| CZ280147B6 (cs) | Způsob zvýšeného vnášení energie k úspoře elektrické energie v elektrických obloukových pecích pro výrobu oceli | |
| CA2603121A1 (en) | Operation of iron oxide recovery furnace for energy savings, volatile metal removal and slag control | |
| RU2573849C2 (ru) | Способ прямой плавки | |
| AU2013296127B2 (en) | Starting a smelting process | |
| ES2874814T3 (es) | Proceso de fundición directa para alimentación de alto contenido de azufre | |
| ES2249014T3 (es) | Procedimiento de fusion directa. | |
| WO1989001532A1 (fr) | Procede et four de reduction par fusion d'une matiere de depart au chrome | |
| RU2346057C2 (ru) | Усовершенствованный способ плавки для получения железа | |
| JP4630031B2 (ja) | 酸化鉄含有鉄原料の還元・溶解方法 | |
| CN121285641A (zh) | 用于在熔炼设备中生产渗碳熔融金属的工艺和实施所述工艺的设备 | |
| MXPA00009410A (en) | A direct smelting process | |
| MXPA00002928A (en) | Direct smelting process for producing metals from metal oxides |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PC41 | Official registration of the transfer of exclusive right |
Effective date: 20181112 |