SK2952000A3 - Method of making iron and steel - Google Patents
Method of making iron and steel Download PDFInfo
- Publication number
- SK2952000A3 SK2952000A3 SK295-2000A SK2952000A SK2952000A3 SK 2952000 A3 SK2952000 A3 SK 2952000A3 SK 2952000 A SK2952000 A SK 2952000A SK 2952000 A3 SK2952000 A3 SK 2952000A3
- Authority
- SK
- Slovakia
- Prior art keywords
- iron
- liquid
- reduced iron
- furnace
- arc
- Prior art date
Links
- XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N Iron Chemical compound [Fe] XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims abstract description 602
- 229910052742 iron Inorganic materials 0.000 title claims abstract description 193
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 title claims description 69
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 title claims description 44
- 239000010959 steel Substances 0.000 title claims description 44
- 238000002844 melting Methods 0.000 claims abstract description 164
- 230000008018 melting Effects 0.000 claims abstract description 162
- 239000007787 solid Substances 0.000 claims abstract description 159
- UQSXHKLRYXJYBZ-UHFFFAOYSA-N Iron oxide Chemical compound [Fe]=O UQSXHKLRYXJYBZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 132
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 claims abstract description 129
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 128
- 239000003638 chemical reducing agent Substances 0.000 claims abstract description 44
- 238000001465 metallisation Methods 0.000 claims abstract description 44
- 230000005484 gravity Effects 0.000 claims abstract description 32
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 claims abstract description 16
- 238000001816 cooling Methods 0.000 claims abstract description 8
- 239000007788 liquid Substances 0.000 claims description 204
- 239000002893 slag Substances 0.000 claims description 112
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 66
- 230000008569 process Effects 0.000 claims description 55
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims description 23
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 22
- 239000007789 gas Substances 0.000 claims description 21
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 claims description 21
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 claims description 21
- 238000010891 electric arc Methods 0.000 claims description 6
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 claims description 5
- 230000009467 reduction Effects 0.000 abstract description 102
- 239000011819 refractory material Substances 0.000 abstract description 25
- 230000003628 erosive effect Effects 0.000 abstract description 22
- 238000006722 reduction reaction Methods 0.000 description 106
- 235000013980 iron oxide Nutrition 0.000 description 47
- 239000000463 material Substances 0.000 description 29
- 239000000047 product Substances 0.000 description 29
- 230000002829 reductive effect Effects 0.000 description 22
- 239000003575 carbonaceous material Substances 0.000 description 18
- 229910052717 sulfur Inorganic materials 0.000 description 18
- 239000011593 sulfur Substances 0.000 description 15
- 239000012535 impurity Substances 0.000 description 14
- 239000000292 calcium oxide Substances 0.000 description 13
- ODINCKMPIJJUCX-UHFFFAOYSA-N calcium oxide Inorganic materials [Ca]=O ODINCKMPIJJUCX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 13
- 239000003245 coal Substances 0.000 description 13
- 238000006477 desulfuration reaction Methods 0.000 description 13
- 230000023556 desulfurization Effects 0.000 description 13
- 238000002474 experimental method Methods 0.000 description 13
- NINIDFKCEFEMDL-UHFFFAOYSA-N Sulfur Chemical compound [S] NINIDFKCEFEMDL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 12
- 230000001276 controlling effect Effects 0.000 description 10
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 10
- 229910052698 phosphorus Inorganic materials 0.000 description 10
- 239000002699 waste material Substances 0.000 description 10
- 238000007664 blowing Methods 0.000 description 9
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 9
- 230000004907 flux Effects 0.000 description 9
- 229910004298 SiO 2 Inorganic materials 0.000 description 8
- VBMVTYDPPZVILR-UHFFFAOYSA-N iron(2+);oxygen(2-) Chemical class [O-2].[Fe+2] VBMVTYDPPZVILR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 8
- OAICVXFJPJFONN-UHFFFAOYSA-N Phosphorus Chemical compound [P] OAICVXFJPJFONN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 7
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 7
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 7
- 239000011574 phosphorus Substances 0.000 description 7
- 239000002994 raw material Substances 0.000 description 7
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 description 7
- 238000009628 steelmaking Methods 0.000 description 7
- 238000003723 Smelting Methods 0.000 description 6
- 239000008188 pellet Substances 0.000 description 6
- 239000012071 phase Substances 0.000 description 6
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N Silicium dioxide Chemical compound O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 description 5
- 238000005265 energy consumption Methods 0.000 description 5
- 238000002156 mixing Methods 0.000 description 5
- XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N Silicon Chemical compound [Si] XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 239000000470 constituent Substances 0.000 description 4
- 230000003009 desulfurizing effect Effects 0.000 description 4
- 239000006185 dispersion Substances 0.000 description 4
- 238000007667 floating Methods 0.000 description 4
- VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N methane Chemical compound C VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 239000010703 silicon Substances 0.000 description 4
- 229910000851 Alloy steel Inorganic materials 0.000 description 3
- 235000008733 Citrus aurantifolia Nutrition 0.000 description 3
- 229910000805 Pig iron Inorganic materials 0.000 description 3
- 235000011941 Tilia x europaea Nutrition 0.000 description 3
- 238000004458 analytical method Methods 0.000 description 3
- BRPQOXSCLDDYGP-UHFFFAOYSA-N calcium oxide Chemical compound [O-2].[Ca+2] BRPQOXSCLDDYGP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 238000004364 calculation method Methods 0.000 description 3
- 238000005266 casting Methods 0.000 description 3
- 239000003085 diluting agent Substances 0.000 description 3
- 239000010459 dolomite Substances 0.000 description 3
- 229910000514 dolomite Inorganic materials 0.000 description 3
- 238000007654 immersion Methods 0.000 description 3
- 239000004571 lime Substances 0.000 description 3
- 238000000926 separation method Methods 0.000 description 3
- 229910018072 Al 2 O 3 Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000004484 Briquette Substances 0.000 description 2
- 229910004261 CaF 2 Inorganic materials 0.000 description 2
- CWYNVVGOOAEACU-UHFFFAOYSA-N Fe2+ Chemical compound [Fe+2] CWYNVVGOOAEACU-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 2
- 230000008859 change Effects 0.000 description 2
- 229910052681 coesite Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000000571 coke Substances 0.000 description 2
- 238000002485 combustion reaction Methods 0.000 description 2
- 238000010924 continuous production Methods 0.000 description 2
- 229910052906 cristobalite Inorganic materials 0.000 description 2
- 230000007812 deficiency Effects 0.000 description 2
- 230000006872 improvement Effects 0.000 description 2
- 150000002505 iron Chemical class 0.000 description 2
- -1 iron ores Chemical compound 0.000 description 2
- 229910001338 liquidmetal Inorganic materials 0.000 description 2
- 238000011068 loading method Methods 0.000 description 2
- QMQXDJATSGGYDR-UHFFFAOYSA-N methylidyneiron Chemical compound [C].[Fe] QMQXDJATSGGYDR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 2
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 2
- 239000003345 natural gas Substances 0.000 description 2
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 2
- 230000009257 reactivity Effects 0.000 description 2
- 238000004064 recycling Methods 0.000 description 2
- 238000007670 refining Methods 0.000 description 2
- 229920006395 saturated elastomer Polymers 0.000 description 2
- 230000035939 shock Effects 0.000 description 2
- 239000000377 silicon dioxide Substances 0.000 description 2
- 229910052682 stishovite Inorganic materials 0.000 description 2
- 229910052905 tridymite Inorganic materials 0.000 description 2
- UGFAIRIUMAVXCW-UHFFFAOYSA-N Carbon monoxide Chemical compound [O+]#[C-] UGFAIRIUMAVXCW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 208000035699 Distal ileal obstruction syndrome Diseases 0.000 description 1
- 241000196324 Embryophyta Species 0.000 description 1
- 241001232253 Xanthisma spinulosum Species 0.000 description 1
- NJFMNPFATSYWHB-UHFFFAOYSA-N ac1l9hgr Chemical compound [Fe].[Fe] NJFMNPFATSYWHB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000009471 action Effects 0.000 description 1
- 230000002411 adverse Effects 0.000 description 1
- 238000013459 approach Methods 0.000 description 1
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 1
- 239000000440 bentonite Substances 0.000 description 1
- 229910000278 bentonite Inorganic materials 0.000 description 1
- SVPXDRXYRYOSEX-UHFFFAOYSA-N bentoquatam Chemical compound O.O=[Si]=O.O=[Al]O[Al]=O SVPXDRXYRYOSEX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000011230 binding agent Substances 0.000 description 1
- 239000006227 byproduct Substances 0.000 description 1
- 150000001721 carbon Chemical class 0.000 description 1
- 229960004424 carbon dioxide Drugs 0.000 description 1
- 229910002091 carbon monoxide Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910002090 carbon oxide Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 1
- 238000010276 construction Methods 0.000 description 1
- 230000007797 corrosion Effects 0.000 description 1
- 238000005260 corrosion Methods 0.000 description 1
- 238000002716 delivery method Methods 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 239000006260 foam Substances 0.000 description 1
- 235000012907 honey Nutrition 0.000 description 1
- 239000011261 inert gas Substances 0.000 description 1
- 238000002347 injection Methods 0.000 description 1
- 239000007924 injection Substances 0.000 description 1
- 238000003780 insertion Methods 0.000 description 1
- 230000037431 insertion Effects 0.000 description 1
- 230000000670 limiting effect Effects 0.000 description 1
- 239000012778 molding material Substances 0.000 description 1
- 230000001590 oxidative effect Effects 0.000 description 1
- 238000007781 pre-processing Methods 0.000 description 1
- 230000002035 prolonged effect Effects 0.000 description 1
- 238000010298 pulverizing process Methods 0.000 description 1
- 238000000746 purification Methods 0.000 description 1
- 238000011084 recovery Methods 0.000 description 1
- 238000011946 reduction process Methods 0.000 description 1
- 230000001105 regulatory effect Effects 0.000 description 1
- 230000000717 retained effect Effects 0.000 description 1
- 238000004904 shortening Methods 0.000 description 1
- 235000012239 silicon dioxide Nutrition 0.000 description 1
- 238000005245 sintering Methods 0.000 description 1
- 239000007790 solid phase Substances 0.000 description 1
- 239000012265 solid product Substances 0.000 description 1
- 238000007711 solidification Methods 0.000 description 1
- 230000008023 solidification Effects 0.000 description 1
- 238000003860 storage Methods 0.000 description 1
- 150000003463 sulfur Chemical class 0.000 description 1
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
- C21B13/10—Making spongy iron or liquid steel, by direct processes in hearth-type furnaces
- C21B13/105—Rotary hearth-type furnaces
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C21—METALLURGY OF IRON
- C21B—MANUFACTURE OF IRON OR STEEL
- C21B13/00—Making spongy iron or liquid steel, by direct processes
- C21B13/0046—Making spongy iron or liquid steel, by direct processes making metallised agglomerates or iron oxide
-
- 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
-
- 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
-
- 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
- Y02P10/20—Recycling
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Metallurgy (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Manufacture Of Iron (AREA)
- Refinement Of Pig-Iron, Manufacture Of Cast Iron, And Steel Manufacture Other Than In Revolving Furnaces (AREA)
- Manufacture And Refinement Of Metals (AREA)
- Vertical, Hearth, Or Arc Furnaces (AREA)
- Heat Treatment Of Strip Materials And Filament Materials (AREA)
- Control And Safety Of Cranes (AREA)
Description
Oblasť techniky
Vynález sa týka zdokonalenia postupu výroby železa a postupu výroby ocele pri produkcii kovového železa tepelne redukčnými oxidmi železa (napr. železnými rudami) spolu s uhlíkovým redukčným činidlom (napr. materiálom obsahujúcim uhlík). Konkrétnejšie sa vynález týka zdokonalenia postupu výroby železa/ocele, pričom tekuté železo sa vyrába z vytvarovaných produktov obsahujúcich tepelne redukčné oxidy železa spolu s uhlíkovým redukčným činidlom (peletami alebo briketami) v pevnom stave, a ich následnou redukciou a roztavením. Týmito postupmi možno sériou krokov od tepelnej redukcie až po redukčné tavenie zvýšiť tepelnú účinnosť a účinne uskutočňovať separáciu zložiek hlušiny.
Doterajší stav techniky
Ako priamy redukčný proces, ktorý slúži na výrobu vyredukovaného železa redukciou oxidov železa, ako sú železné rudy alebo pelety z oxidu železnatého, uhlíkovým materiálom alebo redukčným plynom, je doteraz známy postup využívajúci šachtovú pec, ktorého typickým predstaviteľom je postup nazývaný MIDREX. V postupe priamej výroby železa tohto typu sa vyredukované železo získava fúkaním redukčného plynu vytvoreného zo zemného plynu a pod. cez výfučňu šachtovej pece v spodnej časti šachtovej pece a redukčného oxidu železnatého s využitím redukčnej sily redukčného plynu. Ďalej bol nedávno uvádzaný postup výroby vyredukovaného železa s využitím materiálu obsahujúceho uhlík, napr. uhlie, ako redukčné činidlo namiesto zemného plynu, a konkrétne prakticky bol už použitý tzv. postup
SL/RN tepelne redukčných spekaných peliet železných rúd spolu s rafinovaným uhlím v rotačnej peci.
U.S. patent č. 3 443 931 opisuje postup výroby vyredukovaného železa, ktorý zahŕňa zmiešanie uhlíkového materiálu a oxidu železnatého do hrudiek a ich tepelnú redukciu v rotačnej nísteji. V tomto procese je železná ruda a rafinované uhlie zmiešané do guliek, ktoré sú potom spracované tepelnou redukciou pri vysokej teplote.
Vyredukované železo vytvorené vyššie uvedeným spôsobom sa využíva ako zdroj železa tak, že sa dodá priamo alebo po sformovaní do tvaru brikety pri atmosférickej teplote do elektrickej oblúkovej pece. Pretože vyredukované železo obsahuje menej kovových zložiek nečistôt, ako sú kovové prímesky, bolo vyredukované železo uvádzané v nedávnej minulosti, kedy sa začala zdôrazňovať aktuálnosť recyklácie kovových odpadov, ako riedidlo pre kovové prímesky obsiahnuté v odpadoch.
Avšak pretože zložky trosky, ako je SiO2, A13O3 a CaO, obsiahnuté ako hlušina v oxidoch železa (železnej rude a pod.), narúšajú uhlíkové materiály (uhlie a pod.), znižuje sa kvalita železa produktu (čistota kovového železa). Napriek tomu, že v praxi sú prvky trosky v ďalších krokoch tavenia oddelené a odstránené, nárast množstva trosky znižuje výťažok roztaveného tekutého železa a zároveň má značný nežiaduci vplyv na prevádzkové náklady elektrickej oblúkovej pece.
Je treba získať vyredukované železo s vysokým obsahom železa a nižším obsahom trosky. Avšak pri plnení tejto potreby sa v existujúcom procese výroby vyredukovaného železa, ako je opísaný vyššie, musia ako suroviny na výrobu vyredukovaného železa používať železné rudy s vysokým obsahom železa, čo značne zužuje rozsah výberu materiálov na výrobu železa, ktoré možno prakticky použiť.
Vyššie opísaný postup z predchádzajúceho stavu techniky sa ďalej zameriava na získanie vyredukovaného pevného výrobku ako polotovaru a musí obsahovať kroky ako je briketovanie, chladenie, transport a uloženie, kým produkt nedospeje ku kroku redukčného tavenia, čo v praxi nasleduje. Počas neho dochádza k veľkej energetickej strate, prípadne si ďalšie zariadenie alebo energiu vyžiada briketovanie.
Na druhej strane je známy postup získavania vyredukovaného železa v prípravnej fáze priamou redukciou oxidov železa redukčným tavením, čo je napr. metóda DIOS. Tento postup zahŕňa prípravnú redukciu oxidov železa s predredukčným pomerom 30 až 50 % a následnú redukciu na kovové železo priamou redukčnou reakciou s pevným uhlíkom a/alebo oxidom uholnatým v železnom kúpeli, vytvorenie trosky a jej roztavenie. Ale pretože tento postup Vytvára recyklačný systém produkujúci redukčný plyn potrebný pre krok prípravnej redukcie v taviacej redukčnej nádobe a zavádzanie do prípravnej redukčnej pece, je v tomto procese problematické a nesmierne náročné dosiahnuť rovnováhy. Pretože naviac v tekutom stave prichádzajú do kontaktu tekuté oxidy železnaté (FeO) a žiaruvzdorný materiál, upozorňuje sa na problém veľkej korózie žiaruvzdorného matei álu.
Japonská patentová publikácia Hei 3-60883 popisuje ďalšie postupy miešania železných rúd a uhlíkového materiálu, ich tvarovanie do aglomerátov, prípravnú redukciu v ohrievacej peci typu rotačnej nísteje, sádzanie takto získaných produktov prípravnej redukcie bez ochladenia do taviacej pece, ich roztavenie, prípravnú redukciu s pridaním uhlíkového materiálu a následné vyfukovanie kyslíka pri tavení. Pretože produkty z procesu prípravnej redukcie sú pri tomto odosielané do taviacej pece a podrobované redukcii a taveniu bez chladenia, vyvoláva tento postup pravdepodobne menšie straty energie, umožňuje nepretržitú prevádzku a je účinný aj hladiska produktivity.
Pri tomto postupe výroby železa je kyslík (alebo vzduch) vyfukovaný s veľkým množstvom materiálu obsahujúcim kyslík do taviacej pece, kde dochádza k ohriatiu a taveniu. Ako je opísané vyššie, so železnou rudou a uhlíkovým materiálom v produktoch prípravnej redukcie sa do taviacej pece dostáva veľa hlušiny a preto je veľké množstvo trosky vystavené intenzívnemu pohybu tekutého železa v taviacej peci. Pretože do trosky preniká mnoho oxidov železnatých (FeO), v praxi vzniká veľký problém silnej erózie žiaruvzdorných materiálov vo výmurovke, takže je obťažné aplikovať tento postup v priemyselnej praxi.
V každom prípade platí, že aby sa zaistil dostatočný redukčný potenciál redukčného plynu potrebný v peci na prípravnú redukciu v hornom prúde taviacej pece, a pretože je nutné dávať veľké množstvo kyslíka a uhlíkového materiálu (niekoľko stoviek kg/tmi, pričom skratka tmi = total molten iron, t. j. celkové množstvo tekutého železa, ktoré má byť vyrobené) do taviacej pece, kde sa spaľujú, je tepelná záťaž na taviacu pec nesmierne vysoká a žiaruvzdorné materiály vo výmurovke podliehajú pri prudkom pohybe tekutého železa a trosky silnej erózii. Ďalej je pre stabilné dodávanie redukčného plynu vo vhodnom zložení a množstve potrebnom v peci na prípravnú redukciu nesmiernym problémom dosiahnuť rovnováhu celého zariadenia a preto treba mať riadiaci systém, ktorý pracuje na vysokej úrovni.
Podstata vynálezu
Vynález bol zostavený v kontexte nasledujúcich situácií. Cielom vynálezu je poskytnúť postup výroby ocele využívajúci zdroj oxidu železnatého s vysokým obsahom železa alebo využívajúci železnú rudu s pomerne nízkym obsahom železa bez toho, aby dochádzalo k erózii žiaruvzdorného materiálu. Okrem toho týmto postupom výroby železa je možné získať tekuté železo jednoduchým zariadením
I aj obsluhou a tento postup možno použiť aj pri výrobe ocele z tekutého železa, získaného vyššie uvedeným postupom.
Postup výroby železa podlá vynálezu, ktorým možno riešiť túto úlohu, spočíva v postupe výroby železa, kedy sa získava tekuté železo dodaním pevného vyredukovaného železa, vyrobeného z vytvarovaných produktov obsahujúcich oxid železnatý v spojení s uhlíkovým redukčným činidlom, ako hlavného materiálu na výrobu vyredukovaného železa pri vysokej teplote, bez významného chladenia, v taviacej peci oblúkového typu. Redukčné železo sa v taviacej peci ohreje, pričom postup zahŕňa predchádzajúcu metalizáciu pevného vyredukovaného železa na 60 % alebo viac, reguláciu obsahu uhlíka v pevnom vyredukovanom železe na 50 % alebo viac, vzhladom na teoretické ekvivalentné množstvo potrebné na redukciu oxidu železnatého ostávajúceho v pevnom vyredukovanom železe a mernej tiaže pevného vyredukovaného železa na hodnotu 1,7 alebo vyššiu a ohriatie pevného vyredukovaného železa taviacou pecou oblúkového typu s cielom získať tekuté železo s obsahom uhlíka od 1,5 do
4,5 %.
V praxi sa vyššie opísaný vynález používa tak, že pri efektívnej príprave tavenia a redukcie a pri minimalizácii erózie žiaruvzdorných materiálov vo výmurovke taviacej pece oblúkového typu je pevné vyredukované železo v taviacej peci oblúkového typu umiestnené na tekutú trosku, pričom zásaditosť tekutej trosky je výhodne regulovaná v rozsahu od 1,0 do 1,8 a obsah oxidu železnatého v tekutej troske je výhodne obmedzený na 9 % a menej a ďalej je výhodne uvažované s 5 % alebo menším množstvom Fe.
oblúkového regulovanie
Ak je dodatočne pridané uhlíkové redukčné činidlo s cielom kompenzovať nedostatočnosť taviacej pece oblúkového typu, je žiaducedodať uhlíkové redukčné činidlo do zavážacej pozície pevného vyredukovaného železa, lebo len takto môže redukčné tavenie prebiehať efektívnejšie.
Množstvo uhlíkového redukčného činidla dodatočne aplikovaného do taviacej pece oblúkového typu je dôležité pri nastavovaní obsahu uhlíka v tekutom železe získanom redukčným tavením rozsahu od 1,5 do 4,5 %, špecifikovanom vo vynáleze. Pri regulácii množstva uhlíkového redukčného činidla, ktoré bude vložené dodatočne, sa doporučuje nasledovný postup:
1) odber vzorky tekutého železa v taviacej peci typu, priama analýza tekutého železa a pridaného množstva uhlíkového redukčného činidla tak, aby obsah uhlíka bol vo vyššie opísanom rozsahu, alebo
2) zmeranie zloženia a množstva výfukových plynov uvolnených z taviacej pece oblúkového typu, stanovenie v tekutom železe výpočtom na základe množstva kyslíka vo výfukovom plyne nameranej hodnoty a regulácia pridaného množstva uhlíkového redukčného činidla.
Hlavná technická vlastnosť vynálezu ďalej spočíva v regulácii obsahu uhlíka v tekutom železe vo vyššie opísanom rozsahu, takže možno získať tekuté železo s obsahom 0,05 % alebo menej Si, 0,10 % alebo menej Mn, 0,10 % alebo menej P a 0,20 % alebo menej S. Tekuté železo je odsírené a odfosforené postupom, ktorý bude opísaný nižšie. Obsah S je znížený na asi 0,050 % alebo menej a obsah P je znížený na asi 0, 040 % alebo menej a možno získať tekuté železo s menším množstvom nečistôt, ktoré je vhodné ako surovina na výrobu ocele v elektrickej oblúkovej obsahu uhlíka ekvivalentného vypočítanom z peci (tu ďalej označovanej ako EAF) alebo v zásaditej kyslíkovej peci (tu ďalej označovanej ako BOF).
Na odsírenie a/alebo odfosforenie sa tu vo vynáleze doporučuje nasledujúci postup: prenesenie tekutého železa vytvoreného v oblúkovej taviacej peci do oddelenej nádoby, odsírenie tekutého železa pridaním vápnitého odsírujúceho taviva (alebo vstreknutie spolu s plynom) a/alebo odfosforenie vyfúknutím vápnitého taviva, ktoré obsahuje pevný zdroj kyslíka (oxid železnatý a pod.) a zdroj plynného oxidu.
V postupe podľa vynálezu je redukčný potenciál pri redukcii oxidu železnatého, ako sú železné rudy, nižší v porovnaní s výrobou železa vo vysokej peci a SiO2 v zložke hlušiny je sformovaný do trosky ako SiO2 bez redukcie. Pretože je teda obsah Si v získanom tekutom železe nízky (0,05 %) alebo nižší, nie je potrebné žiadne zvláštne opatrenie na odstránenie kremíka. Okrem toho, pretože obsah Si v tekutom železe je nízky, možno ľahko získať tekuté železo s nízkym obsahom P odfosforením, ako je opísané vyššie, bez toho, aby bolo potrebné použiť určitý predbežný postup na odstránenie kremíka.
Takto získané tekuté železo s menším obsahom nečistôt možno dodať v tekutom stave do EAF alebo BOF, umiestnenými pri materiáli na výrobu ocele, čím možno systém uviesť do praxe ako kontinuálny priebeh výroby železa a ocele. Inak možno vytvorené tekuté železo z pece odstrániť a kovové železo ochladené na tuhé skupenstvo dodať do EAF alebo BOF ako materiál na výrobu ocele. Najmä postup výroby ocele, v ktorom sa tekuté železo dodáva pri vysokej teplote s menším množstvom nečistôt podľa vyššie uvedeného postupu v tekutom stave ako materiál na výrobu ocele do BOF alebo EAF, sa doporučuje ako veľmi účinný aj z hľadiska ekonomického, lebo tepelnú energiu tekutého železa možno efektívne využiť ako zdroj tepla pre rafináciu.
Prehľad obrázkov na výkresoch
Obrázok 1 znázorňuje typický príklad kontinuálneho priebehu redukcie vytvarovaného produktu obsahujúceho oxid železnatý v spojení s uhlíkovým materiálom, tavenie oblúkového typu a výrobu ocele podlá vynálezu.
Obrázok 2 vysvetľuje charakter redukčného tavenia pevného vyredukovaného železa dodaného na tekutú trosku v oblúkovej taviacej peci.
Obrázok 3 je graf znázorňujúci príklad vzťahu medzi rýchlosťou redukcie a časom redukcie pevného vyredukovaného železa, získaného počas experimentu.
Obrázok 4 je graf znázorňujúci príklad vzťahu medzi rýchlosťou redukcie a spotrebou energie v oblúkovej taviacej peci pre pevné vyredukované železo.
Obrázok 5 je graf znázorňujúci príklad metalizácie a jej rozptylu v pevnom vyredukovanom železe.
Obrázok 6 je graf znázorňujúci vzťah medzi obsahom uhlíka v pevnom vyredukovanom železe a oxidom železnatým (T-Fe) v tekutej troske.
Obrázok 7 je graf znázorňujúci vzťah medzi rýchlosťou tavenia jedného kusa pevného vyredukovaného železa a limitnou rýchlosťou tavenia pri kontinuálnom dodávaní.
Obrázok 8 je graf znázorňujúci vzťah medzi obsahom uhlíka a pomerom odsírenia v tekutom železe.
Obrázok 9 je graf znázorňujúci vzťah medzi zásaditosťou a teplotou tavenia trosky.
Obrázok 10 je graf znázorňujúci hmotnosť jedného kusa pevného vyredukovaného železa a mernú tiaž pevného vyredukovaného železa.
Príklady uskutočnenia vynálezu
Celá konštrukcia vynálezu bude schematicky opísaná prostredníctvom celkového vývojového diagramu znázorňujúceho preferované uskutočnenie, pričom budú konkrétne vysvetlené dôvody vymedzenia podmienok pri každom kroku.
Na obrázku 1 je schematický vývojový diagram, znázorňujúci kontinuálny priebeh postupu výroby železa a výroby železa/ocele, kde je znázornený výrobný úsek materiálu vytvarovaného produktu 1, zariadenie na výrobu vyredukovaného železa 2, taviaca pec oblúkového typu 3 a pec na výrobu ocele £. Séria krokov znázornených šípkou A odpovedá výrobe železa (výrobe vyredukovaného železa) a kroky znázornené šípkou B odpovedajú postupu výroby ocele.
Pri postupe výroby železa sa najprv vytvárajú vytvarované produkty obsahujúce oxid železnatý s uhlíkovým materiálom (peletou alebo briketou) s využitím zdroja oxidu železnatého, ako sú železné rudy, a práškového uhlíkového redukčného činidla, ako je jemné uhlie alebo koks, ako surovina pre výrobný úsek materiálu vytvarovaného produktu Vyrobené vytvarované produkty sa potom postupne premiestňujú do výrobného zariadenia na vyredukované železo. Ako zariadenie na výrobu vyredukovaného železa 2 možno použiť akékoľvek zariadenie, ktoré má funkciu ohrievania vytvarovaného produktu obsahujúceho oxid železnatý v spojení s uhlíkovým materiálom, (ktorý je tu niekedy uvádzaný ako vytvarovaný produkt) a prípravnej redukcie zložky oxidu železnatého vo vytvarovanom produkte redukčnou silou uhlíkového materiálu a redukčnou silou plynu CO vytvoreného spaľovaním, pričom pevná fáza v podstate zostane v pôvodnom stave. Možno napríklad použiť zariadenie, ktoré má usporiadanie rotačnej pece alebo pece s rotačnou nístejou. Zariadenie 2 je vybavené dopravným prostriedkom pre vytvarované produkty a je tiež vybavené tepelným zdrojom, napr. horákom, časťou pre spaľovanie uhlíka a voliteľne časťou pre dodávanie redukčného plynu, ďalej obsahuje taký teplomer alebo zariadenie na meranie teploty, aby bolo možné riadne regulovať stav predchádzajúcej redukcie. Obrázok 1 znázorňuje zariadenie typu rotačnej nísteje, slúžiace na tepelnú redukciu vytvarovaných produktov dodávaných zo vstupnej časti 2a, ktoré sa budú pohybovať spolu s pohybom rotačnej nísteje a v pevnom stave sa odoberajú tak, ako prichádzajú z nasledujúcej výstupnej časti 2b v okamihu, kedy dosiahnu vopred stanovený redukčný pomer.
Pevné vyredukované železo, ktoré prešlo redukciou a bolo odobrané zo zariadenia na výrobu vyredukovaného železa 2, je ďalej dopravené bez významného ochladenia do taviacej pece oblúkového typu 3, v ktorej dochádza k príprave tepelnej redukcie oxidov železa ostávajúcich vo vytvarovaných produktoch v nevyredukovanom stave a vyredukované železo je súčasne roztavené. Pretože pevné vyredukované železo odobrané zo zariadenia na výrobu vyredukovaného železa 2 obvykle dosiahne teplotu 700 až 1300 °C a toto teplo je využité ako zdroj tepla pre taviacu pec oblúkového typu 3, môže toto napomáhať k zníženiu spotreby energie v taviacej peci.
Tu používaná taviaca pec oblúkového typu 3 slúži na ohrievanie tekutého železa bez vynúteného pohybu pri využití oblúkového ohrevu a na efektívnu prípravu redukcie a tavenia pri súčasnom obmedzení erózie žiaruvzdorného materiálu vo výmurovke v čo najväčšej možnej miere, pričom ponorený oblúk vzniká na základe vloženia elektród 3a do trosky plávajúcej na tekutom železe v taviacej peci 3 a takto indukovaným elektrickým prúdom. Ďalej je do blízkosti časti oblúkového ohrievania (t.j. do úseku vkladania elektródy 3a) umiestnený vstupný úsek pre materiál 3b
II (pevné vyredukované železo), takže pevné vyredukované železo dodané do taviacej pece oblúkového typu _3 je rýchlo redukované a roztavené vplyvom oblúkového ohrevu. Potom je umiestnený ďalší vstupný úsek 3c pre uhlíkové redukčné činidlo tak, že je protilahlé k polohe dodávania pevného vyredukovaného železa.
Potom sa v taviacej peci oblúkového typu 3 vytvorí redukciou a roztavením dodaného pevného vyredukovaného železa A tekuté železo (niekedy označované aj ako tekutý kov alebo tekuté železo), ktoré sa ďalej spojí a zlúči s už vzniknutým tekutým železom, a prvky hlušiny vyskytujúce sa v pevnom vyredukovanom železe A sa sformujú do tekutej trosky a spoja sa s tekutou troskou plávajúcou na tekutom železe. V okamihu, kedy sa teda v taviacej peci oblúkového typu 3 nahromadí vopred stanovené množstvo tekutého železa a tekutej trosky, môže byť tekuté železo postupne odčerpané zo spodnej polohy bočnej steny taviacej pece oblúkového typu 3^ alebo môže byť tekutá troska riadne odčerpaná z polohy niečo nad hranicou medzi tekutou troskou a tekutým železom.
Takto získané tekuté železo je po vyčistení, t.j. podľa potreby po odsírení a odfosforení, odoslané do pece na výrobu ocele 4 ako materiál na výrobu ocele. Ako pec na výrobu ocele £ sa používa EAF 4a alebo BOF 4b, v ktorých sa uskutočňuje tavenie v prímesi so železným odpadom alebo surovým železom. V tomto prípade sa z hľadiska tepelnej účinnosti najviac preferuje umiestnenie pece na výrobu ocele 4 vedľa taviacej pece oblúkového typu 3, lebo tekuté železo pri vysokej teplote možno takto dodávať bez významného zníženia teploty ako materiál pre pec na výrobu ocele £, čím možno využiť teplo tekutého železa v tomto stave ako zdroj tepla pre tavenie. V závislosti od povrchu možno tekuté železo získané v taviacej peci oblúkového typu 3 dodať do lejacej formy a pod., ochladiť kvôli stuhnutiu a vytvarovať do formy komerčného tovaru ako polotovaru na výrobu ocele alebo ho možno dopraviť ako materiál na výrobu ocele do pece na výrobu ocele do vzdialeného miesta.
Pretože tekuté železo získané podlá vynálezu obsahuje v porovnaní s vyššie opísaným odpadom menej kovových nečistôt, možno ho účinne použiť ako riedidlo kovových nečistôt v odpadoch, ak sa kombinuje v primeranom množstve s odpadmi.
Základné kroky vynálezu sú opísané vyššie a pre úspešnú aplikáciu týchto krokov v priemysle je velmi dôležité regulovať metalizáciu pevného vyredukovaného železa, obsah uhlíka v pevnom vyredukovanom železe a mernú tiaž pevného vyredukovaného železa vo výrobnom zariadení na vyredukované železo a tiež je velmi dôležité správne regulovať obsah uhlíka vtekutom železe vytvorenom redukčným tavením v taviacej peci oblúkového typu 3. Konkrétny popis bude uvedený.
Najprv, keď sú vytvorené tvarované produkty obsahujúce oxid železnatý dodávané do zariadenia na výrobu vyredukovaného železa 2, zmieša sa zdroj oxidu železnatého, napríklad železná ruda, a každé z práškových uhlíkových redukčných činidiel, uhlie alebo koks, ako tvarovací materiál, voliteľne s primeraným množstvom zmiešané produkty sú vytvarované pomocou paletizačného zariadenia alebo peletizéra do voliteľného tvaru a sú podlá potreby a použitia podrobené prípravnému tvarovaných produktov je žiaduce fázu predchádzajúcu vyredukovaného železa uhlíkové redukčné činidlo potrebné na získanie cieľového množstva reziduálneho uhlíka a zdroj oxidu železnatého, pri uvážení teoretického ekvivalentného množstva potrebného na redukciu oxidu železnatého a vlastnostiach redukčnej reakcie zariadenia na výrobu vyredukovaného železa. Pre spojiva, zvoleného spekaniu.
efektívne zariadení
Pre výrobu uskutočniť na výrobu redukcii v 2, zmiešať získanie pevného redukčného železa s metalizáciou 60 % alebo vyššou, čo je dôležité pre stabilný priebeh postupu podľa vynálezu, je primiešaný uhlíkový materiál potrebný na dosiahnutie vopred stanovenej cielovej metalizácie, čím možno riadne regulovať atmosférickú teplotu a dĺžku trvania reakcie v redukčnej peci.
Ďalej je vo vynáleze dôležitým faktorom prípravná metalizácia pevného vyredukovaného železa získaného v kroku prípravnej redukcie v zariadení na výrobu vyredukovaného železa 2 s hodnotou 60 % alebo vyššou. To znamená, že pre efektívne a stabilné vedenie a kontinuálny priebeh prípravnej redukcie zariadením na výrobu vyredukovaného železa 2 až po redukciu tavením v taviacej peci oblúkového typu 3 je v nasledujúcom kroku nutné minimalizovať rozptyl metalizácie pevného vyredukovaného železa dodávaného zo zariadenia na výrobu vyredukovaného železa 2 do taviacej pece oblúkového typu 3. Ak je metalizácia vo veľkej miere variabilná, je obťažné riadiť prevádzkové podmienky, ako je napr. dodatočné vkladanie uhlíkového redukčného činidla do taviacej pece oblúkového typu _3 a prevádzkové tepelné podmienky, a tým sa sťažuje rýchle reakčné tavenie pevného vyredukovaného železa, ale vzniká aj problém s regulovaním obsahu uhlíka v tekutom železe.
To znamená, že ak je metalizácia pevného vyredukovaného železa dodávaného do taviacej pece oblúkového typu 3 60 % alebo menej, musí byť do taviacej pece oblúkového typu 3 privedené veľké množstvo tepla s cieľom kompenzovať teplo potrebné na redukciu (endotermická reakcia) nevyredukovaného oxidu železnatého, ktorý ostáva v pevnom vyredukovanom železe. Konktrétne musí byť na elektródu pri oblúkovom ohreve privádzané velké množstvo elektrickej energie, čo podstatne zvyšuje redukčnú záťaž na taviaci povrch, pretože narastá erózia žiaruvzdorného materiálu vo výmurovke v taviacom povrchu, vyredukovaného vyredukovaného čo má za následok dramatické skrátenie životnosti taviacej pece oblúkového typu 3, a preto je obťažné toto aplikovať v priemyselnej praxi. Ak sa však metalizácia pevného vyredukovaného železa zvýši na 60 % a viac, výhodne na 70 % a viac, nie je na taviacu pec oblúkového typu 3 kladená žiadna nadbytočná záťaž, nasledujúcim problémom sa možno vyhnúť a redukčné tavenie prebieha hladko.
Neexistujú žiadne špecifické obmedzenia konkrétnych prostriedkov na zvyšovanie metalizácie pevného železa, získaného v zariadení na výrobu železa 2, na 60 % a viac. Toto možno dosiahnuť správnym výberom množstva prímesi uhlíkového redukčného činidla pri výrobe vytvarovaných produktov (ekvivalentný pomer vzhladom na zložku oxidu železnatého) a podmienok prípravnej redukcie v zariadení na výrobu vyredukovaného železa 2 (teplota, redukčný potenciál, čas spracovania a pod.). Pokiaľ ide o podmienky, ak je vopred overený v prípravnom experimente vzťah medzi podmienkami a metalizáciou, ktorý sa aplikuje v skutočnej prevádzke, možno ľahko zabezpečiť vopred stanovenú metalizáciu bez významného rozptylu.
Ďalej je dôležitým pre pevné vyredukované železo, dodávané do taviacej pece oblúkového typu 3, regulovať mernú tiaž pevného vyredukovaného železa na hodnotu 1,7 a viac a obsah uhlíka v pevnom vyredukovanom železe na 50 % a viac, vzhladom na teoretické ekvivalentné množstvo, potrebné na redukciu oxidu železnatého ostávajúceho v pevnom vyredukovanom železe.
Dôvody vymedzenia vyššie uvedených faktorov sú opísané nižšie. Pevné vyredukované železo A, ktoré ma byť vsadené do taviacej pece oblúkového typu 3, je položené napr. tak, ako to znázorňuje obrázok 3 (schematické znázornenie), na tekutú trosku S už vytvorenú v taviacej peci oblúkového typu 3 a plávajúcu na tekutom kove. Pre rýchlu prípravu redukcie účinným ohriatím pevného vyredukovaného železa A oblúkovým ohrevom je nutné, aby pevné vyredukované železo A bolo ponorené v tekutej troske S a prijímalo teplo z celého povrchu. Rôzne pokusy potvrdili, že potom sa pevné vyredukované železo rýchlo ponorí do tekutej trosky a redukcia môže rýchlo pokračovať tým, že sa merná tiaž pevného vyredukovaného železa A nastaví na hodnotu 1,7 alebo väčšiu a obsah uhlíka v pevnom vyredukovanom železe A bude 50 % a viac, vzhľadom na požadované teoretické množstvo pre redukciu oxidu železnatého, ostávajúceho v pevnom vyredukovanom železe A.
Všeobecne merná tiaž trosky je asi 2,4 až 2,7 a dôvod, prečo sa pevné vyredukované železo A s mernou tiažou asi
1,8 ponorí do tekutej trosky S, je uvedený nižšie. Konkrétne platí, že pevné vyredukované železo A dodané do tekutej trosky S v taviacej peci oblúkového typu 3 prijíma teplo z povrchu tekutej trosky S a na okraji pevného vyredukovaného železa A sa redukčnou reakciou uvoľní väčšie množstvo plynného CO a menšie množstvo CO2, čo je spôsobené uhlíkovým redukčným činidlom ostávajúcim vo vnútri, potom sa plyny zmiešajú v tekutej troske do peny, dochádza k vyfukovaniu (pozri obr. 2A) a zníženiu mernej tiaže tekutej trosky S. Ďalším ponáraním pevného vyredukovaného železa A do tekutej trosky S (obr. 2B) sa množstvo plynu generovaného z pevného vyredukovaného železa A ďalej zvyšuje a pretože sa ďalej zvyšuje množstvo plynu uvoľneného z pevného vyredukovaného železa A, dochádza k ďalšiemu rýchlemu vyfukovaniu, čím sa urýchľuje vyfukovanie tekutej trosky S. Merná tiaž ďalej klesá a pevné vyredukované železo A sa viac ponára do tekutej trosky S. V okamihu, kedy sa pevné vyredukované železo A celkom ponorí do trosky S, bude teplo prijímané celým povrchom pevného vyredukovaného železa A (obr. 2C) a dôjde k rýchlej redukcii a roztaveniu pevného vyredukovaného železa A.
Tekuté železo sa potom postupne mení na tekuté železo Fe a zložky trosky, ako vedľajší produkt, na tekutú trosku S.
V prípade, že je merná tiaž pevného vyredukovaného železa menšia ako 1,7, nebude sa pevné vyredukované železo A, položené na tekutú trosku S v taviacej peci oblúkového typu 3, ďalej ponárať do tekutej trosky S, v tomto stave však bude na tekutej troske plávať, ako to znázorňuje obrázok 2A. Tým sa zmenší dotyková plocha s tekutým železom S a tak sa zníži tepelná účinnosť a skráti sa rýchlosť redukčnej reakcie a spracovanie bude teda trvať dlhšie. V dôsledku toho podstatne klesne produktivita a je obťažné tento proces aplikovať v praxi z technického aj ekonomického hľadiska.
Ak je naopak merná tiaž pevného vyredukovaného železa A 1,7 alebo väčšia, výhodne 1,8 alebo väčšia, výhodnejšie
1,9 alebo väčšia, ponorí sa pevné vyredukované železo A položené na roztavenú trosku S do tekutej trosky S v dôsledku rozdielnej mernej tiaže za nesmierne krátkym okamih, ako to znázorňujú obr. 2B, 2C. Bude prijímať teplo tekutej trosky S po celom povrchu a dôjde k rýchlej redukcii, takže sa podstatne zvýši účinnosť redukcie a redukčná reakcia prebehne rýchlo. Množstvo oxidu železnatého roztaveného v tekutej troske S je tiež minimalizované a možno minimalizovať aj eróziu žiaruvzdorných materiálov vo výmurovke.
Pre účinnosť redukcie pevného vyredukovaného železa A je velmi dôležitá účinnosť vedenia tepla oblúkového ohrievania, prenášaného tekutou troskou S, ako je to opísané vyššie. Aj keď je merná tiaž primeraná, ak je množstvo uhlíkového redukčného činidla obsiahnutého v pevnom vyredukovanom železe A nedostatočné, nedá sa uskutočniť spokojivá redukcia. V taviacej peci oblúkového typu 3 je tiež možné dodatočne pridať uhlíkové redukčné činidlo potrebné na redukciu oddelene od pevného vyredukovaného železa A, ale uhlíkové redukčné činidlo pridané dodatočne je v podstate dodávané na okraj vyredukovaného železa A. Dávka teda nezasahuje do vnútra pevného vyredukovaného železa A, takže pokial nie je pevné roztavené, nedá sa efektívne a redukčná rýchlosť v pevnom závisí od množstva uhlíkového je prítomné v pevnom vyredukované železo A dosiahnuť redukčná sila vyredukovanom železe A redukčného činidla, ktoré vyredukovanom železe A.
Z vyššie opísaného hľadiska boli štúdiou množstva uhlíkového redukčného činidla obsiahnutého v pevnom vyredukovanom železe A zistené ďalšie faktory pre účinné spracovanie tepelnej redukcie pevného vyredukovaného železa A, dodaného do taviacej pece oblúkového typu 3 v krátkom časovom okamihu: redukcia oxidu železnatého v pevnom vyredukovanom železe A postupuje rýchlo prijatím vonkajšieho tepla s cielom dosiahnuť vysokú účinnosť redukcie a tavenia, ak je obsah uhlíka v pevnom vyredukovanom železe A vymedzený na 50 % alebo viac, výhodnejšie 70 % alebo viac, vzhľadom na teoretické ekvivalentné množstvo, ktoré je potrebné na redukciu oxidov železa ostávajúcich v pevnom vyredukovanom železe A.
Voliteľne sa definuje obsah uhlíka ako 100 % alebo viac. Avšak sa potvrdilo, že ak je obsah uhlíka cca 50 %, len zriedka dochádza v praxi k problémom s oxid vypláva vyredukovaného železa A, sa pri nedostatku uhlíkovej zložky rýchlo redukuje po ďalšom dodaní uhlíkového redukčného činidla. Pokial je teda obsah uhlíka v pevnom vyredukovanom železe A dodávanom do taviacej pece oblúkového typu 3 pre teoreticky ekvivalentnú zložku potrebnú na redukciu oxidu železnatého ostávajúceho v nevyredukovanom stave menší ako 100 %, možno obsah železa pri jeho nedostatočnosti doplniť jeho železnatý, ktorý v pri tavení pevného nedostatkom, pretože nevyredukovanom stave dodatočne ako uhlíkové redukčné činidlo v blízkosti časti, kde sa dodáva pevné vyredukované železo A.
Pretože merná tiaž pevného vyredukovaného železa vyrobeného v zariadení na výrobu pevného vyredukovaného železa sa líši v závislosti od vlastností a zmesového pomeru suroviny dodávanej do výrobného zariadenia na vyredukované železo a redukčných podmienok vo výrobnom zariadení na vyredukované železo (najmä atmosférická teplota a čas), vzťah medzi podmienkami a mernou tiažou je vopred potvrdený prípravným pokusom, na základe ktorého možno nastaviť vhodné podmienky.
Ďalej možno prispôsobiť zvyškové množstvo uhlíka v pevnom vyredukovanom železe kompletnou analýzou redukčných vlastností vo výrobnom zariadení na vyredukované železo, stanovením množstva zmesi pri posudzovaní vlastností redukčnej reakcie na základe druhu a zloženia materiálov zmesi a správnou reguláciou podmienok pre redukciu (teplota, čas, zloženie atmosférického plynu).
Potom treba vysvetliť, prečo sa obsah uhlíka v tekutom železe A, získanom v taviacej peci oblúkového typu 3, stanovuje v rozsahu od 1,5 do 4,5 %.
V prípade vyredukovaného železa vyrobeného z vytvarovaných produktov s obsahom oxidu železnatého spolu s uhlíkovým redukčným činidlom zostane vo vyredukovanom železe obvykle asi 70 % obsahu síry obsiahnutej v uhlíkovom redukčnom činidle, ako je napr. uhlie. Keď je potom v taviacej peci vyredukované železo roztavené, najmä ak je roztavené vyredukované železo s nízkou metalizáciou, v taviacej peci obvykle nedochádza k odsíreniu, takže väčšina síry obsiahnutej v taviacej peci prechádza do tekutého železa, čím vzniká tekuté železo s vysokým obsahom síry.
Obsah síry v tekutom železe možno odstrániť po odčerpaní z taviacej pece v lejacej panve najmä s využitím vápnitého taviva. Ak je však obsah uhlíka (C) v tekutom železe menší ako 1,5 %, zvýši sa hladina obsahu kyslíka (0) prítomného v rovnovážnom stave v tekutom železe a značne poklesne účinnosť nasledujúceho odsírenia. Aby teda vzrástla účinnosť odsírenia a bolo možné vyrobiť tekuté železo s nízkym obsahom síry, je nutné zvýšiť obsah uhlíka v tekutom železe vytvorenom v taviacej peci oblúkového typu 3 na 1,5 % alebo viac. Avšak uhlík v tekutom železe je v podstate saturovaný okolo 4,5 % a pre stabilné získavanie tekutého železa so saturovaným uhlíkom je nutné dodať do taviacej pece velký nadbytok uhlíkového redukčného činidla. V troske v peci je potom vždy prítomné uhlíkové redukčné činidlo v množstve asi 10 % alebo väčšom, čo zvyšuje náklady na uhlíkové redukčné činidlo a pri nasledujúcom tavení rastie dekarbonizačná záťaž, čo nie je žiaduce. Pre zvýšenie operačnej stability je najviac preferovaná dolná hranica obsahu uhlíka v tekutom železe 2,0 %, zatial čo preferovaná horná hranica je 3,5 %.
Neexistuje žiadne zvláštne obmedzenie konkrétneho postupu regulácie obsahu uhlíka v tekutom železe, vytvorenom taviacou pecou oblúkového typu 3y v rozsahu 1,5 až 4,5 %, opísanom vyššie. Je možné vopred stanoviť optimálne podmienky pre zistenie obsahu uhlíka prípravným experimentom (množstvo uhlíkového materiálu použitého pri výrobe vytvarovaných produktov, podmienky prípravnej redukcie v zariadení na výrobu vyredukovaného železa, množstvo ďalšieho dodávaného uhlíkového redukčného činidla a prevádzkové podmienky v taviacej peci oblúkového typu) a celú operáciu viesť v takto stanovených podmienkach. Kvalita zdroja oxidu železnatého a uhlíkového redukčného činidla ako suroviny pre tvarované produkty však nie je stabilná, ale obvykle značne kolíše, takže je žiaduce aplikovať napr. nasledujúce postupy, ktorými možno získať tekuté železo so stabilným obsahom uhlíka v primeranom rozsahu, nezávisle od tohto faktoru fluktuácie.
1) Postup odohrania vzorky tekutého železa v taviacej peci oblúkového typu, regulácia pridaného množstva uhlíkového redukčného činidla na základe analýzy tekutého železa a skutočné zmeranie obsahu uhlíka v tekutom železe.
2) Postup zmerania zloženia a množstva výfukových plynov z taviacej pece oblúkového typu, stanovenie obsahu uhlíka v tekutom železe výpočtom na základe ekvivalentného množstva kyslíka vo výfukových plynoch, vypočítaného z nameranej hodnoty a regulácia množstva uhlíkového redukčného činidla stanoveného výpočtom, ktoré bude pridané dodatočne podľa obsahu uhlíka.
Keď je pevné vyredukované železo vyredukované a súčasne roztavené v taviacej peci oblúkového typu, tekutá troska vzniknutá v zložke hlušiny v pevnom vyredukovanom železe pláva na tekutom železe. V praxi je velmi účinné vhodne regulovať zásaditosť a obsah železa v tekutej troske s cieiom zvýšiť efektívnosť redukcie a separácie tekutej trosky v taviacej peci a potlačiť eróziu žiaruvzdorných materiálov v taviacej peci. Pri aplikácii vynálezu v praxi je žiaduce, aby zásaditosť tekutej trosky bola regulovaná v rozsahu 1,0 až 1,8 (viac je preferovaná spodná hranica 1,1 a horná hranica 1,5). Celkový obsah železa (tu skráteného ako T-Fe), t.j. celkové množstvo obsahu železa prítomného vo forme oxidu železnatého v tekutej troske, je riadený tak, aby dosiahol 9 % a nižšie hodnoty, výhodnejšie 5 % a nižšie hodnoty.
Zásaditosť trosky je jednou zo základných a typických vlastností charakterizujúcich vlastnosti trosky a reprezentuje ju pomer CaO a SiO2, ako typických zložiek obsihnutých v tekutej troske, konkrétne (CaO) (SiO2) . Ak presiahne zásaditosť tekutej trosky 1,8, vzrastie rýchlo bod tavenia trosky, čím sa zníži tekutosť a viskozita prípravnej redukcie a pokial sa teplota tekutej trosky zámerne nezvyšuje, je tavenie v taviacej peci. Ďalej platí, že ak je zásaditosť menšia ako 1,0, bude dochádzať k rozsiahlej erózii žiaruvzdorných materiálov vo výmurovke. Erózia žiaruvzdorných materiálov vo výmurovke taviacej pece rastie aj zvyšovaním množstva oxidu železnatého v tekutej troske. Tento trend sa evidentne vyvíja, ak presiahne T-Fe tekutej trosky 9 %. Aby teda redukcia a tavenie pevného vyredukovaného železa v taviacej peci prebehlo efektívne v krátkom časovom intervale a predĺžila sa životnosť taviacej pece pri minimalizácii erózie žiaruvzdorných materiálov vo výmurovke taviacej pece, je žiaduce správne odohranie vzorky tekutej trosky v priebehu kroku redukčného tavenia pevného vyredukovaného železa v taviacej peci oblúkového typu, zmeranie zásaditosti a množstva T-Fe, správne regulovanie zásaditosti trosky vo vhodnom rozsahu dodávaním činidiel, ktoré sú určené na reguláciu zásaditosti trosky (CaO alebo SÍO2) alebo regulácia množstva pridávaného, uhlíkového redukčného činidla na zníženie množstva T-Fe v tekutej troske.
Redukciou a roztavením v taviacej peci oblúkového typu 3, ako je opísané vyššie, možno získať tekuté železo s obsahom uhlíka 1,5 až 4,5 % a obsahom Si asi 0,05 % a nižším. Trocha inak, v závislosti od obsahu uhlíka v tekutom železe, možno tekuté železo v tekutom stave dodávať do taviacej pece na výrobu ocele, napr. EAF alebo BOF, pri teplote 1350 °C a vyššej, alebo ho možno vybrať do formy a ochladiť tak, aby stuhlo a využiť ako polotovar na výrobu ocele, ako to vysvetľuje odkaz na obr. 1. Avšak pretože pri vyššie uvedenom postupe bude tekuté železo obsahovať príliš veľa síry a fosforu, je žiaduce túto síru a fosfor pred fázou výroby ocele odstrániť.
Ako preferovaný postup odstránenia síry, aplikovaný v tomto prípade, možno uviesť napr. postup odčerpania tekutého železa vyrobeného v taviacej peci oblúkového typu 3 do lejacej panvy a pod., pričom pre odstránenie síry sa výhodne pridáva vápnité tavivo tak, že sa vstrekne spolu s inertným plynom do tekutého železa, pričom sa použije fúkacia prívodná rúrka ponorená tak, aby tavivo zachytávalo síru, ktorá sa potom oddelí a odstráni ako troska na tekutom železe. Ďalej ako preferovaný postup odstránenia síry možno uviesť postup, v ktorom sa dodáva pevný zdroj kyslíka (oxid železnatý a pod.) alebo plynný zdroj kyslíka (kyslík ako taký, vzduch a pod.) spolu s vápnitým tavivom do tekutého železa odčerpaného do lejacej panvy a pod., zložka fosforu sa výhodne okysličí, zachytí tavivom a potom pláva na tekutom železe kvôli separácii. Na vyššie uvedený postup odstránenia síry a fosforu nie sú kladené žiadne zvláštne obmedzenia, je však samozrejme možné aplikovať iné známe postupy odstránenia síry a fosforu. Preferuje sa však použitie druhého z uvedených postupov odstránenia fosforu, pretože obsah kremíka v tekutom železe vzniknutom v taviacej peci je na rozdiel od surového železa len 0,05 % alebo menej, ako je opísané vyššie, a možno zaistiť vysokú rýchlosť odfosforenia bez špeciálneho odstraňovania kremíka.
Vyššie opísaným postupom odstránenia síry a fosforu možno získať tekuté železo s vysokou čistotou, obsahujúce
1,5 až 4,5 % C, asi 0,05 % alebo menej Si, asi 0,1 % alebo menej Mn, asi 0,05 % alebo menej S, asi 0,04 % alebo menej P a v podstate rovnováhu Fe, ktoré možno velmi efektívne využiť ako surovinu na výrobu ocele. Najmä preto, že tekuté železo získané týmto postupom vyniká vysokou čistotou s veľmi nízkym obsahom kovových zložiek vo forme nečistôt, ak sa potom využíva ako materiál na výrobu ocele, napr. v 20 až 50 % spolu s ďalšími zdrojmi železa (odpadové alebo čisté železo), pôsobí ako riedidlo kovových zložiek nečistôt z odpadu, čím možno získať oceľ s nižším obsahom kovových zložiek nečistôt. Je samozrejmé, že pomer vyredukovaného železa, ktoré bude použité v tejto kombinácii, možno zvoliť z vyššie uvedeného rozsahu, v závislosti od obsahu kovových zložiek nečistôt v používaných odpadoch. Na výrobu velmi čistej ocele možno použiť aj 100 % vyredukované železo a ďalej budú v konečnej fáze kroku výroby ocele dodávané ďalšie kovové zložky s využitím EAF alebo BOF na výrobu zliatinovej ocele.
V každom prípade platí, že pretože vyredukované železo, získané postupom podlá vynálezu, má tú základnú vlastnosť, že obsah nečistôt je extrémne nízky, možno toto všeobecne aplikovať pri výrobe ocele alebo rôznych druhov zliatinovej ocele, s využitím výhod daných týmito vlastnosťami.
Ďalej bude uvedený podrobnejší popis na základe stanovenia metalizácie pevného vyredukovaného železa: 60 % alebo vyššia, obsahu uhlíka v pevnom vyredukovanom železe: 50 % alebo viac teoreticky ekvivalentného množstva potrebného na redukciu oxidu železnatého ostávajúceho v pevnom vyredukovanom železe (tu niekedy označovaného ako obsah uhlíka pre redukčné ekvivalentné množstvo FeO), mernej tiaže pevného vyredukovaného železa: 1,7 alebo vyššia a obsahu uhlíka v roztavenom železe vyrobenom v taviacej peci oblúkového typu: 1,5 % až 4,5
Základ pre stanovenie metalizácie pevného vyredukovaného železa: 60 % alebo vyššia
Krivka metalizácie pevného vyredukovaného železa vyrobeného v zariadení na výrobu pevného vyredukovaného železa sa prirodzene odlišuje v závislosti od zloženia a zmesového pomeru suroviny oxidu železnatého a uhlíkového redukčného činidla, ktoré budú zmiešané a ďalej od podmienok redukcie. Krivka metalizácie má napr. priebeh znázornený na obr. 3.
Na krivke 1 z obrázka 3 znázorňuje bod A metalizáciu 76 % a zvyškové množstvo 4,8 % uhlíka a bod B metalizáciu % a zvyškové množstvo 1,6 % uhlíka. Zvyškové množstvo uhlíka je v bode A rovné 142 % a v bode B je 63,5 %, vzhľadom na obsah uhlíka redukčného ekvivalentu FeO a zvyškové množstvo uhlíka klesá so znižovaním času redukcie. Krivka 2 na obrázku 3 je príkladom reštrikcie metalizácie pevného vyredukovaného železa zmenou zmesového pomeru surovín. V každom prípade metalizácia rýchlo rastie v prvom rade s dĺžkou trvania redukcie a rastová krivka sa mení ako sa s priebehom času zvyšuje metalizácia.
V kontinuálnom procese výroby pevného vyredukovaného železa a jeho redukčného tavenia aplikovaného vo vynáleze má metalizácia pevného vyredukovaného železa vzniknutého v zariadení na výrobu pevného vyredukovaného železa významný účinok na činnosť taviacej pece oblúkového typu (ďalej označovaná ako oblúková taviaca pec). Napr. na obrázku 4 je graf znázorňujúci vzťah medzi metalizáciou pevného vyredukovaného železa a spotrebou energie v redukčnom tavení oxidu železnatého v oblúkovej taviacej peci. Pri kontinuálnej činnosti zariadenia na výrobu pevného vyredukovaného železa a oblúkovej taviacej pece je dôležité zaistiť stabilitu fungovania oblúkovej taviacej pece. Zvyšovaním elektrického príkonu oblúkovej taviacej pece rastie aj tepelná záťaž elektródy a zvyšujú sa tepelné šoky pôsobiace na žiaruvzdorné materiály vo výmurovke taviaceho povrchu. Preto je treba zväčšiť veľkosť telesa pece, aby sa zmiernili tepelné šoky na zariadenie elektród a stenu pece, čo je z praktického aj ekonomického hladiska nevhodné.
V obvyklej peci oblúkového typu sa tento problém zretelne prejaví, ak spotreba energie presiahne 800 kWh/tmi. Aby bolo teda možné eliminovať vyššie uvedený problém, je metalizácia pevného vyredukovaného železa dodávaného do oblúkovej taviacej pece regulovaná tak, aby bola 60 % alebo viac, výhodnejšie 70 % alebo viac.
Rozptyl metalizácie pevného vyredukovaného železa, vyrobeného v zariadení na výrobu vyredukovaného železa, ďalej značne trpí vplyvom absolútnej hodnoty metalizácie a rozpyl sa zvyšuje spolu s poklesom metalizácie. Na obr. 5 je graf znázorňujúci výsledok skúmania metalizácie pevného vyredukovaného železa so strednou hodnotou metalizácie 62,8 % a 80,2 %. Možno potvrdiť, že rozptyl je znateľný s tým, ako klesá metalizácia. Pretože v praxi je cieľová metalizácia pri zväčšovaní rozptylu pri metalizácii sama o sebe nestabilná, je dôležité pre zaistenie cieľovej metalizácie stanoviť vyššiu metalizáciu. V rôznych pokusoch bolo potvrdené, že stredná hodnota metalizácie by mala byť 60 % a viac, výhodnejšie 70 % a viac, aby sa obmedzil rozptyl metalizácie na mieru, kedy je možné skutočné fungovanie.
t
Základ pre stanovenie obsahu uhlíka v pevnom vyredukovanom železe: 50 % alebo viac obsahu uhlíka pre redukčné ekvivalentné množstvo FeO
Na obrázku 6 je graf znázorňujúci výslednicu vzťahu medzi obsahom uhlíka pre redukčné ekvivalentné množstvo FeO v pevnom vyredukovanom železe a obsahom uhlíka v tekutej troske, pričom pevné vyredukované železo bolo vyrobené za rôznych podmienok. V tomto pokuse sa používa pevné vyredukované železo s metalizáciou od 78 do 82 %, ktoré má rôzne množstvá uhlíka redukčného ekvivalentného množstva FeO a obsah oxidu železnatého (T-Fe) v tekutej troske, pri tavení v 20-tonovej EAF. Ako tiež vyplýva z obrázka, možno potvrdiť, že keď je v pevnom vyredukovanom železe obsah uhlíka odpovedajúci redukčnému ekvivalentnému množstvu FeO (teoretické ekvivalentné množstvo uhlíka pre redukciu neredukovaného oxidu železnatého), T-Fe v tekutom železe je obmedzené na nízku hodnotu, avšak ak je obsah uhlíka menší ako 50 % z obsahu uhlíka pre redukčné ekvivalentné množstvo
FeO (množstvo uhlíka pre redukčné ekvivalentné množstvo FeO x 0,5), T-Fe v tekutej troske rýchlo rastie, čo sa výrazne prejaví eróziou žiaruvzdorných súčastí vo výmurovke. Na minimalizáciu erózie žiaruvzdorných súčastí vo výmurovke kvôli stabilnému fungovaniu by mal byť obsah uhlíka v pevnom vyredukovanom železe 50 % alebo viac z obsahu uhlíka pre redukčné ekvivalentné množstvo FeO.
V tomto pokuse je pre reguláciu obsahu uhlíka v tekutom železe, vyrobenom v oblúkovej taviacej peci v rozsahu od 2,1 do 2,4, do oblúkovej pece dodatočne pridaný uhlíkový materiál, čím sa vyrovná jeho nedostatok. Obsah T-Fe v tekutej troske sa však nedá dostatočne redukovať, pokial zvyškové množstvo uhlíka v pevnom vyredukovanom železe nedosiahne 50 % alebo vyššie percento množstva uhlíka pre redukčné ekvivalentné množstvo FeO, a to v podstate nezávisle od tohto množstva pridaného materiálu. Možno samozrejme považovať za možné redukovať TFe v tekutej troske ďalším dodaním uhlíkového materiálu v množstve dostatočnom pre zaistenie obsahu uhlíka redukčného ekvivalentného množstva a cieľového množstva uhlíka v pevnom vyredukovanom železe do oxidu železnatého ostávajúceho v pevnom vyredukovanom železe. Je však nesmierne obťažné udržať konštantnú hodnotu obsahu uhlíka v tekutom železe menšiu ako nasýtené množstvo uhlíka. Obsah uhlíka v tekutom železe sa zvyšuje postupne s priebehom času spracovania, a preto nie je možné získať tekuté železo so zamýšľaným množstvom uhlíka, čo je nežiaduce.
Základ pre stanovenie mernej tiaže pevného vyredukovaného železa: 1,7 alebo vyššej
V prípade aplikácie postupu podlá vynálezu pre získanie pevného vyredukovaného železa prípravnou redukciou vytvarovaného produktu z oxidu železnatého s uhlíkovým materiálom v pevnom stave je merná tiaž pevného vyredukovaného železa podstatne nižšia, v porovnaní s mernou tiažou železa z prípravnej redukcie, vyrobeného napr. postupom MIDREX. Dôvodom je to, že vnútri každého z vytvarovaných produktov sa pri miešaní uhlíkového materiálu s ďalším materiálom v prípravnej redukcii tvoria značné dutiny.
Avšak na druhej strane, ako to znázorňuje obr. 2, sa účinnosť redukcie a tavenia pevného vyredukovaného železa pri redukcii a tavení pevného vyredukovaného železa v oblúkovej peci zvyšuje tak, že pevné vyredukované železo dodané do oblúkovej taviacej pece sa rýchlo ponorí do tekutej trosky na tekutom železe a účinne prijíma teplo oblúkov po celom povrchu. Z tohto hľadiska má merná tiaž pevného vyredukovaného železa veľký efekt. Na obrázku 7 je graf znázorňujúci preverovanie účinku mernej tiaže pevného vyredukovaného železa na rýchlosť redukcie a tavenia pri uskutočňovaní redukcie a tavenia v oblúkovej taviacej peci, s použitím pevného vyredukovaného železa s mernou tiažou od 1,60 do 1,75 (priemerná merná tiaž: 1,65) a od 1,8 do 2,3 (priemerná merná tiaž: 2,1), kde vodorovná os predstavuje rýchlosť tavenia, kedy jednotlivé kusy pevného vyredukovaného železa sú dodávané na tekutú trosku samostatne a zvislá os predstavuje medznú rýchlosť tavenia, pri ktorej možno jednotlivé kusy pevného vyredukovaného železa na redukčné tavenie dodávať kontinuálne.
Ako je zrejmé z obrázka, v prípade pevného vyredukovaného železa so strednou mernou tiažou 1,65, ak je pevné vyredukované železo vkladané na tekutú trosku kontinuálne, nie je pozorovaný jav ponorenia pevného vyredukovaného železa do tekutej trosky, dôjde však k redukcii väčšiny pevného vyredukovaného železa a taveniu na povrchu tekutej trosky. Rýchlosť tavenia pri kontinuálnom odbere pevného vyredukovaného železa je teda asi 100-násobná v porovnaní s dodávaním pevného vyredukovaného železa jednotlivo. Pri tejto rýchlosti tavenia nie je možné v praxi uskutočňovať redukciu a tavenie kontinuálnym dodávaním. A naopak, pre pevné vyredukované železo so strednou mernou tiažou 2,1 sa pevné vyredukované železo položené na tekutú trosku rýchlo ponorí do trosky a účinne bude prebiehať redukcia a tavenie, takže rýchlosť tavenia pri kontinuálnom dodávaní pevného vyredukovaného železa sa v porovnaní so samostaným dodávaním rýchlo zvýši a možno takto docieliť asi 300násobnú rýchlosť kontinuálneho tavenia. Pri tejto rýchlosti tavenia možno prakticky kontinuálne redukčné tavenie účinne aplikovať v priemyselnej sfére.
Pokial ide o účinok mernej tiaže pevného vyredukovaného železa, významne sa zmení situácia v súvislosti s tavením pre strednú mernú tiaž 1,7, ako hraničnú hodnotu, pri ktorej dôjde k rýchlej zmene rýchlosti kontinuálneho tavenia. Ak je stredná merná tiaž menšia ako 1,7, medá sa dosiahnuť rýchlosť tavenia, ktorá by spĺňala potreby kontinuálnej prevádzky v priemyselnej sfére. Rýchlosť tavenia, ktorá postačuje pre kontinuálnu prevádzku, možno zaistiť, ak je stredná merná tiaž 1,7 alebo viac, výhodne
1,9 alebo viac.
Základ pre stanovenie obsahu uhlíka v tekutom železe vyrobenom v taviacej peci oblúkového typu: 1,5 % až 4,5 %
Všeobecne existuje úzky vzťah medzi množstvom uhlíka a rozpusteným množstvom kyslíka v tekutom železe. Množstvo rozpusteného kyslíka sa zvyšuje s tým, ako klesá obsah uhlíka v tekutom železe. Keď je teda množstvo rozpusteného kyslíka vyššie, je vyšší aj kyslíkový potenciál v tekutom železe, čo predstavuje nevýhodu pre odsírenie. Spolu s tým sa v rovnováhe s tekutým železom zvyšuje aj kyslíkový potenciál tekutej trosky a rastie obsah FeO v tekutej troske a reaktivita so žiaruvzdorným materiálom, čím dochádza k veľkej erózii žiaruvzdorného materiálu vo
T-Fe = 65 %, FeO = 0,7 %, SiO2 = 2,5 %
A12O3 = 2,1 %, CaO = 0,04 %
Zloženie uhlia:
Celkové množstvo uhlia = 77,6 %, pevný uhlík = 71,2 % Prchavá zložka = 17,0 %, popol = 11,8 %
Vytvarované produkty (čerstvé pelety) boli dodané do zariadenia na výrobu vyredukovaného železa typu rotačnej nísteje a bola uskutočnená redukcia pri teplote 1250 až 1350 °C, ktorá trvala 7 až 9 minút v rotačnej peci, pre vytvorenie vyredukovaného železa. Množstvo nevyredukovaného oxidu železnatého a množstvo reziduálneho uhlíka vo výslednom pevnom vyredukovanom železe sa líši v závislosti od podmienok tepelnej redukcie. V tomto príklade boli podmienky tepelnej redukcie regulované tak, že metalizácia oxidu železnatého v pevnom vyredukovanom železe bola v každom prípade 60 %. Tabuľka 1 uvádza príklad metalizácie a zloženia pevného vyredukovaného železa. Hmotnosť a merná tiaž pevného vyredukovaného železa, získaná podobným pokusom, je ďalej, napr. na obrázku 10, kde stredná merná tiaž je v intervale 1,7 až 2,5, bez vyjadreného vzťahu k hmotnosti na jeden kus.
Tabuľka 1
| Č. | Metalizácia | Celkom Fe | Stredná hodn. Fe | FeO | Ceq | Ceq/2 |
| 1 | 92 | 85,1 | 78,8 | 8,9 | 1,5 | 0,7 |
| 2 | 90 | 84,4 | 76,0 | 11,0 | 1,8 | 0,9 |
| 3 | 80 | 80,8 | 64,7 | 21,1 | 3,5 | *-* 00 1 |
| 4 | 70 | 77,5 | 54,3 | 30,3 | 5,1 | 2,5 |
| 5 | 60 | 74,5 | 44,7 | 38,8 | 6,5 | 3,2 |
| 6 | 50 | 71,7 | 35, 9 | 46,7 | 7,8 | 3,9 |
| 7 | 40 | 69, 1 | 27,6 | 54,0 | 9,0 | 4,5 |
Poznámka: Ceq: množstvo uhlíka pre redukčné ekvivalentné množstvo FeO
Ceq/2: polovičné množstvo odpovedajúceho množstva uhlíka pre redukčnú ekvivalentnú zložku FeO
Pevné vyredukované železo, získané zo zariadenia na výrobu vyredukovaného železa, bolo kontinuálne vkladané v takom stave, aby pokial možno nedošlo ku kontaktu s atmosférickým vzduchom a bolo udržované pri vysokej teplote (v tomto pokuse 1000 °C) v oblúkovej taviacej peci, umiestnenej pri zariadení na výrobu vyredukovaného železa, a bolo vystavené ďalšej redukcii a taveniu. V tomto prípade bolo v taviacej peci udržované vopred stanovené množstvo tekutého železa, zásaditosť tekutej trosky plávajúcej na tekutom železe bola nastavená na rozsah 1,0 až 1,8, ponorením elektród pre oblúkový ohrev do tekutej trosky bol dodávaný elektrický prúd, pričom bol využitý systém ohrievania vnoreným oblúkom. Potom bolo pevné vyredukované železo dodané do blízkosti úseku, kde prebiehal oblúkový ohrev, do polohy pre dodávku pevného vyredukovaného železa bolo ďalej vložené uhlie a bola uskutočnená príprava redukčného tavenia oblúkovým ohrevom.
Pevné vyredukované železo vo fáze redukčného tavenia obsahuje pri tvorbe trosky viac S1O2 než iných oxidov. Pokial ide o zásaditosť, zníženú v predchádzajúcom kroku tavenia vyredukovaného železa v taviacej peci, pridáva sa ako činidlo ovplyvňujúce zásaditosť tavivo obsahujúce najmä oxid vápenatý a voliteľne pálený dolomit, ktorým sa reguluje zásaditosť tekutej trosky v rozsahu 1,0 až 1,8. Potvrdilo sa, že ak prekročí zásaditosť tekutej trosky 1,8 %, ako je opísané vyššie, stane sa tekutá troska viskóznou a pevné vyredukované železo sa do trosky ponorí menej, čím sa zníži efektívnosť redukcie. Ak je na druhej strane zásaditosť menšia ako 1,0, objaví sa erózia žiaruvzdorných materiálov vo výmurovke.
výmurovke taviacej pece. Preto je treba stanoviť o niečo vyšší obsah uhlíka v tekutom železe pre zvýšenie pomeru odsírenia pri uskutočňovaní odsírenia a potlačenie erózie žiaruvzdorných materiálov vo výmurovke taviacej pece, aby sa tak predĺžila jej životnosť.
Na obrázku 8 je graf súhrnne znázorňujúci vzťahy medzi obsahom uhlíka a pomerom odsírenia v tekutom železe, získané na základe rôznych pokusov. V tomto pokuse sa používa metóda vstreknutia CaO ako odsírovacieho činidla do tekutého železa v lejacej panve a údaje odpovedajúce situácii, kedy je spotreba odsírovacieho činidla konštantná. Ako vyplýva z obrázka, ak je obsah uhlíka v tekutom železe nižší ako 1,5 %, je treba pre zaistenie cieľového pomeru odsírenia vstreknúť odsírovacie činidlá.
V dôsledku toho sa do trosky dostáva veľké množstvo kovového železa a týmto velkým množstvom sa zvyšuje strata / železa. To znamená, že aby bolo možné realizovať vynález v praxi, je potrebné zvážiť aj ďalšie problémy, ako napr. spracovanie trosky po odstránení síry, pričom obsah uhlíka v tekutom železe by mal byť 1,5 % alebo viac, výhodne 2,0 % alebo viac, tak, aby bolo správne riadené odsírenie v lejacej panve, s menšou spotrebou materiálu na odsírenie.
Obsah uhlíka v tekutom železe však dosiahne nasýtenie pri asi 4,5 % a pre získanie železa s nasýteným obsahom uhlíka je potrebný nadbytok množstva uhlíkového redukčného činidla, čo nie je hospodárne. Pretože naviac rastie aj neoxidačná záťaž na následnú rafináciu, je žiaduce obmedziť obsah uhlíka na 4,5 % alebo menej, radšej však na 3,5 % alebo menej.
Zásaditosť tekutej trosky 1,0 - 1,8
Hoci zásaditosť (pomer CaO/SiO2) nie je základnou podmienkou vynálezu, ovplyvňuje účinnosť redukčného tavenia pevného vyredukovaného železa v oblúkovej taviacej peci a má veľký vplyv na eróziu žiaruvzdorných materiálov vo výmurovke taviaceho povrchu.
To znamená, že zásaditosť tekutej trosky má významný vplyv aj na jej tekutosť a ako znázorňuje napr. obrázok 9, klesá teplota tavenia trosky s poklesom zásaditosti. Tým sa dosiahne preferované ovplyvnenie účinnosti redukčného tavenia pevného vyredukovaného železa, pričom sa však zvyšuje reaktivita so žiaruvzdorným materiálom a zvyšuje sa erózia žiaruvzdorných materiálov. Na druhej strane, súčasne s s rastom zásaditosti rastie aj teplota tavenia trosky a pre roztavenie trosky je teda potrebné podstatne zvýšiť teplotu v peci, čo je nevhodné z hľadiska spotreby energie a okrem toho, v dôsledku vysokej teploty silnejú aj tepelné účinky na teleso pece. Tento trend, znázornený na obrázku 9, je preukazný pri zásaditosti menšej ako 1,0 alebo väčšej ako 1,8, takže zásaditosť tekutej trosky v oblúkovej taviacej peci by mala byť regulovaná tak, aby bola v rozsahu od 1,0 do 1,8, výhodne od 1,3 do 1,6.
Nižšie sú opísané príklady vynálezu. Vynález nie je obmedzený nasledujúcimi príkladmi, môže však byť realizovaný s príslušnými úpravami, ktoré sú v rozsahu vynálezu a sú obsiahnuté v technickom vymedzení vynálezu.
Príklady
Boli použité jednotlivé produkty pulverizácie železnej rudy, uhlie a malé množstvo spojiva (bentonitu), ktoré sa zmiešali tak, aby uhlík v uhlí bol v teoreticky ekvivalentnom množstve k oxidu železnatému v železných rudách. Materiál bol v peletizačnom zariadení vytvarovaný do tvaru guliek s priemerom 13 až 20 mm a ako surové vytvarované produkty boli použité vytvarované produkty obsahujúce oxid železnatý v spojení s uhlíkovým materiálom. Príklad použitého zloženia železnej rudy a uhlia je uvedený nižšie. Zloženie železnej rudy:
V tepelne redukčnej fáze tavenia prijímalo pevné vyredukované železo, položené na tekutú trosku, dotykom s tekutou troskou teplo z oblúkov, pričom pred redukciou oxidu železnatého ostával v troske uhlík, na povrch pevného vyredukovaného železa sa uvolňoval plynný CO a pevné vyredukované železo sa pôsobením CO rýchlo pohybovalo po tekutej troske. Pevné vyredukované železo sa potom v dôsledku znižovania mernej tiaže, spôsobeného vyfukovaním a zníženou redukciou tepla, ponorilo do tekutej trosky, čím došlo k podstatnej redukcii nevyredukovaného železa a roztaveniu vplyvom uhlíkového redukčného činidla aplikovaného na jeho okraj, ktoré sa potom stalo súčasťou spodného tekutého železa.
V tomto prípade sa dodané pevné vyredukované železo po premiestnení z hornej časti tekutej trosky rýchlo ponorilo do tekutej trosky a ak bola merná tiaž dodávaného pevného vyredukovaného železa 1,7 alebo vyššia, výhodne 1,8 alebo vyššia, výhodnejšie 1,9 alebo vyššia, v krátkom časovom okamihu došlo k efektívnej tepelnej redukcii. Ak bola merná tiaž menšia ako 1,7, pevné vyredukované železo sa menej ponáralo do tekutej trosky, takže vedenie tepla z tekutej trosky bolo nedostatočné, došlo k zníženiu vyfukovania a k podstatnému predĺženiu času potrebného na tepelnú redukciu. S tým súvisí zvýšenie roztaveného množstva oxidu železnatého v tekutej troske a tendencia k erózii žiaruvzdorných materiálov vo výmurovke taviaceho povrchu.
Účinnosť redukcie bola nedostatočná a rýchlosť redukcie nízka aj v prípade, kedy obsah uhlíka v pevnom vyredukovanom železe bol menší ako 50 % teoretického množstva uhlíka, potrebného na redukciu nevyredukovaného oxidu železnatého v pevnom vyredukovanom železe, aj keď bolo do taviacej pece pridané dostatočné množstvo uhlíkového redukčného činidla, pričom sa obsah oxidu železnatého v tekutej troske značne zvýšil a spôsobil eróziu žiaruvzdorných materiálov vo výmurovke.
Ďalej sa vo fáze tepelnej redukcie periodicky odoberali vzorky tekutého železa pre zmeranie obsahu uhlíka a množstvo pridaného uhlíkového redukčného činidla bolo regulované tak, aby obsah uhlíka bol v rozsahu 1,4 až 4,5 %.
Krok tavenia spočívajúci v tepelnej redukcii bol uskutočňovaný kontinuálne a v prípade, že vopred stanovené množstvo tekutého železa v taviacej peci stagnovalo, bolo odstránené z odpichového otvoru, umiestnené do spodnej časti pece k lejacej panve a v rovnakom okamihu bolo kvôli regulovaniu množstva trosky ostávajúcej v peci, otvorom pre vývod trosky na bočnej strane taviacej pece, odstránené primerané množstvo tekutej trosky.
Konkrétne podmienky tohto tavenia tepelnou redukciou a jeho výsledky sú uvedené v príkladoch nižšie:
(Vlastnosti vyredukovaného železa)
Zloženie pevného vyredukovaného železa a pod.: Č. 8 (metalizácia : 80 %) v tabuľke 1
Teplota dodávania do taviacej pece oblúkového typu: 1000 °C Spôsob dodávania: kontinuálne (Prevádzkový stav taviacej pece oblúkového typu)
Energetická spotreba elektródy oblúkového ohrievania:
asi 565 kWh/tmi (mi = tekuté železo, ktoré má byť vytvorené, t = celkom) (Druh a množstvo vkladaného materiálu) oxid vápenatý: 92,2 kg/tmi, pálený dolomit: 21,5 kg/tmi Ďalšie vkladané množstvo uhlia: asi 20 kg/tmi Jednotková spotreba vyredukovaného železa: 1227 kg/tmi (Cieľové zloženie tekutého železa a trosky)
Tekuté železo:
C: 2,0 %, Si: 0,03 % alebo menej, Mn: 0,05 % alebo menej, P: 0,043 %, S: 0,173 %, teplota: 1550 °C
Vytvorená troska: CaO: 36,5 %, SiO2: 26,1 %, A12O3: 18,2 %,
MgO: 10,0 %, T-Fe: 6,3 %, zásaditosť: 1,4
Ako vyplýva z predchádzajúceho, obsah Si v tekutom železe sa vo fáze redukčného tavenia dostatočne znížil a pretože obsah S a obsah P je v surovine na výrobu ocele príliš vysoký, bolo v lejacej panve uskutočnené odsírenie a odfosforenie pre získanie tekutého železa nasledujúceho zloženia.
Materiál pre odsírenie: vápnité tavivo
Zloženie: CaO: 83-90 %, CaF2: 6-10 %, C: 4,0 %
Spotreba: asi 12 kg/tmi Materiál pre odsírenie: vápnité tavivo + Fe2O3
Zloženie: CaO: 44-45 %, CaF2: 7-8 %, Fe2O3: 47-48 %
Spotreba: asi 20 kg/tmi
Zloženie tekutého železa po odsírení a odfosforení
C: 1,8-2,0 %, Si: stopové množstvo, Mn: 0,02 %, P:
0,032 %, S: 0,038 %
Tekuté železo (1450 °C) po odsírení a odfosforení bolo dodané spolu so železným odpadom a surovým železom s nasledujúcou zmesou do EAF a bolo uskutočnené tavenie v elektrickej peci pri dodaní nasledujúcich materiálov a vyfúknutí malého množstva kyslíka, s cieľom vyrobiť tekutú oceľ nasledujúceho zloženia.
(Materiál dodaný do elektrickej oblúkovej pece)
Odsírené a odfosforené tekuté železo: 40 %
Odpad: 50 %, surové železo 10 % (Ďalší materiál)
Oxid vápenatý: 50,2 kg/tmi, pálený dolomit: 10 kg/tmi
Kremičitý kameň: 15,1 kg/tmi
Vyfúknuté množstvo kyslíka: asi 18 Nm3/tmi (Zloženie získanej tekutej ocele)
C: 0,10 %, Μη: 0,06 %, Si: stopové množstvo, S: 0,022 %, P: 0,018 %
Nasledujúce pokusy ukazujú príklady dodávania tekutého železa vyrábaného v taviacej peci oblúkového typu a podrobeného odsíreniu a odfosforeniu, do EAF v tekutom stave, konkrétne v stave, kedy je udržované pri vysokej teplote a používa sa ako materiál na výrobu železa. Tekuté železo však možno dodávať aj do BOF, ako materiál na výrobu ocele, kedy možno tekuté železo vybrať do lejacej formy, ochladiť a účinne použiť ako polotovar na výrobu ocele.
Nakoniec by malo byť poznamenané, že v zmysle vyššie uvedených postupov možno uskutočňovať rôzne modifikácie a variácie predloženého vynálezu. Preto je treba mať na pamäti, že v rámci priložených patentových nárokov možno vynález realizovať aj inak, než ako je tu konkrétne popísané.
Táto prihláška je založená na japonskej patentovej orihláške č. Hei 9-236214, podanej v Japanese Patent Office v septembri 1997 a celý jej obsah je tu zahrnutý v odkazoch.
Priemyselná využitelnosť
Vynález bol zostavený tak, ako je uvedené vyššie. Je teda schopný udržať stálu efektivitu redukcie, minimalizovať eróziu žiaruvzdorných materiálov vo výmurovke prevádzkovej pece a predĺžiť životnosť pece a spolu s vyššie uvedenými účinkami je schopný efektívne docieliť výrobu redukovanej ocele použitím vytvarovaných produktov obsahujúcich oxid v spojení s uhlíkovým redukčným činidlom, ako hlavného materiálu a výrobu tekutého železa vysokej čistoty ďalšou redukciou a tavením získaného pevného vyredukovaného železa v priemyselnom meradle, s malou energetickou stratou. Pretože vyredukované železo získané týmto postupom má menší obsah kovových nečistôt, použitie vyredukovaného železa ako materiálu na výrobu železa nielen že umožňuje výrobu oceľových materiálov s vysokou čistotou, ale napomáha aj regulácii zložiek pri výrobe zliatinovej ocele. Keď je pec na výrobu ocele umiestnená pri taviacej peci oblúkového typu a tekuté železo vytvorené taviacou pecou alebo tekuté odsírené a odfosforené železo je dodané v roztavenom stave, kedy obsahuje veľkú tepelnú energiu, do pece na výrobu ocele ako surovina na výrobu ocele, a pretože teplo obsiahnuté v tekutom železe možno efektívne využiť ako tepelný zdroj na výrobu ocele, možno ďalej redukovať tepelnou energiou a tak aplikovať z praktického hladiska velmi efektívny postup ako plynulý systém od výroby vyredukovaného železa po výrobu ocele.
Claims (20)
- PATENTOVÉ NÁROKY1. Postup výroby železa na prípravu tekutého železa, obsahujúceho 1,5 až 4,5 % uhlíka, vyznačuj úci sa t ý m, že zahŕňa kroky:a) použije sa oxid železnatý a uhlíkové redukčné činidlo,b) z uhlíkového redukčného činidla a oxidu železnatého sa pripraví vytvarovaný produkt,c) z vytvarovaného produktu sa pripraví pevné vyredukované železo, pričom pevné vyredukované železo má metalizáciu aspoň 60 %, mernú tiaž aspoň 1,7 a obsah uhlíka aspoň 50 % teoretického množstva potrebného na redukciu oxidu železnatého, ostávajúceho v pevnom vyredukovanom železe ad) pred významným ochladením bude uskutočnený ohrev pevného vyredukovaného železa na vysokú teplotu v taviacej peci oblúkového typu, čím sa pripraví tekuté železo obsahujúce 1,5 až 4,5 % uhlíka.
- 2. Postup podlá nároku 1, vyznačujúci sa tým, že uvedené vyredukované železo je ohriate v taviacej peci oblúkového typu na teplotu 700 až 1300 °C.
- 3. Postup podlá nároku 1, vyznačujúci sa tým, že do zavážacej pozície pevného vyredukovaného železa v taviacej peci oblúkového typu sa pridáva uhlíkové redukčné činidlo.
- 4. Postup podľa nároku 1, vyznačujúci sa tým, že pevné vyredukované železo sa dodáva do tekutej trosky v taviacej peci oblúkového typu.
- 5. Postup podľa nároku 4, vyznačujúci sa tým, že pH tekutej trosky je v rozsahu od 1,0 do 1,8.
- 6. Postup podľa nároku'4, vyznačujúci sa tým, že tekutá troska obsahuje 9 % alebo menšie množstvo oxidu železnatého.
- 7. Postup podľa nároku 6, vyznačujúci sa tým, že tekutá troska obsahuje 5 % alebo menšie množstvo oxidu železnatého.
- 8. Postup podľa nároku 1, vyznačujúci sa tým, že je stanovený obsah uhlíka v tekutej troske.
- 9. Postup podía nároku 1, vyznačujúci sa tým, že je stanovené zloženie a množstvo plynov odvedených z taviacej pece oblúkového typu.
- 10. Postup podía nároku 9, vyznačujúci sa tým, že je stanovené ekvivalentné množstvo kyslíka v odvedených plynoch.
- 11. Postup podía nároku 1, vyznačujúci sa tým, že tekuté železo v taviacej peci oblúkového typu je prevedené do inej nádoby a odsírené.
- 12. Postup podía nároku 1, vyznačujúci sa tým, že tekuté železo v taviacej peci oblúkového typu je prevedené do inej nádoby a odfosforené.
- 13. Postup podía nároku 1, vyznačujúci sa tým, že tekuté železo obsahuje 0,05 % alebo menšie množstvo Si.
- 14. Postup podľa nároku 1, tým, že tekuté železo množstvo Mn.
- 15. Postup podlá nároku 1, tým, že tekuté železo množstvo P.
- 16. Postup podľa nároku 1, tým, že tekuté železo množstvo S.vyznačujúci sa obsahuje 0,1 % alebo menšie vyznačujúci sa obsahuje 0,1 % alebo menšie vyznačujúci sa obsahuje 0,2 % alebo menšie
- 17. Postup výroby ocele, vyznačujúci sa tým, že zahŕňa dodávanie tekutého železa pripraveného v nároku 1 do pece na výrobu ocele, čím sa bude pripravovať oceľ.
- 18. Postup podía nároku 17, vyznačujúci sa tým, že pecou na výrobu ocele je elektrická oblúková pec (EAF) alebo zásaditá kyslíková pec (BOF).
- 19. Postup výroby ocele, vyznačujúci sa tým, že zahŕňa kroky:a) ochladenie tekutého železa pripraveného v nároku 1, čím sa pripraví koagulované železo ab) dodanie koagulovaného železa do pece na výrobu železa, čím sa pripraví oceľ.
- 20. Postup výroby ocele podľa nároku 19, vyznačujúci sa tým, že pecou na výrobu ocele je elektrická oblúková pec (EAF) alebo zásaditá kyslíková pec (BOF).OBR. 1
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP23621497 | 1997-09-01 | ||
| PCT/JP1998/003869 WO1999011826A1 (en) | 1997-09-01 | 1998-08-28 | Method of making iron and steel |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| SK2952000A3 true SK2952000A3 (en) | 2000-09-12 |
Family
ID=16997478
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| SK295-2000A SK2952000A3 (en) | 1997-09-01 | 1998-08-28 | Method of making iron and steel |
Country Status (20)
| Country | Link |
|---|---|
| US (2) | US6149709A (sk) |
| EP (1) | EP1021570B1 (sk) |
| KR (1) | KR100364934B1 (sk) |
| CN (1) | CN1074793C (sk) |
| AT (1) | ATE229085T1 (sk) |
| AU (1) | AU744754B2 (sk) |
| BG (1) | BG104204A (sk) |
| BR (1) | BR9814457A (sk) |
| CA (1) | CA2302244C (sk) |
| DE (1) | DE69809958T2 (sk) |
| ES (1) | ES2189224T3 (sk) |
| HU (1) | HUP0003515A3 (sk) |
| ID (1) | ID24598A (sk) |
| MY (1) | MY128570A (sk) |
| PL (1) | PL338926A1 (sk) |
| SK (1) | SK2952000A3 (sk) |
| TR (1) | TR200000574T2 (sk) |
| TW (1) | TW522169B (sk) |
| WO (1) | WO1999011826A1 (sk) |
| ZA (1) | ZA987414B (sk) |
Families Citing this family (56)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6506231B2 (en) | 1996-03-15 | 2003-01-14 | Kabushiki Kaisha Kobe Seiko Sho | Method and apparatus for making metallic iron |
| EA001158B1 (ru) * | 1996-03-15 | 2000-10-30 | Кабусики Кайся Кобе Сейко Сё | Способ и устройство для получения металлического железа |
| US6149709A (en) * | 1997-09-01 | 2000-11-21 | Kabushiki Kaisha Kobe Seiko Sho | Method of making iron and steel |
| CA2251339A1 (en) | 1997-10-30 | 1999-04-30 | Hidetoshi Tanaka | Method of producing iron oxide pellets |
| US20040221426A1 (en) * | 1997-10-30 | 2004-11-11 | Kabushiki Kaisha Kobe Seiko Sho (Kobe Steel, Ltd.) | Method of producing iron oxide pellets |
| JP3004265B1 (ja) | 1998-11-24 | 2000-01-31 | 株式会社神戸製鋼所 | 炭材内装ペレット及び還元鉄製造方法 |
| JP3404309B2 (ja) | 1999-01-18 | 2003-05-06 | 株式会社神戸製鋼所 | 還元鉄塊成物の製造方法および製造装置 |
| CN1306045C (zh) | 1999-08-30 | 2007-03-21 | 株式会社神户制钢所 | 粒状还原铁原料的供给方法及其装置 |
| CN1258605C (zh) | 1999-10-15 | 2006-06-07 | 株式会社神户制钢所 | 还原金属制造设备以及还原金属的制造方法 |
| JP3844941B2 (ja) | 2000-03-30 | 2006-11-15 | 株式会社神戸製鋼所 | 調温装置および高温排ガスの調温方法 |
| JP2001279313A (ja) | 2000-03-30 | 2001-10-10 | Midrex Internatl Bv | 溶融金属鉄の製法 |
| BR0105934B8 (pt) | 2000-03-30 | 2013-09-17 | mÉtodo para produzir ferro metÁlico granular. | |
| JP2001288504A (ja) | 2000-03-31 | 2001-10-19 | Midrex Internatl Bv | 溶融金属鉄の製造方法 |
| TW562860B (en) | 2000-04-10 | 2003-11-21 | Kobe Steel Ltd | Method for producing reduced iron |
| JP4287572B2 (ja) | 2000-04-26 | 2009-07-01 | 株式会社神戸製鋼所 | 回転式炉床炉 |
| TW539829B (en) | 2000-05-19 | 2003-07-01 | Kobe Strrl Ltd | Processing method for high-temperature exhaust gas |
| JP3866492B2 (ja) | 2000-06-29 | 2007-01-10 | 株式会社神戸製鋼所 | 回転炉床式還元炉の操業方法 |
| JP4330257B2 (ja) | 2000-08-09 | 2009-09-16 | 株式会社神戸製鋼所 | 金属鉄の製法 |
| US6736952B2 (en) * | 2001-02-12 | 2004-05-18 | Speedfam-Ipec Corporation | Method and apparatus for electrochemical planarization of a workpiece |
| US6409790B1 (en) * | 2001-03-16 | 2002-06-25 | Calderon Energy Company Of Bowling Green, Inc. | Method and apparatus for practicing carbonaceous-based metallurgy |
| JP4691827B2 (ja) * | 2001-05-15 | 2011-06-01 | 株式会社神戸製鋼所 | 粒状金属鉄 |
| DE60233021D1 (de) | 2001-05-30 | 2009-09-03 | Kobe Steel Ltd | Verfahren zur Herstellung von reduzierten Metallen |
| JP2002363658A (ja) * | 2001-06-06 | 2002-12-18 | Kobe Steel Ltd | 移動型廃棄物熱処理方法 |
| JP2003028575A (ja) * | 2001-07-17 | 2003-01-29 | Kobe Steel Ltd | 移動床型加熱炉および還元金属塊成物の製造方法 |
| JP2003041310A (ja) | 2001-07-27 | 2003-02-13 | Kobe Steel Ltd | 溶融金属の製造方法 |
| JP3961795B2 (ja) * | 2001-08-22 | 2007-08-22 | 株式会社神戸製鋼所 | 可燃性廃棄物の燃焼処理方法およびその装置 |
| JP2003094028A (ja) * | 2001-09-26 | 2003-04-02 | Kobe Steel Ltd | 産業廃棄物情報の供給方法、産業廃棄物情報供給システム、産業廃棄物情報供給用サーバ、端末、プログラムを記録したコンピュータ読み取り可能な記録媒体及びプログラム |
| US6689182B2 (en) * | 2001-10-01 | 2004-02-10 | Kobe Steel, Ltd. | Method and device for producing molten iron |
| JP3944378B2 (ja) * | 2001-10-24 | 2007-07-11 | 株式会社神戸製鋼所 | 酸化金属塊成物の製造方法 |
| JP4256645B2 (ja) * | 2001-11-12 | 2009-04-22 | 株式会社神戸製鋼所 | 金属鉄の製法 |
| MY133537A (en) * | 2002-01-24 | 2007-11-30 | Kobe Steel Ltd | Method for making molten iron |
| TW585924B (en) * | 2002-04-03 | 2004-05-01 | Kobe Steel Ltd | Method for making reduced iron |
| JP2004000882A (ja) * | 2002-04-17 | 2004-01-08 | Kobe Steel Ltd | 重金属及び／又は有機化合物の処理方法 |
| TW200403344A (en) * | 2002-06-18 | 2004-03-01 | Kobe Steel Ltd | Method of producing stainless steel by re-using waste material of stainless steel producing process |
| JP3679084B2 (ja) | 2002-10-09 | 2005-08-03 | 株式会社神戸製鋼所 | 溶融金属製造用原料の製造方法および溶融金属の製造方法 |
| RU2313595C2 (ru) * | 2002-10-18 | 2007-12-27 | Кабусики Кайся Кобе Сейко Се | Способ получения ферроникеля и способ получения исходного материала для получения ферроникеля |
| JP4490640B2 (ja) * | 2003-02-26 | 2010-06-30 | 株式会社神戸製鋼所 | 還元金属の製造方法 |
| JP4167101B2 (ja) * | 2003-03-20 | 2008-10-15 | 株式会社神戸製鋼所 | 粒状金属鉄の製法 |
| US7553383B2 (en) * | 2003-04-25 | 2009-06-30 | General Electric Company | Method for fabricating a martensitic steel without any melting |
| CN101389773B (zh) * | 2004-10-11 | 2011-04-13 | 技术资源有限公司 | 电弧炉炼钢 |
| US20120285295A1 (en) * | 2004-12-07 | 2012-11-15 | Nu-Iron Technology, Llc | Method for producing metallic iron nuggets |
| CN104099439A (zh) * | 2004-12-07 | 2014-10-15 | 纽-铁科技有限责任公司 | 用于生产金属铁矿块的系统 |
| JP4981320B2 (ja) * | 2006-01-17 | 2012-07-18 | 株式会社神戸製鋼所 | 金属鉄の製法 |
| KR101171576B1 (ko) * | 2008-04-23 | 2012-08-06 | 가부시키가이샤 고베 세이코쇼 | 용융 금속의 제조 방법 |
| CA2773239A1 (en) * | 2009-10-08 | 2011-04-14 | Kabushiki Kaisha Kobe Seiko Sho (Kobe Steel, Ltd.) | Apparatus for manufacturing molten metal |
| JP5330185B2 (ja) | 2009-10-08 | 2013-10-30 | 株式会社神戸製鋼所 | 溶融金属製造装置 |
| DE102010008839B4 (de) * | 2010-02-22 | 2016-04-21 | Spectro Analytical Instruments Gmbh | Verfahren zur Bestimmung von Kohlenstoff in Gusseisen |
| CN102012920B (zh) * | 2010-11-29 | 2012-07-04 | 天津出入境检验检疫局化矿金属材料检测中心 | 一种建立进口铁矿产地鉴别数据库的方法 |
| WO2014035276A1 (ru) * | 2012-08-28 | 2014-03-06 | Общество С Ограниченной Ответственностью Промышленная Компания "Технология Металлов" | Способ и устройство получения металла из содержащих оксиды железа материалов |
| GB201706116D0 (en) * | 2017-04-18 | 2017-05-31 | Legacy Hill Resources Ltd | Iron ore pellets |
| CN107236835A (zh) * | 2017-06-30 | 2017-10-10 | 河南龙成煤高效技术应用有限公司 | 一种钢屑饼入高炉炼铁的方法 |
| CA3079388A1 (en) * | 2017-10-23 | 2019-05-02 | Nippon Steel Corporation | Electric furnace and method for melting and reducing iron oxide-containing iron raw material |
| TWI698532B (zh) * | 2018-04-17 | 2020-07-11 | 日商日本製鐵股份有限公司 | 鋼液的製造方法 |
| JP7094259B2 (ja) * | 2019-11-21 | 2022-07-01 | 株式会社神戸製鋼所 | 溶鋼の製造方法 |
| EP3992309A1 (de) * | 2020-10-30 | 2022-05-04 | Primetals Technologies Austria GmbH | Herstellung von eisenschmelze |
| KR20240035546A (ko) | 2021-09-30 | 2024-03-15 | 닛폰세이테츠 가부시키가이샤 | 용선 제조 방법 |
Family Cites Families (16)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| GB1087306A (en) * | 1965-05-27 | 1967-10-18 | Techmet Ltd | Reduction of iron oxide ores |
| DE1458759C3 (de) * | 1965-12-08 | 1973-12-20 | Gebr. Giulini Gmbh, 6700 Ludwigshafen | Kontinuierliches Verfahren zur Her stellung von Stahl |
| US4021232A (en) * | 1974-08-09 | 1977-05-03 | Hitachi Metals, Ltd. | Cast iron melting process |
| US4179278A (en) * | 1977-02-16 | 1979-12-18 | Midrex Corporation | Method for reducing particulate iron oxide to molten iron with solid reductant |
| JPS58151416A (ja) * | 1982-03-03 | 1983-09-08 | Sumitomo Metal Ind Ltd | クロムを含む溶融鉄合金の脱燐・脱硫方法 |
| US4564388A (en) * | 1984-08-02 | 1986-01-14 | Intersteel Technology, Inc. | Method for continuous steelmaking |
| US4661150A (en) * | 1985-04-10 | 1987-04-28 | New Zealand Steel Limited | Production of liquid iron |
| US4701214A (en) * | 1986-04-30 | 1987-10-20 | Midrex International B.V. Rotterdam | Method of producing iron using rotary hearth and apparatus |
| US5471495A (en) * | 1991-11-18 | 1995-11-28 | Voest-Alpine Industrieanlagenbeau Gmbh | Electric arc furnace arrangement for producing steel |
| US5417740A (en) * | 1992-05-26 | 1995-05-23 | Zaptech Corporation | Method for producing steel |
| DE69415566T2 (de) * | 1993-02-23 | 1999-07-15 | Boc Gases Australia Ltd | Verfahren zur Herstellung von synthetischem Rutil |
| US5601631A (en) * | 1995-08-25 | 1997-02-11 | Maumee Research & Engineering Inc. | Process for treating metal oxide fines |
| EA001158B1 (ru) | 1996-03-15 | 2000-10-30 | Кабусики Кайся Кобе Сейко Сё | Способ и устройство для получения металлического железа |
| US5681367A (en) * | 1996-06-20 | 1997-10-28 | Usx Engineers & Consultants, Inc. | Method of producing hot metal |
| US5858057A (en) * | 1996-09-25 | 1999-01-12 | Hylsa S.A. De C.V. | Method for producing direct reduced iron with a controlled amount of carbon |
| US6149709A (en) * | 1997-09-01 | 2000-11-21 | Kabushiki Kaisha Kobe Seiko Sho | Method of making iron and steel |
-
1998
- 1998-02-20 US US09/026,683 patent/US6149709A/en not_active Expired - Lifetime
- 1998-08-18 ZA ZA987414A patent/ZA987414B/xx unknown
- 1998-08-19 TW TW087113623A patent/TW522169B/zh not_active IP Right Cessation
- 1998-08-20 MY MYPI98003800A patent/MY128570A/en unknown
- 1998-08-28 DE DE69809958T patent/DE69809958T2/de not_active Expired - Lifetime
- 1998-08-28 WO PCT/JP1998/003869 patent/WO1999011826A1/en not_active Application Discontinuation
- 1998-08-28 AU AU88875/98A patent/AU744754B2/en not_active Ceased
- 1998-08-28 TR TR2000/00574T patent/TR200000574T2/xx unknown
- 1998-08-28 BR BR9814457-0A patent/BR9814457A/pt not_active IP Right Cessation
- 1998-08-28 EP EP98940628A patent/EP1021570B1/en not_active Expired - Lifetime
- 1998-08-28 CA CA002302244A patent/CA2302244C/en not_active Expired - Fee Related
- 1998-08-28 SK SK295-2000A patent/SK2952000A3/sk unknown
- 1998-08-28 ES ES98940628T patent/ES2189224T3/es not_active Expired - Lifetime
- 1998-08-28 AT AT98940628T patent/ATE229085T1/de not_active IP Right Cessation
- 1998-08-28 ID IDW20000357D patent/ID24598A/id unknown
- 1998-08-28 CN CN98808603A patent/CN1074793C/zh not_active Expired - Fee Related
- 1998-08-28 KR KR1020007002187A patent/KR100364934B1/ko not_active IP Right Cessation
- 1998-08-28 PL PL98338926A patent/PL338926A1/xx unknown
- 1998-08-28 HU HU0003515A patent/HUP0003515A3/hu unknown
-
2000
- 2000-02-29 BG BG104204A patent/BG104204A/xx unknown
- 2000-06-27 US US09/604,234 patent/US6284018B1/en not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| KR20010023539A (ko) | 2001-03-26 |
| CN1074793C (zh) | 2001-11-14 |
| US6284018B1 (en) | 2001-09-04 |
| ATE229085T1 (de) | 2002-12-15 |
| KR100364934B1 (ko) | 2002-12-18 |
| TR200000574T2 (tr) | 2001-06-21 |
| WO1999011826A1 (en) | 1999-03-11 |
| CN1268187A (zh) | 2000-09-27 |
| MY128570A (en) | 2007-02-28 |
| BG104204A (en) | 2001-10-31 |
| HUP0003515A3 (en) | 2006-02-28 |
| DE69809958T2 (de) | 2003-12-11 |
| HUP0003515A2 (hu) | 2001-02-28 |
| US6149709A (en) | 2000-11-21 |
| ES2189224T3 (es) | 2003-07-01 |
| EP1021570B1 (en) | 2002-12-04 |
| PL338926A1 (en) | 2000-11-20 |
| CA2302244C (en) | 2004-08-17 |
| AU8887598A (en) | 1999-03-22 |
| CA2302244A1 (en) | 1999-03-11 |
| ZA987414B (en) | 1999-02-19 |
| ID24598A (id) | 2000-07-27 |
| DE69809958D1 (de) | 2003-01-16 |
| AU744754B2 (en) | 2002-03-07 |
| TW522169B (en) | 2003-03-01 |
| EP1021570A1 (en) | 2000-07-26 |
| BR9814457A (pt) | 2002-01-22 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| SK2952000A3 (en) | Method of making iron and steel | |
| JP5619021B2 (ja) | 製錬炉、製鋼設備、及び製鋼方法 | |
| US6503289B2 (en) | Process for manufacturing molten metal iron | |
| US20230175087A1 (en) | Method for producing liquid pig iron from a DRI product | |
| JP5132155B2 (ja) | 製鉄および製鋼 | |
| JP3509072B2 (ja) | 製鉄・製鋼法 | |
| US8475561B2 (en) | Method for producing molten iron | |
| JP6992604B2 (ja) | リン酸スラグ肥料の製造方法 | |
| RU2813429C1 (ru) | Способ получения жидкого чугуна из продукта dri | |
| JPH0297611A (ja) | 冷鉄源溶解方法 | |
| EP1524322A2 (en) | Method of liquid steel production with slag recycling in a converter, equipment to employ the method | |
| WO2022163200A1 (ja) | 溶鉄の精錬方法 | |
| RU2186854C1 (ru) | Способ доменной плавки | |
| JP3852144B2 (ja) | 溶銑の予備処理方法 | |
| CZ2000755A3 (cs) | Způsob výroby železa a oceli | |
| RU2127316C1 (ru) | Способ выплавки высококремнистого чугуна | |
| JPH0641606B2 (ja) | 鉄系合金溶湯のスラグ浴式溶融還元製造装置および方法 | |
| JPS58197208A (ja) | 金属酸化鉱石の溶融還元方法 | |
| JPS61199010A (ja) | 溶融還元製鉄法 | |
| JPH08120318A (ja) | 精錬炉スラグの再利用方法 | |
| MXPA00002121A (en) | Method of making iron and steel | |
| JPH0696729B2 (ja) | マンガン鉱石の溶融還元を伴う製鋼方法 | |
| JPS62224616A (ja) | 溶融金属の製造法 | |
| JPH03271310A (ja) | クロム鉱石の溶融還元法 | |
| JPH11131121A (ja) | 含鉄冷材を溶解するための熱供給方法 |