RU2727491C2 - Способ и устройство для обработки железосодержащего сырья с использованием печи для плавки в жидкой ванне - Google Patents

Способ и устройство для обработки железосодержащего сырья с использованием печи для плавки в жидкой ванне Download PDF

Info

Publication number
RU2727491C2
RU2727491C2 RU2017133474A RU2017133474A RU2727491C2 RU 2727491 C2 RU2727491 C2 RU 2727491C2 RU 2017133474 A RU2017133474 A RU 2017133474A RU 2017133474 A RU2017133474 A RU 2017133474A RU 2727491 C2 RU2727491 C2 RU 2727491C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
iron
furnace
bath
oxygen
water jacket
Prior art date
Application number
RU2017133474A
Other languages
English (en)
Other versions
RU2017133474A (ru
RU2017133474A3 (ru
Inventor
Тао ЦИ
Линюнь И
Дэшэн ЧЭНЬ
Лина ВАН
Хунсинь ЧЖАО
Яхуэй ЛЮ
Вэйцзин ВАН
Хундун ЮЙ
Original Assignee
Инститьют Оф Проусес Энжиниринг, Чайниз Экэдеми Оф Сайенсиз
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 Инститьют Оф Проусес Энжиниринг, Чайниз Экэдеми Оф Сайенсиз filed Critical Инститьют Оф Проусес Энжиниринг, Чайниз Экэдеми Оф Сайенсиз
Publication of RU2017133474A publication Critical patent/RU2017133474A/ru
Publication of RU2017133474A3 publication Critical patent/RU2017133474A3/ru
Application granted granted Critical
Publication of RU2727491C2 publication Critical patent/RU2727491C2/ru

Links

Images

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C21—METALLURGY OF IRON
    • C21B—MANUFACTURE OF IRON OR STEEL
    • C21B11/00—Making pig-iron other than in blast furnaces
    • C21B11/08—Making pig-iron other than in blast furnaces in hearth-type furnaces
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C21—METALLURGY OF IRON
    • C21B—MANUFACTURE OF IRON OR STEEL
    • C21B13/00—Making spongy iron or liquid steel, by direct processes
    • C21B13/0006—Making spongy iron or liquid steel, by direct processes obtaining iron or steel in a molten state
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C21—METALLURGY OF IRON
    • C21B—MANUFACTURE OF IRON OR STEEL
    • C21B11/00—Making pig-iron other than in blast 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
    • C21B—MANUFACTURE OF IRON OR STEEL
    • C21B13/00—Making spongy iron or liquid steel, by direct processes
    • C21B13/006—Starting from ores containing non ferrous metallic oxides
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C21—METALLURGY OF IRON
    • C21B—MANUFACTURE OF IRON OR STEEL
    • C21B13/00—Making spongy iron or liquid steel, by direct processes
    • C21B13/10—Making spongy iron or liquid steel, by direct processes in hearth-type furnaces
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C21—METALLURGY OF IRON
    • C21B—MANUFACTURE OF IRON OR STEEL
    • C21B3/00—General features in the manufacture of pig-iron
    • C21B3/02—General features in the manufacture of pig-iron by applying additives, e.g. fluxing agents
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F27—FURNACES; KILNS; OVENS; RETORTS
    • F27D—DETAILS OR ACCESSORIES OF FURNACES, KILNS, OVENS, OR RETORTS, IN SO FAR AS THEY ARE OF KINDS OCCURRING IN MORE THAN ONE KIND OF FURNACE
    • F27D3/00—Charging; Discharging; Manipulation of charge
    • F27D3/16—Introducing a fluid jet or current into the charge
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C21—METALLURGY OF IRON
    • C21B—MANUFACTURE OF IRON OR STEEL
    • C21B2100/00—Handling of exhaust gases produced during the manufacture of iron or steel
    • C21B2100/40—Gas purification of exhaust gases to be recirculated or used in other metallurgical processes
    • C21B2100/42—Sulphur removal
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C21—METALLURGY OF IRON
    • C21B—MANUFACTURE OF IRON OR STEEL
    • C21B2100/00—Handling of exhaust gases produced during the manufacture of iron or steel
    • C21B2100/40—Gas purification of exhaust gases to be recirculated or used in other metallurgical processes
    • C21B2100/44—Removing particles, e.g. by scrubbing, dedusting
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C21—METALLURGY OF IRON
    • C21B—MANUFACTURE OF IRON OR STEEL
    • C21B2100/00—Handling of exhaust gases produced during the manufacture of iron or steel
    • C21B2100/60—Process control or energy utilisation in the manufacture of iron or steel
    • C21B2100/66—Heat exchange
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C21—METALLURGY OF IRON
    • C21B—MANUFACTURE OF IRON OR STEEL
    • C21B2200/00—Recycling of non-gaseous waste material
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F27—FURNACES; KILNS; OVENS; RETORTS
    • F27D—DETAILS OR ACCESSORIES OF FURNACES, KILNS, OVENS, OR RETORTS, IN SO FAR AS THEY ARE OF KINDS OCCURRING IN MORE THAN ONE KIND OF FURNACE
    • F27D3/00—Charging; Discharging; Manipulation of charge
    • F27D3/16—Introducing a fluid jet or current into the charge
    • F27D2003/162—Introducing a fluid jet or current into the charge the fluid being an oxidant or a fuel
    • F27D2003/163—Introducing a fluid jet or current into the charge the fluid being an oxidant or a fuel the fluid being an oxidant
    • F27D2003/164—Oxygen
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P10/00—Technologies related to metal processing
    • Y02P10/10—Reduction of greenhouse gas [GHG] emissions
    • Y02P10/134—Reduction of greenhouse gas [GHG] emissions by avoiding CO2, e.g. using hydrogen

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Metallurgy (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Manufacture And Refinement Of Metals (AREA)

Abstract

Изобретение относится к способу и устройству для обработки железосодержащего сырья с использованием печи для плавки в жидкой ванне. Железосодержащее сырье смешивают с восстановителем и добавкой, смесь загружают в печь для плавки в жидкой ванне. Продувают воздухом, обогащенным кислородом, ванну и осуществляют плавку при температуре 1200-1600°C. При этом в железосодержащем сырье, содержащем TFe, VOи TiO, массовая доля TFe составляет 30-65%, массовая доля VOсоставляет 0-2,0% и массовая доля TiOсоставляет 0-35%. Добавка представляет собой по меньшей мере один элемент, выбранный из группы, состоящей из карбоната натрия, сульфата натрия, хлорида натрия, бората натрия, гидрокарбоната натрия и доломита. Массовое соотношение железосодержащего сырья и восстановителя составляет 100:(20-60). Изобретение обеспечивает высокое качество продукта, низкое энергопотребление, низкое загрязнение окружающей среды, эффективное и полное использование железосодержащего ресурса. 2 н. и 3 з.п. ф-лы, 1 табл., 2 ил.

Description

Область техники
• Настоящее изобретение относится к области металлургической технологии и полного использования минеральных ресурсов, в частности, относится к способу и устройству для обработки железосодержащего сырья с использованием печи для плавки в жидкой ванне.
Предшествующий уровень техники
• В мировом масштабе в настоящее время способы обработки железосодержащего сырья являются следующими. (1) Способ с использованием доменной печи и конвертера включает множество составных частей: спекание/гранулирование, коксование, доменную печь и конвертер и т. д. Вспомогательные процессы коксования, спекания и подобные характеризуются высокими затратами энергии и составляют приблизительно от 60% до 70% затрат энергии на производство стали и приводят к серьезному загрязнению окружающей среды. Поэтому вспомогательные процессы являются первым объектом управления природоохранной деятельностью. В «Плане модификации и развития сталелитейной промышленности» (“Adjusting and Promoting Plan of the Steel Industry”) Китай делает «усиление НИОКР и испытания технологии процесса очистки с использованием нового способа плавки и производства стали, очистки и прямой прокатки без доменной печи» ключевой задачей для содействия экономии энергии и снижению вредных выбросов сталелитейной промышленности. (2) В способе с использованием карусельной печи и электрической печи нагревание карусельной печи полностью основывается на передаче тепла излучением. Кроме того, пламя обжига и отходящий газ вообще не могут входить в контакт со слоем материала, содержащего углеродные гранулы. Эффективность передачи тепла низка, а эффект восстановления является нежелательным. Кроме того, оборудование аналогично кольцевой печи для нагрева, характеризующейся сложной структурой, высокими эксплуатационными затратами, высокими требованиями по контролю производства и нестабильным качеством продукции. Материал, предварительно восстановленный посредством карусельной печи, затем плавят и разделяют с помощью электрической печи с целью отделения железа от шлака. (3) В способе с использованием восстановления и сортировки с помолом железосодержащее сырье восстанавливают в твердом состоянии для достаточного восстановления оксида железа до металлического железа, которое растет до определенной степени зернистости. Затем проводят тонкий помол и сортировку для получения железа и шлака. Для такого способа необходимо, чтобы степень металлизации процесса восстановления превышала 90%, а железные зерна должны вырастать до определенной степени зернистости. Поэтому часто происходят такие случаи, как коррозия восстановительного оборудования и кольцеобразование. Кроме того, в отношении масштаба производства способ с использованием восстановления и сортировки с помолом не может быть сравним со способом с использованием доменной печи и способом с использованием восстановления и разделения посредством плавки. Способ с использованием восстановления и сортировки с помолом сложен для реализации в промышленности. Таким образом, все существующие технологические процессы требуют двух стадий или даже множества стадий для достижения эффективного разделения железа и шлака и имеют такие недостатки, как длительность процесса, высокие капиталовложения, высокие затраты, серьезное загрязнение окружающей среды, низкое качество продукции и подобные.
Краткое описание
• Одним объектом настоящего изобретения является то, что с учетом недостатков существующего способа плавки железосодержащего сырья, впервые предлагается способ обработки железосодержащего сырья с использованием печи для плавки в жидкой ванне. Способ характеризуется кратковременным процессом, высокой эффективностью реакции, низким загрязнением окружающей среды и имеет широкие перспективы применения.
• Другим объектом настоящего изобретения является обеспечение устройства для обработки железосодержащего сырья с использованием печи для плавки в жидкой ванне, характеризующегося простотой устройства, легкостью в эксплуатации, пригодностью к внедрению в промышленность и отличным результатом плавки, получаемым посредством простой плавки.
• Техническое решение настоящего изобретения обеспечивает способ обработки железосодержащего сырья с использованием печи для плавки в жидкой ванне. Железосодержащее сырье и восстановитель смешивают и загружают в печь для плавки в жидкой ванне. В ванну продувают обогащенный кислород. Плавку проводят при температуре от 1200 до 1600ºC.
• Настоящее изобретение дополнительно включает следующие предпочтительные технические решения.
• В предпочтительном решении добавку, железосодержащее сырье и восстановитель смешивают и загружают в печь для плавки в жидкой ванне.
• В предпочтительном решении массовое соотношение железосодержащего сырья и восстановителя составляет 100:(20-60).
• В предпочтительном решении время плавки составляет 0,5-4 часа.
• В предпочтительном решении массовое соотношение железосодержащего сырья, добавки и восстановителя составляет 100:(0-60):(20-60).
• В предпочтительном решении добавка представляет собой один или более элементов, выбранных из группы, состоящей из карбоната натрия, сульфата натрия, хлорида натрия, бората натрия, гидрокарбоната натрия, известняка и доломита.
• В предпочтительном решении восстановитель представляет собой один или более элементов, выбранных из группы, состоящей из антрацита, битуминозного угля, лигнита и кокса.
• В предпочтительном решении в железосодержащем сырье массовая доля TFe составляет 30%-65%.
•В предпочтительном решении в железосодержащем сырье массовая доля V2O5 составляет 0%-2,0%.
• В предпочтительном решении в железосодержащем сырье массовая доля TiO2 составляет 0%-35%.
• В предпочтительном решении в обогащенном кислороде концентрация по объему кислорода составляет 40%-80%.
• Настоящее изобретение позволяет непосредственно обрабатывать шихту с содержанием влаги 6%-8%.
• Традиционный способ плавки требует загрузки в печь сухого материала. Однако настоящее изобретение позволяет вводить в процесс шихту с содержанием влаги 6%-8%.
• В предпочтительном решении молярное соотношение атомов кислорода в обогащенном кислороде и атомов углерода в восстановителе составляет 0,4-1,0.
• В настоящем изобретении сырье можно непосредственно загружать в плавильную печь для плавки без перемешивания и гранулирования.
• Однако сырье можно также загружать в плавильную печь для плавки после гранулирования.
• Металлическое железо и печной шлак, образуемые посредством плавки, разделяются на два слоя, при этом нижний слой представляет собой металлическое расплавленное железо, а верхний слой представляет собой печной шлак.
• Расплавленное железо выгружают через вывод 18 для металла печи с боковым дутьем обогащенного кислорода для плавки в жидкой ванне. Затем проводят процесс литья железа или производства стали.
• Печной шлак выгружают через вывод 17 для шлака печи с боковым дутьем обогащенного кислорода для плавки в жидкой ванне. Затем проводят процесс извлечения ценных компонентов.
• Дым и отходящий газ проходят через регенерацию отходящего тепла и улавливание пыли. Пыль возвращается для рециркулирования в качестве железосодержащего материала. Отходящий газ выводится после удаления серы до соответствия стандарту.
• В настоящем изобретении дополнительно предусматривается устройство для обработки железосодержащего сырья с использованием печи для плавки в жидкой ванне. Фурма 3 для обогащенного кислорода установлена на 0,3-0,6 м ниже поверхности ванны и находится на боковой стенке ванны.
• Специальное расположение фурмы 3 для обогащенного кислорода обеспечивает интенсивное перемешивание расплава, выход газовой фазы продуктов реакции и сгорание топлива.
• В предпочтительном решении под 2 расположен на 0,8-1,2 м ниже фурмы 3 для обогащенного кислорода.
• В поде находятся два слоя, т. е. слой металла и слой печного шлака. Два слоя непрерывно выгружаются из вывода для металла и вывода для шлака соответственно.
• В предпочтительном решении печь для плавки в жидкой ванне содержит стальную водяную рубашку 10, расположенную в верхней части ванной печи, медную водяную рубашку 5, расположенную в средней части ванной печи, и под 2, расположенный в нижней части ванной печи. Медная водяная рубашка 5 и/или стальная водяная рубашка 10 снабжена/снабжены вводом 7 для подачи. Стальная водяная рубашка 10 снабжена выводом 9 для дыма. Нижняя часть медной водяной рубашки 5 снабжена фурмой 3 для обогащенного кислорода. Верхняя часть медной водяной рубашки 5 снабжена вторичной фурмой 6. Стальная водяная рубашка 10 снабжена третичной фурмой 8. Боковая стенка пода 2 снабжена выводом 17 для шлака и выводом 18 для металла.
• Во время процесса плавки расплав интенсивно перемешивается для быстрого расплавления и равномерного распределения сырья в расплаве.
• Положительные эффекты настоящего изобретения.
• В существующей технологии для достижения эффективного отделения железа от шлака необходимы две стадии или даже множество стадий.
• Настоящее изобретение позволяет исключить стадии спекания, коксования и подобные, требуемые в способе с использованием доменной печи. Энергопотребление и издержки на охрану окружающей среды значительно снижаются. Настоящее изобретение также отличается от способов «карусельной печи и разделения посредством плавки» и «восстановления и сортировки с помолом», которые требуют двух стадий, включая восстановление и разделение посредством плавки/сортировку с помолом для достижения отделения железа от шлака. Настоящее изобретение имеет значительные преимущества более кратковременного процесса, высокой эффективности реакции, низких производственных затрат, низкого загрязнения окружающей среды, широких перспектив применения и т. д.
• Настоящее изобретение имеет возможность применения большого спектра сырья. Подготовка материала проста. Ванная печь способна перерабатывать все типы шихты со сложными составами, включая частично кусковый материал. Нет необходимости в глубокой осушке шихты (материал с содержанием влаги 6%-8% можно загружать в печь).
• С использованием шахтной плавки с обогащенным кислородом высокой концентрации хотя и появляется небольшое количество потерь тепла по медной водяной рубашке с боковой стенки печи, нормальная плавка продолжится после пополнения небольшим количеством топлива.
• Корпус ванной печи прост, рационален и характеризуется стабильной и надежной работой.
• Со структурой медной водяной рубашки цикл капитального ремонта печи может достигать 1,5-2 лет.
• Сопутствующее оборудование ванной печи с боковым дутьем является простым и требует малых капиталовложений.
• Кроме того, в качестве топлива для ванной печи можно использовать низкокачественный уголь, что удовлетворяет link:the ситуации link:of Китая. Потребление топлива мало и работа проста.
• При помощи настоящего изобретения одновременно достигается восстановление железа из железосодержащего сырья и плавка и отделение железа от шлака, при этом непосредственно образуются чугун и шлак. Поэтому высоко энергозатратные и серьезно загрязняющие окружающую среду стадии спекания/гранулирования, коксования и т.д., требуемые в традиционном способе доменной печи, исключаются. В то же время две стадии «восстановления и разделения посредством плавки/сортировки с помолом» в способах без использования доменной печи, в том числе «карусельной печи и разделения посредством плавки» и «восстановления и сортировки с помолом» и т.д., упрощаются. Обеспечивается новая технология для эффективного и полного использования железосодержащего ресурса, имеющая широкие перспективы применения.
Краткое описание графических материалов
• Фигура 1 представляет собой пример схемы технологического процесса способа обработки железосодержащего сырья с использованием печи для плавки в жидкой ванне по настоящему изобретению.
• Фигура 2 представляет собой вид спереди устройства, представляющего собой печь для плавки в жидкой ванне по настоящему изобретению.
• На графических материалах: 1-основание; 2-под; 3-фурма для обогащенного кислорода; 4,5-медная водяная рубашка; 6-вторичная фурма; 7-ввод для подачи; 8- третичная фурма; 9- вывод для дыма; 10-стальная водяная рубашка; 17-вывод для шлака; 18-вывод для металла.
Подробное описание изобретения
• Настоящее изобретение дополнительно описывается посредством включения конкретных вариантов осуществления, приведенных далее.
• Вариант осуществления 1
• Разработана печь с боковым дутьем, в которой размер пода составляет 1400×2600 мм, а площадь пода составляет 3,64 м2. Обе стороны печи соответственно снабжены четырьмя основными фурмами. Положения вывода для шлака и вывода для металла спроектированы для обеспечения того, чтобы глубина слоя шлака составляла 1000 мм, а глубина слоя металла составляла 300 мм. Четыре вторичные фурмы предусмотрены на 1200 мм выше поверхности жидкости слоя шлака в ванне, соответственно с обеих сторон. Три третичные фурмы предусмотрены на 1000 мм выше вторичных фурм, соответственно с обеих сторон. Предусмотрены ввод для подачи Φ300 мм и вывод для дыма размером 400×400 мм.
• В описанной выше печи для плавки в жидкой ванне проведено испытание.
• Сто частей железосодержащего сырья № 1 равномерно смешивали с двадцатью частями доломита и сорока частями кокса в грануляторе с вращающимся барабаном. Добавляли воду так, что содержание влаги в материале составляло 8%. Образовывались гранулы с диаметром в диапазоне 5 мм-10 мм. Гранулированный материал добавляли в печь с боковым дутьем для плавки в жидкой ванне со скоростью пять тонн в час. Температуру плавки поддерживали в диапазоне 1400±50ºC. Концентрация O2 в обогащенном кислороде, вдуваемом из основной фурмы, составляла 60%. Давление обогащенного кислорода составляло 0,6 МПа. Расход составлял 4000 м3/ч при н. у. Время плавки составляло три часа. При указанных выше условиях могли достигаться восстановление железа, плавка и отделение железа от шлака. Степень чистоты полученного железа составляла 94,5%, а степень извлечения железа составляла 94,6%.
• Вариант осуществления 2
• Печь для плавки в жидкой ванне была та же, что и в варианте осуществления 1.
• Сто частей железосодержащего сырья № 2 и шестьдесят частей антрацита загружали в печь с боковым дутьем для плавки в жидкой ванне со скоростью шесть тонн в час. Температуру плавки поддерживали в диапазоне 1600±50ºC. Концентрация O2 в обогащенном кислороде, вдуваемом из основной фурмы, составляла 80%. Давление обогащенного кислорода составляло 0,7 МПа. Расход составлял 4500 м3/ч при н. у. Время плавки составляло четыре часа. При указанных выше условиях могли достигаться восстановление железа, плавка и отделение железа от шлака. Степень чистоты полученного железа составляла 92,3%, а степень извлечения железа составляла 95,8%.
• Вариант осуществления 2 по сравнению с вариантом осуществления 1
• Печь для плавки в жидкой ванне была та же, что и в варианте осуществления 1.
• Сто частей железосодержащего сырья № 2, десять частей карбоната натрия и десять частей кокса загружали в печь с боковым дутьем для плавки в жидкой ванне со скоростью шесть тонн в час. Температуру плавки поддерживали в диапазоне 1300±50ºC. Концентрация O2 в обогащенном кислороде, вдуваемом из основной фурмы, составляла 50%. Давление обогащенного кислорода составляло 0,6 МПа. Расход составлял 4500 м3/ч при н. у. Время плавки составляло четыре часа. При указанных выше условиях восстановление железа было неполным, а результаты плавки и отделения железа от шлака были неудовлетворительными. Ситуация, при которой шлак содержал железо, была серьезной. Степень чистоты полученного железа составляла лишь 76,6%, а степень извлечения железа составляла 64,0%.
• Вариант осуществления 3
• Печь для плавки в жидкой ванне была та же, что и в варианте осуществления 1.
• Сто частей железосодержащего сырья № 3 равномерно смешивали с шестьюдесятью частями карбоната натрия и двадцатью частями кокса в грануляторе с вращающимся барабаном. Добавляли воду так, что содержание влаги в материале составляло 8%. Образовывались гранулы с диаметром в диапазоне 5 мм-10 мм. Гранулированный материал добавляли в печь с боковым дутьем для плавки в жидкой ванне со скоростью шесть тонн в час. Температуру плавки поддерживали в диапазоне 1300±50ºC. Концентрация O2 в обогащенном кислороде, вдуваемом из основной фурмы, составляла 40%. Давление обогащенного кислорода составляло 0,5 МПа. Расход составлял 4000 м3/ч при н. у. Время плавки составляло три часа. При указанных выше условиях могли достигаться восстановление железа и плавка и отделение железа от шлака. Степень чистоты полученного железа составляла 95,8%, а степень извлечения железа составляла 98,2%.
• Вариант осуществления 3 по сравнению с вариантом осуществления 2
• Печь для плавки в жидкой ванне была та же, что и в варианте осуществления 1.
• Сто частей железосодержащего сырья № 3 равномерно смешивали с тридцатью частями карбоната натрия и двадцатью частями кокса в грануляторе с вращающимся барабаном. Добавляли воду так, что содержание влаги в материале составляло 8%. Образовывались гранулы с диаметром в диапазоне 5 мм-10 мм. Гранулированный материал добавляли в печь с боковым дутьем для плавки в жидкой ванне со скоростью шесть тонн в час. Температуру плавки поддерживали в пределах 1100ºC. Концентрация O2 в обогащенном кислороде, вдуваемом из основной фурмы, составляла 50%. Давление обогащенного кислорода составляло 0,5 МПа. Расход составлял 4000 м3/ч при н. у. Время плавки составляло три часа. При указанных выше условиях продукты, представляющие собой железо и шлак, не могли быть эффективно получены. Процесс плавки не удавался.
• Вариант осуществления 4
• Печь для плавки в жидкой ванне была та же, что и в варианте осуществления 1.
• Сто частей железосодержащего сырья № 4 равномерно смешивали с тридцатью частями сульфата натрия и сорока частями кокса в грануляторе с вращающимся барабаном. Добавляли воду так, что содержание влаги в материале составляло 8%. Образовывались гранулы с диаметром в диапазоне 5 мм-10 мм. Гранулированный материал добавляли в печь с боковым дутьем для плавки в жидкой ванне со скоростью пять тонн в час. Температуру плавки поддерживали в диапазоне 1500±50ºC. Концентрация O2 в обогащенном кислороде, вдуваемом из основной фурмы, составляла 70%. Давление обогащенного кислорода составляло 0,7 МПа. Расход составлял 4500 м3/ч при н. у. Время плавки составляло четыре часа. При указанных выше условиях могли достигаться восстановление железа, плавка и отделение железа от шлака. Степень чистоты полученного железа составляла 92,5%, а степень извлечения железа составляла 96,0%.
• Вариант осуществления 4 по сравнению с вариантом осуществления 3
• Печь для плавки в жидкой ванне была та же, что и в варианте осуществления 1.
• Сто частей железосодержащего сырья № 4 равномерно смешивали с восемьюдесятью частями карбоната натрия и десятью частями антрацита в грануляторе с вращающимся барабаном. Добавляли воду так, что содержание влаги в материале составляло 8%. Образовывались гранулы с диаметром в диапазоне 5 мм-10 мм. Гранулированный материал добавляли в печь с боковым дутьем для плавки в жидкой ванне со скоростью пять тонн в час. Температуру плавки поддерживали в диапазоне 1300±50ºC. Концентрация O2 в обогащенном кислороде, вдуваемом из основной фурмы, составляла 70%. Давление обогащенного кислорода составляло 0,7 МПа. Расход составлял 4500 м3/ч при н. у. Время плавки составляло четыре часа. При указанных выше условиях продукты, представляющие собой железо и шлак, не могли быть эффективно получены. Процесс плавки не удавался.
• Таблица 1 Основные химические составы четырех видов железосодержащего сырья в вариантах осуществления /вес. %
Figure 00000001
• Более того, настоящее изобретение может также иметь множество вариантов осуществления. Специалисты в данной области могут осуществить различные соответствующие модификации и изменения на основании раскрытия настоящего изобретения без отклонения от идей и сущности настоящего изобретения. Однако соответствующие модификации и изменения должны находиться в пределах объема защиты, обеспечиваемой прилагаемой формулой изобретения.

Claims (23)

1. Способ обработки железосодержащего сырья с использованием печи для плавки в жидкой ванне, отличающийся тем, что
смешивают железосодержащее сырье, восстановитель и добавку,
загружают смесь в печь для плавки в жидкой ванне;
продувают воздухом, обогащенным кислородом, ванну и
осуществляют плавку при температуре 1200-1600°C,
при этом в железосодержащем сырье, содержащем TFe, V2O5 и TiO2, массовая доля TFe составляет 30-65%, массовая доля V2O5 составляет 0-2,0% и массовая доля TiO2 составляет 0-35%,
добавка представляет собой по меньшей мере один элемент, выбранный из группы, состоящей из карбоната натрия, сульфата натрия, хлорида натрия, бората натрия, гидрокарбоната натрия и доломита,
а массовое соотношение железосодержащего сырья и восстановителя составляет 100:(20-60).
2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что время плавки составляет 0,5-4 часа.
3. Способ по п. 1 или 2, отличающийся тем, что восстановитель представляет собой по меньшей мере один элемент, выбранный из группы, состоящей из антрацита, битуминозного угля, лигнита и кокса.
4. Способ по п. 1 или 2, отличающийся тем, что объемная концентрация кислорода в воздухе, обогащенном кислородом, составляет 40-80%,
при этом молярное соотношение атомов кислорода в воздухе, обогащенном кислородом, и атомов углерода в восстановителе составляет 0,4-1,0.
5. Устройство для обработки железосодержащего сырья способом по любому из пп. 1-4, отличающееся тем, что используемая печь для плавки в жидкой ванне содержит:
стальную водяную рубашку (10), расположенную в верхней части ванной печи;
медную водяную рубашку (5), расположенную в средней части ванной печи, и
под (2), расположенный в нижней части ванной печи;
при этом медная водяная рубашка (5) и/или стальная водяная рубашка (10) снабжена/снабжены вводом (7) для подачи смеси железосодержащего сырья, восстановителя и добавки;
стальная водяная рубашка (10) снабжена выводом (9) для дыма;
нижняя часть медной водяной рубашки (5) снабжена фурмой (3) для воздуха, обогащенного кислородом;
верхняя часть медной водяной рубашки (5) снабжена вторичной фурмой (6) для подачи воздуха;
стальная водяная рубашка (10) снабжена третичной фурмой (8) для подачи воздуха, и
боковая стенка пода (2) снабжена выводом (17) для шлака и выводом (18) для металла;
при этом под (2) установлен на 0,8-1,2 м ниже фурмы (3) для воздуха, обогащенного кислородом, установленной на 0,3-0,6 м ниже поверхности ванны и на боковой стенке ванны.
RU2017133474A 2016-09-28 2017-09-26 Способ и устройство для обработки железосодержащего сырья с использованием печи для плавки в жидкой ванне RU2727491C2 (ru)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201610856794.0 2016-09-28
CN201610856794.0A CN106222349B (zh) 2016-09-28 2016-09-28 一种利用熔池熔炼炉处理含铁原料的方法及装置

Publications (3)

Publication Number Publication Date
RU2017133474A RU2017133474A (ru) 2019-03-26
RU2017133474A3 RU2017133474A3 (ru) 2019-03-26
RU2727491C2 true RU2727491C2 (ru) 2020-07-21

Family

ID=58077142

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2017133474A RU2727491C2 (ru) 2016-09-28 2017-09-26 Способ и устройство для обработки железосодержащего сырья с использованием печи для плавки в жидкой ванне

Country Status (7)

Country Link
US (1) US20180087120A1 (ru)
CN (1) CN106222349B (ru)
AU (1) AU2017232157B2 (ru)
CA (1) CA2969963C (ru)
FI (1) FI130083B (ru)
NZ (1) NZ735530A (ru)
RU (1) RU2727491C2 (ru)

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN109897927B (zh) * 2019-04-21 2024-02-20 山东同其数字技术有限公司 用于熔炼低硫磷超纯生铁或含钒生铁的熔池炉
CN116426708A (zh) * 2023-03-09 2023-07-14 中国恩菲工程技术有限公司 采用煤基竖炉直接还原-侧吹炉熔分炼铁方法

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5480474A (en) * 1993-06-15 1996-01-02 Mannesmann Aktiengesellschaft Process and apparatus for smelting reduction of ores or pre-reduced metal carriers
RU2283359C1 (ru) * 2005-04-18 2006-09-10 Валентин Петрович Быстров Способ и устройство для переработки свинцового сырья

Family Cites Families (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3900282A (en) * 1974-05-15 1975-08-19 Bethlehem Steel Corp Furnace seal
US5135572A (en) * 1989-08-29 1992-08-04 Nippon Steel Corporation Method for in-bath smelting reduction of metals
ZA906892B (en) * 1989-09-04 1991-06-26 Nippon Steel Corp Method of operating in-bath smelting reduction furnace
JP2602573B2 (ja) * 1990-06-29 1997-04-23 川崎重工業株式会社 金属精錬法
SE9103412L (sv) * 1990-11-20 1992-05-21 Mitsubishi Materials Corp Roerformig vattenkyld mantel foer ugnar
US6602321B2 (en) * 2000-09-26 2003-08-05 Technological Resources Pty. Ltd. Direct smelting process
CN201195739Y (zh) * 2008-04-28 2009-02-18 烟台鹏晖铜业有限公司 一种富氧侧吹熔池熔炼炉
CN101838747B (zh) * 2009-12-30 2012-10-17 中国恩菲工程技术有限公司 红土镍矿熔炼炉
CN102374781B (zh) * 2010-08-17 2013-08-28 济源市万洋冶炼(集团)有限公司 直接炼铅综合冶金装置及冶炼工艺
CN102417993B (zh) * 2011-08-08 2013-05-29 新鑫矿业股份有限公司喀拉通克铜镍矿 一种富氧侧吹熔池熔炼开炉新方法
CN102586618B (zh) * 2012-03-31 2013-08-21 长沙有色冶金设计研究院有限公司 硫铁矿的冶炼工艺
CN102703730A (zh) * 2012-06-18 2012-10-03 中国恩菲工程技术有限公司 一种利用红土型镍矿熔炼镍锍的方法
CN103173637B (zh) * 2013-03-06 2014-09-03 中南大学 一种硫化锑精矿富氧熔池熔炼方法及侧吹炉
CN104278125B (zh) * 2014-10-31 2016-01-06 中南大学 一种含铁渣料熔池熔炼熔体还原制铁的方法

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5480474A (en) * 1993-06-15 1996-01-02 Mannesmann Aktiengesellschaft Process and apparatus for smelting reduction of ores or pre-reduced metal carriers
RU2283359C1 (ru) * 2005-04-18 2006-09-10 Валентин Петрович Быстров Способ и устройство для переработки свинцового сырья

Non-Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
КУРУНОВ И.Ф. и др. Состояние и перспективы бездоменной металлургии железа., М.: Черметинформация, 2002, сс. 129-138. *
КУРУНОВ И.Ф. и др. Состояние и перспективы бездоменной металлургии железа., М.: Черметинформация, 2002, сс. 129-138. УСАЧЕВ А.Б. Разработка теоретических и технологических основ производства чугуна процессом жидкофазного восстановления железа РОМЕЛТ. Автореферат диссертации на соискание ученой степени доктора технических наук. Специальность 05.16.02. "Металлургия черных, цветных и редких металлов", Москва, 2003. *
УСАЧЕВ А.Б. Разработка теоретических и технологических основ производства чугуна процессом жидкофазного восстановления железа РОМЕЛТ. Автореферат диссертации на соискание ученой степени доктора технических наук. Специальность 05.16.02. "Металлургия черных, цветных и редких металлов", Москва, 2003. *

Also Published As

Publication number Publication date
US20180087120A1 (en) 2018-03-29
CA2969963C (en) 2022-07-26
NZ735530A (en) 2018-11-30
FI20175529L (fi) 2018-03-29
CN106222349B (zh) 2018-10-19
FI130083B (fi) 2023-01-31
AU2017232157B2 (en) 2019-10-10
RU2017133474A (ru) 2019-03-26
AU2017232157A1 (en) 2018-04-12
RU2017133474A3 (ru) 2019-03-26
CN106222349A (zh) 2016-12-14
CA2969963A1 (en) 2018-03-28
FI20175529A (fi) 2018-03-29

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR102134202B1 (ko) 와류교반하는 용융환원 제철방법
CN101538631B (zh) 用低镍物料冶炼镍铁及含镍铁水工艺及设备
CN104131170B (zh) 低品位废杂铜的冶炼工艺
CN101538634A (zh) 纯铁的冶炼工艺及设备
CN103627835A (zh) 一种处理镍冶炼炉渣的方法
CN201648490U (zh) 一种含铅物料的熔炼装置
CN101831541B (zh) 综合利用熔分渣的方法及碳氮化渣
CN103468848A (zh) 一种高温铁浴处理高铁赤泥的方法
RU2727491C2 (ru) Способ и устройство для обработки железосодержащего сырья с использованием печи для плавки в жидкой ванне
CN102344981A (zh) 含硼铁精矿铁硼分离直接还原工艺
CN102409126B (zh) 一体式还原炼铁炉及一体式还原炼铁工艺
CN103602773B (zh) 一种转底炉直接还原-电炉熔分综合利用硼铁矿的方法
KR101169927B1 (ko) 주석오니의 건식 정련에 의한 주석 회수 방법
JPS6164807A (ja) 鉄鉱石の溶融還元方法
CN209873000U (zh) 短流程处理铁基多金属矿料的熔炼系统
CN101831525B (zh) 一种铁水脱磷方法
CN110055360B (zh) 一种dri加入高炉铁水的方法
JP6954481B2 (ja) 加炭材およびそれを用いた加炭方法
CN107739819A (zh) 一种煤基竖炉工艺处理含铁赤泥的方法
CN111041225B (zh) 一种贫杂高硅铜精矿富氧侧吹熔炼方法
CN1006642B (zh) 钒铬浸出尾渣炼铁综合利用工艺
CN114854924B (zh) 高磷铁矿制备低磷铁水的方法及装置
CN87101210A (zh) 一种铁矿石直接炼钢的方法
CN118048516A (zh) 一种铬铁矿冶炼方法和设备
CN117418068A (zh) 一种碳钢电炉除尘灰自循环处理工艺