RU2814346C2

RU2814346C2 - Уплотнение восстановительной установки

Info

Publication number: RU2814346C2
Application number: RU2022100037A
Authority: RU
Inventors: Роберт МИЛЛЬНЕР; Йоханнес РОТХБЕРГЕР; Ханс Томас ЗАТТЛЕР
Original assignee: Прайметалз Текнолоджиз Аустриа ГмбХ
Priority date: 2019-07-08
Filing date: 2020-07-03
Publication date: 2024-02-28

Abstract

Изобретение относится к металлургии, а конкретно к способу уплотнения восстановительной установки, а также к устройству для уплотнения восстановительной установки. Устройство для реализации способа, в котором восстановительная установка имеет устройство выгрузки продукта, причем предусмотрен компрессор для подачи обработанного защитного газа в устройство выгрузки продукта через первый питающий трубопровод, причем первый питающий трубопровод к устройству выгрузки продукта включает первый регулировочный клапан, при этом устройство дополнительно включает генератор азота для получения чистого защитного газа, причем генератор азота включает второй питающий трубопровод к первому питающему трубопроводу, причем второй питающий трубопровод для подачи защитного газа предназначен для снабжения устройства выгрузки продукта, причем устройство дополнительно включает первое регулировочное устройство, которое предназначено для управления первым регулировочным клапаном первого питающего трубопровода и вторым регулировочным клапаном второго питающего трубопровода таким образом, что защитный газ для снабжения устройства выгрузки продукта составлен чистым защитным газом из генератора азота, или же чистым защитным газом из генератора азота и обработанным защитным газом из компрессора, при этом регулировочное устройство выполнено так, что при возрастании подаваемого количества чистого защитного газа сверх ранее заданной максимальной производительности генератора азота в чистый защитный газ подается обработанный защитный газ из компрессора и тем самым формируется защитный газ для снабжения устройства выгрузки продукта. Технический результат - эффективное уплотнение восстановительной установки для восстановления металла из содержащих оксиды металла материалов, с удержанием расходов на низком уровне, в том числе при повышении подаваемого количества чистого защитного газа сверх ранее заданной максимальной производительности генератора азота. 2 н. и 13 з.п. ф-лы, 3 ил.

Description

ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ, К КОТОРОЙ ОТНОСИТСЯ ИЗОБРЕТЕНИЕ

Изобретение относится к способу уплотнения восстановительной установки, причем восстановительная установка имеет устройство выгрузки продукта, причем устройство выгрузки продукта снабжается защитным газом, и причем предусмотрен по меньшей мере один компрессор для подачи предварительно обработанного защитного газа, а также к устройству для уплотнения восстановительной установки.

УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ

Чтобы получать металлы из металлических руд, необходимо снизить содержание кислорода в рудах. Способом снижения содержание кислорода является так называемое прямое восстановление, при котором на твердую металлическую руду могут воздействовать восстановительным газом. Твердый продукт прямого восстановления выводят из восстановительной установки, и он может быть подвергнут дополнительной обработке различными путями - например, часто горячему прессованию, например, брикетированию, чтобы облегчить обращение с ним и сократить его удельную площадь поверхности, тем самым затрудняя повторное окисление, например, реакцией с кислородом воздуха или Н₂О - например, в виде водяного пара. Но также известна дополнительная обработка без прессования в других установках. Восстановительная установка, в которой проводят прямое восстановление, часто представляет собой так называемую восстановительную шахту.

В принципе предпочтительно защищать продукт между выгрузкой из восстановительной установки и последующими устройствами - например, такими, в которых выполняют брикетирование - от повторного окисления, для чего действия с ним проводят в инертном в отношении окисления газе.

В особенности тогда, когда восстановительный газ в восстановительной установке находится при повышенном давлении, нужно позаботиться о том, чтобы при выведении продукта избежать одновременного улетучивания - как правило, горячего - восстановительного газа. Например, это происходит потому, что в устройстве, посредством которого продукт выгружают из восстановительной установки, - далее называемом также устройством выгрузки продукта - вводят защитный газ - также называемый уплотнительным газом. Уплотнительный газ является нереакционноспособным, или инертным, в отношении взаимодействия с продуктом, и находится под давлением, которое несколько превышает давление восстановительного газа, чтобы практически создавать барьер для улетучивания восстановительного газа.

В случае железных руд продукт прямого восстановления называется, например, железом прямого восстановления (DRI), соответственно, горячим железом прямого восстановления (HDRI), или железной губкой, или губчатым железом.

Для уплотнения, то есть, для предотвращения утечки горячего восстановительного газа из восстановительной шахты, применяют химически пассивный защитный газ, который часто называют также донным защитным газом (BSG), так как он должен делать непроницаемым нижний конец восстановительной шахты. Например, это показано в публикациях патентных документов WO2008123962A1 и US4188022A. Как в них указано, устройство выгрузки продукта снабжают защитным газом или продувают им. В установке прямого восстановления в качестве защитного газа часто применяют высушенный дымовой газ, который по большей части содержит азот и диоксид углерода, но при этом незначительные уровни содержания Н₂О и кислорода, и соответственно этому является инертным в отношении окисления HDRI. Тем не менее, это приводит к повторному окислению при контакте с горячим металлом, в частности, с железом, содержащегося диоксида углерода, водяного пара и остаточного кислорода. Вследствие этого воздействия снижаются содержание углерода и металлизация, и возникают газообразные выбросы.

В прототипе при установках прямого восстановления нижний конец восстановительной шахты, часто называемый также подовой уплотнительной секцией, систему выгрузки HDRI-материала снабжают высушенным защитным газом.

Ввиду таких обстоятельств, что при применении защитного газа, который содержит небольшие количества диоксида углерода и водяного пара и остаточного кислорода, может происходит повторное окисление в горячем железе, тем самым в прототипе также является совершенно обычным использование крупных генераторов азота на основе криогенного разделения воздуха, чтобы можно было получать технически чистый азот или другой нереакционноспособный, или инертный, газ для снабжения восстановительной шахты. Однако, например, сооружение установки для криогенного разделения воздуха или же также крупного генератора азота на основе адсорбции при переменном давлении (PSA) или мембранной технологии для получения азота из воздуха обусловливает высокие капитальные затраты.

ЗАДАЧА ИЗОБРЕТЕНИЯ

Задача настоящего изобретения состоит в разработке способа, а также устройства для эффективного уплотнения восстановительной установки для восстановления металла из содержащих оксиды металла материалов, с удержанием расходов на низком уровне, в том числе при повышении подаваемого количества чистого защитного газа сверх ранее заданной максимальной производительности генератора азота.

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Задача изобретения решена посредством способа уплотнения восстановительной установки, причем восстановительная установка имеет устройство выгрузки продукта, причем устройство выгрузки продукта снабжают защитным газом, и причем предусмотрен по меньшей мере один компрессор для подачи обработанного защитного газа в устройство выгрузки продукта, причем согласно изобретению предусмотрено, что предусматривают по меньшей мере один генератор азота для получения чистого защитного газа, причем защитный газ для снабжения восстановительной установки составлен чистым защитным газом из по меньшей мере одного генератора азота, или же чистым защитным газом из по меньшей мере одного генератора азота и обработанным защитным газом из по меньшей мере одного компрессора.

Восстановительная установка, в которой происходит прямое восстановление, часто представляет собой так называемую восстановительную шахту. Однако само собой разумеется, что в смысле данного изобретения в качестве восстановительной установки могут быть также применены другие подходящие устройства.

Соответствующее изобретению устройство выгрузки продукта позволяет выводить восстановленный материал из восстановительной установки после проведенного процесса восстановления, чтобы иметь возможность направлять его на дополнительную обработку или последующее использование. В отношении устройства выгрузки продукта в смысле настоящего изобретения речь предпочтительно идет о так называемой подовой уплотнительной секции установки для прямого восстановления.

Подовая уплотнительная секция по существу служит как динамическое уплотнение для восстановительной установки. Функция нижнего уплотнительного патрубка состоит в удерживании технологических газов в восстановительной установке, и тем самым в предотвращении прорыва технологического газа из замкнутого восстановительного контура. Уплотнением восстановительной установки предотвращают прорыв технологических газов, в то же время препятствуют поступлению воздуха, соответственно, кислорода, и тем самым предотвращают окисление образованного металлического материала. Для этого небольшая часть защитного газа протекает вверх в восстановительной установке, чтобы уплотнять устройство выгрузки продукта сверху, и остальной защитный газ вытекает вместе с металлом из устройства выгрузки продукта наружу.

Само собой разумеется, что соответствующее изобретению устройство для исполнения способа согласно изобретению также может включать больше, чем одно устройство выгрузки продукта.

Под «образованным металлическим материалом или металлом» в смысле настоящего изобретения следует понимать каждый металл, который может быть получен реакцией восстановления из оксида металла, однако в особенности железо.

Согласно изобретению предусмотрено, что для снабжения устройства выгрузки продукта применяют защитный газ. В качестве «защитного газа» в смысле настоящего изобретения рассматривают как чистый защитный газ, так и смесь чистого защитного газа и обработанного защитного газа.

В качестве чистого защитного газа согласно изобретению предпочтительно рассматривают технически чистый азот или смесь азота/аргона. В отношении технически чистого азота, соответственно, смеси азота/аргона, не исключено, что также содержатся примеси в незначительном количестве до 4%, например, около 1% кислорода или прочих загрязнений.

Однако, в качестве защитного газа в смысле настоящего изобретения может быть привлечен не только чистый азот, но и в принципе любой нереакционноспособный, соответственно, инертный газ, который пригоден для использования в настоящем изобретении.

В качестве «обработанного защитного газа» в смысле настоящего изобретения рассматривают согласно изобретению, в частности, обработанный дымовой газ из риформера или печи для восстановительного газа. Этот обработанный дымовой газ включает по большей части азот и диоксид углерода, и небольшие количества Н2О и кислорода. Само собой разумеется, не исключено, что соответствующий изобретению обработанный защитный газ включает еще и другие загрязняющие примеси, или имеет иной состав, нежели указанный выше, или является не дымовым газом из риформера, а полученным из другого источника.

Согласно изобретению предусмотрено, что имеется по меньшей мере один компрессор для подачи обработанного защитного газа к устройству выгрузки продукта, причем принимают во внимание любой известный из прототипа подходящий в связи с этим изобретением компрессор. С помощью по меньшей мере одного компрессора можно вместе с чистым защитным газом в смысле настоящего изобретения подавать в устройство выгрузки продукта также обработанный защитный газ из риформера или печи для восстановительного газа, причем обработанный защитный газ сначала сжимают по меньшей мере в одном компрессоре, и в случае необходимости направляют в циркуляцию в области по меньшей мере одного компрессора, и лишь по потребности подают в устройство выгрузки продукта.

Риформер или печь для восстановительного газа в смысле настоящего изобретения представляет собой устройство для получения защитного газа каталитическим риформингом газообразных углеводородов, как оно достаточно известно в прототипе. Риформер или печь для восстановительного газа служит для получения обработанного защитного газа, который может быть использован для снабжения устройства выгрузки продукта, и подвергнут сжатию в компрессоре.

Само собой разумеется, что настоящее изобретение также может включать больше, чем один, например, многие подключенные друг за другом компрессоры.

Чтобы иметь возможность получать защитный газ в смысле настоящего изобретения из воздуха, согласно изобретению предусмотрен дополнительный по меньшей мере один генератор азота. По меньшей мере один генератор азота согласно изобретению может быть любым известным из прототипа генератором азота, который пригоден для использования в соответствующем изобретению способе. Но при этом речь предпочтительно идет о генераторах азота на основе вполне известной специалисту технологии абсорбции при переменном давлении (PSA) или мембранной технологии.

Само собой разумеется, что настоящее изобретение также может включать более, чем один генератор азота, например, несколько подключенных параллельно генераторов азота.

По меньшей мере один генератор азота согласно настоящему изобретению, в частности, с использованием PSA-установки, требуется, чтобы быть в состоянии действовать с известным противодавлением, однако это позволяет также регулировать функционирование способа и, соответственно, устройства.

Поэтому предусмотрено, что, если смотреть по направлению течения чистого защитного газа, размещен по меньшей мере один клапан для регулирования давления при по меньшей мере одном генераторе азота или вблизи генератора азота, чтобы воспрепятствовать тому, что по меньшей мере в генераторе азота возникнет падение давления, вследствие чего по меньшей мере один генератор азота мог бы получить повреждения.

Поскольку чистый азот для снабжения устройства выгрузки продукта во всех возможных эксплуатационных условиях, вплоть до погашения кратковременных пиковых нагрузок, является очень дорогостоящим, согласно изобретению предусмотрено, что устройство выгрузки продукта может снабжаться не только чистым защитным газом, но также смесью чистого защитного газа из по меньшей мере одного генератора азота и обработанного защитного газа из по меньшей мере одного компрессора. Это позволяет сэкономить затраты, которые были бы необходимы, чтобы использовать по меньшей мере генератор азота со способностью подавать количества, которые требуются в моменты пикового потребления. Во время пиковых нагрузок расход может возрастать до удвоенного уровня.

В качестве защитного газа - как уже было упомянуто - в частности, применяют нереакционноспособный газ или смесь газов. Точно так же, как посредством защитного газа должно быть предотвращено проникновение в устройство выгрузки продукта воздуха, соответственно, кислорода, применением по возможности инертного защитного газа должно быть предотвращено повторное окисление горячего металла, так как даже при наличии диоксида углерода и воды, в частности, в виде водяного пара, при контакте с горячим металлом, который имеет температуру около 500-750°С, происходит повторное окисление, которое сокращает содержание углерода и/или степень преобразования в металл. Обработанный защитный газ, который главным образом происходит из риформера или печи для восстановительного газа, имеет, помимо высокого содержания диоксида углерода, все же также водяной пар и остаточный кислород. Когда теперь для снабжения устройства выгрузки продукта используют только обработанный защитный газ, это, конечно, приводит к определенной степени повторного окисления металла. Однако, имеющий техническую чистоту азот согласно настоящему изобретению не вызывает повторное окисление горячего железа, благодаря чему содержание углерода и/или степень преобразования в металл железа практически сохраняются. Чтобы обеспечивать постоянное снабжение во всех возможных эксплуатационных ситуациях, необходим по меньшей мере один генератор азота с гораздо более высокой производительностью, чем это нужно при нормальном потреблении, поскольку в случае устройств, которые известны из прототипа, описаны только подобные способ и устройства, в которых применяют чистый защитный газ для снабжения устройства выгрузки продукта. Разумеется, затраты на по меньшей мере один генератор азота с более высокой производительностью для получения и тем самым подачи технически чистого азота в качестве чистого защитного газа являются гораздо более высокими, чем при меньшей производительности.

Настоящее изобретение теперь позволяет применять динамичную комбинацию чистого защитного газа с обработанным защитным газом - и, в принципе также только самого обработанного защитного газа - также смесь чистого и обработанного защитного газа, в качестве защитного газа, чтобы по возможности удерживать расходы на низком уровне.

Чтобы по возможности эффективно предотвращать повторное окисление металла, в особенности железа, в одном варианте осуществления изобретения предусмотрено, что чистый защитный газ состоит из технически чистого азота или из смеси азота/аргона. При этом азот в каждом случае получают из по меньшей мере одного генератора азота.

Чтобы поддерживать затраты на нереакционноспособный защитный газ по возможности на низком уровне, в одном варианте осуществления изобретения предусмотрено, что обработанный защитный газ из по меньшей мере одного компрессора включает диоксид углерода, водяной пар, азот и остаточный кислород, причем в этом случае речь идет в особенности о дымовом газе, который был образован в риформере или печи для восстановительного газа.

Чтобы обеспечить то, что применение обработанного защитного газа, который также содержит диоксид углерода, водяной пар и остаточный кислород, не приводило бы к повторному окислению и тем самым к сокращению степени преобразования в металл ранее восстановленного металла из оксида металла, в одном варианте осуществления изобретения предусмотрено, что защитный газ лишь при возрастании подаваемого количества чистого защитного газа до максимальной производительности по меньшей мере одного генератора азота также включает обработанный защитный газ из по меньшей мере одного компрессора. Это относится также к устройству согласно изобретению, причем вышеуказанное исполнение проводят посредством регулировочного устройства. При увеличении подводимого количества чистого защитного газа сверх ранее заданной максимальной производительности по меньшей мере одного генератора азота, в чистый защитный газ подают обработанный защитный газ из по меньшей мере одного компрессора, и тем самым формируют защитный газ для снабжения устройства выгрузки продукта - устройство выгрузки продукта тогда снабжают смесью, образованную объединением обоих газов.

Под регулировочным устройством можно понимать любое подходящее устройство, которое позволяет исполнять соответствующий изобретению способ. Регулировочное устройство может представлять собой измерительные устройства, например, для измерения давления или величины расхода потока, кроме того, запорные устройства, такие как клапаны, устройства для передачи данных, с которых могут быть считаны и переданы дальше измеренные измерительными устройствами величины, и блок, например, счетно-решающее устройство, которое связывает измеренные величины друг с другом, использует управляющие заданные значения и посылает исполнительные команды на запорные устройства.

Само собой разумеется, что соответствующий изобретению способ может быть исполнен под управлением компьютером, однако исполнение соответствующего изобретению способа не ограничивается компьютерным управлением, но, например, рассматривают также импульсное управление или тому подобное для управления исполнением соответствующего изобретению способа.

Иначе говоря, это значит, что устройство выгрузки продукта все же сначала преимущественно снабжается чистым защитным газом, и лишь при возрастании подводимого количества чистого защитного газа сверх ранее заданной максимальной производительности по меньшей мере одного генератора азота дополнительно привлекают также обработанный защитный газ для снабжения устройства выгрузки продукта. При возрастании подводимого количества чистого защитного газа сверх ранее заданной максимальной производительности по меньшей мере одного генератора азота в чистый защитный газ примешивают обработанный защитный газ из по меньшей мере одного компрессора, и тем самым формируют защитный газ для снабжения устройства выгрузки продукта - устройство выгрузки продукта тогда снабжают смесью, образованную объединением обоих газов. При этом преимущество этого изобретения также состоит в том, что даже когда - как это обычно применяется в прототипе - используют обработанный защитный газ, его разбавляют чистым защитным газом, благодаря чему дополнительно снижают величину процентного содержания диоксида углерода и водяного пара, в результате чего также сокращается возможное повторное окисление металла.

Как правило, по меньшей мере один генератор азота с определенной максимальной производительностью встроен в устройство, которое готовит чистый защитный газ для снабжения устройства выгрузки продукта. В устройствах, известных из прототипа, необходимо согласовывать максимальную производительность для подаваемого количества чистого защитного газа с пиковыми нагрузками при подведении чистого защитного газа. Недостатком этого является то, что пиковые расходы составляют скорее исключение, нежели являются правилом, вследствие чего требуется сооружение по меньшей мере одного генератора азота с гораздо более высокой производительностью, причем более высокая производительность фактически нужна только в исключительных случаях.

Но, как правило, при снабжении устройства выгрузки продукта в нормальном режиме потребления требуется относительно постоянная большая величина подачи чистого защитного газа, и только в случаях пиковой нагрузки, например, когда это приводит к затору материала в устройстве выгрузки продукта, требуются увеличенные количества защитного газа, например, технически чистого азота. Конечно, такой генератор азота обусловливает повышенные капитальные затраты.

Чтобы поддерживать количества используемого защитного газа на как можно более низком уровне, в одном варианте осуществления изобретения предусмотрено, что предусматривают первый питающий трубопровод для устройства выгрузки продукта, включающий первый регулировочный клапан, второй питающий трубопровод к первому питающему трубопроводу, включающий второй регулировочный клапан, а также измерительное устройство, в частности, первое измерительное устройство в первом питающем трубопроводе и/или второе измерительное устройство во втором питающем трубопроводе, причем измеряют давление, и причем при возрастании подводимого количества чистого защитного газа сверх максимальной производительности по меньшей мере одного генератора азота это вызывает падение давления в первом питающем трубопроводе и/или во втором питающем трубопроводе, в результате чего открывается первый регулировочный клапан в первом питающем трубопроводе, чтобы подводить дополнительный обработанный защитный газ от по меньшей мере одного компрессора к устройству выгрузки продукта. Как только уровень расхода опять снизится до диапазона максимальной производительности или, соответственно, ниже него, первый регулировочный клапан опять закрывается полностью или частично. Разумеется, это относится также к соответствующему изобретению устройству, причем вышеуказанные действия исполняются посредством регулировочного устройства.

Настоящее изобретение включает первый питающий трубопровод, который позволяет подводить в устройство выгрузки продукта как обработанный, так и чистый защитный газ. Само собой разумеется, что не исключено, что соответствующее изобретению устройство включает более, чем один первый питающий трубопровод.

В отношении соответствующих изобретению регулировочных клапанов речь может идти обо всех подходящих, известных из прототипа регулировочных клапанах, однако скорее о створчатых клапанах.

В принципе, в первом питающем трубопроводе - если смотреть по направлению течения - перед первым регулировочным клапаном и вблизи по меньшей мере одного компрессора (то есть, перед примыканием второго питающего трубопровода к первому питающему трубопроводу) также может быть предусмотрен третий регулировочный клапан, который, однако, не обязательно нужен для регулирования подачи защитного газа в устройство выгрузки продукта. Когда имеется третий регулировочный клапан, то он, разумеется, всегда открывается тогда, когда открыт первый регулировочный клапан, для возможности подачи в устройство выгрузки продукта обработанного защитного газа, или же третий регулировочный клапан может всегда находиться в открытом состоянии. Третий регулировочный клапан после по меньшей мере одного компрессора предусмотрен при существующих компрессорах в основном имеющим типовой размер для регулирования подачи обработанного защитного газа из компрессора.

Ввиду того, что величина подачи обработанного защитного газа в случае пикового расхода ограничена, и обработанный защитный газ дополнительно разбавлен чистым защитным газом, повторное окисление металла, как правило, остается очень незначительным, так как нормальный расход все же может быть обеспечен чистым защитным газом.

В одном варианте исполнения в первом питающем трубопроводе предусмотрено измерительное устройство, которое позволяет измерять изменение давления, в частности, падение давления, в первом питающем трубопроводе, в результате чего может быть определено необходимое повышение величины подачи сверх максимальной производительности по меньшей мере одного генератора азота. Измеренное изменение давления обусловливает открывание первого регулировочного клапана в первом питающем трубопроводе, в результате чего в устройство выгрузки продукта подается обработанный защитный газ от по меньшей мере одного компрессора. Предусмотрено, что, тем не менее, по-прежнему подается чистый защитный газ при наибольшей производительности по меньшей мере одного генератора азота так, что и при подаче обработанного защитного газа повторное окисление может быть удержано на очень незначительном уровне, поскольку обработанный защитный газ смешан с чистым защитным газом.

В одном варианте осуществления изобретения предусмотрено, что предусматривают первый питающий трубопровод для устройства выгрузки продукта, включающий первый регулировочный клапан, второй питающий трубопровод для первого питающего трубопровода, включающий второй регулировочный клапан, а также измерительное устройство, в частности, первое измерительное устройство в первом питающем трубопроводе и/или второе измерительное устройство во втором питающем трубопроводе, причем измеряют величину расхода потока, и причем при возрастании величины подачи чистого защитного газа сверх максимальной производительности по меньшей мере одного генератора азота это вызывает возрастание величины расхода потока в первом питающем трубопроводе и/или во втором питающем трубопроводе, в результате чего открывается первый регулировочный клапан в первом питающем трубопроводе, чтобы подводить дополнительный обработанный защитный газ от по меньшей мере одного компрессора к устройству выгрузки продукта, чтобы поддерживать количество применяемого обработанного защитного газа по возможности на незначительном уровне.

Максимальная величина расхода потока ограничивается вторым регулировочным клапаном во втором питающем трубопроводе. Измеренное падение давления или измеренное нарастание величины расхода потока вызывает открывание первого регулировочного клапана в первом питающем трубопроводе, вследствие чего в устройство выгрузки продукта подается обработанный защитный газ от по меньшей мере одного компрессора. Предусмотрено, что, тем не менее, по-прежнему подается чистый защитный газ при максимальной производительности по меньшей мере одного генератора азота так, что и при подаче обработанного защитного газа повторное окисление может быть удержано на очень незначительном уровне, поскольку обработанный защитный газ смешан с чистым защитным газом. Как только потребность опять снизится до диапазона максимальной производительности или, соответственно, ниже него, первый регулировочный клапан опять закрывается полностью или частично. Разумеется, это относится также к соответствующему изобретению устройству, причем вышеуказанные действия исполняются посредством регулировочного устройства.

В одном предпочтительном варианте осуществления изобретения предусмотрено, что по меньшей мере один компрессор включает байпасный трубопровод, а также третье измерительное устройство, предпочтительно для измерения давления или величины расхода потока, и причем первый регулировочный клапан в первом питающем трубопроводе открывается, когда третье измерительное устройство измеряет, что большая часть обработанного защитного газа, предпочтительно весь обработанный защитный газ, после по меньшей мере одного компрессора возвращается через байпасный трубопровод на сторону всасывания по меньшей мере одного компрессора, в результате чего никакой газ из риформера или печи для восстановительного газа больше не направляется для потребления при снабжении подовой уплотнительной секции. Как только большая часть обработанного защитного газа, или, соответственно, весь обработанный защитный газ, после по меньшей мере одного компрессора возвращается по байпасному трубопроводу в по меньшей мере один компрессор, первый регулировочный клапан и, при необходимости, третий регулировочный клапан опять полностью или частично закрываются. Разумеется, это относится также к соответствующему изобретению устройству, причем вышеуказанные действия исполняются посредством регулировочного устройства.

Само собой разумеется, что не исключено, что при по меньшей мере одном компрессоре предусмотрен более, чем один байпасный трубопровод.

Когда предусмотрен байпасный трубопровод, в байпасном трубопроводе может быть дополнительно предусмотрен также четвертый регулировочный клапан, который закрывается, когда открываются первый и второй регулировочные клапаны, и тем самым обработанный защитный газ подается в устройство выгрузки продукта. Этот четвертый регулировочный клапан обеспечивает то, что выходное давление после по меньшей мере одного компрессора регулируется на постоянное значение, и по меньшей мере часть обработанного защитного газа направляется в контур, в то время как первый и второй регулировочные клапаны открыты. Как только первый регулировочный клапан опять закрывается (поскольку, например, второй регулировочный клапан вследствие снижения требуемого количества газа опять открывается), четвертый регулировочный клапан опять открывается, так что обработанный защитный газ опять отводится обратно на сторону всасывания по меньшей мере одного компрессора.

После по меньшей мере одного компрессора предпочтительно предусмотрено третье измерительное устройство, которое измеряет давление или величину расхода потока в первом питающем трубопроводе. Когда теперь происходит изменение давления или величины расхода потока в том отношении, что обработанный защитный газ полностью опять возвращается через байпасный трубопровод на сторону всасывания по меньшей мере одного компрессора, то открывается третий регулировочный клапан так, что газ через первый питающий трубопровод опять поступает в устройство выгрузки продукта. Как только давление или, соответственно, величина расхода потока, которые измерены третьим измерительным устройством, опять изменяются, опять закрывается первый и/или третий регулировочный клапан, и в устройство выгрузки продукта вновь подается чистый защитный газ.

Само собой разумеется, что не исключено, что устройство включает дополнительные измерительные устройства для измерения давления или величины расхода потока, и/или предусмотрены также дополнительные регулировочные клапаны в устройстве.

В одном варианте осуществления изобретения предусмотрено, что по меньшей мере один генератор азота включает второй регулировочный клапан, причем второй регулировочный клапан поддерживает на постоянном уровне величину подачи чистого защитного газа при открывании первого регулировочного клапана в первом питающем трубопроводе также при максимальной производительности по меньшей мере одного генератора азота, чтобы предотвращать повреждение по меньшей мере одного генератора азота при увеличении подводимого количества, которое требуется, вследствие гидравлической перегрузки. Разумеется, это относится также к соответствующему изобретению устройству, причем вышеуказанные действия исполняются посредством регулировочного устройства.

Предпочтительно предусматривается, что также предусмотрено второе измерительное устройство при втором регулировочном клапане, которое измеряет величину расхода потока во втором питающем трубопроводе после генератора азота. Когда второе измерительное устройство регистрирует возрастание величины расхода потока, то закрывается также второй регулировочный клапан, чтобы предотвратить превышение величины подачи чистого защитного газа сверх максимальной производительности по меньшей мере одного генератора азота, чтобы предотвратить повреждение самого по меньшей мере одного генератора азота. Как только уровень расхода опять снизится до диапазона максимальной производительности или, соответственно, ниже него, опять открывается второй регулировочный клапан полностью или частично.

Кроме того, в одном предпочтительном варианте осуществления изобретения предусмотрено, в отношении восстановительной установки речь идет об установке прямого восстановления для прямого восстановления содержащих оксиды металлов, предпочтительно содержащих оксиды железа, исходных материалов до преобразованного в металл материала путем контакта с горячим восстановительным газом, чтобы иметь возможность разработки экономически и экологически благоприятного способа. Разумеется, это относится также к соответствующему изобретению устройству.

Разумеется, тем самым не исключается применение других подходящих способов.

Способ предпочтительно применяют в связи с прямым восстановлением содержащих оксиды железа исходных материалов. Однако это не исключает применения с другими содержащими оксиды металлов или другими реакционноспособными добавками.

В качестве горячего восстановительного газа в смысле настоящего изобретения рассматриваются все пригодные газы, которые, как правило, содержат главным образом Н2 и СО, но также Н2О, СО2, СН4 и N2.

Кроме того, вышеуказанная задача решена посредством соответствующего изобретению устройства для уплотнения восстановительной установки, причем восстановительная установка имеет устройство выгрузки продукта, причем также по меньшей мере один компрессор для подачи обработанного защитного газа в устройство выгрузки продукта через первый питающий трубопровод, причем первый питающий трубопровод к устройству выгрузки продукта включает первый регулировочный клапан, причем согласно изобретению предусмотрено, что устройство включает также по меньшей мере один генератор азота для получения чистого защитного газа, причем по меньшей мере один генератор азота также включает второй питающий трубопровод к первому питающему трубопроводу, причем второй питающий трубопровод для подачи защитного газа предназначен для снабжения устройства выгрузки продукта, причем устройство также включает регулировочное устройство, которое предназначено для управления первым регулировочным клапаном первого питающего трубопровода и вторым регулировочным клапаном второго питающего трубопровода так, что защитный газ для подачи в устройство выгрузки продукта составлен чистым защитным газом из по меньшей мере одного генератора азота, или же чистым защитным газом из по меньшей мере одного генератора азота и обработанным защитным газом из по меньшей мере одного компрессора, чтобы иметь возможность исполнять соответствующий изобретению способ, в результате чего достигают экономии затрат на генератор азота с высокой расчетной производительностью, и достигают меньших расходов на получение чистого защитного газа.

Регулировочное устройство (18) предпочтительно выполнено так, что при возрастании величины подачи чистого защитного газа (7) сверх ранее заданной максимальной производительности по меньшей мере одного генератора (8) азота, к чистому защитному газу (7) подается обработанный защитный газ (6) из по меньшей мере одного компрессора (5), и тем самым формируется защитный газ (4) для снабжения устройства (2) выгрузки продукта. Кроме того, регулировочное устройство (18) выполнено так, что защитный газ (4) включает обработанный защитный газ (6) из по меньшей мере одного компрессора (5) лишь при возрастании нагрузки сверх максимальной производительности по меньшей мере одного генератора (8) азота.

Настоящее изобретение включает второй питающий трубопровод, который обеспечивает возможность подачи чистого защитного газа в первый питающий трубопровод, причем второй питающий трубопровод впадает в первый питающий трубопровод.

Само собой разумеется, что не исключено, что настоящее изобретение включает более, чем один второй питающий трубопровод.

Поскольку соответствующий изобретению способ также может быть исполнен под управлением компьютера, изобретение включает кроме того компьютерный программный продукт, который при его загрузке и исполнении на компьютере регулировочного устройства обеспечивает выполнение последовательности технологических стадий соответственно способу согласно изобретению. Компьютер регулировочного устройства обеспечивает действие регулировочного устройства в рабочем режиме так, что защитный газ для снабжения устройства выгрузки продукта состоит либо из чистого защитного газа от по меньшей мере одного генератора азота, либо из чистого защитного газа от по меньшей мере одного генератора азота и из обработанного защитного газа от по меньшей мере одного компрессора. При этом компьютер получает данные измерений от измерительных устройств, например, о давлении или величине расхода потока, и на основе заданных значений регулирования, которые представлены в зависимых пунктах формулы изобретения на способ, посылает соответствующие управляющие команды на запорные устройства, такие как клапаны. В частности, компьютер посылает управляющие команды на первый регулировочный клапан первого питающего трубопровода и на второй регулировочный клапан второго питающего трубопровода.

Например, компьютерный программный продукт может представлять собой носитель данных, на котором сохранена соответствующая компьютерная программа, или он может представлять собой сигнал или поток данных, который может быть загружен через канал передачи данных в процессор регулировочного устройства.

КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ФИГУР

Теперь изобретение будет подробнее разъяснено посредством многочисленных примеров осуществления. Чертежи являются примерными, и хотя должны представлять идеи изобретения, но ни в коем случае не должны толковаться как ограничение или вообще как окончательный вариант.

Как при этом показано:

Фиг. 1 представляет схематическое изображение одного варианта исполнения соответствующего изобретению способа.

Фиг. 2 представляет схематическое изображение режима нормального расхода, а также пикового расхода чистого защитного газа для продувания устройства выгрузки продукта.

Фиг. 3 представляет схематическое изображение дополнительного варианта исполнения соответствующего изобретению способа.

ВАРИАНТЫ ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Фиг. 1 схематически показывает соответствующее изобретению устройство 1 для исполнения соответствующего изобретению способа. Устройство 1 для уплотнения восстановительной установки включает восстановительную установку 3 с устройством 2 выгрузки продукта. Для подачи защитного газа 4 первый питающий трубопровод 9 ведет к компрессору 5 устройства 2 выгрузки продукта. Преобразованный в металл материал поступает из устройства 2 выгрузки продукта в камеру 19 для выгрузки продукта, и оттуда подается на дополнительную обработку или дальнейшее использование. Для подачи чистого защитного газа второй питающий трубопровод 10 ведет от генератора 8 азота к первому питающему трубопроводу 9.

Первый питающий трубопровод 9 включает первый регулировочный клапан 11, а также первое измерительное устройство 14. Второй питающий трубопровод включает второе измерительное устройство 17. Если смотреть по направлению течения обработанного защитного газа 6, второй питающий трубопровод 10 впадает в первый питающий трубопровод 9 после первого регулировочного клапана 11.

Кроме того, компрессор 5 включает байпасный трубопровод 12, так что обработанный защитный газ 6 после компрессора 5 опять возвращается от напорной стороны на сторону всасывания компрессора 5.

Кроме того, первый питающий трубопровод 9 включает третий регулировочный клапан 13, который размещен после третьего измерительного устройства 16. Этот третий регулировочный клапан 13 не обязательно должен наличествовать.

Кроме того, устройство включает второй регулировочный клапан 15, а также второе измерительное устройство 17, которое измеряет давление или величину расхода потока, и посредством которого управляется второй регулировочный клапан 15, причем второе измерительное устройство 17 и второй регулировочный клапан 15 размещены во втором питающем трубопроводе 10.

В данном примере генератор 8 азота имеет максимальную производительность 3100 норм.м³/час. Пока величина подачи чистого защитного газа 7 остается ниже максимальной производительности генератора 8 азота, чистый защитный газ 7 из генератора 8 азота подводится через второй питающий трубопровод 10 в первый питающий трубопровод 9, и через первый питающий трубопровод 9 далее в устройство 2 выгрузки продукта для его снабжения. В этом случае регулировочный клапан 11 остается полностью или, соответственно, по большей части закрытым, и устройство 2 выгрузки продукта снабжается только чистым защитным газом 7. Однако если потребность в защитном газе 4 возрастает сверх максимальной производительности генератора 8 азота, то полностью или частично открывается первый регулировочный клапан 11 так, что в устройство 2 выгрузки продукта, кроме чистого защитного газа 7 из генератора 8 азота, через второй питающий трубопровод 10 подается также обработанный защитный газ 6 из компрессора 5 по первому питающему трубопроводу 9. Как только уровень потребления опять переходит в диапазон максимальной производительности или, соответственно, ниже его, второй регулировочный клапан 15 опять частично закрывается. В отношении генератора 8 азота в данном примере речь идет о PSA-установке, работа которой основана на определенном противодавлении для регулирования давления адсорбции.

Если смотреть по направлению течения чистого защитного газа 7, второй питающий трубопровод 10 может иметь размещенный при генераторе 8 азота или, соответственно, вблизи генератора 8 азота редукционный клапан 23, смотри Фиг. 3. Редукционный клапан 23 поддерживает давление постоянным на уровне заранее заданного давления, например, 7 бар (0,7 МПа), чтобы предотвратить повреждение генератора 8 азота вследствие создания слишком низкого давления.

Первое измерительное устройство 14 измеряет давление или величину расхода потока в первом питающем трубопроводе 9, пока не будет зарегистрировано изменение, соответственно, снижение давления, или повышение величины расхода потока, которое проявляется вследствие превышения максимальной производительности генератора 8 азота, и открывается первый регулировочный клапан 11 так, что через первый питающий трубопровод 9 может подаваться обработанный защитный газ 6 из компрессора 5. В этом случае, тем не менее, чистый защитный газ 7 по-прежнему подводится при максимальной производительности, который тогда в первом питающем трубопроводе 9 смешивается с обработанным защитным газом 6. Поэтому в принципе никогда обработанный защитный газ 6 сам по себе не подается в устройство 2 выгрузки продукта по отдельности, хотя, конечно, это также возможно. Как только величина потребления опять снизится до диапазона максимальной производительности или, соответственно, ниже него, первый регулировочный клапан 11 опять закрывается полностью или частично.

Если давление в первом питающем трубопроводе 9 в периоды нормального уровня потребления теперь составляет около 3 бар (0,3 МПа), и первое измерительное устройство 14 измеряет падение давления, например, до 2,9 бар (0,29 МПа), открывается первый регулировочный клапан 11, чтобы он мог подводить обработанный защитный газ 6 из компрессора 5 в устройство 2 выгрузки продукта. Как только величина потребления опять снизится до диапазона максимальной производительности или, соответственно, ниже него, первый регулировочный клапан 11 опять закрывается полностью или частично.

Второе измерительное устройство 17 измеряет величину расхода потока во втором питающем трубопроводе 10. Как только второе измерительное устройство 17 зарегистрирует возрастание величины расхода потока сверх максимальной производительности генератора 8 азота, частично закрывается второй регулировочный клапан 15, или больше не открывается, так что только чистый защитный газ при максимальной производительности, но не выше нее, подается в первый питающий трубопровод 9. Вследствие того, что второй регулировочный клапан 15 закрыт не полностью, предотвращается то, что устройство 2 выгрузки продукта будет полностью снабжаться обработанным защитным газом.

Компрессор 5, наряду с подсоединенным после него охладителем, дополнительно имеет байпасный трубопровод 12, посредством которого обработанный защитный газ 6, который подводится из риформера (не показан), от напорной стороны компрессора 5 через байпасный трубопровод 12 опять возвращается к стороне всасывания компрессора 5.

Когда возникает ситуация, что обработанный защитный газ 6 полностью отводится обратно через байпасный трубопровод 12 к стороне всасывания компрессора 5, и тем самым больше не проявляется способность принимать обработанный защитный газ 6, третье измерительное устройство 16 измеряет тем самым сопутствующее изменение или, соответственно, падение давления и возрастание величины расхода потока так, что открываются третий регулировочный клапан 13 и первый регулировочный клапан 11, чтобы подавать обработанный защитный газ 6 в устройство выгрузки продукта 2. В этом случае также обработанный защитный газ 6 смешивается с чистым защитным газом 7 в первом питающем трубопроводе 9 так, что в принципе сам по себе обработанный защитный газ 6 не подается в устройство 2 выгрузки продукта по отдельности.

Байпас 12 включает четвертый регулировочный клапан 20, который закрывается, когда открываются третий регулировочный клапан 13 и первый регулировочный клапан 11, чтобы подавать обработанный защитный газ 6 в устройство 2 выгрузки продукта, в результате чего предотвращается то, что часть его дополнительно будет направлена в контур. Как только опять закрываются первый регулировочный клапан 11 и второй регулировочный клапан 13, опять открывается четвертый регулировочный клапан 20 так, что обработанный защитный газ 6 опять от напорной стороны компрессора 5 возвращается на сторону всасывания компрессора 5.

В альтернативном варианте, компрессор 5, вместо четвертого регулировочного клапана 20 или в дополнение к нему, также может включать преобразователь частоты 22, как представлено в Фиг. 3. Когда третье измерительное устройство 16 измеряет изменение, то есть, возрастание величины расхода потока или снижение давления, сокращается число оборотов компрессора 5. Как только опять нормализуются величина расхода потока и/или давление, число оборотов компрессора 5 опять возвращается к прежнему состоянию.

Возможным является исполнение соответствующего изобретению способа с помощью регулировочного устройства 18, которое в данных Фигурах полностью не представлено.

Заданный параметр измерительного устройства, которое действует на второй регулировочный клапан 15, составляет величину несколько выше, например, на 0,1 бар (0,01 МПа), чем заданное значение измерительного устройства, которое действует на первый регулировочный клапан 11, соответственно, 13, чтобы предотвращать отклонения в регулировании. Например, в этом случае заданный параметр измерительного устройства, которое действует на второй регулировочный клапан 15, составляет величину 3,1 бар (0,31 МПа), тогда как заданное значение измерительного устройства, которое действует на первый регулировочный клапан 11, соответственно, 13, составляет величину 3,0 бар (0,3 МПа).

Кроме того, Фиг. 1 показывает третий питающий трубопровод 21, который позволяет подводить обработанный защитный газ 6, а также чистый защитный газ 7, к дополнительному потребителю (не показан).

Изображенные пунктирными линиями соединения показывают пути сообщения в регулировочном устройстве 18, причем соответствующее изобретению устройство для исполнения способа согласно изобретению может иметь еще и дополнительные измерительные устройства и регулировочные клапаны, кроме описанных. Параллельно второму питающему трубопроводу 10 предусмотрен необязательный показанный пунктиром трубопровод для подведения чистого защитного газа в третий питающий трубопровод 21.

Фиг. 2 схематически представляет пиковый расход между нормальным расходом чистого защитного газа 7 для продувания устройства 2 выгрузки продукта, причем в системе координат величина F расхода потока нанесена относительно времени t. Посредством проведенной параллельно х-оси прямой линии представлена максимальная производительность генератора 8 азота, которая в данном примере составляет 3100 норм.м³/час. Из графика следует, что подводимое количество защитного газа 4 в принципе составляет величину ниже максимальной производительности генератора 8 азота, и, следовательно, подача производится только от генератора 8 азота, вследствие чего речь идет о чистом защитном газе 7. Если расход защитного газа 4 - как представлено в Фиг. 2 высоким пиком - возрастает сверх максимальной производительности генератора 8 азота, то защитный газ уже больше не подводится только из генератора 8 азота, но в устройство 2 выгрузки продукта дополнительно подается обработанный защитный газ 6 из компрессора, тогда как компрессор для нагнетания азота по-прежнему подает чистый защитный газ 7 при максимальной производительности - но не выше нее.

Фиг. 3 схематически показывает соответствующее изобретению устройство для исполнения способа согласно изобретению в дополнительном варианте осуществления. Устройство для уплотнения восстановительной установки 1 включает восстановительную установку 1 с устройством 2 выгрузки продукта. Для подачи защитного газа 4 первый питающий трубопровод 9 пролегает от компрессора 5 до устройства 2 выгрузки продукта. Преобразованный в металл материал поступает из устройства 2 выгрузки продукта в камеру 19 для выгрузки продукта, и оттуда подается на дополнительную обработку или дальнейшее использование. Для подачи чистого защитного газа второй питающий трубопровод 10 ведет от генератора 8 азота к первому питающему трубопроводу 9.

Первый питающий трубопровод 9 включает третий регулировочный клапан 13, а также первое измерительное устройство 14, так что здесь первый регулировочный клапан 11 из Фиг. 1 отсутствует. Второй питающий трубопровод включает второе измерительное устройство 17. Если смотреть по направлению течения обработанного защитного газа 6, второй питающий трубопровод 10 впадает в первый питающий трубопровод 9, но перед первым измерительным устройством 14.

В данном примере генератор 8 азота имеет максимальную производительность 3100 норм.м³/час. Пока величина подачи чистого защитного газа 7 остается ниже максимальной производительности генератора 8 азота, чистый защитный газ 7 из генератора 8 азота подводится через второй питающий трубопровод 10 в первый питающий трубопровод 9, и через питающий трубопровод 9 далее в устройство 2 выгрузки продукта для его снабжения. В этом случае регулировочный клапан 11 остается полностью или, соответственно, по большей части закрытым, и устройство 2 выгрузки продукта снабжается только чистым защитным газом 7. Однако если потребность в защитном газе 4 возрастает сверх максимальной производительности генератора 8 азота, то полностью или частично открывается третий регулировочный клапан 13 так, что в устройство 2 выгрузки продукта, кроме чистого защитного газа 7 из генератора 8 азота, через второй питающий трубопровод 10 подается также обработанный защитный газ 6 из компрессора 5 по первому питающему трубопроводу 9. Как только уровень потребления опять переходит в диапазон максимальной производительности или, соответственно, ниже его, третий регулировочный клапан 13 опять полностью или частично закрывается. В отношении генератора 8 азота в данном примере речь идет о PSA-установке, работа которой основана на определенном противодавлении для регулирования давления адсорбции.

Если смотреть по направлению течения чистого защитного газа 7, второй питающий трубопровод 10 имеет размещенный при генераторе азота или вблизи генератора азота редукционный клапан 23. Редукционный клапан 23 поддерживает давление постоянным на уровне заранее заданного давления, например, 7 бар (0,7 МПа), чтобы предотвратить повреждение генератора 8 азота вследствие создания слишком низкого давления.

Первое измерительное устройство 14 измеряет давление или величину расхода потока в первом питающем трубопроводе 9, пока не будет зарегистрировано изменение, соответственно, снижение давления, или повышение величины расхода потока, которое проявляется вследствие превышения максимальной производительности генератора 8 азота, и открывается третий регулировочный клапан 13 так, что через первый питающий трубопровод 9 может подаваться обработанный защитный газ 6 из компрессора 5. В этом случае, тем не менее, чистый защитный газ 7 по-прежнему подводится при максимальной производительности, который тогда в первом питающем трубопроводе 9 смешивается с обработанным защитным газом 6. Поэтому в принципе никогда обработанный защитный газ 6 сам по себе не подается в устройство 2 выгрузки продукта по отдельности, хотя, конечно, это также возможно. Как только величина потребления опять снизится до диапазона максимальной производительности или, соответственно, ниже него, третий регулировочный клапан 13 опять закрывается полностью или частично.

Если давление в первом питающем трубопроводе 9 в периоды нормального уровня потребления теперь составляет около 3 бар (0,3 МПа), и первое измерительное устройство 14 измеряет падение давления, например, до 2,9 бар (0,29 МПа), открывается третий регулировочный клапан 13, чтобы он мог подводить обработанный защитный газ 6 из компрессора 5 в устройство 2 выгрузки продукта. Как только величина потребления опять снизится до диапазона максимальной производительности или, соответственно, ниже него, третий регулировочный клапан 13 опять закрывается полностью или частично.

Второе измерительное устройство 17 измеряет величину расхода потока во втором питающем трубопроводе 10. Как только второе измерительное устройство 17 зарегистрирует возрастание величины расхода потока сверх максимальной производительности генератора 8 азота, частично закрывается регулировочный клапан 15 так, что только чистый защитный газ при максимальной производительности, но не выше нее, подается в первый питающий трубопровод 9. Вследствие того, что второй регулировочный клапан 15 закрыт не полностью, предотвращается то, что устройство 2 выгрузки продукта будет полностью снабжаться обработанным защитным газом 6.

Компрессор 5, наряду с подсоединенным после него охладителем, дополнительно включает преобразователь частоты 22, который регулирует мощность компрессора, и третье измерительное устройство 16, которое измеряет давление и/или величину расхода потока. В зависимости от данного количества обработанного защитного газа 6 преобразователь частоты 22 регулирует число оборотов компрессора, уменьшая или увеличивая его. Если в компрессоре 5 присутствуют большие количества обработанного защитного газа 6, то преобразователь частоты 22 регулирует число оборотов компрессора 5 на снижение. Если же имеются незначительные количества обработанного защитного газа 6, то преобразователь частоты 22 регулирует число оборотов компрессора 5 на повышение.

Когда возникает ситуация, что компрессор 5 уже больше не способен принимать дополнительный обработанный защитный газ 6, и тем самым также дросселирование мощности уже больше не оказывает действие, третье измерительное устройство 16 измеряет сопутствующее этому изменение, соответственно, падение давления или возрастание величины расхода потока, так, что открывается третий регулировочный клапан 13, чтобы подавать обработанный защитный газ 6 в устройство 2 выгрузки продукта. В этом случае также обработанный защитный газ 6 смешивается с чистым защитным газом 7 в первом питающем трубопроводе 9 так, что в принципе никакой обработанный защитный газ 6 по отдельности не подается в устройство 2 выгрузки продукта.

Кроме того, устройство включает второй регулировочный клапан 15, а также второе измерительное устройство 17, которое измеряет давление или величину расхода потока, и управляет вторым регулировочным клапаном 15, причем второе измерительное устройство 17 и второй регулировочный клапан размещены во втором питающем трубопроводе 10.

СПИСОК ССЫЛОЧНЫХ ПОЗИЦИЙ

1 устройство для уплотнения восстановительной установки

2 устройство выгрузки продукта

3 восстановительная установка

4 защитный газ

5 компрессор

6 обработанный защитный газ

7 чистый защитный газ

8 генератор азота

9 первый питающий трубопровод

10 второй питающий трубопровод

11 первый регулировочный клапан

12 байпасный трубопровод

13 третий регулировочный клапан

14 первое измерительное устройство

15 второй регулировочный клапан

16 третье измерительное устройство

17 второе измерительное устройство

18 регулировочное устройство

19 камера для выгрузки продукта

20 четвертый регулировочный клапан

21 третий питающий трубопровод

22 преобразователь частоты

23 редукционный клапан

Claims

1. Способ уплотнения восстановительной установки (3) для восстановления металла из содержащих оксиды металла материалов, в котором восстановительная установка (3) выполнена с устройством (2) выгрузки продукта, которое снабжают защитным газом (4) и обработанным защитным газом (6) от по меньшей мере одного компрессора (5), отличающийся тем, что используют по меньшей мере один генератор (8) азота для получения чистого защитного газа (7), причем защитный газ (4) для снабжения устройства (2) выгрузки продукта образуют из чистого защитного газа (7) от по меньшей мере одного генератора (8) азота, или же из чистого защитного газа (7) от по меньшей мере одного генератора (8) азота и обработанного защитного газа (6) от по меньшей мере одного компрессора (5), при этом при повышении подаваемого количества чистого защитного газа (7) сверх ранее заданной максимальной производительности по меньшей мере одного генератора (8) азота в чистый защитный газ (7) подают обработанный защитный газ (6) из по меньшей мере одного компрессора (5) и тем самым формируют защитный газ (4) для снабжения устройства (2) выгрузки продукта.

2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что чистый защитный газ (7) образуют из технически чистого азота или из смеси азота/аргона.

3. Способ по п. 1 или 2, отличающийся тем, что обработанный защитный газ (6) из по меньшей мере одного компрессора (5) включает диоксид углерода, водяной пар, азот и остаточный кислород.

4. Способ по любому из предшествующих пунктов, отличающийся тем, что используют первый питающий трубопровод (9) к устройству (2) выгрузки продукта, включающий первый регулировочный клапан (11), второй питающий трубопровод (10) к первому питающему трубопроводу (9), включающий второй регулировочный клапан (15), а также измерительное устройство, в частности первое измерительное устройство (14) в первом питающем трубопроводе (9) и/или второе измерительное устройство (17) во втором питающем трубопроводе (10), причем измеряют давление, и причем при падении давления в первом питающем трубопроводе (9) и/или во втором питающем трубопроводе (10) при возрастании подаваемого количества чистого защитного газа (7) сверх ранее заданной максимальной производительности по меньшей мере одного генератора (8) азота открывают первый регулировочный клапан (11) в первом питающем трубопроводе (9) для подачи дополнительного обработанного защитного газа (6) от по меньшей мере одного компрессора (5) в устройство (2) выгрузки продукта.

5. Способ по любому из пп. 1-3, отличающийся тем, что используют первый питающий трубопровод (9) к устройству (2) выгрузки продукта, включающий первый регулировочный клапан (11), второй питающий трубопровод (10) к первому питающему трубопроводу (9), включающий второй регулировочный клапан (15), а также измерительное устройство, в частности первое измерительное устройство (14) в первом питающем трубопроводе (9) и/или второе измерительное устройство (17) во втором питающем трубопроводе (10), причем измеряют величину расхода потока, и причем при возрастании величины расхода потока в первом питающем трубопроводе (9) и/или во втором питающем трубопроводе (10) при увеличении подаваемого количества чистого защитного газа (7) сверх ранее заданной максимальной производительности по меньшей мере одного генератора (8) азота открывают первый регулировочный клапан (11) в первом питающем трубопроводе (9), чтобы подавать дополнительный обработанный защитный газ (6) от по меньшей мере одного компрессора (5) в устройство (2) выгрузки продукта.

6. Способ по любому из предшествующих пунктов, отличающийся тем, что используют по меньшей мере один компрессор (5), который включает байпасный трубопровод (12), а также третье измерительное устройство (16), предпочтительно для измерения давления или величины расхода потока, и причем первый регулировочный клапан (11) в первом питающем трубопроводе (9) открывают, когда посредством третьего измерительного устройства (16) измеряют, что большая часть обработанного защитного газа (6), предпочтительно весь обработанный защитный газ (6), после по меньшей мере одного компрессора (5) возвращается через байпасный трубопровод (12) на сторону всасывания по меньшей мере одного компрессора (5).

7. Способ по любому из предшествующих пунктов, отличающийся тем, что используют по меньшей мере один генератор (8) азота, включающий второй регулировочный клапан (15), причем посредством второго регулировочного клапана (15) поддерживают постоянным подводимое количество чистого защитного газа (7) при открывании первого регулировочного клапана (11) в первом питающем трубопроводе (9), также при максимальной производительности по меньшей мере одного генератора (8) азота.

8. Способ по любому из предшествующих пунктов, отличающийся тем, что восстановительная установка (3) выполнена для прямого восстановления содержащих оксиды металлов, предпочтительно содержащих оксиды железа, исходных материалов, в результате контакта с горячим восстановительным газом.

9. Устройство для уплотнения восстановительной установки (3) для восстановления металла из содержащих оксиды металла материалов, причем восстановительная установка (3) имеет устройство (2) выгрузки продукта, причем, кроме того, предусмотрен по меньшей мере один компрессор (5) для подачи обработанного защитного газа (6) в устройство (2) выгрузки продукта через первый питающий трубопровод (9), причем первый питающий трубопровод (9) к устройству (2) выгрузки продукта включает первый регулировочный клапан (11), отличающееся тем, что устройство дополнительно включает по меньшей мере один генератор (8) азота для получения чистого защитного газа (7), причем по меньшей мере один генератор (8) азота включает второй питающий трубопровод (10) к первому питающему трубопроводу (9), причем второй питающий трубопровод (10) для подачи защитного газа (4) предназначен для снабжения устройства (2) выгрузки продукта, причем устройство дополнительно включает первое регулировочное устройство (18), которое предназначено для управления первым регулировочным клапаном (11) первого питающего трубопровода (9) и вторым регулировочным клапаном (15) второго питающего трубопровода (10) таким образом, что защитный газ (4) для снабжения устройства (2) выгрузки продукта составлен чистым защитным газом (7) из по меньшей мере одного генератора (8) азота, или же чистым защитным газом (7) из по меньшей мере одного генератора (8) азота и обработанным защитным газом (6) из по меньшей мере одного компрессора (5), при этом регулировочное устройство (18) выполнено так, что при возрастании подаваемого количества чистого защитного газа (7) сверх ранее заданной максимальной производительности по меньшей мере одного генератора (8) азота в чистый защитный газ (7) подается обработанный защитный газ (6) из по меньшей мере одного компрессора (5) и тем самым формируется защитный газ (4) для снабжения устройства (2) выгрузки продукта.

10. Устройство по п. 9, отличающееся тем, что дополнительно предусмотрено по меньшей мере одно измерительное устройство (14) для измерения давления, в частности первое измерительное устройство (14) в первом питающем трубопроводе (9), и/или второе измерительное устройство (17) во втором питающем трубопроводе (10), причем регулировочное устройство (18) выполнено так, что при возрастании подаваемого количества чистого защитного газа (7) сверх ранее заданной максимальной производительности по меньшей мере одного генератора (8) азота возникает падение давления в первом питающем трубопроводе (9) и/или во втором питающем трубопроводе (10), вследствие чего открывается первый регулировочный клапан (11) в первом питающем трубопроводе (9), чтобы подавать дополнительный обработанный защитный газ (6) от по меньшей мере одного компрессора (5) в устройство (2) выгрузки продукта.

11. Устройство по любому из пп. 9, 10, отличающееся тем, что дополнительно предусмотрено по меньшей мере одно измерительное устройство (14) для измерения величины расхода потока, в частности первое измерительное устройство (14) в первом питающем трубопроводе (9), и/или второе измерительное устройство (17) во втором питающем трубопроводе (10), и причем регулировочное устройство (18) выполнено так, что при возрастании подаваемого количества чистого защитного газа (7) сверх ранее заданной максимальной производительности по меньшей мере одного генератора (8) азота возникает возрастание величины расхода потока в первом питающем трубопроводе (9) и/или во втором питающем трубопроводе (10), вследствие чего открывается первый регулировочный клапан (11) в первом питающем трубопроводе (9), чтобы подавать дополнительный обработанный защитный газ (6) от по меньшей мере одного компрессора (5) в устройство (2) выгрузки продукта.

12. Устройство по любому из пп. 9-11, отличающееся тем, что по меньшей мере один компрессор (5) включает байпасный трубопровод (12), а также третье измерительное устройство (16), предпочтительно для измерения давления или величины расхода потока, причем регулировочное устройство (18) выполнено так, что первый регулировочный клапан (11) в первом питающем трубопроводе (9) открывается, когда третье измерительное устройство (16) измеряет, что большая часть обработанного защитного газа (6), предпочтительно весь обработанный защитный газ (6), после по меньшей мере одного компрессора (5) возвращается через байпасный трубопровод (12) на сторону всасывания по меньшей мере одного компрессора (5).

13. Устройство по любому из пп. 9-12, отличающееся тем, что по меньшей мере один генератор (8) азота включает второй регулировочный клапан (15), и причем регулировочное устройство (18) выполнено так, что второй регулировочный клапан (15) поддерживает постоянным подводимое количество чистого защитного газа (7) при открывании первого регулировочного клапана (11) в первом питающем трубопроводе (9), также при максимальной производительности по меньшей мере одного генератора (8) азота.

14. Устройство по любому из пп. 10-13, отличающееся тем, что по меньшей мере один генератор (8) азота дополнительно включает второе измерительное устройство (17) для измерения давления, причем регулировочное устройство (18) выполнено так, что подаваемое количество чистого защитного газа (7) от по меньшей мере одного генератора (8) азота ограничивается заранее заданной максимальной производительностью, когда первое или второе измерительное устройство (17) измеряет падение давления и/или возрастание величины расхода потока.

15. Устройство по любому из пп. 9-14, отличающееся тем, что восстановительная установка (3) является установкой прямого восстановления для прямого восстановления содержащих оксиды металлов, предпочтительно содержащих оксиды железа, исходных материалов до преобразованного в металл материала в результате контакта с горячим восстановительным газом.