SU1547713A3

SU1547713A3 - Method and apparatus for producing metals and alloys

Info

Publication number: SU1547713A3
Application number: SU874203623A
Authority: SU
Inventors: Оттеншлегер Эрих; Леопольд Кепплингер Вернер
Original assignee: Фоест-Альпине, Аг (Фирма)
Priority date: 1986-10-30
Filing date: 1987-10-29
Publication date: 1990-02-28
Also published as: CN87107202A; CZ279400B6; UA2124A1; DE3735965A1; JPS63128132A; AU597119B2; KR880005276A; SK768987A3; ZA878021B; ATA288786A; AT386007B; DD262677A5; SK278936B6; CN1011894B; JP2572085B2; CA1327274C; KR950001910B1; PH26200A; DE3735965C2; AU8000487A

Abstract

Изобретение относитс к металлургии, конкретно к получению металлов или сплавов, преимущественно ферросплавов. Цель изобретени - расширение технологических возможностей. По способу получают металлы или металлические сплавы, в особенности ферросплавы, путем восстановлени окислов металлов в восстановительной зоне, образованной слоем угл , через который проходит восстановительный газ. Чтобы получить металлы, имеющие высокое средство к кислороду, кусковой оксидный исходный материал под действием силы т жести направл етс через слой угл , состо щий из трех стационарных слоев A, B, C, причем предусмотрен самый нижний слой A из дегазированного угл , закрывающего жидкий отстойник из восстановленного металла 3 и шлака 4. В средний слой B вводитс кислород или содержащий кислород газ дл получени гор чего восстановительного газа, состо щий, в основном, из CO, а в самый верхний слой C ввод тс гор чие газы из частичек угл и кислорода или кислородсодержащего газа. Устройство дл осуществлени способа содержит реактор 1 шахтного типа, снабженный огнеупорной футеровкой 2. Зона, близка к днищу реактора, служит дл приема жидкого металла и шлака. В верхней части реактора имеетс загрузочное отверстие 7 дл подачи кускового угл и отверстие 8 дл кускового оксидного материала. В боковые стенки реактора встроены трубы 9 дл вдувани кислорода или кислородсодержащего газа. Эти трубы расположены в пограничной зоне между слоем A и слоем B. Между слоем B и слоем C встроены горелки 10, в которые вводитс смесь из пылевидных частиц угл и кисловала. 1 табл.л.а.рубинован.а.цалихина628.54геевич+753841711 123007 москва11629.7.023.2581.325ова69.057.4:624.016.7.002.51.682.9цThe invention relates to metallurgy, specifically to the production of metals or alloys, preferably ferroalloys. The purpose of the invention is the expansion of technological capabilities. The method produces metals or metal alloys, in particular ferroalloys, by reducing metal oxides in the reduction zone formed by the layer of coal through which the reducing gas passes. In order to obtain metals having a high means for oxygen, the lumpy oxide raw material under the action of gravity is guided through a layer of coal consisting of three stationary layers A, B, C, and the lowest layer A of degassed coal is provided, covering the liquid sump from reduced metal 3 and slag 4. In the middle layer B is introduced oxygen or oxygen-containing gas to produce a hot reducing gas, consisting mainly of CO, and in the uppermost layer C, hot gases from particles of coal and oxygen are introduced. yes or oxygen-containing gas. An apparatus for carrying out the method comprises a shaft-type reactor 1 equipped with a refractory lining 2. A zone close to the bottom of the reactor serves to receive liquid metal and slag. In the upper part of the reactor there is a charging opening 7 for feeding lumpy coal and an opening 8 for lumpy oxide material. Tubes 9 for injection of oxygen or oxygen-containing gas are embedded in the side walls of the reactor. These pipes are located in the boundary zone between layer A and layer B. Burners 10 are embedded between layer B and layer C, in which a mixture of coal dust particles and acid is introduced. 1 tabl.a.rubinovan.a.tsalikhina628.54geevich + 753841711 123007 Moscow 11629.7.023.2581.325OV69.057.4: 624.016.7.002.51.682.9ts

Description

Изобретение относитс к металлургии , конкретно к получению металловThe invention relates to metallurgy, specifically to the production of metals.

или металлических сплавов, преимущественно ферросплавов.or metal alloys, mainly ferroalloys.

Цель изобретени расширение технологических возможностей.The purpose of the invention is the expansion of technological capabilities.

Предлагаемый способ позвол ет получить в реакторе дл взаимодействи газов и расплава металлов металлы и металлические сплавы, в частности фер1 росплавы, такие как ферромарганец, феррохром и ферросилиций, из кускового окисного исходного материала, причем металл, i имеет такое высокое сродство к кислороду, что он реагирует с элементарным углеродом только выше 1000ЙС0The proposed method makes it possible to obtain metals and metal alloys, in particular ferroalloys, such as ferromanganese, ferrochrome and ferrosilicon, from lumpy oxide starting material in the reactor for the interaction of gases and molten metals, from metal, i has such a high affinity for oxygen that reacts with elemental carbon only above 1000 ° C

Согласно, предлагаемому способу пусковой окисный исходный материал под действием силы т жести направл етс через стационарный слой угл , состо щий из трех слоев (А, В, С), причем нижний слой А состоит из дегазированного угл и покрывает жидкий отстойник (отстой) из восстановленного металла и шпака, в средний слой В вводитс кислород или газ, содержащий кислород, дл получени гор чего восстановительного газа, состо щего, в основном, из СО, ; в верхний слой С ввод тс горючие газы из частичек угл и кислорода или содержащего кислород га за „According to the proposed method, the starting oxide starting material under the force of gravity is directed through a stationary coal layer consisting of three layers (A, B, C), the lower layer A consisting of degassed coal and covering the liquid sump from the reduced metal and a keg; oxygen or a gas containing oxygen is introduced into the middle layer B to produce a hot reducing gas consisting mainly of CO,; combustible gases from particles of coal and oxygen or oxygen-containing gas are introduced into the upper layer C

Примен етс преимущественно куско вс л кислый исходный материал с величиной кусков мм, преимущественно 10-30 мм,Primarily, a piece of lump of sour raw material with a size of pieces of mm, preferably 10-30 mm, is used.

„ Целесообразно дл образовани стационарных слоев примен ть уголь с величиной кусков 1 мм, в частности ммвIt is advisable to use charcoal with lump size of 1 mm, in particular mmv, to form stationary layers.

По преимущественному варианту исполнени толщины среднего и верхнего стационарных слоев составл ет 1-А м.According to the preferred embodiment, the thickness of the middle and upper stationary layers is 1-A m.

Из отход щего газа, проход щего через стационарные слои угл (восстановительные зоны), выдел ютс пылевидные частички угл , которые преимущественно а гор чем состо нии вместе с кислородом или ю лородсодержащим газом подвод тс к горелкам, направленным в верхний стационарный слой.Dust-like particles of coal are emitted from the exhaust gas passing through the stationary layers of coal (reducing zones), which are predominantly in a hot state with oxygen or hydrogen-containing gas supplied to the burners directed to the upper stationary layer.

5five

В качестве угл примен етс преиму- щественно такой уголь, который после дегазации сохран ет свой кусковой характер (вид), так что при величине кусков 5°ЮО мм, преимущественно мм, после дегазации еще по меньр шей мере 50% полученного дегазированного угл имеет прежнюю величину зерен ( мм или мм), а остатокAs coal, predominantly such coal is used, which, after degassing, retains its lumpy character (appearance), so that with a lump size of 5 ° OO mm, mostly mm, after degassing, at least 50% of the degassed coal obtained remains the size of the grains (mm or mm), and the remainder

00

5five

00

5five

00

существует в виде кусков более мелкой фракции.exists in the form of pieces of a smaller fraction.

Способ обеспечивает при сохранении всех преимуществ процесса восстановлени в шахтных печах, где используетс энерги ископаемых веществ, металлургическую реакцию в стационарном слое с элементарным1углеродом, котора нужна дл восстановлени окислов неблагородных металлов, а также хорошее разделение металла и шлака. Коксование или дегазаци углей может осуществл тьс без образовани смолы или других конденсированных соединений . Образованный при дегазации угл газ действует как дополнительное восстановительное средство к восстановительным газам, образованным из дегазируемого углкThe method provides, while retaining all the advantages of the reduction process in shaft furnaces, where fossil energy is used, a metallurgical reaction in a stationary layer with elemental carbon that is needed to reduce non-precious metal oxides, as well as good separation of metal and slag. Coking or degassing of coal can be carried out without forming resin or other condensed compounds. The carbon formed during degassing acts as an additional reducing agent to the reducing gases formed from the degassed carbon.

Кроме того, восстановление окислов неблагородных элементов, например кремни хрома, марганца, может осуществл тьс без применени электрической энергии. Согласно предлагаемому способу энерги , необходима дл дегазации (коксовани ) угл , управл етс простым образом, так как мелкие куски (меньше 5 мм) вынос тс с гор чими отход щими газами из реактора дл взаимодействи газов с расплавом металлов, сепарируютс , возвращаютс в верхнюю зону, где происходит вдувание , в кислородсодержащий газ и с помощью кислородсодержащего газа окисл ютс , при этом освобождаетс тепло.In addition, the reduction of oxides of non-precious elements, such as silicon, chromium, manganese, can be carried out without the use of electrical energy. According to the proposed method, the energy required for coal degassing (coking) is controlled in a simple manner, since small pieces (less than 5 mm) are carried with hot exhaust gases from the reactor to react gases with molten metals, separated, returned to the upper zone where the injection takes place, into the oxygen-containing gas and with the help of the oxygen-containing gas is oxidized, while the heat is released.

Характер разрушени зерен провер етс тем, что фракци из частиц от 16 до 20 мм подвергаетс дегазации в течение 1 ч в камере, нагретой до 1 00°С„ Объем камеры составл ет 12 дм3. После охлаждени путем промывки холодным инертным газом определ етс распределение кусков (по фракци м ) .The nature of the destruction of the grains is verified by subjecting the fraction of particles from 16 to 20 mm to degassing for 1 hour in a chamber heated to 1200 ° C. The chamber volume is 12 dm3. After cooling by rinsing with a cold inert gas, the distribution of the lumps (by fraction) is determined.

На чертеже представлена схема реактора дл взаимодействи газов с расплавом металла с присоедин емыми к нему дополнительными устройствами.The drawing shows a diagram of a reactor for the interaction of gases with a molten metal with attachments to it.

Устройство содержит реактор 1 шахтного типа, снабженный огнеупорной футеровкой 2, Зона, близка к днищу реактора, служит дл приема расплавленного жидкого металла 3 и расплавленного жидкого шлака 4. Реактор имеет выпускное отверстие 5 Дл металла и отверстие 6 дл выпуска шлака. В верхней части реактора предусмотреноThe device contains a shaft-type reactor 1, equipped with a refractory lining 2, a zone close to the bottom of the reactor, which serves to receive molten liquid metal 3 and molten liquid slag 4. The reactor has an outlet 5 for metal and a hole 6 for slag production. In the upper part of the reactor is provided

загрузочное отверстие 7 дл подачи кускового угл и загрузочное отверстие 8 дл кускового окисного исходного материала. Выше отстойника дл жидких продуктов образован стационарный слой угл , состо щий из трех слоев: нижний слой А из дегазированного угл , над ним средний слой В, пронизываемый газом из дегазированного угл , а над ним слой С из кускового угл , пронизываемый газом.feed inlet 7 for feeding lumpy coal and feed inlet 8 for lumpy oxide starting material. Above the settler for liquid products, a stationary coal layer is formed, consisting of three layers: a lower layer A of degassed coal, above it a middle layer B, penetrated by a gas of degassed coal, and above it a layer C of lumpy coal, penetrated by gas.

В боковые стенки оеактора 1 встроены трубы 9 дл вдувани кислорода или кислородсодержащих газов. Эти трубы расположены в пограничной зоне между стационарными сло ми А и В.Tubes 9 for injecting oxygen or oxygen-containing gases are built into the side walls of the reactor 1. These pipes are located in the boundary zone between the stationary layers A and B.

В пограничной зоне между сло ми В и С встроены горелки 10, в которые вводитс смесь из пылевидных частиц угл и кислорода или Кислородсодержащих газов. От верхней части реактора 1 отходит отвод ща магистраль 11, подвод ща отход щие газы в циклон 12 дл очистки гор чих запыленных газов. Пылевидные частички угл , взвешенные в отход щем газе в виде суспензии, сепарируютс в циклоне 12 и от разгрузочного конца циклона 12, в котором предусмотрено дозирующее устройство 13, подвод тс по трубопроводу 14 к расположенным по ободу горелкам 10. К горелкам 10 ведет магистраль 15 дл кислородсодержащих газов . С помощью дозирующего устройства 13 может регулироватьс уровень заполнени циклона 12 и учитыватьс его сепарирующее действие. От верхней части циклон 12 отход щий газ отводитс по магистрали 16,In the boundary zone between layers B and C, burners 10 are embedded, in which a mixture of dust particles of coal and oxygen or oxygen-containing gases is introduced. From the upper part of the reactor 1, an exhaust line 11 leaves, supplying the exhaust gases to the cyclone 12 for purifying hot dusty gases. The pulverized particles of coal suspended in the exhaust gas as a suspension are separated in the cyclone 12 and from the discharge end of the cyclone 12, in which the metering device 13 is provided, are supplied via conduit 14 to the burners 10 located along the rim 10. The burners 10 are connected to the burner 10 for 15 oxygen-containing gases. By means of the metering device 13, the filling level of the cyclone 12 can be adjusted and its separation effect taken into account. From the top of the cyclone 12, the waste gas is removed through line 16,

Способ реализуетс следующим образом .The method is implemented as follows.

Через загрузочные отверсти в - верхней части реактора совместно вво- д тс уголь и кусковой окисный исходный материал. Уголь в стационарном слое С дегазируетс (коксуетс ). Необходимое дл дегазации тепло поступает от гор чих восстановительных га- з,ов, поднимающихс из стационарного сло В, а таким образуетс при сгорании частичек угл , сжигаемых с помощью кислородсодержащих газов в горелках 10. Толщина сло С выбираетс такой, что выход щий из сло С газ имеет минимальную температуру (950°С) В результате смола и другие конденсируемые соединени крекируютс , темCoal and lumpy oxide raw material are jointly injected through the inlet holes in the upper part of the reactor. Coal in fixed bed C is degassed (coked). The heat required for degassing comes from hot reducing gases, s, rising from the stationary layer B, and this is formed during the combustion of coal particles burned with oxygen-containing gases in the burners 10. The thickness of the layer C is chosen such that the gas has a minimum temperature (950 ° C). As a result, the resin and other condensable compounds are cracked, thereby

10ten

77137713

самым исключаетс забивание верхнего стационарного сло С, Как показала практика, наиболее рациональна толщина сло С 1-4 м. Толщина стационарного сло В составл ет таким 1-4 м.Most blocking of the upper stationary layer C is excluded. As practice has shown, the most rational thickness of the layer is 1-4 m. The thickness of the stationary layer B is 1-4 m.

Дегазированный в стационарном слое С уголь при падении вниз образует стационарный слой В.The coal degassed in the stationary layer C, when falling down, forms a stationary layer B.

Кусковой окисный исходный материал расплавл етс в стационарном слое В и восстанавливаетс элемен тарным углеродом. Тепло, необходимое 15 дл расплавлени и восстановлени , получаетс в результате газификации гор чих дегазированных углей с помощью содержащих кислород газов, вводимых в реактор через вдувные труб- 20 ки 9. Возникающий в стационарном слое В расплавленный жидкий металл и расплавленные флюсы стекают вниз и собираютс ниже стационарного сло А и затем выпускаютс из реактора.The lumpy oxide starting material is melted in a stationary layer B and is reduced by elemental carbon. The heat required for melting and reduction is obtained by gasifying hot degassed coals with oxygen-containing gases introduced into the reactor through injection tubes 9. The molten liquid metal and the melted fluxes flowing in the stationary layer B flow down and collect fixed bed A and then discharged from the reactor.

2525

Claims

1. A method of producing metals or alloys, preferably ferro-BOB, including the reduction of metal oxides with a fraction of 6-50 mm in the reduction zone formed by a layer of coal located above the molten metal and slag, and blowing a reducing gas through this layer of coal, characterized by that, in order to expand technological capabilities, lumpy oxide material is fed from above into the reduction zone consisting of three layers of coal (A, B, C), while the lower layer (A) covering the liquid metal and slag melt of degassed carbon, into the middle layer (B) is blown oxygen or oxygen-containing gas and in the top layer (C) is blown into a combustible mixture of coal particles and oxygen or an oxygen-containing gas.

2. Method according to claim, characterized in that for the formation of stationary layers of coal (A, B, C) coal is used with a fraction of 5-100 mm, preferably mm.

3. Method 1 and 2, characterized in that the thickness from the middle (B) and upper (C) layers of coal is 1-4 m.