SK124299A3 - Apparatus for manufacturing molten pig iron and reduced iron by utilizing fluidized bed, and method therefor - Google Patents

Description

Zariadenie na priamu výrobu roztaveného železa a spôsob priamej výroby roztaveného surového železa

Oblasť techniky

Vynález sa týka zariadenia na výrobu roztaveného železa a priamo vyredukovaného železa použitím práškovej železnej rudy a spôsob priamej výroby roztaveného surového železa týmto zariadením.

Doterajší stav techniky

Patentový dokument US 4 978 387 uvádza typický spôsob výroby roztaveného surového železa použitím surovej železnej rudy a uhlia bez toho, aby sa vykonávalo ich predbežné spracovanie.

Podľa tohto patentového dokumentu US je priamo použitá surová železná ruda a uhlie, takže kroky predbežného spracovania, ako je spekanie a varenie, môžu byť odlišné nepovšimnuté v iných vysokých peciach, tým sa zjednodušujú kroky spôsobu a výrobné zariadenia.

Ako je znázornené na obr. 1, zariadenie 400 patentového dokumentu US 4 978 387 zahŕňa: tavný splynovač 410 na splynovanie uhlia a na tavenie a na tavenie práškového železa; náplňovú vrstvu typu predredukcnej pece 432 na priame redukovanie železnej rudy použitím redukčného plynu produkovaného tavným splynovačom 410; a ďalšie prídavné zariadenia.

Prídavné zariadenia zahŕňajú: cyklón 411. recyklačné zariadenie 412, tavný splynovač 413 a Venturiho práčku 433 a 434 plynu.

Vo vnútri tavného splynovača 410 je splynované uhlie, aby vytváralo -Fedukčný plyn na nepriame redukovanie železnej rudy. Ďalej je použité vytvorené teplo na tavenie práškového železa, ktoré bolo nepriamo redukované predredukčnou pecou 432. Predredukčná pec 432 zatiaľ používa redukčný plyn z tavného splynovača 410 na nepriamu redukciu surovej železnej rudy a prísad. Takto produkované práškové železo je nepretržite vykladané, *

aby mohlo pokračovať do tavného splynovača 410.

V tomto spôsobe môže byť použitý surový materiál tvorený časticami (8 až 35) a preto je medza zrazená v surovom materiály. Viac ako 80 % produkcie železnej rudy vo svete je práškových železných rúd a drahých paliet, toto býva vážnou nevýhodou.

Naproti tomu patentový dokument US 5 192 486 uvádza priame redukčné zariadenie na železnú rudu, ktoré používa práškovú železnú rudu. . .

Ako je znázornené na obr. 2, toto priame redukčné zariadenie 500 na železnú rudu obsahuje: fluidnú vrstvu typu predhriatej pece 544 na predhriatie železnej rudy horúcim vzduchom, ktorý je ohrievaný spaľovacou komorou 547; 3 - stupňové redukčné pece 541. 542 a 543; premieňač 545 plynu na vytváranie redukčného plynu; tepelný výmenník 546 na ohrievanie premieňača 545 plynu; práčky 549 a 550 plynu na čistenie plynu; a briketovacie zariadenie 516.

Premieňač plynu prispôsobuje zemný plyn na produkciu redukčného plynu na redukovanie železnej rudy. Potom je upravený plyn ohriaty tepelným výmenníkom 546, aby bol dodávaný do konečnej redukčnej pece 541. Redukčný plyn postupne prechádza cez druhú predredukčnú pec 542 a prvú predredukčnú peč 543 a je čistený práčkou 549 plynu tak, aby cirkuloval prechádzaním cez tepelný výmenník 546. Prášková železná ruda je privádzaná do predhrievacej pece, aby bola predhriata a potom postupne prechádza cez prvú predredukčnú pec 543. druhú predredukčnú pec 542 a konečnú redukčnú pec 541. kde je finálne redukovaná. Práškové železo je zlisované briketovacím zariadením 516 do brikiet.

Vyššie opísané zariadenie používa zemný plyn a vyžaduje 4 stupňové fluidné lôžko typu pecí. Takto je zariadenie omnoho komplikovanejšie a preto je vysoká počiatočná cena zariadenia, a chod zariadenia je tiež veľmi komplikovaný.

Podstata vynálezu

Predložený vynález je určený na prekonanie opísaných nevýhod doterajšieho stavu techniky.

Preto je cieľom predloženého vynálezu zariadenie a spôsob výroby roztaveného železa priamym použitím práškovej železnej rudy, v ktorom je uhlie použité na výrobu redukčného plynu a prášková železná ruda je použitá na výrobu roztaveného železa a práškového železa jednoduchším a efektívnejšímspôsobom. --- Na dosiahnutie opísaného cieľa, po čiastkach alebo ako celku, zariadenie na výrobu roztaveného železa priamym použitím uhlia ako paliva je riešenie podľa predloženého vynálezu, podstatu ktorého tvorí to, že redukčný plyn, ktorý má vysokú teplotu, je napájaný z tavného splynovača do fluidného lôžka vápenca vypaľovacej pece na vypálenie vápenca; redukčný plyn je dodávaný do druhého fluidného lôžka redukčnej pece tak, aby sa vyrobilo práškové železo; výstupný plyn z druhého fluidného lôžka redukčnej pece je dodávaný do prvého fluidného lôžka redukčnej pece (umiestnenej nad druhým fluidným lôžkom redukčnej pece) na predhriatie a na predredukciu práškovej železnej rudy; a vypálený vápenec a finálne vyredukované železo je dodávané do tavného splynovača na výrobu roztaveného železa.

V inom aspekte predloženého vynálezu podstata zariadenia na výrobu roztaveného železa priamym použitím uhlia ako paliva podľa predloženého vynálezu spočíva v tom, že redukčný plyn, ktorý má vysokú teplotu, je napájaný z tavného splynovača do fluidného lôžka vápenca vypaľovacej pece, na vypálenie vápenca; redukčný plyn je dodávaný do druhého fluidného lôžka redukčnej pece tak, aby sa vyrobilo práškové železo; výstupný plyn z druhého fluidného lôžka redukčnej pece je dodávaný do prvého fluidného lôžka pece (umiestnenej nad druhým fluidným lôžkom redukčnej pece) na predhriatie a na predredukciu práškovej železnej rudy; tým sa vyrába práškové železo.

V inom aspekte predloženého vynálezu zariadenia na výrobu roztaveného železa priamym použitím uhlia ako paliva podľa predloženého vynálezu spočíva v tom, že redukčný plyn, ktorý má vysokú teplotu, je z tavného splynovača posielaný do tretej redukčnej pece na konečnú redukciu a vypálenie práškovej železnej rudy a jemných prísad; tento redukčný plyn je dodávaný do druhého fluidného lôžka redukčnej pece na druhú predredukciu a vypálenie práškovej železnej rudy a jemnej prísady; výstupný plyn je dodávaný do prvého fluidného lôžka redukčnej pece (umiestnenej nad druhým lôžkom redukčnej pece) na predredukovanie a vypálenie práškovej železnej hmoty a jemnej prísady; a vypálená prísada a aj konečné vyredukované železo je dodávané do tavného splynovača, tým sa vyrába železo.

w

Ďalším aspektom predloženého vynálezu je poskytnúť spôsob výroby roztaveného železa pomocou opísaného zariadenia. ... .

Prehľad obrázkov na výkrese

Predložený vynález bude teraz ozrejmený v nasledujúcom podrobnom opise jeho príkladných uskutočnení v kombinácii s pripojenou výkresovou dokumentáciou, v ktorej predstavuje:

Obr. 1 schematické zobrazenie konvenčného zariadenia vyrábajúceho roztavené železo;

Obr 2 schematické zobrazenie iného konvenčného zariadenia vyrábajúceho roztavené železo; Obr. 3 schematické zobrazenie zariadenia vyrábajúce roztavené železo podľa predloženého vynálezu;

Obr. 4 schematické zobrazenie zariadenia vyrábajúceho práškové železo podľa predloženého vynálezu; a

Obr. S schematické zobrazenie iného vhodného uskutočnenia zariadenia vyrábajúce roztavené železo podľa predloženého vynálezu.

Príklady uskutočnenia vynálezu

Na obr. 3 je schematické zobrazenie zariadenia vyrábajúce roztavené železo podľa predloženého vynálezu.

Ako je znázornené na obr. 3 zariadenia 100 vyrábajúce roztavené železo podľa predloženého vynálezu zahŕňa: tavný splynovač H na splyňovanie uhlia a na tavenie práškového železa; tretie fluidné lôžko vypaľovacej pece 12 na vypálenie vápenca použitím výstupného plynu z tavného splynovača U; druhé fluidné lôžko redukčnej pece 13 na nepriamu redukciu práškovej železnej rudy; prvé fluidné lôžko redukčnej pece 14 na predhriatie a predredukciu práškovej železnej rudy; prachový cyklón 111 na posielanie prachu (oddeleného od redukčného plynu z tavného splynovača 11) do zariadenia 112 na recykláciu prachu a na zásobovanie výstupného plynu (oddeleného od prachu) do tretieho fluidného lôžka vypaľovacej pece 12; taviaci horák 113 inštalovaný na tavnom splynovači H na tryskanie jemného prachu zo zariadenia 112 na recykláciu prachu do tavného splynovača U; vírivé cyklóny 121, 131 a 141 na zachytávanie jemného prachu z výstupného plynu z prvého až tretieho fluidného lôžka pecí 12.13 a 14 na-recirkuláciu prachu do príslušného fluidného lôžka pecí.

Zariadenie podľa predloženého vynálezu vhodne ďalej zahŕňa: Venturiho pračku 15 plynu, ktorá prijíma výstupný plyn z prvého vírivého cyklónu prvého fluidného lôžka pece 14, aby zachytávala zvyškový prach a ochladzovala ho; a druhý ohrievač 132 plynu a prvý ohrievač 142 plynu umiestnené pred druhým fluidným lôžkom pece 13 a prvým fluidným lôžkom redukčnej pece 14 na prijímanie kyslíka a ohrievanie redukčného plynu.

Potrubie 14f privádzajúce surový materiál je napojené na prvé fluidné lôžko redukčnej pece 14 na zásobovanie práškovou železnou rudou a prísadami. Prvé fluidné lôžko redukčnej pece 14 je pripojené cez prvé potrubie 14a odvádzajúce práškové železo k druhej fluidnej vrstve redukčnej pece 13, aby zásobovalo železnou rudou. Ďalej je redukčná pec 14 pripojená cez prvé potrubie 14b privádzajúce plyn k druhej fluidnej vrstve pece 13. aby dodávalo plyn. Prvé potrubie 14c odvádzajúce výstupný plyn je napojené na vrchnú časť redukčnej pece 14, aby odvádzalo výstupný plyn a prvé potrubie 14c odvádzajúce výstupný plyn je pripojené na prvý vírivý cyklón 141.

v

Dalej je prvé fluidné lôžko redukčnej pece 14 napojené cez prvé okružné prachové potrubie 14d na prvý vírivý cyklón 141 na prijímanie prachu.

Venturiho pračka 15 plynu je prepojená druhým potrubím 14e ovládajúcim výstupný plyn s prvým vírivým cyklónom 141.

Druhú fluidné lôžko redukčnej pece 13 je spojené druhým potrubím 13a odvádzajúcim práškové železo s tavným splynovačom. Redukčná pec 13 je prepojená svojim dnom a druhým potrubím 13b privádzajúcim plyn s tretím fluidným lôžkom vypaľovacej pece, aby prijímala plyn. Tretie potrubie 13c odvádzajúce výstupný plyn je napojené na vrchnú časť redukčnej pece 13 na odvádzanie výstupného plynu Toto tretie potrubie 13c odvádzajúce výstupný plyn je spojené s druhým vírivým cyklónom 131.

v

Štvrté potrubie 13e odvádzajúce výstupný plyn je pripojené cez prvé potrubie 14b privádzajúce plyn k druhému vírivému cyklónu 131 na dodávanie výstupného plynu do prvého fluidného lôžka redukčnej pece 14, s výstupným plynom oddeleným od prachu. Prvý ohrievač 142 plynu je inštalovaný medzi prvým potrubím 14b privádzajúcim plyn a štvrtým potrubím 13e odvádzajúcim výstupný plyn.

v

Dalej, druhé lôžko redukčnej pece 13 je pripojené cez druhé okružné prachové potrubie 13d k druhému vírivému cyklónu 131. aby z neho prijímal prach.

Tretie fluidné lôžko vypaľovacej pece 12 je napojené na potrubie 12f privádzajúce vápenec, ktoré je napojené na zdroj vápenca (nie je zobrazené), na prijímanie vápenca. Ďalej je vypaľovacia pec 12 pripojená na potrubie 12a odvádzajúce pálené vápno, na odvádzanie páleného vápna. Potrubie 12a je pripojené na druhé potrubie 13a odvádzajúce práškové železo. Teda, tretie fluidné lôžko vypaľovacej pece 12 je prepojené cez potrubie 12a odvádzajúce pálené vápno a druhé potrubie 13a odvádzajúce práškové železo ku tavnému splynovaču H.

Tretie fluidné lôžko vypaľovacej pece 12 je pripojené cez jej dno tretím potrubím 12b privádzajúcim plyn ku prachovému cyklónu 111 na prijímanie plynu. Ďalej, piate potrubie 12c odvádzajúce výstupný plyn je pripojené na vrchnú časť vypaľovacej pece 12 na

Ί odvádzanie plynu a toto piate potrubie 12c odvádzajúce výstupný plyn je pripojené na vírivý cyklón 121.

Tretí vírivý cyklón 121 je pripojený na šieste potrubie 12e odvádzajúce výstupný plyn, ktoiéje napojené na druhé potrubie 13b privádzajúce plyn, aby zásobovalo výstupným plynom druhé fluidné lôžko redukčnej pece 13, v stave, keď sú prachové častice oddelené od plynu. Druhý ohrievač 132 plynu je výhodne umiestnený medzi druhým potrubím 13b privádzajúcim plyn a šiestym potrubím 12e odvádzajúcim výstupný plyn.

Vypaľovacia pec 12 je pripojená cez tretie okružné prachové prostredie 12d ku tretiemu vírivému cyklónu 121, aby prijímal prach.

Potrubie 11a odvádzajúce redukčný plyn je pripojené ku tavnému splynovaču - H. zatiaľ čo je tiež prepojené s prachovým cyklónom Hl. Teda tavný splynovač U je prepojený s prachovým cyklónom 111 za účelom zásobovania plynom.

Zariadenie 112 na recykláciu prachu je prepojené potrubím 11b odvádzajúcim prach s prachovým cyklónom 111 umiestneným nad a je prepojené potrubím 11c vstrekujúcim prach s taviacim horákom 113. ktorý je inštalovaný na tavnom splynovači H·

Na obr. 4 je schematické znázornenie zariadenia vyrábajúceho práškové železo podľa predloženého vynálezu.

Ako je znázornené na obr. 4, zariadenie 200 vyrábajúce práškové železo je vytvorené

I tak, že druhé potrubie 13a odvádzajúce práškové železo z druhého fluidného lôžka redukčnej pece 13 nie je pripojené k tavnému splynovaču, ale je prepojené s vonkajškom, alebo je prepojené s briketovacím zariadením 16. odlišné taviaco redukčné zariadenie 100 z obr. 3 v

Dalej, odlišné taviaco redukčné zariadenie 100 z obr. 3, zariadenie 200 vyrábajúce práškové železo je vytvorené tak, že druhé potrubie 13a odvádzajúce práškové železo z druhého fluidného lôžka redukčnej pece 13 nie je pripojené k tavnému splynovaču 1_1> ale je vytvorené prepojenie vonkajškom alebo prepojenie s briketovacím zariadením 16. Súčasne potrubie 12g privádzajúce pálené vápno prepojuje fluidné lôžko vypaľovaeej pece 12 a briketovacie zariadenie 16 za účelom dodávania páleného vápna z fluidného lôžka vypaľovaeej pece 12 a briketovacie zariadenie 16

Na obr. 5 je schématické zobrazenie iného uskutočnenia zariadenia vyrábajúceho *

železo podľa predloženého vynálezu.

Ako je znázornené na obr. 5, zariadenie 300 na výrobu železa podľa predloženého vynálezu zahŕňa: tavný splynovač 31 na splyňovanie uhlia a na tavenie práškového železa; tretie fluidné lôžko redukčnej pece 32 na využitie výstupného plynu z tavného splynovača 3i na konečnú redukciu práškovej železnej rudy a jemných prísad; druhé fluidné lôžko redukčnej pece 33 na predredukciu práškovej železnej rudy a na druhé vypálenie jemných prísad; prvé fluidné lôžko redukčnej pece 34 na prvú predredukciu a-vypálenie práškovej železnej rudy a jemných prísad; prachový cyklón 311 na posielanie prachových častíc (oddelených od redukčného plynu) z tavného splynovača 31 do zariadenia 312 na recykláciu prachu a na dodávanie redukčného plynu (oddeleného od prachu) do tretieho fluidného lôžka redukčnej pece 32; taviaci horák 313 inštalovaný na tavnom splynovači 31. na prijímanie jemných prachových častíc zo zariadenia 312 na recykláciu prachu a ich umiestňovanie do tavného splynovača 31; a vírivé cyklóny 321, 331 a 341 na zachytávanie jemných prachových častíc z výstupného plynu z fluidného lôžka redukčných pecí 32. 33 a 34 a ich cirkuláciu do jednotlivých fluidných lôžok pecí.

Je výhodné, aby zariadenie na výrobu železa podľa predloženého vynálezu ďalej zahŕňalo: Venturiho pračku 35 plynu na prijímanie výstupného plynu z prvého vírivého cyklónu 341 z prvej fluidnej vrstvy redukčnej pece 34, aby zachytávala zvyškové prachové častice a ochladzovala ich; a prvý a druhý ohrievač plynu 342 a 332 inštalovaný pod prvým fluidným lôžkom redukčnej pece 34 a druhým fluidným lôžkom redukčnej pece 33, na vstrekovanie kyslíka na upravenie teploty redukčného plynu.

Prvé fluidné lôžko redukčnej pece 34 je pripojené k potrubiu 34f privádzajúcemu surový materiál, na prijímanie práškovej železnej rudy a jemných prísad.

Potrubie 34f privádzajúce surový materiál je pripojené k prvému- -potrubiu 34f> privádzajúcemu práškovú železnú rudu, ktorá je pripojená k zdroju práškovej železnej rudy (nie je znázornené). Ďalej je potrubie 34f pripojené k prvému potrubiu 34f? privádzajúcemu prísady, ktoré je pripojené ku zdroju prísad (nie je znázornené).

I * ·** . ¹

Prvé fluidné lôžko redukčnej pece 34 je pripojené prvým potrubím 34a odvádzajúcim práškové železo s druhou fluidnou vrstvou redukčnej pece 33, na posielanie železnej rudy. Ďalej je dno pece 34 pripojené prvým potrubím 34b privádzajúcim plyn k druhému fluidnému lôžku redukčnej pece 33 na prijímanie plynu. Vrchná časť pece 34 je pripojená k prvému potrubiu 34c odvádzajúcemu výstupný plyn na odvádzanie výstupného plynu a prvé potrubie 34c odvádzajúce výstupný plyn je pripojené k prvému vírivému cyklónu 341.

Fluidné lôžko redukčnej pece 34 je prepojené prvým okružným prachovým potrubím 34d s prvým vírivým cyklónom 341 na cirkuláciu prachových častíc.

Ventúriho práčka 35 plynu je pripojená druhým potrubím 34e odvádzajúcim výstupný plyn k prvému vírivému cyklónu 341.

Druhé fluidné lôžko redukčnej pece 33 je prepojené cez druhé potrubie 33a odvádzajúce práškové železo ku tretiemu fluidnému lôžku redukčnej pece 32. Dno pece 33 je pripojené druhým potrubím 33b privádzajúcim plyn ku tretiemu fluidnému lôžku redukčnej pece 32, a jej vrchná časť je pripojená ku tretiemu potrubiu 33c odvádzajúcemu výstupný plyn.

Tretie potrubie 33c odvádzajúce výstupný plyn je prepojené s druhým vírivým cyklónom 331 a teda druhé fluidné lôžko redukčnej pece 33 je prepojené cez druhé okružné prachové potrubie 33d s druhým vírivým cyklónom 331 na obiehanie prachových častíc.

Druhý vírivý cyklón 331 je pripojený k štvrtému potrubiu 33e odvádzajúcemu výstupný plyn a toto štvrté potrubie 33e odvádzajúce výstupný plyn je pripojené k prvému potrubiu 34b privádzajúcemu plyn na dodávanie výstupného plynu do prvého fluidného lôžka redukčnej pece 34 po oddelení plynu od jemných prachových častíc. Je výhodné, aby prvý ohrievač plynu 342 bol nainštalovaný medzi prvé potrubie 34b privádzajúceplyn a štvrté potrubie 33e odvádzajúce výstupný plyn.

Tretie fluidné lôžko redukčnej pece 32 je pripojené ku druhému potrubiu 32f privádzajúcemu prísady a druhé potrubie 32f privádzajúce prísady je pripojené k prvému potrubiu 34f? privádzajúcemu prísady na zásobovanie prísadami, ako je vápenec alebo dolomit zo zdroja prísad (nie je znázornené).

Tretie fluidné lôžko redukčnej pece 32 je pripojené ku tretiemu potrubiu 32a odvádzajúcemu práškové železo, na posielanie finálne vyredukovaného železa a vypáleného vápna do tavného splynovača 31 a tretie potrubie 32a odvádzajúce práškové železo je pripojené k tavnému splynovaču 31.

Tretie fluidné lôžko redukčnej pece 32 je prepojené cez tretie potrubie 32a odvádzajúce práškové železo s tavným splynovačom 31.

v

Ďalej tretie fluidné lôžko redukčnej pece 32 je pripojené jej dnom a tretím potrubím 32b privádzajúcim plyn ku prachovému cyklónu 311 na prijímanie plynu. Vrchná časť pece 32 odvádzajúca plyn je pripojená ku piatemu potrubiu 32c odvádzajúcemu výstupný plyn na odvádzanie výstupného plynu. Piate potrubie 32c odvádzajúce výstupný plyn je pripojené ku tretiemu vírivému cyklónu 321.

Tretí vírivý cyklón 321 je pripojený ku šiestemu potrubiu 32e odvádzajúcemu výstupný plyn a toto šieste potrubie 32e odvádzajúce výstupný plyn je pripojené ku druhému potrubiu 33b privádzajúcemu plyn na dodávanie výstupného · plynu, po jeho oddelení od jemných prachových častíc, do druhého fluidného lôžka redukčnej pece 33. Je výhodné, aby druhý ohrievač plynu 332 bol nainštalovaný medzi druhým potrubím 33b privádzajúcim plyn a šiestym potrubím 32e odvádzajúcim výstupný plyn.

Ďalej tretie fluidné lôžko redukčnej pece 32 je prepojené cez okružné prachové potrubie 32d s tretím vírivým cyklónom 321 na prijímanie prachových častíc

Tavný splynovač 31 je pripojený k potrubiu 31a odvádzajúcemu redukčný plyn a potrubie 31a odvádzajúce redukčný plyn je pripojené na prachový cyklón 311. Teda tavný splynovač 31 je prepojený s prachovým cyklónom 311 na posielanie plynu.

₍ I ' ~ Zariadenie 312 na recykláciu prachu je prepojené cez potrubie 31b odvádzajúce prach s prachovým cyklónom 311 a je prepojený cez potrubie 31c vstrekujúce prach s taviacim horákom 311. ktorý je inštalovaný na tavnom splynovači 31.

w

Dalej bude opísaný spôsob výroby roztaveného a práškového železa použitím zariadenia na výrobu roztaveného železa a zariadenie na výrobu práškového železa.

Toto bude opísané vo vzťahu k zariadeniam na obrázkoch 3 a 4.

Prášková železná ruda a prísady, ktoré majú častice s veľkosťou 8 mm alebo menšou sú naložené do prvého fluidného lôžka redukčnej pece 14. Vo vnútri prvého fluidného lôžka redukčnej pece 14 je vložená prášková železná ruda ohrievaná a predredukovaná pomocou redukčného plynu, ktorý je dodávaný z druhého fluidného lôžka redukčnej pece 13. Tu by bolo výhodné, aby fluidné lôžko bolo udržované pri teplote 700 až 800° C. To je podmienka na to, aby sa predišlo prechodu hematitu (Fe2O₃) na magnetit (Fe3O4). Ak je udržiavané pod 650° C, krveľová železná ruda je redukovaná potom, čo sa zmení na magnetit. Ak je utvorená a stabilizovaná magnetitová fáza, je rýchlosť redukcie spomalená a výsledok je, že sa predlžuje potrebný čas Ďalej sa znižuje pomer využitia plynu a teda narastá cena paliva. Ak je teplota udržiavaná nad 800 ° C, prvý ohrievač plynu 142 vyžaduje viac kyslíka a teplota dodávaného kyslíka príliš narastá a vo výsledku môže nastať pripečenie. Preto je najvhodnejšia teplota fluidného lôžka okolo 780 ⁰ C alebo 750 až 800° C. Ak má dodávaný plyn príliš nízku teplotu, môže byť dodávané vhodné množstvo kyslíka do prvého ohrievača plynu 142 na spálenie časti redukčného plynu a tým je možné upraviť teplotu fluidného lôžka. Redukčný plyn, ktorý je dodávaný do prvého fluidného lôžka redukčnej pece 14 práve prešiel redukčnou reakciou vo vnútri druhého fluidného lôžka redukčnej pece 13 a preto obsahuje značné množstvo CO2, percento oxidácie plynu je okolo 20 až 30 %.

Predredukovaná železná ruda, ktorá je predredukovaná v pomere 30-až 50 % vo vnútri prvého fluidného lôžka redukčnej pece 14 je naložená do druhého fluidného lôžka redukčnej pece 13. Druhé fluidné lôžko redukčnej pece 13 používa redukčný plyn s percentom oxidácie 5 až 10 %, ktorý je dodávaný z druhého fluidného lôžka vypaľovacej pecej_2 tak, ako na redukciu predrédukovanej železnej rudy (dodávaná z 'prvého fluidného lôžka redukčnej pece 14) až do redukčného pomeru 90 % alebo viac, tým sa vyrába konečne vyredukované železo Tu by bolo výhodné udržiavať fluidné lôžko vo vnútri reakčnej komory pri teplote 850° C alebo 830 až 870 ⁰ C. Ak je teplota fluidného lôžka nižšia ako 830° C, redukčný pomer bude nižší. Ak bude teplota vyššia ako 870° C, môže vzhľadom na vysokú teplotu nastať pripečenie.

Práškové železo, ktoré bolo redukované v druhom fluidnom lôžku redukčnej pece 13 je buď vkladané do tavného splynovača 1_1, aby bolo vytvorené roztavené železo alebo-je dodávané do vysokoteplotného briketovacieho zariadenia 16. aby boli vytvorené brikety z práškového železa.

Tavný splynovač 11 je naplnený uhlím a produkuje redukčný plyn na redukovanie železnej rudy a na vypaľovanie vápenca alebo dolomitu. Za týchto podmienok, s použitím spalného tepla, jemné práškové železo z druhého fluidného lôžka redukčnej pece 13 a pálené vápno z fluidného lôžka vypaľovacej pece 12 môžu byť stavené spolu, aby vytvorili roztavené železo. Tavný splynovač je nehybná vrstva odlišného typu vyššej redukujúcej pece a vypaľovacej pece a preto, aby vytvorila uholnú náplňovú vrstvu, uhlie musí mať častice s veľkosťou 8 až 50 mm v množstve aspoň 80 %. Tavný splynovač H môže obecne použiť čierne uhlie alebo v prípade nevyhnutnosti koks alebo antracit. Ak sú prchavé organické látky v čiernom uhlí celkom rozložené, teplota výstupného plynu z tavného splynovača musí byť najmenej 1000° C alebo viac. Ak je teplota nižšia, organický materiál (decht) nie je celkom rozložený, decht je vpadnutý do nízkej tepelnej oblasti (ako vodné upravovacie zariadenia), aby prerušoval čiary tečenia. Ak je teplota omnoho vyššia ako je vyššie špecifikovaná hranica, potom rastie cena paliva a preto je vodné rozmedzie 1000 až 1100° C. Redukčný plyn, ktorý je produkovaný vo vnútri tavného splynovača 11 má, ako je opísané, vysokú teplotu a teda je príliš horúci na to, aby sa priamo dodával do druhého fluidného lôžka redukčnej pece 13. Ak má redukčný plyn príliš vysokú teplotu, nastáva problém spečenia medzi železnou rudou.

Na vyriešenie tohto problému je fluidné lôžko vápenca vypaľovacej pece 12 inštalované nad tavným splynovačom. Vypaľovanie vápenca chemicky znamená nasledujúce. CO₂ sa oddeľuje z vápenca C4CO3 za vytvorenia sa CaO, t. j. pálené vápno. Táto reakcia vyžaduje teplo a preto v predloženom vynáleze fluidné lôžko vypaľovacej pece 12 nevyrába len pálené vápno potrebné na výrobu roztaveného železa, ale tiež bo môže upravovať teplotou redukčného plynu. Pálené vápno je prísada na oddelenie hlušiny od železnej rudy do trosky.

Napríklad, keď je vo vnútri tavného splynovača H spaľované uhlie, produkované množstvo redukčného plynu je okolo 1700 až 1800 Nm³ na tonu roztaveného železa, zatiaľ čo množstvo tepla uvoľneného na zníženie plynu z J 000 až L100° C na 900° C je 80 až 12ÚMcal na tonu roztaveného železa. Zatiaľ čo, keď je vápenec (CaCCh) vypaľovaný na vytvorenie páleného vápna (CaO), je potrebné množstvo tepla 430 Kcal na 1 kg páleného vápna. Okolo 360 kg vápenca ja potrebné na produkciu jednej tony roztaveného železa a teda množstvo tepla na spracovanie prísad je okolo 240 Mcal na tonu roztaveného železa, ak je bratá do úvahy kalcinácia vápenca a vzrastajúca teplota vápenca z normálnej teploty na 900° C.

Teda okolo 30 až 50 % prísad na produkciu jednej tony roztaveného železa môže byť spracované fluidným lôžkom vypaľovacej pece 12. Zostávajúcich 50 až 70 % prísad je vložené do prvého fluidného lôžka redukčnej pece 14, aby bolo vypálené súčasne s redukciou práškovej železnej rudy. Prísada, ktorá bola vypálená fluidným lôžkom vypaľovacej pece 12 je vložená do tavného splynovača H. spoločne s vyredukovanou práškovou železnou rudou, aby vzniklo roztavené železo a troska.

Teplota druhého fluidného lôžka redukčnej pece JL3 je optimálne zregulovaná na asi 850° C a prvého fluidného lôžka redukčnej pece 14 je vhodne zregulovaná na 780° C . Aby boli regulácia a udržiavanie zvolených teplôt stále, druhý ohrievač 132 plynu a prvý ohrievač 142 plynu sú inštalované pod jednotlivými reakčnými pecami. Množstvo tepla redukčného plynu, ktorý je vytváraný v tavnom splynovači Π. je okolo 3000 Kcal/Nm³. Množstvo tepla pri narastajúcej teplote redukčného plynu o 100° C je okolo 30 Kcal/Nm³. Teda ak množstvo redukčného plynu, ktorý je odvádzaný na výrobu jednej tony roztaveného železa je spálené 17 až 18 Nm³ (1 % z redukčného plynu) kyslíka, uvedené množstvo redukčného plynu môže narásť o 100 %. Potrebné množstvo kyslíka je 8 až 9 Nm³ na tonu roztaveného železa Týmto spôsobom, keď je množstvo kyslíka primerane vstrekované do ohrievača plynu, teplota môže narásť do primeranej hodnoty.

Teraz bude opísaný spôsob výroby roztaveného železa s použitím zariadenia znázorneného na obr. 5. Prášková železná ruda a prísady, ktoré majú čiastočky s veľkosťou 8 mm alebo menšou sú naložené v uvedenom poradí cez potrubie 34fi privádzajúce práškovú železnú rudu a prvé potrubie 34fe privádzajúce prísady do potrubia 34f privádzajúceho surový materiál. Potom sú cez potrubie 34f privádzajúce surový materiál vložené do prvého fluidného lôžka redukčnej pece 34.

Jemné prísady, ktoré sú zásobované cez prvé potrubie 34f? privádzajúce prísady a potrubie 34f privádzajúce surový materiál by bolo vhodnejšie množstvo 50 až 70 % z celkového množstva prísad, ktoré sú potrebné na výrobu roztaveného železa.

Prášková železná ruda, ktorá bola vložená do prvého fluidného lôžka redukčnej pece 34 je predhriata a predredukovaná redukčným plynom (t. j. výstupným plynom z druhého fluidného lôžka redukčnej pece 33), ktorý je dodávaný potom, keď prejde druhým fluidným lôžkom redukčnej pece 33, zatiaľ čo prebieha vypaľovanie prísady.

Za týchto podmienok, teplotu fluidného lôžka by bolo vhodné udržiavať pri teplote 700 až 800° C. To je podmienka na to, aby sa predišlo prechodu hematitu (Fe2O₃) na magnetit (Fe₃O₄). Ak je to udržiavané pod 650° C, krveľová železná ruda je redukovaná potom, keď sa zmení na magnetit. Ak je utvorená a stabilizovaná magnezitová fáza, je rýchlosť redukcie spomalená a výsledok je, že sa predlžuje potrebný čas. Ďalej sa znižuje pomer využitia plynu a teda narastá cena paliya. Ak je teplota udržiavaná nad 800° C, prvý ohrievač plynu 342 vyžaduje viac kyslíka a teplota dodávaného kyslíka prílišne narastá a vo výsledku môže nastať problém spečenia. Preto najvýhodnejšia teplota fluidného lôžka je rôzna a závisí na druhu použitej práškovej železnej rudy, ale mala by byť okolo 720° C alebo 700 až 750° C.

Ak plyn, ktorý je dodávaný do prvého fluidného lôžka redukčnej peee-34 ma nízku teplotu, môže byť vhodné množstvo kyslíka dodané do prvého ohrievača plynu 342. aby sa spálila časť redukčného plynu, tým sa upraví teplota fluidného lôžka. Redukčný plyn, ktorý je dodávaný do prvého fluidného lôžka redukčnej pece 34 práve prešiel redukčnou reakciou vo

I vnútri druhého fluidného lôžka pece 33 a preto obsahuje značné množstvo CO2. percento oxidácie je okolo 30 až 40 %.

Predredukovaná železná ruda, ktorá bola predredukovaná s pomerom okolo 30 % vo vnútri prvého fluidného lôžka redukčnej pece 34 je vložená do druhého fluidného lôžka redukčnej pece 33.

Druhé fluidné lôžko redukčnej pece 33 používa redukčný plyn, ktorý má oxidačný pomer 15 až 20 %, ktorý je dodávaný z tretieho fluidného lôžka pece 32. na druhú redukciu predredukovanej železnej rudy (dodávanej z prvého fluidného lôžka pece 34) až do redukčného pomeru 50 až 60 %. Pri tejto podmienke, je vhodná teplota vo vnútri druhého fluidného lôžka redukčnej pece 33 okolo 780° C alebo 760 až 820° C.

Redukčný plyn, ktorý bol dodávaný do druhého fluidného lôžka redukčnej pece 33 bol znížený pod 800° C a teda môže byť teplota udržiavaná tak, ako je.

V prípade keď fluidné lôžko druhého fluidného lôžka redukčnej pece 33 klesne pod 790° C alebo keď je udržiavaná na 800 až 820° C môže byť kyslík vstreknutý do druhého ohrievača plynu 332 ku konečnej úprave teploty fluidného lôžka na optimálnu úroveň.

Ak teplota fluidného lôžka druhého fluidného lôžka redukčnej pece 33 klesne pod 780° C je tu možnosť, aby redukčný pomer predredukovaného železa vstupujúceho do tretieho fluidného lôžka redukčnej pece 32 mohol byť znížený, je to vhodné Predredukované železo predredukované pri pomere 50 až 60 % a druhý krát vypálené prísady, ktoré sú vykladané z druhého fluidného lôžka redukčnej pece 33, sú vkladané do tretieho fluidného lôžka redukčnej pece 32.

Tretie fluidné lôžko redukčnej pece 32 používa redukčný plyn, ktoiý-má oxidačný pomer 3 až 7 %, ktorý je dodávaný z tavného splynovača 31 tak, aby sa redukovala predredukovaná železná ruda (dodávaná z prvého fluidného lôžka redukčnej pece 34) až do redukčného pomeru 90 % a viacej, tým sa vyrába konečne vyredukované železo. Fluidné lôžko^ vo ynútri tretieho fluidného lôžka redukčnej pece 32, by bolo vhodné udržiavať pri teplote okolo 850° C alebo 830 až 870° C.

Ak bude teplota fluidného lôžka nižšia ako 830° C, redukčný pomer bude nižší. Ak bude teplota fluidného lôžka vyššia ako 870° C, môže vzhľadom na vysokú teplotu nastať pripečenie.

Aby sa zaistila optimálna teplotná hladina fluidného lôžka, vápenec alebo dolomit ako prostriedky na upravenie teploty sú dodávané cez druhé potrubie 32f privádzajúce prísady do tretieho fluidného lôžka redukčnej pece 32.

Množstvo prísady, ktoré je vložené do tretieho fluidného lôžka redukčnej pece 32 je celkové množstvo z prísady potrebnej na výrobu roztaveného železa menšieho množstva prísady, ktoré bolo práve dodané do prvého fluidného lôžka redukčnej pece 13.

Množstvo prísad, ktoré je vložené do tretieho fluidného lôžka redukčnej pece 32 je ekvivalentné 30 až 50 % z celkového množstva prísady, ktorá je potrebná na výrobu roztaveného železa. Toto bude opísané neskoršie.

Vyredukované železo a vypálená prísada, ktoré boli finálne redukované a vypálené vo vnútri tretieho fluidného lôžka redukčnej pece 32 sú vložené do tavného splynovača 31 tak, aby boli spracované na roztavené železo.

Uhlie je naložené do tavného splynovača 3_1 tak, že tavný splynovač 31 môže produkovať redukčný plyn. Tento redukčný plyn je použitý na redukciu surovej železnej rudy a na vypálenie prísad ako je vápenec a dolomit. Ďalej spalné teplo takto produkované je použité na tavenie finálne vyredukovaného práškového železa a finálne vypáleného páleného vápna na výrobu roztaveného železa.

Tavný splynovač 31 je nehybné lôžko odlišného typu fluidného lôžka typu redukčných pecí a preto, aby sa vytvorila uhlovú náplňov vrstvu, uhlie musí mať častice s veľkosťou 8 až 50 mm v množstve aspoň 80 %. Tavný splynovač 3_1 môže obecne používať čierne uhlie, alebo^v prípade nutnosti koks alebo antracit. Akokoľvek, ak sú prchavé organické látky obsiahnuté v čiernom uhlí celkom rozložené, teplota výstupného plynu z tavného splynovača musí byť aspoň 1000° C alebo viac. Ak je teplota nižšia ako táto hranica organický materiál (decht) nie je celkom rozložený, decht je vpadnutý do nízkej teplotnej oblasti (ako vodné upravovacie zariadenie), aby prerušoval čiary tečenia. Ak je teplota omnoho vyššia ako vyššie špecifikovaná hranica, narastá cena paliva a preto výhodné teplotné rozmedzie je 1000 až 1100° C. Redukčný plyn, ktorý je vytváraný vo vnútri tavného splynovača 31 má, ako je uvedené vyššie, vysokú teplotu a teda je príliš horúci na to, aby bol priamo dodávaný do tretieho fluidného lôžka redukčnej pece 32. Ak má redukčný plyn príliš vysokú teplotu-,-môže nastať spečenie medzi železnou rudou.

Aby sme takýto problém v predloženom vynáleze vyriešili, je do tretieho fluidného lôžka redukčnej pece 32 dodávané vhodné množstvo prísady, ako je vápenec alebo dolomit.

Ako príklad vezmeme prísadu vápenca, vypaľovanie vápenca znamená chemicky nasledujúce: COi je oddelené od vápenca CaCCh a vytvorí sa CaO, t. j. pálené vápno. Táto reakcia vyžaduje teplo a preto v predloženom vynáleze tretie fluidné lôžko redukčnej pece 32 nevyrába len pálené vápno potrebné na výrobu roztaveného železa, ale tiež má možnosť upraviť teplotu redukčného plynu. Pálené vápno je prísada na oddelenie hlušiny zo železnej rudy do trosky.

Napríklad, keď je vo vnútri tavného splynovača 3i spaľované uhlie, produkované množstvo redukčného plynu je okolo 1800 Nm³ na tonu roztaveného železa, zatiaľ čo množstvo tepla uvoľneného na zníženie plynu z 1050° C na 850° C je 120 Mcal na tonu roztaveného železa.

Zatiaľ čo, keď vápenec (CaCCh) je vypaľovaný na utvorenie páleného vápna (CaO) je tu potrebné tepelné množstvo 430 Kcal na 1 kg vápenca. Okolo 360 kg vápenca je treba na produkciu jednej tony roztaveného železa a teda množstvo tepla na upravenie prísady je 240 Mcal na tonu roztaveného železa, ak sa zoberie do úvahy kalcinácia vápenca a rastúca teplota vápenca z normálu na 850° C. Zatiaľ teplota predredukovaného železa, ktoré je vyložené z druhého fluidného lôžka redukčnej pece 33, aby bolo vložené do tretieho fluidného lôžka redukčnej pece 32, je okolo 780° C. Preto, ak by narástla teplota na 850° C, bolo by tu potrebné množstvo tepla okolo 30 Mcal.

Preto okolo 30 až 50 % prísady na redukciu jednej tony roztaveného železa môže byť upravené fluidné lôžko redukčnej pece 32.

Zostávajúcich 50 až 70 % prísady je vložené do prvého fluidného lôžka redukčnej pece 34. aby bolo vypálené zároveň s redukciou práškovej železnej rudy počas jej priechodu druhým a tretím fluidným lôžkom redukčných pecí 33 a 32. - Prísada, ktorá bola vypálená tretím fluidným lôžkom redukčnej pece 32 je vložená spoločne s vyredukovanou práškovou železnou rudou do tavného splynovača, aby bolo oddelené roztavené železo a troska.

Pomer vkladaných prísad medzi prvým a tretím fluidným lôžkom redukčných pecí 34 a 32 závisí na vyššie špecifikovanej teplote a množstve plynu. Tento pomer môže byť tiež prispôsobený v zhode s rôznosťou pracovných podmienok.

Pomer vkladanej prísady je upravovaný takým spôsobom, že teploty jednotlivých fluidných lôžok pecí sú regulované na vyššie opísané optimálne hranice.

I ¹

Vhodná teplota prvého fluidného lôžka redukčnej pece 34 by bola 720° C, vhodná teplota druhého fluidného lôžka redukčnej pece 33 by bola 780° C a vhodná teplota tretieho fluidného lôžka redukčnej pece 32 by bola 850° C.

Preto v zhode s vlastnosťami uhlia a práškovej železnej rudy, môže byť rôzne množstvo z rozmedzia 1500 až 1800 Nm³ redukčného plynu potrebné na tonu roztaveného železa a tiež teplota výstupného plynu z tavného splynovača môže byť rôzna v rozmedzí 1000 až 1100° C. Teda okolo 30 až 50 % prísady na výrobu jednej tony roztaveného železa je vložené do tretieho fluidného lôžka redukčnej pece 32 na splnenie teplotnej úpravy a kalcinácie Okolo 50 až 70 % prísady je vložené do prvého fluidného lôžka redukčnej pece 34, takže môže kalcinovaná súčasne s redukciou práškovej železnej rudy počas jej priechodu

I ¹ druhým a tretím fluidným lôžkom redukčných pecí 33 a 32.

* AT

Teploty druhého a prvého fluidného lôžka pecí 33 a 34 môžu byť zatiaľ kvôli tepelnej strate nižšie pod zvolenými teplotami.

Preto, na úpravu a udržanie stabilne zvolené teploty, druhý ohrievač plynu 332 a prvý ohrievač plynu 342 sú vhodne umiestnené pod druhým a prvým fluidným lôžkom redukčných pecí 33 a 34.

Napríklad, jednoduchý regulačný prostriedok na zníženie vysokej teploty (1000° C) redukčného plynu z tavného splynovača na vhodnú teplotu (850° C) tretieho fluidného lôžka redukčnej pece 32 je, že časť (40 %) prísady dodáme do tretieho fluidného lôžka redukčnej pece 32, zatiaľ čo užitočným regulačným prostriedkom na zvýšenie nízkych teplôt druhého a prvého fluidného lôžka na optimálnu hladinu sú inštalované ohrievače plynu 332 a 342.

Množstvo tepla redukčného plynu, ktoré je dodávané tavným splynovačom 31 je okolo 3000 Kcal/Nm³. Množstvo tepla na zvýšenie teploty redukčného plynu o 100° C je asi 30 Kcal/Nm³. Teda, ak množstvo redukčného plynu, ktorý je vynaložený na výrobu jednej tony roztaveného železa je spálenie 17 až 18 Nm³ (1 % redukčného plynu) kyslíka, zmienené množstvo redukčného plynu môže narásť o 100° C. Potrebné množstvo kyslíka na tonu roztaveného železa je 8 až 9 Nm³. Týmto spôsobom, ak je množstvo kyslíka vhodne vstreknuté do plynového ohrievača, teplota môže narásť na potrebnú hodnotu.

Podľa predloženého vynálezu, ako je opísaný vyššie, na výrobu redukčného plynu je použité uhlie a je priamo použitá prášková železná ruda. Takto jednoduchým a účinným spôsobom môže byť vyrobené roztavené alebo práškové železo.

Claims (13)

1. l. Zariadenie na priamu výrobu roztaveného železa za použitia uhlia ako paliva zahŕňa:

   prvé fluidné lôžko redukčnej pece (14) na predhriatie a predredukciu práškovej železnej - rudy;

   druhé fluidné lôžko redukčnej pece (13) na nepriamu redukciu práškovej železnej rudy;

   tavný splynovač (11) na splynovanie uhlia a na tavenie a redukciu práškovej železnej rudy;

   tretie fluidné lôžko vypaľovaeej pece (12) na vypálenie vápenca použitím výstupného plynu z uvedeného tavného splynovača (11);

   vírivé cyklóny (121, 131 a 141) na zachytávanie jemných prachových častíc z výstupných plynov z uvedeného prvého až tretieho fluidného lôžka pecí (12, 13 a 14) a na ich recirkuláciu do jednotlivých fluidných lôžok pecí;

   prachový cyklón (111) na prevádzanie prachových častíc (oddelených od redukčného plynu z uvedeného tavného splynovača (11)) do zariadenia (112) na recykláciu prachu a na dodávanie výstupného plynu (oddeleného od prachových častíc) do uvedeného tretieho fluidného lôžka vypaľovaeej pece (12);

   taviaci horák (113) inštalovaný na uvedenom tavnom splynovači (11) na tryskanie jemných prachových častíc z uvedeného zariadenia (112) na recykláciu prachu do tavného splynovača (11);

   Venturiho pračku (15) plynu na prijímanie výstupného plynu z uvedeného prvého vírivého cyklónu (141) uvedeného prvého fluidného lôžka redukčnej pece (14) na zachytávanie zvyškových prachových častíc a ich ochladzovanie;

   potrubie (14f) privádzajúce surový materiál napojené k uvedenému prvému fluidnému lôžku redukčnej pece (14) na dodávanie práškovej železnej rudy a prísad s tým, že uvedené prvé fluidné lôžko redukčnej pece (14) je napojené prvým potrubím (14a) odvádzajúcim práškové železo k uvedenému druhému fluidnému lôžku redukčnej pece (13) na zásobovanie železnou rudou; uvedená prvá redukčná pec (14) je pripojená prvým potrubím (14b) privádzajúcim plyn k uvedenému druhému fluidnému lôžku redukčnej pece (13) na dodávanie plynu; prvé potrubie (14c) odvádzajúce výstupný plyn je pripojené k vrchnej časti uvedenej redukčnej pece (14) na odvádzanie výstupného plynu; uvedené prvé potrubie (14c) odvádzajúce výstupný plyn je pripojené k prvému vírivému cyklónu (141), a uvedené prvé fluidné lôžko redukčnej pece (14) je pripojené prvým okružným prachovým potrubím (13d) k uvedenému prvému vírivému cyklónu (141) na prijímanie prachových častíc, uvedená Ventúriho práčka (15) plynu je pripojená druhým potrubím (14e) odvádzajúcim výstupný plyn k uvedenému prvému vírivému cyklónu (141);

   uvedené druhé fluidné lôžko redukčnej pece (13) je pripojené druhým potrubím (13a) odvádzajúcim práškové železo s uvedeným tavným splynovačom (11); uvedená druhá redukčná pec (13) je prepojená druhým potrubím (13a) odvádzajúcim práškové železo s uvedeným tavným splynovačom (11); uvedená druhá redukčná pec (13) je prepojená dnom a druhým potrubím (13b) privádzajúcim plyn s tretím fluidným lôžkom vypaľovacej pece (12) na prijímanie plynu; tretie potrubie (13c) odvádzajúce výstupný plyn je prepojené s uvedeným druhým vírivým cyklónom (131); a uvedené druhé fluidné lôžko redukčnej pece (13) je prepojené druhým okružným prachovým potrubím (13d) s uvedeným druhým vírivým cyklónom na prijímanie prachových častíc;

   štvrté potrubie (13e) odvádzajúce výstupný plyn je pripojené uvedeným prvým potrubím (14b) privádzajúcim plyn k uvedenému druhému vírivému cyklónu (131) na dodávanie výstupného plynu do uvedeného prvého fluidného lôžka redukčnej pece (14), s výstupným plynom oddeleným od prachových častíc;

   uvedené tretie fluidné lôžko vypaľovacej pece (12) je pripojené k potrubiu (12f) privádzajúcemu vápenec (ktoré je pripojené ku zdroju vápenca) na prijímanie vápenca; uvedená tretia vypaľovacia pec (12) je pripojená k potrubiu (12a) odvádzajúcemu pálené vápno na vykladanie páleného vápna; uvedené potrubie (12a) je pripojené k druhému potrubiu (13a) odvádzajúcemu práškové železo; uvedené tretie fluidné lôžko vypaľovacej pece (12) je pripojené dnom a tretím potrubím (12b) privádzajúcim plyn k uvedenému prachovému cyklónu (111) na príjem plynu; piate potrubie (12c) odvádzajúce výstupný plyn je pripojené na vrchnú časť uvedenej tretej vypaľovacej pece (12) na odvádzanie plynu; uvedené piate potrubie (12c) odvádzajúce plyn je pripojené k uvedenému tretiemu vírivému cyklónu (121), a uvedená vypaľovacia pec (12) je pripojená tretím okružným prachovým potrubím (12d) k uvedenému tretiemu vírivému cyklónu (12l7na prijímanie prachových častíc; a uvedený tretí vírivý cyklón (121) je pripojený k šiestemu potrubiu (12e)(ktoré je pripojené k uvedenému potrubiu (13b) privádzajúcemu plyn) odvádzajúcemu výstupný plyn na dodávanie výstupného plynu do druhého fluidného lôžka redukčnej pece (13) v stave, keď prachové častice sú oddelené od plynu; a potrubie (11a) odvádzajúce redukčný plyn (je prepojené s uvedeným prachovým cyklónom(lll)) je pripojené k uvedenému tavnému splynovaču (11); druhé potrubie (13a) odvádzajúce práškové železo (je prepojené s uvedeným druhým fluidným lôžkom redukčnej pece (13)) je pripojené k uvedenému tavnému splynovaču (11); uvedené zariadenie (112) na recykláciu prachu je prepojené potrubím (1 lb) odvádzajúcom prach s uvedeným prachovým cyklónom (111); a uvedené zariadenie (112) na recykláciu prachu je prepojené potrubím (11c) vstrekujúcim prach taviacim horákom (113) (ktorý je inštalovaný na uvedenom tavnom splynovači (11)).
2. 2 Zariadenie na priamu výrobu roztaveného železa podľa nároku 1, vyznačujúce sa tým, že prvý ohrievač (142) plynu a druhý ohrievač (132) plynu sú inštalované v uvedenom poradí, medzi uvedeným prvým potrubím (14b) privádzajúcim plyn a uvedeným štvrtým potmbím(13e) odvádzajúcim výstupný plyn a medzi uvedeným druhým potrubím (13b) privádzajúcim plyn a šiestym potrubím (12e) odvádzajúcim výstupný plyn.
3. 3. Zariadenie na priamu výrobu práškového železa za použitia uhlíka ako paliva, vyznačujúce sa tým, že v zariadení na priamu výrobu roztaveného železa podľa nároku 1 nie je druhé potrubie (13a) odvádzajúce práškové železo z druhého fluidného lôžka redukčnej pece (13) pripojené k tavnému splynovaču (11), aleje prepojené s vonkajškom alebo je pripojené k briketovaciemu zariadeniu (16) na výrobu brikiet.
4. 4. Zariadenie na priamu výrobu roztaveného železa podľa nároku 3, vyznačujúce sa tým, že potrubie (12g) privádzajúce pálené vápno je inštalované medzi fluidným lôžkom vypaľovacej pece (12) a uvedeným briketovacím zariadením (16) na dodávanie častí páleného vápna potom, čo je vypálené vo vnútri uvedeného fluidného lôžka vypaľovacej pece (12).
5. 5. Zariadenie na priamu výrobu práškového železa podľa ktoréhokoľvek z nárokov ·3 a 4, * I , ' vyznačujúce sa tým, že prvý ohrievač (142) plynu a druhý ohrievač (132) plynu sú nainštalované v uvedenom poradí medzi prvým potrubím (14b) privádzajúcim plyn a štvrtým potrubím (13e) odvádzajúcim výstupný plyn a medzi druhým potrubím (13b) privádzajúcim plyn a šiestym potrubím (12e) odvádzajúcim výstupný plyn.
6. 6. Spôsob priamej výroby roztaveného železa za použitia uhlia ako paliva obsahuje kroky:

   odvádzanie vysokoteplotného redukčného plynu z tavného splynovača (11) do fluidného lôžka vápenca vypaľovacej pece (12) na vypálenie vápenca;

   zavádzanie redukčného plynu do druhého fluidného lôžka redukčnej pece (13) rovnako tak, ako pri priamej výrobe práškového železa; a zavádzanie výstupného plynu z uvedeného druhého fluidného lôžka redukčnej pece do prvého fluidného lôžka redukčnej pece (14) (umiestneného nad uvedeným druhým fluidným lôžkom redukčnej pece (13)) na predhriatie a predredukciu práškovej železnej rudy; a dodávanie vypáleného vápenca a konečne vyredukovaného železa do tavného splynovača (11) na výrobu roztaveného železa, vyznačujúci sa tým, že

   30 až 50 % prísady vápenca je upravené uvedeným fluidným lôžkom vypaľovacej pece (12) a zostávajúcich 50 až 7% vápenca je upravené v uvedenom prvom fluidnom lôžku redukčnej pece (14); a kyslík je vstrekovaný do druhého ohrievača (132) plynu a prvého ohrievač (142) plynu na spálenie časti redukčného plynu za účelom prispôsobenia teploty redukčného plynu teplom, ktoré je takto vytvorené.
7. 7 Spôsob podľa nároku 6, vyznačujúci sa tým, že uvedené prvé fluidné lôžko redukčnej pece (13) je udržiavané pri teplote fluidného lôžka 750 až 800 ° C a uvedené druhé fluidné lôžko redukčnej pece (13) je udržiavané pri teplote fluidného- lôžka 830 až 870° C.
8. 8. Zariadenie na priamu výrobu roztaveného železa za použitia uhlia ako paliva zahŕňa' prvé fluidné lôžko redukčnej pece (34) na prvú predredukciu a vypálenie práškovej železnej rudy s jemných prísad;

   druhé fluidné lôžko redukčnej pece (33) na druhú predredukciu práškovej železnej rudy a vypálenie jemných prísad;

   tretie fluidné lôžko redukčnej pece (32) na prijímanie práškovej železnej rudy a jemných prísad druhý krát redukovaných a vypálených uvedeným druhým fluidným lôžkom redukčnej pece (33), a na prijímanie dodatočnej práškovej železnej rudy a jemných prísad na pridanie k nim na uvedené prvé fluidné lôžko redukčnej pece (34) a na využitie výstupného plynu z uvedeného tavného splynovača (31) na konečnú redukciu práškovej železnej rudy a na konečné vypálenie jemných prísad;

   tavný splynovač (31) na prijímanie konečne predredukovanej železnej rudy a konečne vypálených prísad z uvedeného tretieho fluidného lôžka redukčnej pece (32) na jej tavenie a redukovanie za účelom výroby roztaveného železa;

   prachový cyklón (311) na zavádzanie jemných prachových častíc (oddelených od redukčného plynu) z uvedeného tavného splynovača (31) do zariadenia (312) na recykláciu prachu a na dodávanie výstupného plynu (oddeleného od prachových častíc) do uvedeného tretieho fluidného lôžka redukčnej pece (32);

   tavný horák (313) inštalovaný na uvedenom tavnom splynovači (31) na prijímanie jemných prachových častíc z uvedeného zariadenia (312) na recykláciu prachu a vstrekovanie týchto častíc do uvedeného tavného splynovača (31);

   vírivé cyklóny (321, 331, 341) na zachytávanie jemných prachových častíc výstupného plynu z uvedeného fluidného lôžka redukčných peci (32, 33 a 33) na ich recirkuláciu spať do uvedených jednotlivých fluidných lôžok redukčných pecí;

   Venturiho práčku (35) plynu na prijímanie výstupného plynu z uvedeného vírivého cyklónu (341) prvého fluidného lôžka redukčnej pece (34) na zachytávanie zvyškových prachových častíc a ich ochladzovanie s tým, že:

   uvedené prvé fluidné lôžko redukčnej pece (34) je pripojené, k potrubiu (34f) ' privádzajúcemu surový materiál na prijímanie práškovej železnej rudy a jemných prísad; uvedené potrubie (34f) privádzajúce surový materiál je pripojené na potrubie (34fi) privádzajúcemu práškovú železnú rudu (ktoré je pripojené k zdroju práškovej železnej rudy); uvedené potrubie (34f) privádzajúce surový materiál je ďalej pripojené k prvému potrubiu (34f2) privádzajúcemu prísady (ktoré je pripojené k zdroju prísad), uvedené prvé fluidné lôžko redukčnej pece (34) je prepojené prvým potrubím (34a) odvádzajúcim práškové železo s uvedeným druhým fluidným lôžkom redukčnej pece (33) na odvádzanie železnej rudy, uvedená prvá pec (34) je svojim dnom a prvým potrubím (34b) privádzajúcim plyn pripojená k uvedenému druhému fluidnému lôžku redukčnej pece (33) na príjem plynu; vrchná časť uvedenej pece (34) je pripojená k prvému potrubiu (34c) odvádzajúcemu výstupný plyn, na odvádzanie plynu; prvé potrubie (34c) odvádzajúce výstupný plyn je pripojené k uvedenému prvému vírivému cyklónu (341); a uvedené prvé fluidné lôžko redukčnej pece (34) je prepojené prvým okružným prachovým potrubím (34d) s uvedeným prvým vírivým cyklónom (341) na cirkuláciu prachových častíc,

   Venturiho práčka (35) plynu je pripojená druhým potrubím (34e) odvádzajúcim výstupný plyn k uvedenému prvému vírivému cyklónu (341);

   druhé fluidné lôžko redukčnej pece (33) je prepojené druhým potrubím (13a) odvádzajúcim práškové železo s uvedeným tretím fluidným lôžkom redukčnej pece (32); uvedená druhá pec (33) je pripojená svojim dnom a druhým potrubím (33b) privádzajúcim plyn ku tretiemu fluidnému lôžku redukčnej pece (32); uvedená druhá pec (33) je svojou vrchnou časťou pripojená k tretiemu potrubiu (33c) odvádzajúce výstupný plyn, uvedené tretie,potrubie (33c) odvádzajúce výstupný plyn je prepojené s uvedeným vírivým cyklónom (331); a druhé fluidné lôžko redukčnej pece (33) je prepojené druhým okružným prachovým potrubím (33d) s uvedeným druhým vírivým cyklónom (331) na cirkuláciu prachových častíc;

   uvedený druhý vírivý cyklón (331) je pripojený k štvrtému potrubiu (33e) odvádzajúcemu výstupný plyn a toto štvrté potrubie (33e) odvádzajúce výstupný plyn je pripojené k uvedenému prvému potrubiu (43b) privádzajúcemu plyn, na dodávanie výstupného plynu do uvedeného prvého fluidného lôžka redukčnej pece (34) potom, čo je oddelený od jemných prachových častíc;

   uvedené tretie fluidné lôžko vypaľovacej pece (32) je pripojené k druhému potrubiu (32f) privádzajúcemu prísady; uvedené druhé potrubie (32f) privádzajúce prísady je pripojené k prvému potrubiu (34fi) privádzajúcemu prísady, na privádzanie prísady ako je vápenec alebo dolomit zo zdroja prísad; uvedené tretie fluidné lôžko redukčnej pec (32) je pripojené k tretiemu potrubiu (32a) odvádzajúcemu práškové železo na odvádzanie konečne vyredukovaného železa a vypáleného páleného vápno; uvedené tretie potrubie (32a) odvádzajúce práškové železo je pripojené k tavnému splynovaču (31); uvedené tretie fluidné lôžko redukčnej pece (32) je pripojené svojim dnom a tretím potrubím (32b) privádzajúcim plyn k uvedenému prachovému cyklónu (311) na prijímanie plynu; uvedená tretia pec (32) je svojou vrchnou časťou pripojená k piatemu potrubiu (32c) odvádzajúce výstupný plyn, na odvod výstupného plynu; uvedené piate potrubie (32c) odvádzajúce výstupný plyn je pripojené k uvedenému tretiemu vírivému cyklónu (321); a uvedené tretie fluidné lôžko redukčnej pece (32) je pripojené okružným prachovým potrubím (32d) k uvedenému tretiemu vírivému cyklónu (321); a uvedený tretí vírivý cyklón (321) je pripojený k šiestemu potrubiu (33e) odvádzajúcemu výstupný plyn a toto šieste potrubie (32e) odvádzajúce výstupný plyn je pripojené k druhému potrubiu (33b) privádzajúcemu plyn, na dodávanie výstupného plynu do uvedeného fluidného lôžka redukčnej pece (33) potom, čo je oddelený od jemných prachových častíc; a uvedený tavný splynovač (31) je pripojený k potrubiu (31a) odvádzajúcemu redukčný plyn; uvedené potrubie (31a) odvádzajúce redukčný plyn je pripojené k uvedenému prachovému cyklónu (311); a uvedené zariadenie (312) na recykláciu prachu je prepojené potrubím (31b) odvádzajúcim prach s uvedeným prachovým cyklónom (311) a ďalej je prepojené k potrubiu (31c) vstrekujúcemu prach do taviaceho horáka (313) (ktorý je inštalovaný na uvedenom tavnom splynovači (31)).
9. 9. Zariadenie na priamu výrobu roztaveného železa podľa nároku 8, vyznačujúce sa tým, že prvý ohrievač plynu (342) a druhý ohrievač (332) plynu sú inštalované v uvedenom poradí, medzi uvedeným prvým potrubím (34b) privádzajúcim plyn a uvedeným štvrtým potrubím (33e) odvádzajúcim výstupný plyn a medzi uvedeným druhým potrubím (33b) * privádzajúcim plyn a šiestym potrubím (32e) odvádzajúcim výstupný plyn.
10. 10. Spôsob priamej výroby roztaveného železa za použitia uhlia ako paliva obsahuje kroky:

    zavádzanie práškovej železnej rudy a časti jemnej prísady (odpovedajúcej 50 až 70 % z celkového potrebného množstva prísady) cez potrubie (34f) privádzajúce surový materiál do prvého fluidného lôžka redukčnej pece (34) na predhriatie a predredukciu práškovej železnej rudy a na vypálenie prísady, použitím výstupného plynu z tretieho fluidného lôžka redukčnej pece (33); ... — zavedenie predhriatej a predredukovanej práškovej železnej rudy a vypálenej prísady z uvedeného prvého fluidného lôžka redukčnej pece (34) do uvedeného druhého fluidného lôžka redukčnej pece (33) na druhú predredukciu a na vypálenie práškovej železnej rudy a prísady, použitím výstupného plynu z tretieho fluidného lôžka redukčnej pece (32);

    zavedenie 30 až 50 % prísady (z celkového potrebného množstva prísady) a prijímanie predredukovanej práškovej železnej rudy a vypálenej prísady druhý raz predredukovaných a vypálených z uvedeného druhého fluidného lôžka redukčnej pece (33) na konečnú predredukciu a vypálenie práškovej železnej rudy a prísad použitím výstupného plynu z tavného splynovača (31) a nakoniec zavádzanie predredukovanej práškovej železnej rudy a konečne vypálené prísady z uvedeného tretieho fluidného lôžka redukčnej pece (32) do uvedeného tavného splynovača (31) na ich tavnú redukciu za účelom výroby roztaveného železa.
11. 11. Spôsob podľa nároku 10, vyznačujúce sa tým, že uvedené prvé fluidné lôžko redukčnej pece (34) je udržiavané pri teplote fluidného lôžka 700 až 750° C, uvedené druhé fluidné lôžko redukčnej pece (33) je udržiavané pri teplote fluidného lôžka 780 až 820° C a uvedené tretie fluidné lôžko redukčnej pece (32) je udržiavané pri teplote fluidného lôžka 830 až 870° C.
12. 12 Spôsob priamej výroby roztaveného železa s použitím uhlia ako paliva obsahuje kroky:

    zavádzanie práškovej železnej rudy a časti jemnej prísady (odpovedajúci 50 až 70 % z celkového potrebného množstvá prísady) cez potrubie (34f) privádzajúce surový materiál •w do prvého fluidného lôžka redukčnej pece (34) na predhriatie a predredukciu práškovej železnej rudy a na vypálenie prísady použitím výstupného plynu z druhého fluidného lôžka typu redukčnej pece (33), zavádzanie predhriatej a predredukovanej práškovej železnej rudy a vypálenej prísady z uvedeného prvého fluidného lôžka redukčnej pece (34) do uvedeného druhého fluidného lôžka redukčnej pece (33) na druhú predredukciu a na vypálenie práškovej železnej rudy a prísady použitím výstupného plynu z tretieho fluidného lôžka redukčnej pece (32);

    zavádzanie 30 až 50 % prísady (z celkového potrebňého množstva prísady) a prijímanie predredukovanej práškovej železnej rudy a vypálenej prísady druhý krát predredukovaných a vypálených z uvedeného druhého fluidného lôžka redukčnej pece (33) na konečnú produkciu a vypálenie práškovej železnej rudy a prísad použitím výstupného plynu z tavného splynovača (31); a nakoniec zavádzanie predredukovanej práškovej železnej rudy a konečné vypálenie prísady z uvedeného tretieho fluidného lôžka redukčnej pece (32) do uvedeného tavného splynovača (31) na jej tavnú redukciu za účelom výroby roztaveného železa; a ďalej privádzanie kyslíka do uvedeného prvého a druhého ohrievača plynu (332 a 342) na spálenie časti redukčného plynu za účelom prispôsobenia teploty redukčného plynu.
13. 13. Spôsob podľa nároku 12, vyznačujúci sa tým, že uvedené prvé fluidné lôžko redukčnej pece (34) je udržiavané pri teplote fluidného lôžka 700 až 750 ⁰ C, uvedené druhé fluidné lôžko redukčnej pece (33) je udržiavané pri teplote fluidného lôžka 78.0 až 820 ⁰ C, a uvedené tretie fluidné lôžko redukčnej pece (32) je udržiavané pri teplote fluidného lôžka 830 až 870° C.

    Zoznam vzťahových značiek 11,31,410,413 tavný splynovač Ha potrubie odvádzajúce redukčný plyn 11c · ·** potrubie vstrekujúce prach 11b potrubie odvádzajúce prach 111 prachový cyklón 112,312 zariadenie na recykláciu prachu 113 taviaci horák 12 vypaľovacia pec 12a potrubie odvádzajúce pálené vápno 12b tretie potrubie privádzajúce plyn 12c piate potrubie odvádzajúce výstupný plyn 12d tretie okružné prachové potrubie 12e šieste potrubie odvádzajúce výstupný plyn 12f potrubie privádzajúce vápenec 12g potrubie privádzajúce pálené vápno 121, 131, 141 vírivý cyklón 13, 14 redukčná pec 13a druhé potrubie odvádzajúce práškové železo 13b druhé potrubie privádzajúce plyn 13c tretie potrubie odvádzajúce výstupný plyn 13d druhé okružné prachové potrubie 13e štvrté potrubie odvádzajúce výstupný plyn 132 druhý ohrievač plynu 142 prvý ohrievač plynu 14a prvé potrubie odvádzajúce práškové železo 14b prvé potrubie privádzajúce plyn 14c prvé potrubie odvádzajúce výstupný plyn 14d prvé okružné prachové potrubie I4e druhé potrubie odvádzajúce výstupný plyn 14f potrubie privádzajúce surový materiál

    15,35, 433, 434 Venturiho práčka plynu 31a potrubie odvádzajúce redukčný plyn 31b potrubie odvádzajúce prach 31c potrubie vstrekujúce prach 32a tretie potrubié odvádzajúce práškové železo 32b tretie potrubie privádzajúce plyn 32c piate potrubie odvádzajúce výstupný plyn 32 d okružné prachové potrubie 32e šieste potrubie odvádzajúce výstupný plyn 32f druhé potrubie privádzajúce prísady 33a druhé potrubie odvádzajúce práškové železo 33b druhé potrubie privádzajúce plyn 33c tretie potrubie odvádzajúce výstupný plyn 33d druhé okružné prachové potrubie 33e štvrté potrubie odvádzajúce výstupný plyn 34a prvé potrubie odvádzajúce práškové železo 34b prvé potrubie privádzajúce plyn 34c prvé potrubie odvádzajúce výstupný plyn 34d prvé okružné prachové potrubie 34e druhé potrubie odvádzajúce výstupný plyn 34f potrubie privádzajúce surový materiál 34f+ potrubie privádzajúce práškovú železnú rudu 34f₂ prvé potrubie privádzajúce prísadu 411 cyklón 412 recyklačné zariadenie 432 predredukčná pec 500 priame redukčné zariadenie na železnú rudu 516 briketovacie zariadenie 541 konečná redukčná pec 542 druhá predredukčná pec 543 prvá predredukčná pec 544 predhriata pec

    545 premieňač plynu

    546 tepelný výmeník

    547 spaľovacia komora

    549, 550 práčka plynu