SK284964B6 - Spôsob spracovania, najmä redukcia časticového, oxid obsahujúceho materiálu procesom vo fluidnej vrstve, spôsob výroby kvapalného surového železa alebo kvapalného oceľového polotovaru, použitie nádoby a zariadenia na vykonávanie spôsobov - Google Patents
Spôsob spracovania, najmä redukcia časticového, oxid obsahujúceho materiálu procesom vo fluidnej vrstve, spôsob výroby kvapalného surového železa alebo kvapalného oceľového polotovaru, použitie nádoby a zariadenia na vykonávanie spôsobov Download PDFInfo
- Publication number
- SK284964B6 SK284964B6 SK1568-98A SK156898A SK284964B6 SK 284964 B6 SK284964 B6 SK 284964B6 SK 156898 A SK156898 A SK 156898A SK 284964 B6 SK284964 B6 SK 284964B6
- Authority
- SK
- Slovakia
- Prior art keywords
- fluidized bed
- gas
- particulate material
- reduction
- reducing
- Prior art date
Links
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C21—METALLURGY OF IRON
- C21B—MANUFACTURE OF IRON OR STEEL
- C21B13/00—Making spongy iron or liquid steel, by direct processes
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C21—METALLURGY OF IRON
- C21B—MANUFACTURE OF IRON OR STEEL
- C21B13/00—Making spongy iron or liquid steel, by direct processes
- C21B13/0006—Making spongy iron or liquid steel, by direct processes obtaining iron or steel in a molten state
- C21B13/0013—Making spongy iron or liquid steel, by direct processes obtaining iron or steel in a molten state introduction of iron oxide into a bath of molten iron containing a carbon reductant
- C21B13/002—Reduction of iron ores by passing through a heated column of carbon
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C21—METALLURGY OF IRON
- C21B—MANUFACTURE OF IRON OR STEEL
- C21B13/00—Making spongy iron or liquid steel, by direct processes
- C21B13/0033—In fluidised bed furnaces or apparatus containing a dispersion of the material
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C21—METALLURGY OF IRON
- C21B—MANUFACTURE OF IRON OR STEEL
- C21B13/00—Making spongy iron or liquid steel, by direct processes
- C21B13/14—Multi-stage processes processes carried out in different vessels or furnaces
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
- C22B—PRODUCTION AND REFINING OF METALS; PRETREATMENT OF RAW MATERIALS
- C22B5/00—General methods of reducing to metals
- C22B5/02—Dry methods smelting of sulfides or formation of mattes
- C22B5/12—Dry methods smelting of sulfides or formation of mattes by gases
- C22B5/14—Dry methods smelting of sulfides or formation of mattes by gases fluidised material
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F27—FURNACES; KILNS; OVENS; RETORTS
- F27B—FURNACES, KILNS, OVENS, OR RETORTS IN GENERAL; OPEN SINTERING OR LIKE APPARATUS
- F27B15/00—Fluidised-bed furnaces; Other furnaces using or treating finely-divided materials in dispersion
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C21—METALLURGY OF IRON
- C21B—MANUFACTURE OF IRON OR STEEL
- C21B2100/00—Handling of exhaust gases produced during the manufacture of iron or steel
- C21B2100/40—Gas purification of exhaust gases to be recirculated or used in other metallurgical processes
- C21B2100/44—Removing particles, e.g. by scrubbing, dedusting
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C21—METALLURGY OF IRON
- C21B—MANUFACTURE OF IRON OR STEEL
- C21B2100/00—Handling of exhaust gases produced during the manufacture of iron or steel
- C21B2100/60—Process control or energy utilisation in the manufacture of iron or steel
- C21B2100/66—Heat exchange
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
- Y02P10/00—Technologies related to metal processing
- Y02P10/10—Reduction of greenhouse gas [GHG] emissions
- Y02P10/134—Reduction of greenhouse gas [GHG] emissions by avoiding CO2, e.g. using hydrogen
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Metallurgy (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Dispersion Chemistry (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Manufacture Of Iron (AREA)
- Crucibles And Fluidized-Bed Furnaces (AREA)
- Manufacture And Refinement Of Metals (AREA)
- Devices And Processes Conducted In The Presence Of Fluids And Solid Particles (AREA)
Abstract
Pri spôsobe spracovania časticového materiálu procesom vo fluidnej vrstve sa časticový materiál udržuje vo vznášaní a spracováva sa v reaktore (1, 1', 1'') s fluidným lôžkom prostredníctvom procesného plynu prúdiaceho zdola nahor. Na minimalizáciu spotreby procesného plynu a na obmedzenie strhávania práškových častíc procesným plynom sa na spracovanie privádza časticový materiál so širokou distribúciou veľkosti a s pomerne vysokým podielom práškových častíc a rýchlosť naprázdno procesného plynu vo fluidnej vrstve (2) sa udržuje menšia, ako je rýchlosť plynu potrebná na fluidizáciu väčších častíc časticového materiálu. Zredukovaný materiál sa vedie prostredníctvom dopravného vedenia (6) do taviaceho generátora (25), kde sa v taviacej splyňovacej zóne (26) z uhlia a plynu obsahujúceho kyslík vyrába redukčný plyn, obsahujúci CO a H2, ktorý sa prostredníctvom prvého vedenia (27) zavádza do reaktora (1'') s fluidnou vrstvou.
Description
Vynález sa týka spôsobu spracovania, najmä redukcie, časticového, oxid obsahujúceho materiálu procesom vo fluidnej vrstve, najmä redukcie práškovej rudy, pri ktorom sa časticový materiál udržuje zdola nahor prúdiacim procesným plynom, najmä redukčným plynom vo fluidnej vrstve a pritom sa spracováva, najmä redukuje . Ďalej sa vynález týka spôsobu výroby kvapalného surového železa alebo kvapalného oceľového polotovaru zo vsádzkového materiálu, tvoreného železnou rudou a prísadami, aspoň čiastočne obsahujúceho prachový podiel. Ďalej sa vynález týka i použitia nádoby a zariadenia na uskutočňovanie týchto spôsobov.
Doterajší stav techniky
Spôsob tohto druhu je známy napríklad z US A 2 909 423, WO 92/ 02458, a EP A 0 571 358. Pri tomto spôsobe sa materiál s obsahom oxidov, napr. prášková ruda, redukuje vo fluidnej vrstve, udržovanej v redukčnom reaktore redukčným plynom, pričom redukčný plyn, ktorý sa prostredníctvom dýzového roštu zavádza do redukčného reaktora s fluidnou vrstvou, prúdi redukčným reaktorom zdola nahor, pričom materiál s obsahom oxidov prechádza redukčným reaktorom približne v priečnom smere na prúd redukčného plynu. Na udržanie fluidnej vrstvy je nevyhnutná určitá rýchlosť redukčného plynu v oblasti fluidnej vrstvy, ktorá závisí od veľkosti častíc vsadzovaného materiálu.
Na základe pomerne veľkých rýchlostí redukčného plynu, nevyhnutných pri známych spôsoboch, dochádza k silnému vynášaniu práškových častíc materiálu obsahujúceho oxidy, ako aj pri pokračujúcej redukcii k vynášaniu už zredukovaného materiálu obsahujúceho oxidy z vibračnej vrstvy, pričom najjemnejšie podiely sú potom obsiahnuté v redukčnom plyne. Na odstránenie týchto práškových častíc z redukčného plynu - jednak na ďalšie využitie čiastočne oxidovaného redukčného plynu, napríklad v predradených redukčných reaktoroch, jednak na spätné získanie inak už do strát počítaného materiálu - sa redukčný plyn obsahujúci práškové podiely vedie cez odlučovače prachu, ako napríklad cyklóny, a odlúčený prach sa znovu zavádza späť do fluidnej vrstvy. Odlučovače prachu prípadne cyklóny sú usporiadané výhodne vnútri reaktorov (porov. US-A-2 209 423), môžu byť však inštalované taktiež zvonka reaktorov.
V praxi sa ukázalo, že čiastočne redukované, prípadne zredukované jemnozmné častice materiálu s obsahom oxidu, majú sklon k prilepovaniu, prípadne pripekaniu k sebe navzájom a/alebo na steny reaktorov, prípadne cyklónov, prípadne na spojovacie vedenie prípadne dopravné vedenie. Tento jav sa označuje ako „sticking“ (zlepovanie, uviaznutie) prípadne „fouling“ (zanášanie). „Sticking“ respektíve „fouling“ je závislý od teploty a/alebo stupňa redukcie materiálu s obsahom oxidu. V dôsledku nalepovania, prípadne usadzovania čiastočne redukovaného alebo zredukovaného materiálu s obsahom oxidu na stenách redukčných reaktorov, prípadne iných súčastí zariadenia, môže dochádzať k poruchám, takže nie je možné, prevádzkovať riadenie po dlhší čas kontinuálne bez odstávky. Ukázalo sa, že je sotva možná kontinuálna prevádzka počas jedného roka.
Odstránenie usadenín, prípadne pripečenia je veľmi pracovne náročné a spôsobuje vysoké náklady, a to pracovné náklady, ako aj náklady spôsobené výpadkom produkcie zariadenia. Často dochádza k samovoľnému uvoľňovaniu usadenín, ktoré potom buď padajú do fluidnej vrstvy a tak vedú k narušeniu redukčného procesu, alebo - keď sa usa deniny uvoľňujú z cyklónu - k zataraseniu kanálov na vedenie prachu späť do fluidnej vrstvy, takže ďalšie odlučovanie prachu z redukčného plynu je celkom nemožné.
Nevýhoda známych procesov vo fluidnej vrstve spočíva v praxi v ich nepružnosti a v ťažobách pri dodávaní a rozdeľovaní prúdu procesného plynu, t. j. pri opísanom spôsobe podľa stavu techniky pri dodávaní a rozdeľovaní prúdu redukčného plynu. Podľa stavu techniky je ďalej nevýhodné, že pri každom procesnom stupni, teda pri predohreve, predredukcii a konečnej redukcii, sa musí z aparátov priradených procesnému stupňu vypúšťať väčšinou dva alebo viac prúdov produktu, čo znamená značné náklady na privádzacie a odvádzacie zariadenie. Okrem toho sa musia v každom procesnom stupni riadiť dva rozvodné systémy plynu, čo pri horúcich plynoch s obsahom prachu v praxi prináša veľké ťažkosti.
Na to pristupuje skutočnosť, že v dôsledku pomerne vysokej rýchlosti redukčného plynu je veľká spotreba redukčného plynu. Je treba podstatne viac redukčného plynu, ako by bolo nevyhnutné na vlastný redukčný proces, pričom nadspotreba slúži iba na to, aby bola udržaná fluidná vrstva.
Spôsob redukcie kovových rúd prostredníctvom procesu vo fluidnej vrstve je známy taktiež z GB-A-1 101 199. Pri tomto spôsobe sa prevádzkové podmienky volia tak, že pri redukcii dochádza k spekaniu materiálu, čím sa tvoria aglomeráty, ktoré sa v dôsledku ich veľkosti nefluidizujú. Tým dochádza k oddeleniu zredukovaného materiálu, ktorý je zospodu vynášaný z reaktora s fluidnou vrstvou, od doteraz nezredukovaného materiálu, ktorý ostáva fluidizovaný. Menšie častice produktu sa odťahujú na hornom konci fluidnej vrstvy. Pri tomto spôsobe sa vyskytujú dva prúdy produktu, čo je spojené so zodpovedajúcou aparátovou náročnosťou.
Podstata vynálezu
Vynález, ktorého cieľom je odstrániť tieto nevýhody a ťažkosti, má za úlohu poskytnúť spôsob úvodom opísaného druhu, ako aj nádobu na uskutočňovanie spôsobu, na umožnenie spracovania časticového materiálu s obsahom oxidu pri minimálnej spotrebe procesného plynu po veľmi dlhý časový úsek bez nebezpečenstva prevádzkových porúch zapríčinených „sticking“, prípadne „fouling“. Silne má byť znížené najmä množstvo procesného plynu potrebné na udržanie fluidnej vrstvy, aby nastalo iba minimálne vynášanie práškových častíc.
Táto úloha je podľa vynálezu riešená tým, že sa na spracovanie vsádza časticový materiál so širokou distribúciou veľkosti zrna, s pomerne vysokým prachovým podielom a s podielom väčších častíc, pričom stredný priemer zrna prípustnej oblasti podielu zŕn predstavuje 0,02 až 0,15 najväčšieho priemeru zrna časticového materiálu a že rýchlosť naprázdno procesného plynu vo fluidnej vrstve sa udržuje menšia, ako je rýchlosť plynu potrebná na fluidizáciu najväčších častíc časticového materiálu, pričom všetky väčšie častice sa spolu s práškovým podielom pohybujú nahor a sú vynášané z hornej oblasti fluidnej vrstvy.
Ukázalo sa, že pri širokom rovnomernom rozdelení veľkosti zrna sa môže rýchlosť naprázdno procesného plynu vo fluidnej vrstve udržovať v rozmedzí 0,25 až 0,75 rýchlosti potrebnej na fluidizáciu najväčších častíc časticového materiálu.
Výhodne sa vsádza časticový materiál so zrnom, v ktorého rozsahu zrnitosti predstavuje stredný priemer zrna
0,05 až 0,10, najväčšieho priemeru zrna časticového materiálu.
Pritom sa na procesný plyn nad fluidnou vrstvou nastavuje výhodne rýchlosť naprázdno, vztiahnutá na najväčší prierez nádoby, v ktorej je umiestnená fluidná vrstva, na teoretické medzné zrno 50 až 150 pm, výhodne 60 až 100 pm, pričom na redukciu „Run of míne“ (ťažkých) práškových rúd sa nastavuje rýchlosť naprázdno vo fluidnej vrstve medzi 0,3 m/s a 2,0 m/s.
Spôsob výroby kvapalného surového železa alebo kvapalného oceľového polotovaru zo vsádzkového materiálu, tvoreného železnou rudou a prísadami, aspoň čiastočne obsahujúceho prachový podiel, pri využití spôsobu spracovania podľa vynálezu, pričom vsádzkové látky sa priamo redukujú v aspoň jednej redukčnej zóne procesom vo fluidnej vrstve na hubovité železo, hubovité železo sa taví v aspoň jednej taviacej splyňovacej zóne za prívodu nosičov uhlíka a plynu obsahujúceho kyslík, pričom sa vyrába redukčný plyn obsahujúci CO a H2, ktorý sa zavádza do redukčnej zóny, tam reaguje, odťahuje sa ako exportný plyn a privádza sa spotrebiteľovi.
Úloha vynálezu je ďalej riešená použitím nádoby, ktorá sa vyznačuje kombináciou nasledujúcich znakov • má valcovitú spodnú časť obsahujúcu fluidnú vrstvu s rozdeľovačom plynu, prívod na procesný plyn a prívod a odvod časticového materiálu nad rozdeľovačom plynu, • má smerom nahor kužeľovito sa rozširujúcu kužeľovitú časť usporiadanú nad časťou s fluidnou vrstvou a na ňu nadväzujúcu, pričom sklon stien kužeľovitej časti ku stredovej osi reaktora je 6 až 15°, výhodne 8 až 10°, • má na kužeľovitú časť nadväzujúcu, aspoň čiastočne valcovitú upokojovaciu časť, ktorá je hore uzavretá, a z ktorej vychádza odvod procesného plynu, pričom • pomer plochy prierezu upokoj ovacej časti vo valcovitej oblasti k ploche prierezu časti s fluidnou vrstvou > 2 na uskutočňovanie niektorého z uvedených spôsobov.
Nádoba na uskutočňovanie spôsobu redukcie rudy vo fluidnej vrstve, ktorá má dve valcovité časti rôzneho priemeru a jednu veľmi krátku a silne kužeľovitú časť medzi valcovitými časťami, je známa napríklad z EP-A-0022098. Pri tejto nádobe sú však usporiadané dva prívody plynu, a síce jeden pod spodnou kužeľovitou časťou, a jeden v kužeľovitej časti. Zredukovaná ruda sa z tohto reaktora s fluidnou vrstvou vynáša zdola.
Výhodne je podľa vynálezu plocha prierezu upokojovacieho priestoru vo valcovitej oblasti taká veľká, aby sa v tejto oblasti nastavila rýchlosť naprázdno dostatočná na odlúčenie zrna z plynu s veľkosťou väčšou ako 50 pm. Úloha vynálezu je ďalej riešená použitím zariadenia na výrobu kvapalného surového železa alebo kvapalného oceľového polotovaru zo vsádzkového materiálu tvoreného železnou rudou a prísadami, aspoň čiastočne obsahujúceho prachový podiel. Aspoň jedna nádoba podľa vynálezu je vytvorená ako redukčný reaktor, do nej ústi dopravné vedenie na vsádzkový materiál obsahujúci železnú rudu a prísady, plynové vedenie na redukčný plyn, dopravné vedenie na vytvorený redukčný produkt a plynové vedenie na odplyň. Ďalej má taviaci generátor, do ktorého ústi dopravné vedenie redukčného produktu z redukčného reaktora, a má prívody na plyn s obsahom kyslíka a nosič uhlíka, ako aj odpich surového železa a prípadne oceľového polotovaru a trosky. Z taviaceho generátora vychádza do redukčného reaktora ústiace plynové vedenie na redukčný plyn vytváraný v taviacom generátore, a redukčný generátor je vytvorený ako redukčný reaktor s fluidnou vrstvou.
Prehľad obrázkov na výkresoch
Vynález bude bližšie vysvetlený prostredníctvom výkresov, na ktorých predstavuje:
obr. 1 nádobu podľa vynálezu v reze, obr. 2 technologickú schému redukcie železnej rudy, pri ktorej sa využíva nádoba podľa vynálezu, a obr. 3 diagram rozdelenia veľkosti zrna spracovávanej železnej rudy podľa vynálezu.
Príklady uskutočnenia vynálezu
Nádoba 1 znázornená na obr. 1, ktorá predstavuje reaktor s fluidnou vrstvou, najmä redukčný reaktor, má valcovitú spodnú časť 3, v ktorej je umiestnená fluidná vrstva 2, a ktorá je v určitej výške na privádzanie a rovnomerné rozdeľovanie redukčného plynu vybavená rozdeľovačom plynu vytvoreným ako dýzový rošt 4. Redukčný plyn prúdi redukčným reaktorom vychádzajúc z dýzového roštu 4 zdola nahor. Nad dýzovým roštom 4 ale ešte vnútri valcovitej časti 3 s fluidnou vrstvou ústi dopravné vedenie 5,6, a síce prívod a odvod práškovej rudy. Fluidná vrstva 2 má výšku 7 vrstvy od dýzového roštu 4 až k výške odvodu 6 práškovej rudy, tzn. k jeho otvoru 8.
Na valcovitú časť 3 s fluidnou vrstvou nadväzuje smerom hore kužeľovito sa rozširujúca kužeľovitá časť 9, pričom sklon steny 10 tejto kužeľovitej časti 9 ku stredovej osi 11 reaktora je maximálne 6 až 15, výhodne 8 až 10°. V tejto oblasti dochádza prostredníctvom kontinuálneho zväčšovania prierezu 12 kužeľovitej časti 9 ku stálemu kontinuálne pribúdajúcemu zmenšovaniu rýchlosti naprázdno redukčného plynu.
V dôsledku iba nepatrného sklonu steny 10 kužeľovitej časti 9 sa podarilo, napriek rozšíreniu prierezu 12 v tejto kužeľovitej časti, 9 docieliť prúdenie bez tvorenia vírov a odtrhávania od steny 10. Tým je zamedzené vzniku vírenia, ktoré by vyvolalo miestne zvýšenie rýchlosti redukčného plynu.
Tým je zaistené rovnomerné a kontinuálne zníženie rýchlosti naprázdno redukčného plynu cez prierez 12 cez celú výšku kužeľovitej časti 9, tzn. v každej jeho výške.
Na horný koniec 13 kužeľovitej časti 9 nadväzuje upokoj ovacia časť 15, vybavená valcovitou stenou 14, ktorá je uzavretá vekom 16 reaktora, vytvoreným v čiastočne guľovom, napr. pologuľovom tvare. Vo veku 16 reaktora je centrálne usporiadané vedenie 17 na odvod redukčného plynu. Zväčšenie prierezu kužeľovitej časti 9 je realizované tak, že pomer plochy 18 prierezu upokojovacej časti 15 k ploche 19 prierezu časti 3 s fluidnou vrstvou je > 2.
Vedenie 17 plynu vedie k cyklónu 20 slúžiacemu na odlučovanie prachu z redukčného plynu. Spätné vedenie 21 prachu vychádzajúce z cyklónu 20 smeruje dole a ústi do fluidnej vrstvy 2. Odvod plynu z cyklónu 20 je označený 22.
Podľa vynálezu sa v redukčnom reaktore 1 spracováva prášková ruda so širokým rovnomerným rozdelením zrna s pomerne vysokým práškovým podielom. Rozdelenie zrna tohto druhu môže byť zhruba nasledujúce:
Hmotnostné podiely až 4 mm 100 % až 1 mm 72 % až 0,5 mm 55 % až 0,125 mm 33%
Bolo zistené, že prášková ruda s približne týmto rozdelením zrna je fluidizovateľná bez toho, aby nastávala se
SK 284964 Β6 gregácia vo fluidnej vrstve 2, pričom, a to je pre vynález podstatné, je rýchlosť naprázdno vieer stále menšia ako minimálna fluidizačná rýchlosť pre najväčšie častice práškovej rudy.
Ako optimálna pracovná oblasť pre V|eer bol nájdený nasledujúci vzťah:
vkcr = 0,25 až 0,75 vmin (d^), kde vieer je rýchlosť naprázdno vo fluidnej vrstve 2 nad rozdeľovačom 4 vmín (dmax) je minimálna fluidizačná rýchlosť najväčších častíc použitej frakcie
Pre vynález je, ako už bolo spomenuté, podstatné široké rozdelenie veľkosti zma práškovej rudy. Takéto rozdelenie veľkosti zma majú „Run of míne“ (ťažné) práškové rudy, teda práškové rudy, ktoré neboli po rozdrvení podrobené žiadnemu triedeniu. Niekoľko príkladov rozdelenia veľkosti zma „Run of míne“ (ťažných) železných rúd je obsiahnutých na obr. 3. Pri týchto distribúciách veľkosti zma „Run of mine“ (ťažných) železných rúd je stále k dispozícii väčší podiel prachovej frakcie, ktorá je taká malá, že neostáva vo fluidnom lôžku, ale je vynášaná plynom a prostredníctvom cyklónu opäť vedená späť. Prachová frakcia je nevyhnutná na zaistenie fluidizácie veľkých častíc pri pomerne malej rýchlosti naprázdno spracovacieho plynu.
Podľa vynálezu sa využíva ten efekt, že pri širokom rozdelení veľkosti zma dochádza k prenosu impulzov malých častíc na väčšie častice. Tým nastáva fluidizácia veľkých častíc aj pri rýchlosti naprázdno redukčného plynu menšej, ako je rýchlosť naprázdno potrebná pre veľké častice. Podľa vynálezu je možné použiť práškové rudy s prírodným rozdelením veľkosti zma („Run of mine“) bez predchádzajúceho triedenia s νΜΧ výhodne až 12 mm, maximálne až 16 mm.
Zavedenie vsádzky do redukčného reaktora, ktorý vyhovuje uvedeným kritériám, a vsádzka práškovej rudy s pomerne veľkým práškovým podielom, poskytuje nasledujúce výhody pre fluidné správanie:
• flexibilitu systému s ohľadom na zmeny hustoty pevnej látky a rozdelenia veľkosti zma pri premenlivej vsádzke surovín, a • necitlivosť na rozpad zŕn a tým vyvolané zmeny práškového podielu medzi vsádzkou a produktom.
Nádoba 1 môže byť s rovnakými výhodami nasadená taktiež ako predhrievacia nádoba, ako aj predredukčná a doredukovávacia nádoba.
Zariadenie, v ktorom je výhodne použitá opísaná nádoba 1 vytvorená podľa vynálezu, je nasledovne bližšie opísané pomocou schematického obr. 2.
Zariadenie na výrobu surového železa alebo oceľového polotovaru má tri v sérii za sebou zaradené reaktory 1,1', 1, s fluidnou vrstvou opísanej konštrukcie, pričom materiál s obsahom oxidu železa, ako napríklad „Run of mine“ prášková ruda, sa prostredníctvom prívodu 5 rudy privádza do prvého reaktora 1 s fluidnou vrstvou, v ktorom sa v predhrievačom stupni uskutočňuje predohrev práškovej rudy a eventuálne predredukcia, na čo sa vedie z reaktora 1 s fluidnou vrstvou k reaktoru 1' s fluidnou vrstvou, prípadne z ľ k 1, prostredníctvom dopravného vedenia 5, 6. V druhom reaktore ľ s fluidnou vrstvou dochádza v predredukčnom stupni k predredukovaniu a v nasledujúcom reaktore 1 s fluidnou vrstvou v stupni konečnej redukcie k doredukovaniu práškovej rudy na hubovité železo.
Zredukovaný materiál, teda hubovité železo, sa vedie prostredníctvom dopravného vedenia 6 do taviaceho generátora 25. V taviacom generátore 25 sa v taviacej splyňova cej zóne 26 z uhlia a plynu obsahujúceho kyslík vyrába redukčný plyn s obsahom CO a H2, ktorý sa prostredníctvom prvého vedenia 27 redukčného plynu zavádza do reaktora 1 s fluidnou vrstvou, zaradeného v smere toku práškovej rudy ako posledný. Redukčný plyn sa potom vedie v protiprúde k prietoku rudy od reaktora 1 s fluidnou vrstvou k reaktoru 1' prípadne od ľ k 1, a to cez spojovacie vedenie 28, 29, a z reaktora 1 s fluidnou vrstvou sa odvádza ako odplyň prostredníctvom štvrtého vedenia 30 odplynu, a následne sa chladí a perie v mokrej práčke 31.
Taviaci generátor 25 má prívod 32 na pevný nosič uhlíka, prívod 33 na plyny obsahujúce kyslík, ako aj prívody pre nosiče uhlíka, pri teplote okolia kvapalné alebo plynné, napríklad uhľovodíky, a na spaľované prísady. V taviacom generátore 25 sa pod taviacou splyňovacou zónou 26 zhromažďuje tekuté surové železo prípadne tekutý oceľový polotovar a tekutá troska, ktoré sa odpichujú odpichom 34.
V prvom vedení 27 redukčného plynu, ktorý vychádza z taviaceho generátora 25 a ústi do reaktora s fluidnou vrstvou, je usporiadané odprašovacie zariadenie, napríklad cyklón 35 na horúci plyn, pričom prachové podiely odlúčené v tomto cyklóne 35 na horúci plyn sa privádzajú do taviaceho generátora 25 spätným vedením 36 s dusíkom ako nosným médiom a prostredníctvom horáka za privádzania kyslíka.
Nastavenie teploty redukčného plynu je možné prostredníctvom výhodne usporiadaného spätného vedenia 37 plynu, ktoré vychádza od prvého vedenia 27 redukčného plynu, a cez práčku 38 a kompresor 39 privádza časť redukčného plynu opäť späť do prvého vedenia 27 redukčného plynu, a pred cyklón 35 pre horúci plyn.
Claims (9)
1. Spôsob spracovania, najmä redukcia, časticového, oxid obsahujúceho materiálu procesom vo fluidnej vrstve (2), najmä redukcia práškovej rudy, pri ktorom sa časticový materiál udržuje zdola nahor prúdiacim procesným plynom, najmä redukčným plynom, vo fluidnej vrstve (2) a pritom sa spracováva, najmä redukuje, vyznačujúci sa tým, že sa na spracovanie vsadzuje časticový materiál so širokou distribúciou veľkosti zma, s pomerne vysokým prachovým podielom a s podielom väčších častíc, pričom stredný priemer zma prípustnej oblasti podielu zŕn predstavuje 0,02 až 0,15 najväčšieho priemeru zma časticového materiálu a že rýchlosť naprázdno procesného plynu vo fluidnej vrstve (2) sa udržuje menšia, ako je rýchlosť plynu potrebná na fluidizáciu najväčších častíc časticového materiálu, pričom všetky väčšie častice sa spolu s práškovým podielom pohybujú nahor a vynášajú sa z hornej oblasti fluidnej vrstvy (2).
2. Spôsob podľa nároku 1, vyznačujúci sa tým, že rýchlosť naprázdno vo fluidnej vrstve (2) sa udržuje v rozsahu od 0,25 do 0,75 rýchlosti potrebnej na fluidizáciu najväčších častíc časticového materiálu.
3. Spôsob podľa nároku 1 alebo 2, vyznačujúci sa tým, že sa vsádza časticový materiál so zrnom, ktorého stredný priemer zrna prípustnej oblasti podielu zŕn je v rozsahu od 0,05 do 0,10, najväčšieho priemeru zma časticového materiálu.
4. Spôsob podľa niektorého z nárokov 1 alebo 3, vyznačujúci sa tým, že sa pre procesný plyn nad fluidnou vrstvou (2) nastavuje rýchlosť naprázdno, vztiahnutá na najväčší prierez nádoby (1), v ktorej je umiestnená fluidná vrstva (2), pre teoretické medzné zrno v rozsahu od 50 až 150 pm, výhodne 60 až 100 pm.
5. Spôsob podľa nároku 4, vyznačujúci sa tým, že na redukciu surových práškových rúd sa nastavuje rýchlosť naprázdno vo fluidnej vrstve (2) v rozsahu od 0,3 m/s a 2,0 m/s.
6. Spôsob výroby kvapalného surového železa alebo kvapalného oceľového polotovaru zo vsádzkového materiálu, tvoreného železnou rudou a prísadami, aspoň čiastočne obsahujúceho prachový podiel, pri ktorom sa vsádzkové materiály priamo redukujú v aspoň jednej redukčnej zóne procesom vo fluidnej vrstve (2) podľa jedného alebo viacerých nárokov 1 až 5 na hubovité železo, vyznačujúci sa tým, že hubovité železo sa taví v aspoň jednej taviacej splyňovacej zóne (I až IV) za prívodu nosičov uhlíka a plynu obsahujúceho kyslík a vyrába sa redukčný plyn obsahujúci CO a H2, ktorý sa zavádza do redukčnej zóny, tam reaguje a ako exportný plyn sa odťahuje.
7. Použitie nádoby (1), ktorá sa vyznačuje kombináciou nasledujúcich znakov:
• fluidnej vrstvy (2) obsahujúcej valcovitú spodnú časť (3) pre fluidnú vrstvu (2), s rozdeľovacím podlažím (4) plynu, prvým a druhým vedením (27, 28) pre prívod procesného plynu a odvodom časticového materiálu nad rozdeľovacím podlažím (4) plynu, • smerom hore sa kužeľovito rozširujúcej kužeľovitej časti (9) usporiadanej nad časťou (3) s fluidnou vrstvou na ňu nadväzujúcou, pričom sklon steny (10) kužeľovitej časti (9) ku stredovej osi (11) reaktora je 6 až 15°, výhodne 8 až 10°, • na kužeľovitú časť (9) nadväzujúcej aspoň čiastočne valcovitej upokojovacej časti (15), ktorá je hore uzavretá, a z ktorej vychádza druhé, tretie a štvrté vedenie (28, 29, 30) procesného plynu, pričom • pomer plochy (18) prierezu upokojovacej časti (15) vo valcovitej oblasti k ploche (19) prierezu časti (3) s fluidnou vrstvou je > 2 na vykonávanie spôsobu podľa jedného, alebo viacerých nárokov 1 až 6.
8. Použitie podľa nároku 7, vyznačujúce sa tým, že plocha (18) prierezu upokojovacej časti (15) vo valcovitej oblasti je taká veľká, aby sa v tejto oblasti nastavila rýchlosť naprázdno, dostatočná na odlúčenie zrna s väčšou veľkosťou ako 50 pm z plynu.
9. Použitie zariadenia na výrobu kvapalného surového železa alebo kvapalného oceľového polotovaru, s aspoň jednou nádobou (1, ľ, 1), vytvorenou ako redukčný reaktor, do ktorej ústi dopravné vedenie (5) pre vsádzkový materiál obsahujúci železnú rudu a prísady, prvé a druhé vedenie (27, 28) pre redukčný plyn, dopravné vedenie (6) pre vytvorený redukčný produkt a štvrté vedenie (30) pre odplyň, a má taviaci generátor (25), do ktorého ústi dopravné vedenie (6) dopravujúce redukčný produkt z redukčného reaktora a ktorý má prívody (32, 33) pre plyn s obsahom kyslíka a nosič uhlíka, ako aj odpich (34) surového železa, prípadne oceľového polotovaru a trosky, pričom z taviaceho generátora (25) vychádza do redukčného reaktora ústiace prvé vedenie (27) pre redukčný plyn vytváraný v taviacom generátore (25), a redukčný generátor je vytvorený ako redukčný reaktor s fluidnou vrstvou (2), na uskutočňovanie spôsobu podľa nároku 6.
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| AT0087596A AT405521B (de) | 1996-05-17 | 1996-05-17 | Verfahren zum behandeln teilchenförmigen materials im wirbelschichtverfahren sowie gefäss und anlage zur durchführung des verfahrens |
| PCT/AT1997/000098 WO1997044496A1 (de) | 1996-05-17 | 1997-05-15 | Verfahren zum behandeln teilchenförmigen materials im wirbelschichtverfahren sowie gefäss und anlage zur durchführung des verfahrens |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| SK156898A3 SK156898A3 (en) | 1999-07-12 |
| SK284964B6 true SK284964B6 (sk) | 2006-03-02 |
Family
ID=3501834
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| SK1568-98A SK284964B6 (sk) | 1996-05-17 | 1997-05-15 | Spôsob spracovania, najmä redukcia časticového, oxid obsahujúceho materiálu procesom vo fluidnej vrstve, spôsob výroby kvapalného surového železa alebo kvapalného oceľového polotovaru, použitie nádoby a zariadenia na vykonávanie spôsobov |
Country Status (17)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US6241801B1 (sk) |
| EP (1) | EP0958386B1 (sk) |
| JP (1) | JP4316673B2 (sk) |
| KR (1) | KR100458553B1 (sk) |
| CN (1) | CN1059930C (sk) |
| AT (1) | AT405521B (sk) |
| AU (1) | AU729127B2 (sk) |
| BR (1) | BR9709591A (sk) |
| CA (1) | CA2255811C (sk) |
| CZ (1) | CZ294884B6 (sk) |
| DE (1) | DE59710586D1 (sk) |
| RU (1) | RU2178001C2 (sk) |
| SK (1) | SK284964B6 (sk) |
| TW (1) | TW426745B (sk) |
| UA (1) | UA62929C2 (sk) |
| WO (1) | WO1997044496A1 (sk) |
| ZA (1) | ZA974252B (sk) |
Families Citing this family (11)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7144447B2 (en) | 2001-06-19 | 2006-12-05 | Voest-Alpine Industrieanlagenbau Gmbh & Co. | Method and device for treating particulate material |
| AT410323B (de) * | 2001-06-19 | 2003-03-25 | Voest Alpine Ind Anlagen | Verfahren und vorrichtung zum behandeln von teilchenförmigem material |
| AT410802B (de) * | 2001-11-09 | 2003-08-25 | Voest Alpine Ind Anlagen | Verfahren und vorrichtung zur behandlung eines feinteilchenförmigen, insbesondere metallhaltigen, einsatzmateriales |
| KR100413323B1 (ko) * | 2001-12-01 | 2004-01-03 | 고려아연 주식회사 | 유동층이 안정화된 아연정광 유동배소로 |
| FR2873795B1 (fr) * | 2004-07-30 | 2007-08-10 | F M I Process Sa Sa | Cuve pour le traitement thermique de produits divers en lit fluidise |
| AT507823B1 (de) | 2009-01-30 | 2011-01-15 | Siemens Vai Metals Tech Gmbh | Verfahren und anlage zur herstellung von roheisen oder flüssigen stahlvorprodukten |
| WO2011001288A2 (en) | 2009-06-29 | 2011-01-06 | Bairong Li | Metal reduction processes, metallurgical processes and products and apparatus |
| KR101428382B1 (ko) | 2013-04-25 | 2014-09-23 | 주식회사 포스코 | 용선제조장치 및 용선제조방법 |
| WO2014201556A1 (en) * | 2013-06-17 | 2014-12-24 | Hatch Ltd. | Feed flow conditioner for particulate feed materials |
| ES2914337T3 (es) * | 2019-03-15 | 2022-06-09 | Primetals Technologies Austria GmbH | Procedimiento de reducción directa en un lecho fluidizado |
| KR102265696B1 (ko) * | 2019-04-11 | 2021-06-15 | 주식회사 포스코 | 분환원철 저장장치 |
Family Cites Families (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US2909423A (en) | 1957-06-04 | 1959-10-20 | United States Steel Corp | Method and apparatus for handling fluidized solids |
| GB1101199A (en) * | 1966-11-01 | 1968-01-31 | Texaco Development Corp | Ore reduction |
| SE419129B (sv) * | 1979-05-29 | 1981-07-13 | Stora Kopparbergs Bergslags Ab | Anordning for reduktion av finfordelat jernoxidhaltigt material i en cirkulerande flytbedd |
| US5118479A (en) | 1990-08-01 | 1992-06-02 | Iron Carbide Holdings, Limited | Process for using fluidized bed reactor |
| DE4131962C2 (de) * | 1991-09-25 | 1998-03-26 | Hismelt Corp Pty Ltd | Verfahren und Vorrichtung zur Behandlung von heissen Gasen mit Feststoffen in einem Wirbelbett |
| AT402937B (de) | 1992-05-22 | 1997-09-25 | Voest Alpine Ind Anlagen | Verfahren und anlage zur direktreduktion von teilchenförmigem eisenoxidhältigem material |
| US5407179A (en) * | 1992-05-26 | 1995-04-18 | Fior De Venezuela | Fluidized bed direct steelmaking plant |
| US5338336A (en) * | 1993-06-30 | 1994-08-16 | Bechtel Group, Inc. | Method of processing electric arc furnace dust and providing fuel for an iron making process |
| AT405057B (de) * | 1994-09-27 | 1999-05-25 | Voest Alpine Ind Anlagen | Verfahren zum reduzieren von oxidhältigem material und anlage zur durchführung des verfahrens |
| AT406485B (de) * | 1995-10-10 | 2000-05-25 | Voest Alpine Ind Anlagen | Verfahren zur herstellung von flüssigem roheisen oder flüssigen stahlvorprodukten und anlage zur durchführung des verfahrens |
-
1996
- 1996-05-17 AT AT0087596A patent/AT405521B/de not_active IP Right Cessation
-
1997
- 1997-05-15 CZ CZ19983729A patent/CZ294884B6/cs not_active IP Right Cessation
- 1997-05-15 DE DE59710586T patent/DE59710586D1/de not_active Expired - Lifetime
- 1997-05-15 RU RU98122337A patent/RU2178001C2/ru not_active IP Right Cessation
- 1997-05-15 WO PCT/AT1997/000098 patent/WO1997044496A1/de active IP Right Grant
- 1997-05-15 EP EP97921514A patent/EP0958386B1/de not_active Expired - Lifetime
- 1997-05-15 CN CN97194720A patent/CN1059930C/zh not_active Expired - Fee Related
- 1997-05-15 BR BR9709591A patent/BR9709591A/pt not_active IP Right Cessation
- 1997-05-15 UA UA98116036A patent/UA62929C2/uk unknown
- 1997-05-15 JP JP54125197A patent/JP4316673B2/ja not_active Expired - Fee Related
- 1997-05-15 SK SK1568-98A patent/SK284964B6/sk not_active IP Right Cessation
- 1997-05-15 CA CA 2255811 patent/CA2255811C/en not_active Expired - Fee Related
- 1997-05-15 AU AU27562/97A patent/AU729127B2/en not_active Ceased
- 1997-05-15 KR KR10-1998-0709267A patent/KR100458553B1/ko not_active IP Right Cessation
- 1997-05-16 ZA ZA9704252A patent/ZA974252B/xx unknown
- 1997-07-30 TW TW86110891A patent/TW426745B/zh not_active IP Right Cessation
-
1998
- 1998-11-17 US US09/193,544 patent/US6241801B1/en not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| EP0958386A1 (de) | 1999-11-24 |
| WO1997044496A1 (de) | 1997-11-27 |
| AT405521B (de) | 1999-09-27 |
| TW426745B (en) | 2001-03-21 |
| UA62929C2 (en) | 2004-01-15 |
| CA2255811A1 (en) | 1997-11-27 |
| RU2178001C2 (ru) | 2002-01-10 |
| CZ294884B6 (cs) | 2005-04-13 |
| ATA87596A (de) | 1999-01-15 |
| EP0958386B1 (de) | 2003-08-13 |
| US6241801B1 (en) | 2001-06-05 |
| AU2756297A (en) | 1997-12-09 |
| BR9709591A (pt) | 2000-04-25 |
| CZ372998A3 (cs) | 1999-08-11 |
| ZA974252B (en) | 1997-12-11 |
| JP4316673B2 (ja) | 2009-08-19 |
| SK156898A3 (en) | 1999-07-12 |
| CN1219205A (zh) | 1999-06-09 |
| KR20000011108A (ko) | 2000-02-25 |
| AU729127B2 (en) | 2001-01-25 |
| CN1059930C (zh) | 2000-12-27 |
| DE59710586D1 (de) | 2003-09-18 |
| JP2000510908A (ja) | 2000-08-22 |
| CA2255811C (en) | 2006-07-18 |
| KR100458553B1 (ko) | 2005-04-21 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CZ282597B6 (cs) | Způsob výroby kapalného surového železa nebo kapalných předproduktů oceli a zařízení k provádění tohoto způsobu | |
| SK284964B6 (sk) | Spôsob spracovania, najmä redukcia časticového, oxid obsahujúceho materiálu procesom vo fluidnej vrstve, spôsob výroby kvapalného surového železa alebo kvapalného oceľového polotovaru, použitie nádoby a zariadenia na vykonávanie spôsobov | |
| RU2122586C1 (ru) | Способ получения жидкого чугуна или жидких стальных полупродуктов и установка для его осуществления | |
| RU2175675C2 (ru) | Способ получения жидкого чушкового чугуна или жидких полуфабрикатов стали | |
| RU2135598C1 (ru) | Способ получения расплавленного чушкового чугуна или полупродуктов стали и установка для осуществления этого способа | |
| AU705077B2 (en) | A process for the reduction of fine ore and an arrangement for carrying out the process | |
| CZ78197A3 (en) | Process for producing liquid pig iron or a steel half-finished product and apparatus for making the same | |
| AU728390B2 (en) | Method for treating particulate material in the fluidized bed method and vessel and plant for carrying out the method | |
| CZ422098A3 (cs) | Tavící generátor pro výrobu roztaveného kovu | |
| AU717927B2 (en) | Two step twin-single fluidized bed type pre-reduction apparatus for pre-reducing fine iron ore, and method therefor | |
| KR100466634B1 (ko) | 용융선철또는용강중간제품을생산하는방법및그설비 | |
| KR100213342B1 (ko) | 분철광석의 복합형 유동층 환원장치 | |
| JPS59100205A (ja) | 塊状鉄鉱石から海綿鉄粒子および液状銑鉄を直接製造する方法および設備 | |
| KR20000038828A (ko) | 낙광처리가 가능한 용선제조장치 및 이를 이용한 용선제조방법 | |
| AU1693499A (en) | Complex fluidized bed type fine iron ore reducing apparatus, and method therefor | |
| KR20000038829A (ko) | 용융가스화로에 공급되는 미분의 분급장치 및 이를 이용한 미분의 분급방법 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | Patent lapsed due to non-payment of maintenance fees |
Effective date: 20100515 |