SU739120A1 - Method of producing metallized product - Google Patents

Method of producing metallized product Download PDF

Info

Publication number
SU739120A1
SU739120A1 SU762347956A SU2347956A SU739120A1 SU 739120 A1 SU739120 A1 SU 739120A1 SU 762347956 A SU762347956 A SU 762347956A SU 2347956 A SU2347956 A SU 2347956A SU 739120 A1 SU739120 A1 SU 739120A1
Authority
SU
USSR - Soviet Union
Prior art keywords
gas
natural gas
reduction
hydrogen
heating
Prior art date
Application number
SU762347956A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Михаил Эммануилович Бланк
Вениамин Васильевич Червоткин
Борис Александрович Боковиков
Владимир Федорович Князев
Александр Исаакович Гиммельфарб
Александр Михайлович Неменов
Алексей Иванович Медведев
Original Assignee
Всесоюзный научно-исследовательский институт металлургической теплотехники
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Всесоюзный научно-исследовательский институт металлургической теплотехники filed Critical Всесоюзный научно-исследовательский институт металлургической теплотехники
Priority to SU762347956A priority Critical patent/SU739120A1/en
Application granted granted Critical
Publication of SU739120A1 publication Critical patent/SU739120A1/en

Links

Classifications

    • YGENERAL 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
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02PCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P10/00Technologies related to metal processing
    • Y02P10/10Reduction of greenhouse gas [GHG] emissions
    • Y02P10/143Reduction of greenhouse gas [GHG] emissions of methane [CH4]

Landscapes

  • Manufacture And Refinement Of Metals (AREA)

Description

Изобретение относитс  к черной металлургии и может быть использовано на металлургических заводах при получении металлизованного железорудного сырь  дл  доменного и сталеплавильного производства. Известны способы получени  металлизованного продукта в шахтных печах с применением гор чего конвертированного газа, получаемого в специальных конверсионных аппаратах или газокислородных горелках 1. Однако дл  восстановлени , железорудного сырь  в печах подаетс  гор чий восстановительный газ, получение которого  вл етс  сло ным, капиталоемким и дорогосто щим технол гическим процессом. Известен также способ получени  металлизованного продукта из железорудных материалов путем газового восстановлени  последовательно в две стадии газами с различным восстановительным потенциалом в печи кип щего сло , включающий рециркул цию восста новительного газа 2. Недостатком указанного способа  вл етс  необходимость получени  восстановительных газов с высоким восстановительным потевдиалом в специальных аппаратах, что ухудшает техник о-экономические показатели процесса получени  металлизованного сырь . Цель изобретени  - создание способа получени  мета.ш1изованного продукта в шахтнойпечи из кусковой руды, или окатышей с высокими технико-экономическими показател ми, с применением простого и надежного оборудовани  без специальных конверсионных установок дл  получени  конвертированного газа с высоким восстановительным потенциалом. Поставленна  цель достигаетс  тем, что нагрев и восстановление железорудного сырь  до степени восстановлени  40-60% ведут продзтстами неполного сжигани  природного газа с а 0,3-0,5, а окончательное вoccтaнoвлe шe осзтцествл ют нагретой до 600-800° С смесью водорода и природного газа, одновременно с разложением природного газа в той же печи при охлаждении материала от 900-1000° С до 700° С. На фиг. 1 показана схема глубокой металлизации (до 95%) богатых окатышей (Рер§щ 373 66,98%) дл  их дальнейшего передела в сталеплавильном производстве; на фиг. 2 - вариант металлизации р довых . окатышей, например Лисаковского ГОКа ( 54,73%), дл  последующего доменного передела. Установка включает шахтную печь 1, горелку 2, циклоны 3, аппараты 4 мокрой газовой очистки, газодувку 5, рекуператор 6 дл  подогрева воздуха, воздуходувку 7, рекуператор 8 дл  подогрева водорода. Технологический процесс протекает в следующей последовательности (фиг. 1). Нагрев до 900-1000° С и предварительное восстановление окатышей до степени восстановлени  45-50% осуществл етс  в верхней части зоны восстановлени  шахтной нечи 1 продуктами сгорани  природного газа с коэффициентом расхода воздуха а 0,40-0,45. Воздух перед подачей в горелку 2 предварительно подогреваетс  до 500-600° С в рекуператоре 6. Процес нагрева и восстановлени  в верхней части осуществл етс  в противотоке газа и материала. Колошниковый газ отводитс  из печи, проходит аппараты 3 и 4 газоочистки и газодувкой 5 подаетс  на отопление рекуператоров 6 и 8. Оставшийс  газ сбрасываетс  посторонним потребител м . Окончательное восстановление окаты шей до 90-95% осуществл етс  в нижней части зоны восстановлени  нагретым в рекуператоре до 700-800° С водородом в пр мотоке. Дл  по крыти  дефицита водорода, который расходуетс  в процессе восстановлени , в нижнюю часть зоны восстановле1ш  ввод т природный газ. ВОДОРОД с парами влаги выводитс  из нечи при 500-600°С и совместно с газом, пос:гупающим из зоны охлаждени , проходит в алпараты 3 и 4 ошстки и осушки газа и далее рециркул ционной газодувкой 5 подаетс  в зоны охлаждени  и восстановлени  шахтной печи. Охлаждение продукта проводитс  в противотоке холодаым водородом, циркулирующим в замкнутом цикле. Процесс нагрева и восстановлени  окатышей в верхней части шахтной не«ш нровлдитс  продуктами сгорарш  природного газа с ,40-0,45. Око1шательное восстановление окатышей в нижней зоне осуществл етс  в противотоке газа и материала водородом, циркулирующим в замкнутом цикле. Дефицит водорода покрываетс  за счет разложени  природного газа. Водород в смеси с природным газом подаетс  в зону охлаждени  шахтной нечи. После зоны охлаждени  часть газа выводитс  из пеш, остальной водород в смеси с нриродным газом поступает в зону восстановлени , где проход т процессы разложени  природного газа и довосстановлени  железорудного сырь . Расход тепла на протекание эндотермических реакдай разложени  природного газа и восстановлени  окатышей , а также на нагрев газа покрываетс  за счет физического тепла материала, нагретого в верхней зоне до 900-1000° С. Газ выводитс  из зоны восстановлени  и охлаждени , смешиваетс  и направл етс  в аппараты 3 и 4 очистки и осушки газа и рециркул ционной газодувкой 5 подаетс  снова в основание шахтной печи. Расходные показатели и параметры процесса, полученные в результате расчетов процесса металлизаили окатышей Лебединского и Лисаковского ГОКов, сведены в табл. 1 и 2. Таблица 1The invention relates to ferrous metallurgy and can be used in metallurgical plants in the production of metallized iron ore for blast-furnace and steelmaking. Methods are known for producing a metallized product in shaft furnaces using hot converted gas produced in special conversion apparatuses or gas-oxygen burners 1. However, for reducing iron ore raw materials, hot reduction gas is fed into the furnaces, the production of which is layered, capital-intensive and expensive technological process. There is also known a method of obtaining a metallized product from iron ore materials by gas reduction in two stages successively with gases with different reduction potential in a fluidized bed furnace, including recirculation of the reducing gas 2. The disadvantage of this method is the need to obtain reducing gases with a high reduction potential in special devices that worsens the technician about the economic performance of the process of obtaining metallized raw materials. The purpose of the invention is to create a method for producing meta-product in a shaft furnace from lump ore, or pellets with high technical and economic indicators, using simple and reliable equipment without special conversion facilities for producing a converted gas with high reduction potential. The goal is achieved by the fact that heating and reduction of iron ore raw materials to the extent of reduction of 40-60% lead to incomplete combustion of natural gas with a 0.3-0.5, and the final recovery is further heated to a mixture of hydrogen and 600-800 ° C. natural gas, simultaneously with the decomposition of natural gas in the same furnace when the material is cooled from 900-1000 ° C to 700 ° C. FIG. 1 shows a scheme for deep metallization (up to 95%) of rich pellets (Pepper 373 66.98%) for further processing in steelmaking; in fig. 2 - a variant of metallization of the regular ones. pellets, such as Lisakovskogo GOK (54.73%), for the subsequent blast furnace processing. The installation includes a shaft furnace 1, burner 2, cyclones 3, wet gas cleaning devices 4, gas blower 5, recuperator 6 for heating the air, blower 7, recuperator 8 for heating the hydrogen. The technological process proceeds in the following sequence (Fig. 1). Heating up to 900-1000 ° C and pre-reduction of the pellets to a reduction rate of 45-50% is carried out in the upper part of the mine recovery zone 1 with natural gas combustion products with an air flow ratio of 0.40-0.45. The air before being fed into the burner 2 is preheated to 500-600 ° C in the heat exchanger 6. The heating and reduction process in the upper part is carried out in a countercurrent of gas and material. The flue gas is removed from the furnace, gas cleaning devices 3 and 4 pass through and gas blower 5 is fed to the heating of the heat exchangers 6 and 8. The remaining gas is discharged to outside consumers. The final reduction of pellets to 90-95% is carried out in the lower part of the reduction zone heated with hydrogen in a recuperator up to 700-800 ° C with hydrogen in a stream. To cover the deficit of hydrogen that is consumed during the reduction process, natural gas is introduced into the lower part of the reduction zone. HYDROGEN with moisture vapor is removed from nec at 500-600 ° C and together with the gas, coming from the cooling zone, passes into the equipment 3 and 4 oshk and gas drying and then is recycled into the cooling and reduction of the shaft furnace. The product is cooled in countercurrent with cold hydrogen circulating in a closed loop. The process of heating and reducing the pellets in the upper part of the mine is not limited by the products of natural gas burning, 40-0.45. The incremental reduction of pellets in the lower zone is carried out in a countercurrent of gas and material by hydrogen circulating in a closed loop. The lack of hydrogen is covered by the decomposition of natural gas. Hydrogen mixed with natural gas is supplied to the cooling zone of the mine nec. After the cooling zone, a part of the gas is removed from the foot, the rest of the hydrogen mixed with the natural gas enters the reduction zone, where the processes of decomposition of natural gas and the recovery of iron ore raw materials take place. Heat consumption for endothermic reactions of decomposition of natural gas and reduction of pellets, as well as heating of gas is covered by physical heat of the material heated in the upper zone to 900-1000 ° C. The gas is removed from the recovery and cooling zone, mixed and sent to the apparatus 3 and 4, cleaning and drying the gas and the recycle gas blower 5 is supplied again to the bottom of the shaft furnace. The expenditure indicators and process parameters obtained as a result of calculations of the process of metallization or pellets of the Lebedinsky and Lisakovsky GOKs are summarized in table. 1 and 2. Table 1

Температура в рекуператоре, С 600 Коэффициент расхода воздуха в конверсионную горелку, а0,44 0,42 Температура продуктов неполного сгорани  природного газа на входе в печь, ° С1000-1050 Удельный расход продуктов неполного сгорани  природного газа, нм/тм.нр.1250 Температура нодогрева матерма/и в верхней зоне предварительного восстановлени , °С950 600 0,44 0,420,98 - 1 1000-10501100-1200 12502160 9801000-1100Temperature in the heat exchanger, C 600 Coefficient of air flow to the conversion burner, a0.44 0.42 Temperature of products of incomplete combustion of natural gas at the entrance to the furnace, ° С1000-1050 Specific consumption of products of incomplete combustion of natural gas, nm / tm.nr.1250 heating the material / and in the upper zone of the preliminary recovery, ° С950 600 0.44 0.420.98 - 1 1000-10501100-1200 12502160 9801000-1100

Расход осушенного колошникового газа, .пр. на отопление рекуператора дл  подогрева водородаConsumption of dried flue gas,. for heating the heat exchanger for hydrogen heating

на отопление рекуператораfor heating the heat exchanger

дл  подогрева воздухаfor air heating

посторонним потребител мunauthorized consumer

общийcommon

Теплотворна  способностьCalorific ability

осушенного колошникового газа,drained flue gas,

ккал/нмkcal / nm

Расход тепла на 1 т металлизирован окатышей обший, Ккал/тм.пр.Heat consumption per 1 ton is pelletized overall; Kcal / tm.pr.

За вычетом тепла газа, отданногоMinus the heat of gas given off

посторонним потребител м,outsiders,

ккал/тм.пр.kcal / tm.pr.

Степень восстановлени  Р/ % в верхней части печи конечна The degree of reduction P /% in the upper part of the furnace is final.

Состав метализованного продукта р9The composition of the metalized product P9

Fe FeFe Fe

общgeneral

нетnot

FeOFeo

Продолжение табл. 1Continued table. one

2 - 102 - 10

2 . 102 ten

2020

4848

8080

8080

56.7556.75

65,765.7

39.85 39.85

48,2 21,7848.2 21.78

22,522.5

Расход природного газа, .пр.Natural gas consumption,.

на сжигание в конверсионнуюfor conversion to conversion

горелкуburner

на смешение с водородом в цикл рециркул цииby mixing with hydrogen into the recycling cycle

на отопление рекуператора дл  подогрева водородаfor heating the heat exchanger for hydrogen heating

Общий расход, .пр.Total consumption,.

Расход воздуха на конверсионную горелку .пр. Применение способа позволит обеспечить получе1ше металлизованного сырь  в крупных масштабах с высокими технико-экономическими показател ми, так как при этом отпадает потребность в специальных капиталоемких и дорогосто щих конверсионных установках дл  получени  восстановительного газа и в установ ках очистки газа от COj. Предварительный подогрев ивосстановление железорудного материала позволит провести процесс восстанов1лени  закиси железа, которьш лимитирует весь процесс металлизации, с оптимальными параметрами; содержание влаги в водороде не превысит 2,5-3%, температура в зоне воссганов лени  1000-700° С, высокой скоростью и ivianb удельным расходом водорода. Восстановление при высоких температурах позволит получить непирофорный металлизованный продукт. Нали чие сажистого углерода в конечном продукте в кoличectвe 1,5-4,0% и результате разложени  природного газа позволит при плавке металлизованных окатышей в электропечи довосстановить остаточные окислы железа и в необходимой степени науглеродить металл, а при переделе металлизованного сырь  в доменном производстве сократить расход кокса.Air flow to the conversion burner. The application of the method will provide better metallic raw materials on a large scale with high technical and economic indicators, since this eliminates the need for special capital-intensive and expensive conversion plants for producing reducing gas and gas purification units for COj. Preheating and restoration of iron ore material will allow for the process of reducing iron oxide, which limits the whole metallization process, with optimal parameters; The moisture content in hydrogen will not exceed 2.5–3%, the temperature in the lazy zone will be 1000–700 ° C, high speed and ivianb specific hydrogen consumption. Recovery at high temperatures will provide a non-pyrophoric metallized product. The presence of black carbon in the final product in the range of 1.5-4.0% and the result of the decomposition of natural gas will allow for smelting metallized pellets in electric furnaces to remove residual iron oxides and carbonize the metal to the extent necessary, and to reduce the consumption of metallized raw materials in blast furnace production coke.

205205

120 120

56 10156 101

14 23514,235

261261

802802

Claims (2)

1160 Формула изобретени  Способ получени  металлизованного продукта со степенью восстановлени  80-95% в шахтной печи из кусковой руды лли окатышей , включающий двухстадийное газовое восстановление железа из его окислов, рециркул цию восстановительного газа, отличающийс  тем, что, с целью упрощени  технологического процесса и повышени  техникоэкономических показателей, нагрев железорудного сырь  и его восстановледае до степени 40-60% ведут продуктами неполного сгорани  природного газа с а 0,30-0,50, а окончательно восстановление осуществл ют нагретой до 600-800° С смесью водорода и природного газа , одновременно с разложением природного газа в той же печи при охлаждении материала от 900-1000° С до 700° G. Источники информации, прин тые во внимание при экспертизе 1.Кн зев В. Ф. и др. Бескоксова  металурги  железа,М., Металлурги , 1972, с. 64-79, 1160 Claim method A method of producing a metallized product with a reduction rate of 80-95% in a shaft furnace from lump ore or pellets, including two-stage gas reduction of iron from its oxides, recirculation of reducing gas, in order to simplify the process and improve technical and economic indicators, the heating of iron ore raw materials and its restoration to the degree of 40-60% are the products of incomplete combustion of natural gas with a 0.30-0.50, and finally the restoration was carried out are heated to 600-800 ° C with a mixture of hydrogen and natural gas, simultaneously with the decomposition of natural gas in the same furnace when the material is cooled from 900-1000 ° C to 700 ° G. Sources of information taken into account during the examination 1.Kn pharynx VF, et al. Beskox's Iron Metallurgists, M., Metallurgists, 1972, p. 64-79, 2.Патент Фрдации N 1268487, кл, С 21 В, 1960.2. Patent of FREDA N 1268487, class, C 21 V, 1960. «si"Si
SU762347956A 1976-04-15 1976-04-15 Method of producing metallized product SU739120A1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU762347956A SU739120A1 (en) 1976-04-15 1976-04-15 Method of producing metallized product

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU762347956A SU739120A1 (en) 1976-04-15 1976-04-15 Method of producing metallized product

Publications (1)

Publication Number Publication Date
SU739120A1 true SU739120A1 (en) 1980-06-05

Family

ID=20657008

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
SU762347956A SU739120A1 (en) 1976-04-15 1976-04-15 Method of producing metallized product

Country Status (1)

Country Link
SU (1) SU739120A1 (en)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB2342360A (en) * 1998-08-03 2000-04-12 Hatch Ass Ltd A method for the direct reduction of iron oxides in a shaft furnace
RU2590029C1 (en) * 2015-01-12 2016-07-10 Общество с ограниченной ответственностью "Научно-производственное внедренческое предприятие ТОРЭКС" Method for production of sponge iron and shaft furnace therefor
RU2590031C1 (en) * 2015-01-12 2016-07-10 Общество с ограниченной ответственностью "Научно-производственное внедренческое предприятие ТОРЭКС" Method for direct production of sponge iron using gas-oxygen conversion and shaft furnace therefor

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB2342360A (en) * 1998-08-03 2000-04-12 Hatch Ass Ltd A method for the direct reduction of iron oxides in a shaft furnace
US6270550B1 (en) 1998-08-03 2001-08-07 Hatch Associates Ltd. Method for direct reduction of iron bearing pellets or lump iron ore
GB2342360B (en) * 1998-08-03 2002-10-09 Hatch Ass Ltd Shaft furnace for direct reduction of iron bearing pellets or lump iron ore
RU2590029C1 (en) * 2015-01-12 2016-07-10 Общество с ограниченной ответственностью "Научно-производственное внедренческое предприятие ТОРЭКС" Method for production of sponge iron and shaft furnace therefor
RU2590031C1 (en) * 2015-01-12 2016-07-10 Общество с ограниченной ответственностью "Научно-производственное внедренческое предприятие ТОРЭКС" Method for direct production of sponge iron using gas-oxygen conversion and shaft furnace therefor

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP0542885B1 (en) Process for preheating iron-containing reactor feed prior to being treated in a fluidized bed reactor
US9377242B2 (en) Method for treating waste gases from plants for pig iron production
US4380469A (en) Process and apparatus for continuously reducing and melting metal oxides and/or pre-reduced metallic materials
US3189438A (en) Method of and apparatus for reducing iron oxides
US3244509A (en) Halide process for extraction of iron from iron-oxide-bearing materials
AU2005300680A1 (en) Process and plant for producing titania slag from ilmenite
US1871848A (en) Process for producing metal sponge
CN107904398A (en) A kind of short route iron-smelting device and its without Jiao without nitre energy conservation and environmental protection short route iron smelting method
SU739120A1 (en) Method of producing metallized product
US1800856A (en) Treating iron ore
US4111687A (en) Process for the production of intermediate hot metal
RU2590029C1 (en) Method for production of sponge iron and shaft furnace therefor
UA72045C2 (en) A method and a device for producing reprocessable pig iron or liquid steel products from charge materials containing iron ore
US1979729A (en) Production of sponge iron
US3684486A (en) Direct reduction of iron ore and the like
USRE19770E (en) Production of sponge ibxn
Astier et al. Technico-economic potentialities of hydrogen utilization for steel production
US4369059A (en) Process of directly reducing iron oxide containing materials in a rotary kiln
US3607225A (en) Process and apparatus for the direct reduction of iron ores
CA1101204A (en) Process for further use of direct reduction blast furnace gas
US3822125A (en) Flash smelting of iron ore and concentrate
US4470581A (en) Apparatus for selective reduction of metallic oxides
US3331679A (en) Method for reducing iron ore
NO139928B (en) DEVICE FOR CLASSIFICATION AND SORTING (CLASSIFICATION) OF OLD PAPER
US1132684A (en) Roasting of compounds or ores containing zinc.