RU2717621C1 - Способ восстановления чугуна с применением вихревого перемешивания расплава - Google Patents

Способ восстановления чугуна с применением вихревого перемешивания расплава Download PDF

Info

Publication number
RU2717621C1
RU2717621C1 RU2019107880A RU2019107880A RU2717621C1 RU 2717621 C1 RU2717621 C1 RU 2717621C1 RU 2019107880 A RU2019107880 A RU 2019107880A RU 2019107880 A RU2019107880 A RU 2019107880A RU 2717621 C1 RU2717621 C1 RU 2717621C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
iron
slag
mixing
induction furnace
molten iron
Prior art date
Application number
RU2019107880A
Other languages
English (en)
Inventor
Тинань Чжан
Янь Лю
Чжихэ Доу
Цзыму Чжан
Гочжи Лв
Original Assignee
Норсистерн Юниверсити
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Норсистерн Юниверсити filed Critical Норсистерн Юниверсити
Application granted granted Critical
Publication of RU2717621C1 publication Critical patent/RU2717621C1/ru

Links

Images

Classifications

    • 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
    • C21C1/00—Refining of pig-iron; Cast iron
    • C21C1/04—Removing impurities other than carbon, phosphorus or sulfur
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C21—METALLURGY OF IRON
    • C21B—MANUFACTURE OF IRON OR STEEL
    • C21B11/00—Making pig-iron other than in blast furnaces
    • C21B11/10—Making pig-iron other than in blast furnaces in electric furnaces
    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05B—ELECTRIC HEATING; ELECTRIC LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; CIRCUIT ARRANGEMENTS FOR ELECTRIC LIGHT SOURCES, IN GENERAL
    • H05B6/00—Heating by electric, magnetic or electromagnetic fields
    • H05B6/02—Induction heating
    • H05B6/06—Control, e.g. of temperature, of power
    • H05B6/067—Control, e.g. of temperature, of power for melting furnaces
    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05B—ELECTRIC HEATING; ELECTRIC LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; CIRCUIT ARRANGEMENTS FOR ELECTRIC LIGHT SOURCES, IN GENERAL
    • H05B6/00—Heating by electric, magnetic or electromagnetic fields
    • H05B6/02—Induction heating
    • H05B6/34—Arrangements for circulation of melts
    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05B—ELECTRIC HEATING; ELECTRIC LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; CIRCUIT ARRANGEMENTS FOR ELECTRIC LIGHT SOURCES, IN GENERAL
    • H05B6/00—Heating by electric, magnetic or electromagnetic fields
    • H05B6/02—Induction heating
    • H05B6/36—Coil arrangements
    • H05B6/367—Coil arrangements for melting furnaces
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C21—METALLURGY OF IRON
    • C21B—MANUFACTURE OF IRON OR STEEL
    • C21B2300/00—Process aspects
    • C21B2300/02—Particular sequence of the process steps
    • 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
    • Y02P10/25—Process efficiency

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Metallurgy (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Manufacture And Refinement Of Metals (AREA)
  • Manufacture Of Iron (AREA)
  • Refinement Of Pig-Iron, Manufacture Of Cast Iron, And Steel Manufacture Other Than In Revolving Furnaces (AREA)
  • Waste-Gas Treatment And Other Accessory Devices For Furnaces (AREA)
  • Furnace Details (AREA)

Abstract

Изобретение относится к металлургии и может быть использовано для восстановления чугуна с применением вихревого перемешивания расплава. Чугун помещают в индукционную печь и нагревают до расплавленного состояния с образованием жидкого чугуна, жидкий чугун перемешивают в центре с образованием вихря, у которого отношение высоты к диаметру составляет 0,5-2,5, при этом перемешивание не прекращают, в центр вихря вдувают железосодержащие минералы, восстановитель и шлакообразующие компоненты, измельченные и перемешанные друг с другом с массовым соотношением 1:(0,1-0,15):(0,25-0,4), с осуществлением реакции восстановления, при этом после получения жидкого чугуна и шлака перемешивание прекращают с одновременным образованием отходящего газа, жидкий чугун и шлак выводят слоями, а отходящий газ выпускают после обработки. Изобретение позволяет создать эффективную технологию недоменного получения чугуна, увеличить степень восстановления железосодержащих минералов более 95,5%, при этом процент содержания железа в шлаке составит менее 0,35% по массе. 8 з.п. ф-лы, 1 ил.

Description

Область техники
Настоящее изобретение относится к области металлургических технологий, и, в частности, оно относится к способу восстановления чугуна с применением вихревого перемешивания расплава.
Уровень техники
Наряду с многолетним быстрым развитием, отмечается стремительное развитие сталелитейной промышленности Китая, уже обеспечивающей более 40% стали мира. Однако из-за избытка производственных мощностей в сталелитейной области и регулярного ужесточения требований в отношении охраны окружающей среды важнейший приоритет имеют вопросы касательно того, как снизить расходы и улучшить производственные условия. Технологии производства чугуна в качестве сырья для сталеплавильного производства уже являются крайне развитыми, при этом основным производством чугуна в Китае является доменное производство чугуна. Суть доменного производства чугуна заключается в процессе восстановления железа, при этом с помощью кокса в качестве горючего и восстановителя железо в железной руде или в сырье для производства чугуна в условиях высокой температуры восстанавливается из оксида или минералогической формы в жидкий чугун.
В условиях жесткого экономического положения доменный завод применяет различные меры в целях поддержания постоянного снижения расходов на обработку доменного чугуна, и требования к показателям работы доменной печи в основном выражаются в повышении температуры потока газа доменной печи, увеличении коэффициента использования угольного газа, снижении топливного коэффициента и продлении срока службы доменной печи. Кроме того, степень развития технологии доменного производства чугуна позволила стабилизировать расходы на производство чугуна. Улучшение отдельных условий может изменить себестоимость доменного чугуна только в небольшом диапазоне, и величина прибыли очень низкая.
В доменном производстве коэффициент использования восстановителя оказывает большое влияние на производственные затраты, а продолжительность производственного цикла является важным аспектом, влияющим на стоимость производимого чугуна, поэтому за счет эффективного повышения коэффициента использования восстановителя и сокращения производственного цикла можно снижать себестоимость чугуна, а также влиять на все расходы сталеварения. Традиционным восстановителем в доменном производстве чугуна в основном является антрацитовая пыль, которая вдувается в доменную печь посредством фурмы. Низкая плотность угольной пыли позволяет большому количеству угольной пыли плавать на поверхности в процессе реакции, и хорошая реакция с оксидами железа представляется невозможной. Коэффициент использования угольной пыли является сравнительно низким, а образующийся дымовой газ содержит большое количество непрореагировавшей пыли, поэтому не только имеют место напрасные расходы сырья, но и оказывается неблагоприятное воздействие на атмосферу и окружающую среду в области площадки.
Следовательно, необходимо найти новый способ введения, чтобы повысить коэффициент использования восстановителя, сократить период реакции и улучшить окружающую среду в области площадки. Перемешивание KR в основном используется в процессе сталеварения на этапе предварительной обработки жидкого чугуна и предназначено для смешивания обессеривающей добавки и жидкого чугуна, чтобы облегчить процесс обессеривания. В случае использования перемешивающих лопастей KR в процессе производства чугуна при перемешивании происходит втягивание угольной пыли, благодаря чему коэффициент использования восстановителя может быть значительно повышен.
В патентном документе с номером 201210104356.0 предложен новый способ перемешивания KR с обессериванием, который включает обессеривание жидкого чугуна перед конвертером; посредством вращения мешалки происходит перемешивание, чтобы обессеривающая добавка на поверхности жидкого чугуна втягивалась в жидкий чугун для обессеривания смеси, но при этом ничего не говорится о получении чугуна. В патентном документе с номером 201110185831.7 предложен способ вторичной переработки железа со шлаковыми включениями с применением обессеривания с перемешиванием KR. Железо со шлаковыми включениями после обессеривания с перемешиванием KR перерабатывается для выплавки стали, и при этом ничего не говорится о получении чугуна. В патентном документе с номером 201410040360.4 предложена усовершенствованная система доменного производства чугуна. При условии обеспечения достижения эффективного усовершенствования передачи температуры горячего воздуха в доменном производстве чугуна, снижается масштаб комплектации конвекционной печи, уменьшается занимаемая площадь, снижается объем капиталовложений, уменьшается энергоемкость и расходы при производстве чугуна, но при этом ничего не говорится о системе производства чугуна с применением перемешивания.
Суть изобретения
С учетом существующих недостатков, касающихся способов введения восстановителя в доменную печь и его низкого коэффициента использования, согласно настоящему изобретению предложен способ восстановления чугуна с применением вихревого перемешивания расплава. В этом способе непосредственно используют индукционную печь с перемешивающими лопастями, при этом за счет перешивания в центре перемешиваемый расплав закручивают с образованием вихря, и порошкообразные железосодержащее сырье, восстановитель и шлакообразующие компоненты после добавления в центр вихря немедленно втягиваются в ванну расплавленного металла и полностью смешиваются с расплавом, а также вступают в реакцию, вследствие чего железосодержащие оксиды быстро восстанавливаются.
Для достижения вышеуказанной цели согласно настоящему изобретению применяется нижеследующее техническое решение:
Способ восстановления чугуна с применением вихревого перемешивания расплава, включающий следующие этапы, на которых:
(1) чугун помещают в индукционную печь и нагревают до расплавленного состояния с образованием жидкого чугуна, при этом обеспечивают температуру жидкого чугуна ≥1450°C; при этом введенное количество указанного чугуна составляет 5-20% от объема корпуса индукционной печи;
(2) жидкий чугун перемешивают с образованием вихря, у которого отношение высоты к диаметру составляет 0,5-2,5, при этом перемешивание не прекращают;
(3) в центр вихря вдувают железосодержащие минералы, восстановитель и шлакообразующие компоненты с осуществлением реакции восстановления, при этом после получения жидкого чугуна и шлака перемешивание прекращают, и с одновременным образованием отходящего газа; при этом массовое соотношение железосодержащих минералов, восстановителя и шлакообразующих компонентов составляет 1:(0,1-0,15):(0,25-0,4);
(4) жидкий чугун и шлак выводят слоями, а отходящий газ выпускают после обработки.
На этапе (1) расплавленный чугун используют для обеспечения нагревательной среды.
На этапе (1) обеспечение температуры жидкого чугуна ≥1450°C предусматривает нагревание самой индукционной печи.
На этапе (1) индукционная печь содержит отверстие для выпуска шлака и отверстие для выпуска жидкого чугуна, при этом отверстие для выпуска жидкого чугуна выполнено в нижней части одной стороны индукционной печи, а отверстие для выпуска шлака выполнено в верхней части другой стороны индукционной печи.
Индукционная печь снабжена перемешивающими лопастями, системой подъема перемешивающих лопастей, оборудованием для вдувания порошкообразного материала, корпусом вентилятора, системой газоочистки, рекуперационной системой и промывной колонной; перемешивающие лопасти расположены внутри индукционной печи; система подъема перемешивающих лопастей соединена с перемешивающими лопастями; оборудование для вдувания порошкообразного материала установлено в верхней части одной стороны индукционной печи; корпус вентилятора расположен над индукционной печью; входное отверстие системы газоочистки выполнено в сообщении с корпусом вентилятора посредством трубопровода; входное отверстие рекуперационной системы выполнено в сообщении с выходным отверстием системы газоочистки посредством трубопровода; входное отверстие промывной колонны выполнено в сообщении с выходным отверстием рекуперационной системы посредством трубопровода; выходное отверстие промывной колонны выполнено в сообщении с атмосферой; систему подъема перемешивающих лопастей применяют для замены перемешивающих лопастей.
Материалом перемешивающих лопастей является углеродный материал.
Перемешивающие лопасти представляют собой графитовые перемешивающие лопасти.
На этапе (2) перемешивание включает введение отрегулированных перемешивающих лопастей на
Figure 00000001
высоты уровня жидкого чугуна с осуществлением перемешивания в центре, при этом скорость перемешивания в центре составляет 50-200 об/мин.
На этапе (3) железосодержащие минералы, восстановитель и шлакообразующие компоненты после измельчения с перемешиванием вдувают в центр вихря посредством оборудования для вдувания порошкообразного материала.
На этапе (3) в качестве железосодержащих минералов используют железную руду.
На этапе (3) в качестве восстановителя используют угольную пыль.
На этапе (3) в качестве шлакообразующих компонентов используют оксид кальция.
На этапе (3) в реакции восстановления степень восстановления железосодержащих минералов составляет ≥95,5%, а процент содержания железа в шлаке составляет ≤0,35% по массе.
На этапе (3) в состав шлака в основном входит CaO, SiO2 и Al2O3.
На этапе (4) в индукционной печи верхний слой представляет собой шлак, а нижний слой представляет собой жидкий чугун, при этом шлак выводят через отверстие для выпуска шлака, а жидкий чугун выводят через отверстие для выпуска жидкого чугуна.
На этапе (4) отходящий газ поступает в систему газоочистки через корпус вентилятора; после очистительной обработки рекуперационная система рекуперирует отходящее тепло; в конце промывная колонна поглощает вредный газ, содержащийся в газе, и выпускает очищенный газ в атмосферу по достижении требований к выпускаемому газу.
Основные реакции, проводимые в процессе восстановления чугуна:
FexOy+yC=yCO+xFe
FexOy+yCO=yCO2+xFe
FexOy+y/2C=y/2CO2+xFe
Полезные эффекты настоящего изобретения:
(1) Реагирующие материалы, такие как железосодержащие минералы, восстановитель и шлакообразующие компоненты, напрямую добавляются в центр вихря, образующегося при перемешивании поверхности расплава, и немедленно втягиваются в ванну расплавленного металла; за счет втягивания реагирующих материалов при перемешивании может обеспечиваться полный контакт, ускоряться ход реакции и сокращаться цикл производства чугуна.
(2) Лопасти для механического перемешивания сделаны из углеродного материала, и после изнашивания в результате перемешивания их можно разбить, чтобы повторно использовать в качестве восстановителя.
(3) Поскольку способ характеризуется простым процессом осуществления, малыми капиталовложениями, энергосбережением, безопасностью в отношении окружающей среды и низкой себестоимостью, а также обладает высокой экономической ценностью и значительно повышает коэффициент использования восстановителя, то он является высокоэффективной технологией недоменного производства чугуна.
(4) Степень восстановления железосодержащих минералов в этом способе составляет ≥95,5%, а процент содержания железа в шлаке составляет ≤0,35% по массе.
Описание прилагаемых графических материалов
На фигуре 1 представлено схематическое изображение конструкции системы индукционной печи, в которой применяется способ согласно настоящему изобретению, при этом: 1 - отверстие для выпуска шлака; 2 - отверстие для выпуска жидкого чугуна; 3 - графитовые перемешивающие лопасти; 4 - система подъема перемешивающих лопастей; 5 - оборудование для вдувания порошкообразного материала; 6 - корпус вентилятора; 7 - система газоочистки; 8 - рекуперационная система; 9 - промывная колонна.
Конкретный способ осуществления
Ниже настоящее изобретение дополнительно подробно описано с помощью вариантов осуществления.
Вариант осуществления 1
На фиг. 1 приведено схематическое изображение конструкции системы индукционной печи, используемой в этом варианте осуществления.
Способ восстановления чугуна с применением вихревого перемешивания расплава, включающий следующие этапы, на которых:
(1) чугун помещают в индукционную печь и нагревают до расплавленного состояния с образованием жидкого чугуна, при этом обеспечивают температуру жидкого чугуна 1450°C, с обеспечением нагревательной среды; при этом введенное количество чугуна составляет 5% от объема корпуса индукционной печи;
(2) отрегулированные графитовые перемешивающие лопасти 3 вводят на 1/3 высоты уровня жидкого чугуна с осуществлением перемешивания в центре, при этом скорость перемешивания составляет 50 об/мин; формируют вихрь с отношением высоты к диаметру 0,5, при этом перемешивание не прекращают;
В зависимости от степени износа графитовых перемешивающих лопастей 3 перемешивающие лопасти заменяют посредством системы 4 подъема перемешивающих лопастей, а изношенные графитовые перемешивающие лопасти 3 разбивают для повторного использования в качестве восстановителя;
(3) в центр вихря посредством оборудования 5 для вдувания порошкообразного материала вдувают железную руду, угольную пыль и оксид кальция, измельченные и перемешанные друг с другом в массовом соотношении 1:0,1:0,25, с осуществлением реакции восстановления, при этом после получения жидкого чугуна и шлака перемешивание прекращают, и с одновременным образованием отходящего газа;
(4) в индукционной печи нижний слой представляет собой жидкий чугун, а верхний слой представляет собой шлак, при этом в состав шлака в основном входит CaO, SiO2 и Al2O3, при этом жидкий чугун в виде нижнего слоя выпускают через отверстие 2 для выпуска жидкого чугуна, а шлак в виде верхнего слоя выпускают через отверстие 1 для выпуска шлака; степень восстановления железной руды составляет 96,5%, а содержание железа в шлаке составляет 0,3%; отходящий газ, образующийся в результате реакции, поступает в систему 7 газоочистки через корпус 6 вентилятора; после очистительной обработки рекуперационная система 8 рекуперирует отходящее тепло; наконец, промывная колонна 9 поглощает вредный газ, содержащийся в газе, и выпускает очищенный газ в атмосферу по достижении требований к выпускаемому газу.
Вариант осуществления 2
На фиг. 1 приведено схематическое изображение конструкции системы индукционной печи, используемой в этом варианте осуществления.
Способ восстановления чугуна с применением вихревого перемешивания расплава, включающий следующие этапы, на которых:
(1) чугун помещают в индукционную печь и нагревают до расплавленного состояния с образованием жидкого чугуна, при этом обеспечивают температуру жидкого чугуна 1550°C, с обеспечением нагревательной среды; при этом введенное количество указанного чугуна составляет 15% от объема корпуса индукционной печи;
(2) отрегулированные графитовые перемешивающие лопасти вводят на 1/2 высоты уровня жидкого чугуна с осуществлением перемешивания в центре, при этом скорость перемешивания составляет 200 об/мин; формируют вихрь с отношением высоты к диаметру 2,5, при этом перемешивание не прекращают;
В зависимости от степени износа графитовых перемешивающих лопастей 3 перемешивающие лопасти заменяют посредством системы 4 подъема перемешивающих лопастей;
(3) в центр вихря посредством оборудования 5 для вдувания порошкообразного материала вдувают железную руду, угольную пыль и оксид кальция, измельченные и перемешанные друг с другом в массовом соотношении 1:0,15:0,4, с осуществлением реакции восстановления, при этом после получения жидкого чугуна и шлака перемешивание прекращают, и с одновременным образованием отходящего газа;
(4) в индукционной печи нижний слой представляет собой жидкий чугун, а верхний слой представляет собой шлак, при этом в состав шлака в основном входит CaO, SiO2 и Al2O3, при этом жидкий чугун в виде нижнего слоя выпускают через отверстие 2 для выпуска жидкого чугуна, а шлак в виде верхнего слоя выпускают через отверстие 1 для выпуска шлака; степень восстановления железной руды составляет 95,5%, а содержание железа в шлаке составляет 0,35%; отходящий газ, образующийся в результате реакции, поступает в систему 7 газоочистки через корпус 6 вентилятора; после очистительной обработки рекуперационная система 8 рекуперирует отходящее тепло; наконец, промывная колонна 9 поглощает вредный газ, содержащийся в газе, и выпускает очищенный газ в атмосферу по достижении требований к выпускаемому газу.
Вариант осуществления 3
На фиг. 1 приведено схематическое изображение конструкции системы индукционной печи, используемой в этом варианте осуществления.
Способ восстановления чугуна с применением вихревого перемешивания расплава, включающий следующие этапы, на которых:
(1) чугун помещают в индукционную печь и нагревают до расплавленного состояния с образованием жидкого чугуна, при этом обеспечивают температуру жидкого чугуна 1500°C, с обеспечением нагревательной среды; при этом введенное количество указанного чугуна составляет 20% от объема корпуса индукционной печи;
(2) отрегулированные графитовые перемешивающие лопасти вводят на 1/2 высоты уровня жидкого чугуна с осуществлением перемешивания в центре, при этом скорость перемешивания составляет 100 об/мин; формируют вихрь с отношением высоты к диаметру 1,0, при этом перемешивание не прекращают;
В зависимости от степени износа графитовых перемешивающих лопастей 3 перемешивающие лопасти заменяют посредством системы 4 подъема перемешивающих лопастей;
(3) в центр вихря посредством оборудования 5 для вдувания порошкообразного материала вдувают железную руду, угольную пыль и оксид кальция, измельченные и перемешанные друг с другом в массовом соотношении 1:0,12:0,3, с осуществлением реакции восстановления, при этом после получения жидкого чугуна и шлака перемешивание прекращают, и с одновременным образованием отходящего газа;
(4) в индукционной печи нижний слой представляет собой жидкий чугун, а верхний слой представляет собой шлак, при этом в состав шлака в основном входит CaO, SiO2 и Al2O3, при этом жидкий чугун в виде нижнего слоя выпускают через отверстие 2 для выпуска жидкого чугуна, а шлак в виде верхнего слоя выпускают через отверстие 1 для выпуска шлака; степень восстановления железной руды составляет 96,2%, а содержание железа в шлаке составляет 0,32%; отходящий газ, образующийся в результате реакции, поступает в систему 7 газоочистки через корпус 6 вентилятора; после очистительной обработки рекуперационная система 8 рекуперирует отходящее тепло; наконец, промывная колонна 9 поглощает вредный газ, содержащийся в газе, и выпускает очищенный газ в атмосферу по достижении требований к выпускаемому газу.
Вариант осуществления 4
На фиг. 1 приведено схематическое изображение конструкции системы индукционной печи, используемой в этом варианте осуществления.
Способ восстановления чугуна с применением вихревого перемешивания расплава, включающий следующие этапы, на которых:
(1) чугун помещают в индукционную печь и нагревают до расплавленного состояния с образованием жидкого чугуна, при этом обеспечивают температуру жидкого чугуна 1480°C, с обеспечением нагревательной среды; при этом введенное количество указанного чугуна составляет 10% от объема корпуса индукционной печи;
(2) отрегулированные графитовые перемешивающие лопасти вводят на 1/3 высоты уровня жидкого чугуна с осуществлением перемешивания в центре, при этом скорость перемешивания составляет 150 об/мин; формируют вихрь с отношением высоты к диаметру 1,5, при этом перемешивание не прекращают;
В зависимости от степени износа графитовых перемешивающих лопастей 3 перемешивающие лопасти заменяют посредством системы 4 подъема перемешивающих лопастей;
(3) в центр вихря посредством оборудования 5 для вдувания порошкообразного материала вдувают железную руду, угольную пыль и оксид кальция, измельченные и перемешанные друг с другом в массовом соотношении 1:0,14:0,35, с осуществлением реакции восстановления, при этом после получения жидкого чугуна и шлака перемешивание прекращают, и с одновременным образованием отходящего газа;
(4) в индукционной печи нижний слой представляет собой жидкий чугун, а верхний слой представляет собой шлак, при этом в состав шлака в основном входит CaO, SiO2 и Al2O3, при этом жидкий чугун в виде нижнего слоя выпускают через отверстие 2 для выпуска жидкого чугуна, а шлак в виде верхнего слоя выпускают через отверстие 1 для выпуска шлака; степень восстановления железной руды составляет 95,8%, а содержание железа в шлаке составляет 0,33%; отходящий газ, образующийся в результате реакции, поступает в систему 7 газоочистки через корпус 6 вентилятора; после очистительной обработки рекуперационная система 8 рекуперирует отходящее тепло; наконец, промывная колонна 9 поглощает вредный газ, содержащийся в газе, и выпускает очищенный газ в атмосферу по достижении требований к выпускаемому газу.

Claims (13)

1. Способ восстановления чугуна с вихревым перемешиванием расплава, отличающийся тем, что он включает следующие этапы, на которых:
(1) чугун вводят в индукционную печь и нагревают до расплавленного состояния с образованием жидкого чугуна, при этом обеспечивают температуру жидкого чугуна ≥1450°C, при этом введенное количество указанного чугуна составляет 5-20% от объема корпуса индукционной печи;
(2) жидкий чугун перемешивают с образованием вихря, у которого отношение высоты к диаметру составляет 0,5-2,5, и перемешивание не прекращают;
(3) в центр вихря вдувают железосодержащие минералы, восстановитель и шлакообразующие компоненты с осуществлением реакции восстановления, при этом перемешивание прекращают после получения жидкого чугуна и шлака с одновременным образованием отходящего газа, при этом массовое соотношение железосодержащих минералов, восстановителя и шлакообразующих компонентов составляет 1:(0,1-0,15):(0,25-0,4);
(4) жидкий чугун и шлак выводят слоями, а отходящий газ выпускают после обработки.
2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что используемая на этапе (1) индукционная печь содержит отверстие для выпуска шлака и отверстие для выпуска жидкого чугуна, при этом отверстие для выпуска жидкого чугуна выполнено в нижней части одной стороны индукционной печи, а отверстие для выпуска шлака выполнено в верхней части другой стороны индукционной печи, при этом индукционная печь снабжена перемешивающими лопастями, системой подъема перемешивающих лопастей, оборудованием для вдувания порошкообразного материала, корпусом вентилятора, системой газоочистки, рекуперационной системой и промывной колонной, перемешивающие лопасти расположены внутри индукционной печи, при этом система подъема перемешивающих лопастей соединена с перемешивающими лопастями, оборудование для вдувания порошкообразного материала установлено в верхней части одной стороны индукционной печи, корпус вентилятора расположен над индукционной печью, входное отверстие системы газоочистки выполнено в сообщении с корпусом вентилятора посредством трубопровода, входное отверстие рекуперационной системы выполнено в сообщении с выходным отверстием системы газоочистки посредством трубопровода, входное отверстие промывной колонны выполнено в сообщении с выходным отверстием рекуперационной системы посредством трубопровода; выходное отверстие промывной колонны выполнено в сообщении с атмосферой, а систему подъема перемешивающих лопастей применяют для замены перемешивающих лопастей.
3. Способ по п.2, отличающийся тем, что перемешивающие лопасти представляют собой графитовые перемешивающие лопасти.
4. Способ по п.2, отличающийся тем, что на этапе (2) перемешивание включает введение отрегулированных перемешивающих лопастей на
Figure 00000002
высоты уровня жидкого чугуна с осуществлением перемешивания в центре, при этом скорость перемешивания в центре составляет 50-200 об/мин.
5. Способ по п. 1, отличающийся тем, что на этапе (3) железосодержащие минералы, восстановитель и шлакообразующие компоненты после измельчения с перемешиванием вдувают в центр вихря посредством оборудования для вдувания порошкообразного материала.
6. Способ по п. 1, отличающийся тем, что на этапе (3) железосодержащие минералы представляют собой железную руду, восстановитель представляет собой угольную пыль, а шлакообразующие компоненты представляют собой оксид кальция.
7. Способ по п. 1, отличающийся тем, что на этапе (3) в реакции восстановления степень восстановления железосодержащих минералов составляет ≥95,5%, а процент содержания железа в шлаке составляет ≤0,35% по массе.
8. Способ по п. 2, отличающийся тем, что на этапе (4) в индукционной печи верхний слой представляет собой шлак, а нижний слой представляет собой жидкий чугун, при этом шлак выводят через отверстие для выпуска шлака, а жидкий чугун выводят через отверстие для выпуска жидкого чугуна.
9. Способ по п. 2, отличающийся тем, что на этапе (4) отходящий газ поступает в систему газоочистки через корпус вентилятора, после очистительной обработки рекуперационная система рекуперирует отходящее тепло, в конце промывная колонна поглощает вредный газ, содержащийся в газе, и выпускает очищенный газ в атмосферу по достижении требований к выпускаемому газу.
RU2019107880A 2016-09-27 2017-04-28 Способ восстановления чугуна с применением вихревого перемешивания расплава RU2717621C1 (ru)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201610854514.2 2016-09-27
CN201610854514.2A CN106435080B (zh) 2016-09-27 2016-09-27 一种涡流搅拌熔融还原炼铁方法
PCT/CN2017/082308 WO2018058951A1 (zh) 2016-09-27 2017-04-28 一种涡流搅拌熔融还原炼铁方法

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2717621C1 true RU2717621C1 (ru) 2020-03-24

Family

ID=58169427

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2019107880A RU2717621C1 (ru) 2016-09-27 2017-04-28 Способ восстановления чугуна с применением вихревого перемешивания расплава

Country Status (11)

Country Link
US (1) US11091816B2 (ru)
EP (1) EP3476952B1 (ru)
JP (1) JP6752542B2 (ru)
KR (1) KR102134202B1 (ru)
CN (1) CN106435080B (ru)
AU (1) AU2017333110B2 (ru)
CA (1) CA3031308C (ru)
ES (1) ES2787451T3 (ru)
GB (1) GB2567770B (ru)
RU (1) RU2717621C1 (ru)
WO (1) WO2018058951A1 (ru)

Families Citing this family (20)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN106435080B (zh) * 2016-09-27 2019-01-08 东北大学 一种涡流搅拌熔融还原炼铁方法
CN109913656A (zh) * 2019-04-11 2019-06-21 东北大学 一种高铁高钛赤泥回收铁和钛及直接水泥化的方法
CN110066922A (zh) * 2019-04-11 2019-07-30 东北大学 高铁高钛赤泥生产钛铁合金副产水泥熟料的方法
CN110055366A (zh) * 2019-04-11 2019-07-26 东北大学 一种利用钛铁矿直接冶炼钛铁合金的方法
CN109913604B (zh) * 2019-04-11 2021-02-26 东北大学 一种高铁赤泥提铁及直接水泥化的方法
CN110066921A (zh) * 2019-04-11 2019-07-30 东北大学 一种赤泥脱碱生产钛铁合金和水泥熟料的方法
CN109913655A (zh) * 2019-04-11 2019-06-21 东北大学 一种赤泥回收钠、铁和钛同时熔融渣直接水泥化的方法
CN110055365A (zh) * 2019-04-11 2019-07-26 东北大学 一种钙化-碳化高铁赤泥回收铁及尾渣水泥化的方法
CN110066923A (zh) * 2019-04-11 2019-07-30 东北大学 赤泥综合回收低熔点金属、铁、钒及熔融渣水泥化的方法
CN109970368A (zh) * 2019-04-11 2019-07-05 东北大学 一种高铁赤泥涡流熔融还原脱碱提铁直接水泥化的方法
CN110551865A (zh) * 2019-09-17 2019-12-10 天津达亿冶金技术研究有限公司 利用感应加热和喷吹处理富锰渣炉铁水的系统与工艺
JP7306277B2 (ja) * 2020-01-20 2023-07-11 住友金属鉱山株式会社 廃電池からの有価金属回収方法
CN111250518B (zh) * 2020-02-21 2022-03-11 江苏沙钢集团有限公司 一种kr脱硫渣高效资源化利用的方法
CN111394534B (zh) * 2020-02-21 2021-05-18 东北大学 一种连续熔融还原炼铁的方法
CN111206133A (zh) * 2020-02-21 2020-05-29 东北大学 一种连续熔融还原炼铁的装置
CN113174492A (zh) * 2021-04-28 2021-07-27 东北大学 一种处理熔融铜渣的侧顶复合喷吹熔融还原炉
CN113186367B (zh) * 2021-04-28 2022-10-04 东北大学 一种处理高铁赤泥的底顶复合喷吹熔融还原炉的使用方法
CN113174456B (zh) * 2021-04-28 2022-10-04 东北大学 一种底顶复合吹熔融还原高铁赤泥的综合利用方法
CN114959148A (zh) * 2022-05-25 2022-08-30 刘绍祥 一种电炉炼铁方法
CN115029510B (zh) * 2022-06-20 2023-07-04 山东钢铁股份有限公司 一种基于kr搅拌桨寿命期内动态参数调整的脱硫方法

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU933719A1 (ru) * 1980-11-26 1982-06-07 Донецкий научно-исследовательский институт черной металлургии Устройство дл обработки расплава реагентом
CN1147017A (zh) * 1995-05-18 1997-04-09 技术资源有限公司 高效熔炼还原方法
JP2009114506A (ja) * 2007-11-07 2009-05-28 Nisshin Steel Co Ltd 溶融金属撹拌用インペラおよびそれを備える溶融金属撹拌装置
RU2556195C2 (ru) * 2010-01-07 2015-07-10 Ниссин Стил Ко., Лтд. Способ обработки с механическим перемешиванием хромсодержащего расплавленного железа

Family Cites Families (21)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3251681A (en) * 1962-11-06 1966-05-17 Amagasaki Iron & Steel Mfg Co Method of stirring a molten metal in a transfer ladle
US3861660A (en) * 1973-03-05 1975-01-21 Kennecott Copper Corp Pyrometallurgical system with fluid cooled stirrer
CN1033276C (zh) * 1993-05-12 1996-11-13 中国科学院化工冶金研究所 煤-氧-矿-熔剂复合喷射铁浴造气炼铁的工艺及所用的喷枪
JPH0797640A (ja) * 1993-09-30 1995-04-11 Nippon Light Metal Co Ltd アルミニウム精製における凝固界面の検出方法
CN1308464C (zh) * 2000-09-14 2007-04-04 杰富意钢铁股份有限公司 精炼剂以及精炼方法
US6693947B1 (en) * 2002-09-25 2004-02-17 D. L. Schroeder & Associates Method to protect the anode bottoms in batch DC electric arc furnace steel production
GB0313886D0 (en) 2003-06-16 2003-07-23 Jha Animesh Extraction route for Ti02 and alumina from bauxite and bauxitic residues,and titaniferrous deposits and wastes
US20060228294A1 (en) * 2005-04-12 2006-10-12 Davis William H Process and apparatus using a molten metal bath
JP5166804B2 (ja) * 2007-09-19 2013-03-21 株式会社神戸製鋼所 溶鉄製造方法
US8475561B2 (en) * 2008-03-25 2013-07-02 Kobe Steel, Ltd. Method for producing molten iron
CN101348842B (zh) * 2008-08-19 2010-08-25 昆明理工大学 一种氧气顶吹熔融还原炼铁方法
CN101519706A (zh) * 2009-02-24 2009-09-02 上海大学 底吹氢气熔融还原铁矿石的方法及其装置
CN201463594U (zh) * 2009-07-03 2010-05-12 首钢总公司 一种熔融还原炼铁用组合喷枪
CN102146493B (zh) * 2010-02-05 2013-05-29 鞍钢股份有限公司 一种电磁感应炉喷吹co2脱碳的洁净钢冶炼方法
CN101956038B (zh) * 2010-10-09 2012-10-31 董亚飞 一种铁矿石熔融还原低碳炼铁和炼钢工艺方法及装置
CN102268514A (zh) 2011-07-04 2011-12-07 首钢京唐钢铁联合有限责任公司 一种kr脱硫渣铁回收利用方法
CN102643945A (zh) 2012-04-10 2012-08-22 莱芜钢铁集团有限公司 一种新型kr脱硫搅拌方法
CN103740873B (zh) 2014-01-27 2015-12-02 中冶东方工程技术有限公司 一种高炉炼铁系统
US10138892B2 (en) * 2014-07-02 2018-11-27 Molten Metal Equipment Innovations, Llc Rotor and rotor shaft for molten metal
CN105567988A (zh) * 2016-03-15 2016-05-11 东北大学 一种搅拌卷入煤粉还原铜渣的方法
CN106435080B (zh) * 2016-09-27 2019-01-08 东北大学 一种涡流搅拌熔融还原炼铁方法

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU933719A1 (ru) * 1980-11-26 1982-06-07 Донецкий научно-исследовательский институт черной металлургии Устройство дл обработки расплава реагентом
CN1147017A (zh) * 1995-05-18 1997-04-09 技术资源有限公司 高效熔炼还原方法
JP2009114506A (ja) * 2007-11-07 2009-05-28 Nisshin Steel Co Ltd 溶融金属撹拌用インペラおよびそれを備える溶融金属撹拌装置
RU2556195C2 (ru) * 2010-01-07 2015-07-10 Ниссин Стил Ко., Лтд. Способ обработки с механическим перемешиванием хромсодержащего расплавленного железа

Also Published As

Publication number Publication date
EP3476952A4 (en) 2019-08-21
US20190230746A1 (en) 2019-07-25
CA3031308A1 (en) 2018-04-05
GB201902233D0 (en) 2019-04-03
US11091816B2 (en) 2021-08-17
AU2017333110B2 (en) 2020-02-27
KR20180125572A (ko) 2018-11-23
GB2567770A (en) 2019-04-24
JP6752542B2 (ja) 2020-09-09
EP3476952A1 (en) 2019-05-01
JP2019527304A (ja) 2019-09-26
CN106435080A (zh) 2017-02-22
EP3476952B1 (en) 2020-02-05
CA3031308C (en) 2021-06-15
ES2787451T3 (es) 2020-10-16
WO2018058951A1 (zh) 2018-04-05
CN106435080B (zh) 2019-01-08
GB2567770B (en) 2021-10-06
KR102134202B1 (ko) 2020-07-15
AU2017333110A1 (en) 2019-01-31

Similar Documents

Publication Publication Date Title
RU2717621C1 (ru) Способ восстановления чугуна с применением вихревого перемешивания расплава
TW577928B (en) Refining agent and refining method
CN109022644B (zh) 一种全三脱工艺中炉渣脱硫脱磷协同铁素回收的方法
CN104789718A (zh) 一种钢铁渣的回收利用方法
EP4108785A1 (en) Continuous smelting reduction ironmaking method
JP6729720B2 (ja) 電気炉
CN103468848A (zh) 一种高温铁浴处理高铁赤泥的方法
CN110073161B (zh) 电炉
CN105506226A (zh) 一种在铁水罐内进行铁水预脱硅、预脱碳和预脱磷的方法
CN112080598A (zh) 综合利用钢铁冶炼炉渣资源的方法及系统和高炉渣罐
CN104109735B (zh) 一种lf精炼渣除硫及冶金内循环利用的工艺方法
JP2015017290A (ja) フェロニッケルの脱硫方法
CN103382526A (zh) 一种用于直接炼铅熔炼还原炉喷吹气体的方法与装置
CN103642986A (zh) 双叶片铁水脱硫复合搅拌器
AU2017333111B2 (en) Method of removing carbon in copper-containing molten iron by using vortex to draw in limestone
RU2727491C2 (ru) Способ и устройство для обработки железосодержащего сырья с использованием печи для плавки в жидкой ванне
JPS63105914A (ja) 溶銑の精錬処理方法
WO2018058953A1 (zh) 一种喷吹co2脱除高碳含铜铁水中碳的方法
JP5807370B2 (ja) 溶銑の脱硫方法
JP5439208B2 (ja) 高炉鋳床における溶銑の脱珪方法
JPS6183876A (ja) 製鋼、脱リンスラグの処理方法
JP2012241246A (ja) フェロニッケルの脱硫方法
JPS6183877A (ja) 製鋼、脱リンスラグの処理方法
CN110551865A (zh) 利用感应加热和喷吹处理富锰渣炉铁水的系统与工艺
CN109136469A (zh) 一种喷粉搅拌脱硫装置