UA45459C2 - Спосіб отримання рідкого чавуну або рідких напівфабрикатів сталі та установка для здійснення цього способу - Google Patents

Abstract

У способі отримання рідкого чавуну (43) або рідких напівфабрикатів сталі із завантажувальних речовин, що складаються із залізняку (5) і флюсів, які принаймні частково містять дрібнодисперсну фракцію, залізняк піддають прямому відновленню в губчасте залізо як мінімум на двох стадіях відновлення (1, 2) способом псевдозрідженого шару, губчасте залізо плавлять в плавильно-газифікаційній зоні (39) при подачі носіїв вуглецю і кисневмісного газу і отримують відновний газ, який містить СО і Н2, який вводять у відновні зони стадій відновлення (1, 2), де він вступає в реакцію, далі його відводять у вигляді доменного газу і, можливо, подають споживачу. Для забезпечення однорідного відновлення залізняку при оптимальному використанні відновного газу залізняк (5) на першій стадії відновлення (1) за допомогою відновного газу фракціонують як мінімум на дві фракції з різним розподілом розмірів зерна, кожну фракцію відновлюють відновним газом в окремому псевдозрідженому шарі (6, 15), де відновним газом підтримують перший псевдозріджений шар (6), який містить великодисперсну фракцію, і відділяють від нього дрібнодисперсну фракцію, і де, крім того, відновний газ додатково вводять безпосередньо в наступний псевдозріджений шар (15), відновлений залізняк (5) відводять як з першого, так і з наступного псевдозрідженого шару (6, 15), і дрібнодисперсну і великодисперсну фракції, відновлені на першій стадії відновлення (1), піддають подальшому відновленню на наступній стадії відновлення (2), працюючій так само, як і перша стадія відновлення (1), а з останньої стадії відновлення (2) дрібнодисперсну фракцію вводять в плавильно-газифікаційну зону (39) з одночасним утворенням агломератів при подачі кисню, переважно через пальник (38), а великодисперсну фракцію подають безпосередньо в плавильно-газифікаційну зону (39) під дією сили тяжіння.

Description

Опис винаходу

Винахід відноситься до способу отримання рідкого чавуна або рідких напівфабрикатів сталі із 2 завантажувальних речовин, що складаються із залізняку і флюсів, які принаймні частково містять дрібнодисперсну фракцію, в якому залізняк піддають прямому відновленню в губчасте залізо як мінімум на двох стадіях відновлення з псевдозрідженим шаром, в плавильно-газифікаційній зоні при подачі носіїв вуглецю і кисневмісного газу плавлять губчасте залізо і отримують відновний газ, який містить СО і Н 5, який вводять у відновні зони стадій відновлення, де він вступає в реакцію, далі його відводять у вигляді доменного газу і, 70 можливо, подають споживачу, і до установки для здійснення цього способу.

Спосіб відновлення руди з подальшим плавленням, відомий, наприклад, з ЕР- А-0594557. У цьому відомому способі, відповідно до переважного варіанту здійснення, відновлення здійснюють в двох роздільних зонах відновлення, з'єднаних послідовно, де відновний газ, що виходить з першої зони відновлення, подають у другу зону відновлення, приєднану таким чином, що вона передує першій зоні відновлення в напрямі течії 15 дрібнодисперсної руди, тобто в протилежному напрямі, а звідти під тиском подають в зону попереднього нагріву.

Кожна з двох зон відновлення включає верхню частину, в якій відновлюються в псевдозрідженому шарі дрібнодисперсні тверді частинки, Її нижню частину, в яку опускаються більш великі тверді частинки і в якій вони відновлюються в проникному нерухомому шарі.

Таким чином, є перевага в порівнянні з одностадійним прямим відновленням, тобто з прямим відновленням, 20 що використовує тільки одну зону відновлення; вказана перевага складається, насамперед, в низькому споживанні відновного газу, оскільки технічно процеси відновлення вимагають температури відновлення мінімум 750"С, внаслідок чого мінімальна температура відновного газу, що виходить із зони відновлення, неминуче становить 75070.

Оскільки внаслідок технічних причин неприпустимо, щоб відновний газ з плавильно-газифікаційного апарату с 29 мав температуру вище за 9502С, доступний тільки температурний градієнт близько 2007С; це означає, що може (У бути використано лише поряд одної третини фізичного тепла відновного газу. Щоб підтримувати вищепоказаний температурний рівень, в одностадійном способі відновлення було б необхідно використати відновний газ в кількостях, які в декілька разів перевищують кількість, необхідну для відновлення. Це привело б до неефективного використання відновного газу і, отже, до високого рівня споживання вугілля в Ф 30 плавильно-газифікаційном апараті. юю

Хоч цей відомий спосіб довів свою цінність, однак при переробці цим способом руд з різними розмірами зерна, зокрема при переробці руд, які містять трохи більшу кількість дрібнодисперсної руди (наприклад, т рядової руди з рудника), можуть виходити різні ступеня відновлення для дрібнодисперсної фракції і юю крупнодисперсної фракції залізняку. Рішення цієї проблеми утруднено, і в даному відомому способі неможливо

Зо відрегулювати час перебування в реакційних ємностях дрібнодисперсної фракції залізняку незалежно від часу З перебування крупнодисперсної фракції.

У даному відомому способі повністю відновлена дрібнодисперсна фракція руди із зони відновлення, яка розташована безпосередньо перед плавильно-газифікаційною зоною, завантажується в « плавильно-газифікаційну зону окремо від грубої фракції руди, а саме - на висоті псевдозрідженого шара, З7З створеного над нерухомим шаром плавильно-газифікаційної зони. Таким чином, запобігається винесення с дрібнодисперсної фракції відновним газом, який отримують в плавильно-газифікаційній зоні. Якщо "з псевдозріджений шар переобтяжений дрібнодисперсною фракцією, то може статися порушення структури псевдозрідженого шара з подальшою закупоркою газу. Це приводить до вулканічних вибухів газу. Таким чином, процес газифікації носіїв вуглецю і процес плавлення відновленого залізняку, тобто губчастого заліза, помітно порушується. У результаті можуть виникати неуправляемі коливання тиску і кількості відновного газу, що те виробляється, а також утворення відновного газу з несприятливим для процесу відновлення складом. 1 З патентної заявки КК 94-38980 відомий первісний спосіб описаного типу, в якому із зони відновлення, розташованої безпосередньо перед плавильно-газифікаційною зоною, частково відновлена дрібнодисперсна т частина руди виноситься відновним газом і подається в окрему зону відновлення дрібнодисперсної руди. Звідти 1 90 повністю відновлена дрібнодисперсна руда також передається в опсевдозріджений шар плавильно-газифікаційного апарату, як і в ЕР-А-0594557, так що і в цьому способі в плавильно-газифікаційном шо апараті можуть відбуватися описані вище порушення.

У відповідності з КК 94-38980, руда зазнає часткового відновлення в першій зоні відновлення, при цьому дрібнодисперсна фракція і крупнодисперсна фракція відновлюються разом в одній зоні відновлення. Це приводить до тих же недоліків, що і в ЕР-д-0594557, тобто до неоднакового ступеня відновлення

ГФ) дрібнодисперсної фракції і крупнодисперсної фракції руди в цій зоні відновлення. 7 Винахід направлений на усунення цих недоліків і труднощів і ставить своєю задачею створення способу спочатку описаного типу і установки для здійснення цього способу, за допомогою якого не тільки досягається рівномірне відновлення дрібнодисперсної фракції і крупнодисперсної фракції руди, але в якому також бо забезпечується ефективне використання відновного газу, за рахунок того, що процес відновлення є багатостадійним, як мінімум, двохстадійним. Крім того, в цьому способі запобігається можливість порушень режиму процесу плавлення і процесу виробітки відновного газу в плавильно-газифікаційній зоні.

У способі описаного типу ця задача по винаходу вирішується за рахунок того, Що кожна з двох стадій відновлення включає два окремих псевдозріджених шара, при цьому на першій стадії бо відновлення залізняк за допомогою відновного газу фракціонують як мінімум на дві фракції, кожна з яких має різний розподіл розмірів зерна, а саме - як мінімум одну крупнодисперсну фракцію і як мінімум одну дрібнодисперсну фракцію, кожну фракцію відновлюють відновним газом в окремому псевдозрідженому шарі, де відновним газом підтримують перший псевдозріджений шар, який містить крупнодисперсну фракцію, і відділяють від нього дрібнодисперсну фракцію, і де, крім того, відновний газ додатково вводять безпосередньо в наступний псевдозріджений шар, в такій кількості і/або з таким хімічним складом, що в цьому псевдозрідженому шарі забезпечується відновлення дрібнодисперсної фракції до заданого ступеня металізації протягом заданого часу, і 70 відновлений залізняк відводять як з першого, так і з наступного псевдозрідженого шара, і дрібнодисперсна і крупнодисперсна Фракції, відновлені на першій стадії відновлення, піддають подальшому відновленню на наступній стадії відновлення, яка працює так само, як і перша стадія відновлення, а з останньої стадії відновлення дрібнодисперсну фракцію вводять в плавильно-газифікаційну зону з одночасним утворенням агломератів при подачі кисню, переважно через пальник, а крупнодисперсну фракцію подають безпосередньо в плавильно-газифікаційну зону під дією сили важкості.

Завантаження відновленої дрібнодисперсної фракції в плавильно-газифікаційну ємність при шляху пальника сама по собі відома з патентної заявки КК 92-27502. Однак в цьому способі відновлення відновним газом здійснюється на одній стадії, а плавлення руди, яка лише частково відновлюється в одностадійном способі, відбувається за допомогою так званого способу "у ванні". Відповідно до цього способу, в реакційній ємності го знаходиться тільки розплав металу, покритий шаром розплавленого шлаку, без нерухомого шару і без псевдозрідженого шару. Вугілля, що завантажується, газифікує шар шлаку, в якому повністю відновлюється частково відновлена руда. Однак механізм процесу відновлення абсолютно інакший, ніж в процесі спочатку описаного типу і в процесі по даному винаходу, оскільки під час часткового відновлення при допомозі Н 2 відбувається відновлення Ре2О53 до Еео, а потім відбувається повне відновлення частково відновленої руди в сч плавильно-газифікаційній ємності за допомогою вуглецю, тобто по рівнянню БеО - С о - Ре - СО. Тому такі способи плавлення "у ванні" корінним чином відрізняються від способу описаного вище, оскільки відновлення і) відновним газом проводиться лише до незначної міри, зокрема, до міри відновлення біля 3095. Для повного відновлення в плавильно-газифікаційном реакторі потрібно високий процентний вміст вуглецю в порівнянні зі способом по винаходу, в той час як в способі описаному вище типу і в способі по винаходу відновлення до міри ду зо 9095 або вище здійснюється виключно за допомогою відновного газу. Оскільки в способі "у ванні" відсутній нерухомий шар і псевдозріджений шар, проблема, яка належить рішенню в даному винаході, не виникає. юю

Відповідно до переважного варіанту здійснення, на обох стадіях відновлення розподіл розмірів зерна «г відділеної дрібнодисперсної фракції регулюють як функцію загального розподілу розмірів зерна шляхом регулювання кількості відновного газу, що подається в перший псевдозріджений шар в одиницю часу, а ступінь о відновлення дрібнодисперсної фракції в той же час регулюють шляхом регулювання кількості повторного «Е відновного газу, який безпосередньо подають в цю фракцію додатково.

Спрощений варіант способу по винаходу передбачає, що дрібнодисперсна і крупнодисперсна фракції, відновлені на першій стадії відновлення, потім разом відновлюють в першому псевдозрідженому шарі наступної стадії відновлення, а дрібнодисперсну фракцію відділяють знов і подають в наступний псевдозріджений шар, де « піддають подальшому відновленню. в с Переважно дрібнодисперсну фракцію, відновлену на першій стадії відновлення, подають в наступний . псевдозріджений шар наступної стадії відновлення безпосередньо, і там піддають подальшому відновленню. а Інший спрощений варіант способу, що передбачається винаходом, відрізняється тим, що замість введення через пальник, дрібнодисперсну фракцію вводять в плавильно-газифікаційну зону в безпосередній близькості до пристрою подачі кисню, що відкривається в плавильно-газифікаційну зону. їх Установка для здійснення способу по винаходу, що включає як мінімум дві секції відновлення, розташовані послідовно, з яких в першу реакційну ємність йде транспортувальний трубопровід для завантажувальних о речовин, що складаються із залізняку і флюсів, живильний трубопровід для відновного газу і транспортувальний їх трубопровід, призначений для продукту відновлення, що утворюється в згаданій реакційній ємності, і ведучий в 5о наступну секцію відновлення з реакційною ємністю, а також відвідний трубопровід для доменного газу, де о живильний трубопровід для відновного газу утворить відвідний трубопровід для відновного газу з наступної

Ге секції відновлення, а наступний транспортувальний трубопровід для продукту відновлення, що утворюється в наступній секції відновлення, входить в плавильно-газифікаційний апарат, забезпечений подаючими трубопроводами для кисневмісних газів і носіїв вугледю, а також відведенням для чушкового чавуна або ов напівфабрикату стали і шлаку, де живильний трубопровід для відновного газу, що утворюється в плавильно-газифікаційном апараті який входить в наступну секцію відновлення, виходить з

Ф) плавильно-газифікаційного апарату, відрізняється тим, що кожна з секцій відновлення оснащена як мінімум ка двома реакційними ємностями, розташованими послідовно в напрямі течії залізняку, при цьому кожна реакційна ємність містить окремий псевдозріджений шар, і одним живильним трубопроводом для відновного газу, бр паралельно ведучим в кожну з згаданих реакційних ємностей, де з реакційної ємності, яка розміщена першою в напрямку течії залізної руди, виходить відвідний пристрій для відновного газу, яке входить в другу реакційну ємність тієї ж секції відновлення, призначену для дрібнодисперсної фракції відновної залізної руди, а з кожної реакційної ємності вийде транспортувальний трубопровід для продукту відновлення, і де, крім того, два транспортувальних трубопроводи, що виходять з першої секції відновлення, входять в наступну секцію 65 відновлення, а транспортувальні трубопроводи, що виходять з наступної секції відновлення - у випадку, якщо вони утворять останню секцію відновлення - ведуть окремо в плавильно-газификаційний апарат, а саме,

транспортувальний трубопровід, що виходить з першої реакційної ємності останньої секції відновлення, входить в плавильно-газифікаційний апарат безпосередньо, а транспортувальний трубопровід, що виходить з другої реакційної ємності останньої секції відновлення, входить в плавильно-газифікаційний апарат на дільниці, Збагаченій киснем, переважно через пальник.

Згідно з переважним варіантом здійснення, два транспортувальних трубопроводи, що виходять з першої секції відновлення, входять в наступну секцію відновлення разом.

Транспортувальний трубопровід, що виходить з наступної реакційної ємності секції відновлення, може входити в наступну реакційну ємність послідовно розташованої секції відновлення безпосередньо. 70 Інший переважний варіант здійснення відрізняється тим, що першій секції відновлення передує ємність попереднього нагріву для залізняку, в який входить газовий трубопровід, що передає доменний газ з першої секції відновлення.

Далі винахід описаний більш детально з посиланням на декілька зразкових варіантів здійснення, де на кожній з фіг.1 - З схематично зображена переважна конструкція установки по винаходу. Фіг.4 відноситься до /5 Зразкового варіанту, що включає плавильно-газифікаційний апарат модифікованої конструкції.

Установка по винаходу у відповідності з фіг.1 включає дві стадії відновлення або секції відновлення 1 і 2, розташовані послідовно, де залізняк - можливо, в суміші з флюсами - містить принаймні дрібнодисперсну частину (далі звану дрібнодисперсною фракцією) і крупнодисперсну частину (далі звану крупнодисперсною фракцією) і, можливо, вже заздалегідь нагріта, через живильний трубопровід руди З подається в першу секцію

Відновлення 1. У ній здійснюється часткове відновлення і - у випадку, якщо залізняк ще не був нагрітий - попередній нагрів. Ця перша секція відновлення 1 має другу конструкцію:

Секція відновлення 1 включає першу реакційну ємність 4, що вміщає перший псевдозріджений шар 6, створений залізною рудою 5. Псевдозріджений шар 6 підтримується відновним газом, який подається радіальне симетрично через живильний трубопровід 7, що виходить з кільцевого трубопровода 8, в навколишню реакційну с ов ЄМНІСТЬ 4. Живильний трубопровід руди З входить в реакційну ємність 4 збоку.

У нижнього торця реакційної ємності 4, що звужується у вигляді усіченого конуса, є розвантажувальний і) пристрій 10 для частково відновленого залізняку. У верхнього торця першої реакційної ємності 4, що має відповідний круглий поперечний перетин 11, на деякій відстані вище псевдозрідженого шару б є відвідний пристрій для відновного газу 12, орієнтований в приблизно вертикальному напрямі, з круглим поперечним б зо перетином 13, звуженим в порівнянні з поперечним перетином реактора 11. Таким чином, відвідний пристрій 12 утворить звуження у вигляді сопла. Вертикальне розташування відвідного пристрою 12 забезпечує рециркуляцію о більш великих частинок руди, які можуть захоплюватися потоком відновного газу, що йде вгору, або агломератів, -«ф що утворюються під час відновлення в псевдозрідженому шарі 6.

Безпосередньо над першою реакційною ємністю 4 розташована наступна реакційна ємність 14, що вміщає о наступний псевдозріджений шар 15. У цю наступну реакційну ємність 14, що має круглий поперечний перетин 16, «Е більший, ніж поперечний перетин 11 першої реакційної ємності 4, входить відвідний пристрій 12 першої реакційної ємності 4 через розташований радіальне симетричний, тобто по центру, отвір подачі газу 17, через який відновний газ, що виходить з першої реакційної ємності 4 разом із захопленою ним частиною залізняку 5, розмір зерна якої лежить в нижній області розподілу розмірів зерна (дрібнодисперсна фракція), входить в « псевдозріджений шар 15 і підтримує його. Нижній торець другої реакційної ємності 14 також виконаний в формі пт») с усіченого конуса, а сама реакційна ємність 14 консольне виступає в радіальному напрямі назовні відносно першої реакційної ємності 4 в формі кільця, тобто забезпечена виступаючим назовні кільцеподібним ;» розширенням 18.

У цього розширення 18 друга реакційна ємність 14 забезпечена радіальне симетричним газорозподільним дном 19 для прямої подачі повторного відновного газу, що вставляється через живильний трубопровід 20, який їх додатково, разом з відновним газом, що подається в реакційну ємність 14 з першої реакційної ємності 4, служить не тільки для підтримки псевдо зрідженого шару 15 в другій реакційній ємності 14, але також і для о достатнього відновлення дрібнодисперсної руди 5, що знаходиться в цьому псевдозрідженому шарі 15. У цьому їх випадку використовується також відновний потенціал відновного газу, що виходить з першої реакційної ємності 4. Газорозподільне дно 19, яке може бути виконане у вигляді перфорованого дна, гратчастого дна, клапанного о піддону, барботажной тарілки і т.п., сконструйовано звуженим (приблизно в формі усіченого конуса) до

Ге центрального газоподаючого отвору 17, так що більш великі частинки руди або агломерати, що утворюються із них, падають зворотно в псевдозріджений шар б першої реакційної ємності 4 і зазнають там подальшого відновлення. Живильні трубопроводи для газу 7 і 20 забезпечують паралельну подачу газу.

Наступна реакційна ємність 14 у верхнього торця забезпечена розширенням 21, яке також виступає радіальне назовні, тобто у вигляді консолі, внаслідок чого швидкість газу на деякій відстані вище (Ф, псевдозрідженого шару 15 помітно знижується, наприклад, приблизно до половини швидкості газу всередині ка псевдозрідженого шару 15, що спричиняє різке зниження кількості пилу, що виноситься відпрацьованим відновним газом, який йде вгору через відвідний трубопровід 22. Відпрацьований відновний газ очищається в бо Чиклоні 23, з якого відділені дрібнодисперсні частинки можуть повертатися зворотно в псевдозріджений шар 15 наступної реакційної ємності 14 через рециркуляційний трубопровід 24. Наступна реакційна ємність 14 оснащена окремим розвантажувальним пристроєм 25, виконаним у вигляді транспортувального трубопроводу, для дрібнодисперсної руди 5, відновленої в ній.

Всередині секції відновлення 1 здійснюється розділення залізняку 5, що завантажується з широким 65 діапазоном розмірів зерна (наприклад, розміри зерна можуть коливатися від 0,01 до мм), шляхом сортування за допомогою відновного газу, на крупнодисперсну фракцію і дрібнодисперсну фракцію, тобто на фракції з різним розподілом розмірів зерна. Таким чином, є можливість оптимального регулювання режиму потоку для псевдозрідження і часу перебування залізняку до спікання частинок.

Завдяки звуженню 12, виконаному в формі сопла, запобігається повернення дрібнодисперсних частинок, що відводяться з першої нижньої реакційної ємності 4, зворотно в згадану реакційну ємність 4, оскільки вони знов тягнуться вгору потоком відновного газу, що проходить через звуження 12 з підвищеною швидкістю. Витратоміри 26, що маються в живильних трубопроводах відновного газу 8 і 20, дозволяють забезпечити оптимальний потік газу і, отже, оптимальний час перебування частинок руди у відновному газі для кожної фракції, тобто для кожного псевдозрідженого шару 6 і 15. Таким чином, є можливість точного регулювання заданої міри металізації /о Залізняку, як для дрібнодисперсної фракції, так і для крупнодисперсної фракції, при мінімально можливому споживанні відновного газу і в межах заданого інтервалу часу.

Відновлена крупнодисперсна фракція залізняку 5, яка відводиться з першої реакційної ємності 4 Через розвантажувальний пристрій 10, передається далі за допомогою розвантажувального пристрою для твердих речовин 27, виконаних у вигляді транспортувального трубопроводу. Через трубопровід 28, з'єднаний з циклоном 23, відводиться очищений газ разом із залишковим пилом, що міститься в згаданому газі, що відводиться.

Друга секція відновлення 2, в якій здійснюється практично повне відновлення частково відновленого залізняку в губчасте залізо, включає дві реакційні ємності 29, 30, які, однак, розміщені окремо один від одного. Транспортувальний трубопровід 27 для крупнодисперсної фракції і транспортувальний трубопровід 25 для дрібнодисперсної фракції разом входять в першу з двох реакційних ємностей 29, які розташовані послідовно і призначені для прийняття матеріалу, що відновлюється, а відновний газ подається через дно згаданої першої ємності через живильний трубопровід газу 31. Тут також здійснюється сортування по розмірах, і відділена на цій стадії частково відновлена дрібнодисперсна руда, тобто дрібнодисперсна фракція, через газовідвідний пристрій 32, виконаний у верхнього торця першої реакційної ємності 29 другої секції відновлення 2, подається у другу реакційну ємність З0 цієї секції відновлення 2 разом з відновним газом. сч

Згідно з одним з варіантів, можлива також подача дрібнодисперсної фракції, що відводиться Через розвантажувальний пристрій 25, безпосередньо у другу реакційну ємність ЗО другої секції відновлення 2 через і) транспортувальний трубопровід 25", як показано на фіг.1 пунктирними лініями.

У цю другу реакційну ємність 30, також через її дно, за допомогою живильного трубопроводу 33 подається відновний газ, який Через купол цієї реакційної ємності, що розширяється догори 30 подається в першу Ге! зо реакційну секцію 1 разом з відновним газом, що вийшов з першої реакційної ємності 29 другої секції відновлення 2 через газовідвідний пристрій 32. Кожний з живильних трубопроводів 31 і 33 для відновного газу, що) пристосованих для паралельної подачі газу, оснащений витратомірами 26. «г

Крупнодисперсна фракція, що виходить з першої реакційної ємності 29 другої секції відновлення 2 через транспортувальний трубопровід 34, передається в плавильно-газифікаційний апарат 35 під дією сили важкості. о

Дрібнодисперсна фракція, що відводиться з другої реакційної ємності ЗО другої секції відновлення 2 через «Е відвідний трубопровід 36, передається в плавильно-газифікаційний апарат 35 через пальник 38, розташований в області купола 37 плавильно-газифікаційного апарату 35. Пальник 38 зумовлює агломерацію частинок дрібнодисперсної фракції так, що вони попадають в плавильно-газифікаційну зону 39 під дією сили важкості.

Всередині плавильно-газифікаційного апарату 35, в плавильно-газифікаційній зоні 39 з вугілля і « Ккисневмісного газу виробляється відновний газ, який містить СО і Н 2, який через живильний трубопровід в с відновного газу 40 подається в дві реакційні ємності 29, 30 других секцій відновлення 2.

Плавильно-газифікаційний апарат 35 забезпечений живильним трубопроводом 41 для твердих носіїв ;» вугледю, живильним трубопроводом 42 для кисеньутримуючих газів, а також, можливо, живильними трубопроводами для носіїв вуглецю, таких як вуглеводень, які є рідкими або газоподібними при кімнатній температурі, а також для кальцинованих флюсів. Всередині плавильно-газифікаційного апарату 35, нижче їх плавильно-газифікаційної зони 39, збирається розплавлений чавун 43 або розплавлений напівфабрикат стали, відповідно, і розплавлений шлак 44, які відводяться Через відведення 45. о Над шлаком 44 утворюється нерухомий шар І, що складається з носіїв вуглецю (коксу), а над ним ї5» утворюється псевдозріджений шар ІІ, що складається з крупнодисперсних частинок, а вище - з дрібнодисперсних бор частинок носіїв вуглецю (частинок коксу). о У живильному трубопроводі відновного газу 40, що виходить з плавильно-газифікаційного апарату З5 і

Ге) входить в дві реакційні ємності 29, 30, є знепилювльний пристрій 46, наприклад циклон гарячого газу, а частинки пилу, відділені в згаданому циклоні гарячого газу 46, подаються в плавильно-газифікаційний апарат 35 через поворотний трубопровід 47, з використанням азоту як транспортувального середовища, і проходять через дв пальник 48 при наддуві кисню. Пальник 48 може бути розташований на рівні псевдозрідженого шару ІЇ або вище псевдозрідженого шару ЇЇ.

Ф) Для регулювання температури відновного газу переважно є трубопровід рециркуляції газу 49, який ка відгалужується від живильного трубопроводу відновного газу 40 і через скрубер 50 і компресор 51 передає частину відновного газу зворотно в живильний трубопровід відновного газу 40, а саме - в точці, розташованій бо перед циклоном гарячого газу 46.

Відповідно до варіанту здійснення, показаному на фіг.2, де першій секції відновлення 1 передує стадія попереднього нагріву 52, на яку для попереднього нагріву подається частина доменного газу, що виходить з першої секції відновлення 1, і повітря через живильний трубопровід 53, обидві секції відновлення 1, 2 мають однакову конструкцію, а саме - таку ж конструкцію, як перша секція відновлення 1 у варіанті здійснення, 65 показаному на фіг.1.

У відповідності з фіг.3, перша секція відновлення 1 відповідає другій секції відновлення 2 варіанту,

показаного на фіг.1, а друга секція відновлення 2 - першої секції відновлення 1 варіанту, показаного на фіг.1.

На фіг.4 показані подробиці установки по винаходу відповідно до варіанту, в якому повністю відновлена дрібнодисперсна фракція вводиться в плавильно-газифікаційний апарат 35 не через пальник 38, а безпосередньо. Поблизу дільниці входу відвідного трубопроводу 36 всередину плавильно-газифікаційного апарату 35 входить трубопровід подачі кисню 42", так що навіть в цьому варіанті може відбуватися миттєва агломерація частинок дрібнодисперсної фракції і їх винесення з плавильно-газифікаційного апарату відновним газом запобігається. Дільниця входу відвідного трубопроводу 36 може також знаходитися в нижній частині плавильно-газифікаційного апарату 35, як показано на фіг.4, де пунктирними лініями проведені трубопровід З6' тю! трубопровід подачі кисню 42".

Завдяки винаходу, забезпечуються технологічні переваги, серед яких найважливішим є відносно повне і точно регульоване розділення на крупно- і дрібнодисперсну фракції, за рахунок чого з'являється можливість прямого завантаження основної частини матеріалу гравітаційним шляхом, і лише обмежена його частина повинна завантажуватися в плавильно-газифікаційний апарат через пальник 38 або на дільниці, збагаченій /5 Киснем. Тому цілком достатньою буде низька продуктивність пальника, що, в свою чергу, приводить до низького температурного навантаження в області купола 37 плавильно-газифікаційного апарату 35, так що знижується загальне споживання енергії і потрібно відносно невелике охолоджування відновного газу. Це також знижує небезпеку налипання. Дрібнодисперсна фракція плавиться при завантаженні, тому запобігається збільшення вмісту пилу в плавильно-газифікаційном апараті. Енергія для плавлення дрібнодисперсної фракції вивільняється 2о за рахунок хімічної реакції 2Ге Ж О» - 2Гео, так що пальник може працювати без додаткової подачі вуглецю.

Винахід не обмежується зразковими варіантами здійснення, представленими на малюнках, і може бути модифіковане в різних аспектах. Що стосується кількості стадій відновлення або секцій відновлення, то воно може бути довільно вибране досвідченим фахівцем. Ця кількість може бути вибрана в залежності від бажаного режиму потоку і як функція матеріалів, що завантажуються. сч о

Claims (9)

Формула винаходу

1.Спосіб отримання рідкого чавуну (43) або рідких напівфабрикатів сталі із завантажувальних речовин, що о зо складаються із залізняку (5) і флюсів і принаймні які частково містять дрібнодисперсну фракцію, згідно з яким залізняк піддають прямому відновленню в губчасте залізо як мінімум на двох стадіях відновлення (1, 2) з Іс) псевдозрідженим шаром, в плавильно-газифікаційній зоні (39) при подачі носіїв вуглецю і кисневмісного газу «т плавлять губчасте залізо і отримують відновний газ, який містить СО і Н», який вводять у відновні зони стадій відновлення (1, 2), де він вступає в реакцію, далі його відводять у вигляді доменного газу і, можливо, ів) 35 подають споживачу, який відрізняється тим, що « - кожна з двох стадій відновлення (1, 2) включає два окремих псевдозріджених шари (6, 15), при цьому на першій стадії відновлення (1) залізняк (5) за допомогою відновного газу фракціонують як мінімум на дві фракції, кожна з яких має різний розподіл розмірів зерна, а саме - як мінімум одну великодисперсну фракцію і як мінімум одну дрібнодисперсну фракцію, « - кожну фракцію відновлюють відновним газом в окремому псевдозрідженому шарі (6,15), де з с - відновним газом підтримують перший псевдозріджений шар (6), який містить великодисперсну фракцію, і відділяють від нього великодисперсну фракцію, :з» - і де, крім того, відновний газ додатково вводять безпосередньо в наступний псевдозріджений шар (15), в такій кількості і/або з таким хімічним складом, що в цьому псевдозрідженому шарі (15) забезпечується відновлення дрібнодисперсної фракції до заданого ступеня металізації протягом заданого часу, і їз - відновлений залізняк (5) відводять як з першого, так і з наступного псевдозрідженого шару (6, 15), і - дрібнодисперсну і великодисперсну фракції, відновлені на першій стадії відновлення (1), піддають о подальшому відновленню на наступній стадії відновлення (2), працюючій так само, як і перша стадія відновлення їз (1), а з останньої стадії відновлення (2) дрібнодисперсну фракцію вводять в плавильно-газифікаційну зону (39) 5р З одночасним утворенням агломератів при подачі кисню, переважно через пальник (38), а великодисперсну 1 фракцію подають безпосередньо в плавильно-газифікаційну зону (39) під дією сили тяжіння. Ге;

2. Спосіб за п. 1, який відрізняється тим, що на обох стадіях відновлення (1, 2) розподіл розмірів зерна відділеної дрібнодисперсної фракції регулюють як функцію загального розподілу розмірів зерна шляхом регулювання кількості відновного газу, який подають в перший псевдозріджений шар (6) в одиницю часу, а ступінь відновлення дрібнодисперсної фракції в той же час регулюють шляхом регулювання кількості повторного відновного газу, який безпосередньо подають в цю фракцію додатково. (Ф)

3. Спосіб за п. 1 або 2, який відрізняється тим, що дрібнодисперсну і великодисперсну фракції, відновлені на ГІ першій стадії відновлення (1), потім разом відновлюють в першому псевдозрідженому шарі (6) наступної стадії відновлення (2), а дрібнодисперсну фракцію відділяють знов і подають в наступний псевдозріджений шар (15), во де піддають подальшому відновленню.

4. Спосіб за будь-яким з пп. 1 - 3, який відрізняється тим, що дрібнодисперсну фракцію, відновлену на першій стадії відновлення (1), подають в наступний псевдозріджений шар (15) наступної стадії відновлення (2) безпосередньо і там піддають подальшому відновленню.

5. Спосіб за будь-яким з пп.1 - 4, який відрізняється тим, що замість введення через пальник (38) 65 дрібнодисперсну фракцію вводять в плавильно-газифікаційну зону (39) в безпосередній близькості до пристрою подачі кисню, що відкривається в плавильно-газифікаційну зону.

б. Установка для здійснення способу за будь-яким з пп. 1 - 5, що включає як мінімум дві секції відновлення (1, 2), розташовані послідовно, з яких в першу реакційну ємність (4, 29) йде транспортувальний трубопровід (3) для завантажувальних речовин, що складаються із залізняку (5) і флюсів, живильний трубопровід (7) для відновного газу і транспортувальний трубопровід (27), призначений для продукту відновлення, що утворюється в згаданій реакційній ємності, і направлений в наступну секцію відновлення (2) до реакційної ємності (29), а також відвідний трубопровід (22) для доменного газу, де живильний трубопровід (7) для відновного газу утворює відвідний трубопровід для відновного газу з наступної секції відновлення (2), а наступний транспортувальний трубопровід (34) для продукту відновлення, що утворюється в наступній секції 7/о Відновлення (2), входить в плавильно-газифікаційний апарат (35), забезпечений подавальними трубопроводами (41, 42) для кисневмісних газів і носіїв вуглецю, а також відведенням (45) для чавуну (43) або напівфабрикату сталі і шлаку (44), де живильний трубопровід (40) для відновного газу, що утворюється в плавильно-газифікаційному апараті (35), який входить в наступну секцію відновлення (2), виходить з плавильно-газифікаційного апарату (35), який відрізняється тим, що кожна з секцій відновлення (1, 2) /5 оснащена як мінімум двома реакційними ємностями (4, 14; 29, 30), розташованими послідовно в напрямі течії залізняку (5), при цьому кожна реакційна ємність містить окремий псевдозріджений шар (6, 15), і одним живильним трубопроводом (7, 20; 31, 33) для відновного газу, паралельно ведучим в кожну із згаданих реакційних ємностей, де з реакційної ємності (4; 29), яка розташована першою в напрямі течії залізняку, виведено відвідний пристрій відновного газу (12, 32), який входить у другу реакційну ємність (14; 30) тієї ж 2о секції відновлення (1 або 2, відповідно), призначену для дрібнодисперсної фракції залізняку (5), що відновлюється, а з кожної реакційної ємності (4, 14; 29, 30) виведено транспортувальний трубопровід (25, 27, 34, 36) для продукту відновлення, і де, крім того, два транспортувальних трубопроводи (25, 27), що виходять з першої секції відновлення (1), входять в наступну секцію відновлення (2), а транспортувальні трубопроводи (25, 27), що виходять з наступної секції відновлення (2) - у випадку, якщо вони утворять останню секцію сч ов Відновлення - ведуть окремо в плавильно-газифікаційний апарат (35), а саме, транспортувальний трубопровід (34), що виходить з першої реакційної ємності (4; 29) останньої секції відновлення (2), входить в і) плавильно-газифікаційний апарат (35) безпосередньо, а транспортувальний трубопровід (36), що виходить з другої реакційної ємності (14; 30) останньої секції відновлення (2), входить в плавильно-газифікаційний апарат (35) на ділянці, збагаченій киснем, переважно через пальник (38). Ге! зо

7. Установка за п. 6, яка відрізняється тим, що два транспортувальних трубопроводи (25, 27), що виходять з першої секції відновлення (1), входять в наступну секцію відновлення (2) разом. о

8. Установка за п. 6, яка відрізняється тим, що транспортувальний трубопровід (25), що виходить з наступної «г реакційної ємності (14; 30) секції відновлення (1), входить в наступну реакційну ємність (14; 30) послідовно розташованої секції відновлення (2) безпосередньо. о

9. Установка за п. 6 або 7, або 8, яка відрізняється тим, що першій секції відновлення (1) передує ємність «Е попереднього нагріву (52) для залізняку (5), в який входить газовий трубопровід, що передає доменний газ з першої секції відновлення. -

с . и? щ» 1 щ» с 50 3е) Ф) іме) 60 б5