UA51824C2 - Method for obtaining spongy iron - Google Patents

Method for obtaining spongy iron Download PDF

Info

Publication number
UA51824C2
UA51824C2 UA2000053008A UA200053008A UA51824C2 UA 51824 C2 UA51824 C2 UA 51824C2 UA 2000053008 A UA2000053008 A UA 2000053008A UA 200053008 A UA200053008 A UA 200053008A UA 51824 C2 UA51824 C2 UA 51824C2
Authority
UA
Ukraine
Prior art keywords
furnace
gas
oxygen
iron
steam
Prior art date
Application number
UA2000053008A
Other languages
Russian (ru)
Ukrainian (uk)
Inventor
Віктор Єрвандович Гаспарян
Виктор Ервандович Гаспарян
Original Assignee
Інститут Газу Національної Академії Наук України
Институт Газа Национальной Академии Наук Украины
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 Інститут Газу Національної Академії Наук України, Институт Газа Национальной Академии Наук Украины filed Critical Інститут Газу Національної Академії Наук України
Priority to UA2000053008A priority Critical patent/UA51824C2/en
Publication of UA51824C2 publication Critical patent/UA51824C2/en

Links

Landscapes

  • Manufacture And Refinement Of Metals (AREA)

Abstract

This invention relates to metallurgy, in particular, to production of spongy iron in pit furnaces, of brick iron ore material, with use of gaseous reducer obtained from solid fuel directly in working volume of the pit furnace. At burning in zones of circulation coal converting with moisture and oxygen to mix of oxygen and carbon dioxide takes place, those in their motion upwards in the pit reduce iron oxides.

Description

Опис винаходуDescription of the invention

Винахід належить до виробництва губчастого заліза в шахтних печах з кускуватого залізорудного матеріалу з 2 використанням газоподібного відновника, який одержано з твердого палива безпосередньо у робочому об'ємі шахтної печі. Спосіб може бути використано у чорній металургії для одержання сталі та металевих порошків.The invention relates to the production of sponge iron in mine furnaces from lumpy iron ore material with the use of a gaseous reducing agent obtained from solid fuel directly in the working volume of the mine furnace. The method can be used in ferrous metallurgy to obtain steel and metal powders.

Відомий спосіб одержання губчастого залізав шахтній печі (див. А.с, Мо284790, М.кл.С218 13/02, 1968р.), в якому залізорудний кускуватий матеріал завантажують у піч, а у нижню частину печі подають нагрітий до температури 1200-1500 відновний газ, який одержують у результаті кисневої конверсії вуглеводневого газу в 70 розташованому біля печі газокисневому пальнику. Для підвищення хімічної активності відновного газу газокисневий пальник налагоджують на режим, який забезпечує вміст дрібнодисперсного сажистого вуглецю в газі в кількості 10-50г/нм3.There is a known method of producing spongy iron in a mine furnace (see AS, Mo284790, M.kl.S218 13/02, 1968), in which lumpy iron ore material is loaded into the furnace, and heated to a temperature of 1200-1500 is fed into the lower part of the furnace reducing gas, which is obtained as a result of oxygen conversion of hydrocarbon gas in 70 gas-oxygen burner located near the furnace. To increase the chemical activity of the reducing gas, the gas-oxygen burner is adjusted to a mode that ensures the content of finely dispersed soot carbon in the gas in the amount of 10-50g/nm3.

Подавання відновного газу в робочий простір печі виконують крізь спеціальний пристрій для підводу газу кількома сбігающимися струминами із швидкістю витікання 50-25О0м/сек. При цьому в місцях входу газу в піч т утворюються зони циркуляції, в яких завдяки великій кінетичній енергії струминів газу шматки матеріалу розташовані у завислому шарі.Supply of reducing gas into the working space of the furnace is carried out through a special device for supplying gas with several converging jets with a flow rate of 50-25O0m/sec. At the same time, at the places where the gas enters the furnace, circulation zones are formed, in which, thanks to the large kinetic energy of the gas jets, pieces of material are located in a suspended layer.

У відомому способі неможливо встановити контакт відновних газів з рудою при високих температурах, відповідаючих температурі розмягчіння рудної частини, а також задовільно розподіляти відновні гази по перерізу шихти.In the known method, it is impossible to establish the contact of reducing gases with the ore at high temperatures corresponding to the softening temperature of the ore part, as well as satisfactorily distribute the reducing gases across the cross-section of the charge.

Відомий також спосіб, вибраний як прототип (див. А.с. Мо380712, М.кл. С21В 13/02, 1971р,), де залізорудний кускуватий матеріал завантажують у піч, а в нижню її частину подають нагрітий до температури 1100-1200" відновний газ, який одержують методом кисневої конверсії вуглеводневого газу в розташованому біля печі газокисневому пальнику. Для підвищення хімічної активності відновного газу газокисневий пальник ов налагоджують на режим, який забезпечує вміст дрібнодисперсного сажистого вуглецю в газі в кількості 2-10г/нм3. счThere is also a known method, chosen as a prototype (see A.s. Mo380712, M.cl. C21B 13/02, 1971), where lumpy iron ore material is loaded into the furnace, and heated to a temperature of 1100-1200" is fed into its lower part reducing gas, which is obtained by the method of oxygen conversion of hydrocarbon gas in a gas-oxygen burner located near the furnace. To increase the chemical activity of the reducing gas, the gas-oxygen burner is set to a mode that ensures the content of finely dispersed soot carbon in the gas in the amount of 2-10g/nm3.

Відновний газ подають у робочий простір печі крізь спеціальні пристрої для входу газу кількома (о) сбігающимися струминами зі швідкістю витікання 250-75Ом/сек. При цьому в місцях входу газу в піч утворюються зони циркуляції, в яких завдяки великій кінетичній енергії струминів, шматки матеріалу знаходяться у завислому шарі. Зони циркуляції дозволяють рівномірно розподіляти газ по перерізу печі та знижати теплову « зр напругу в місяцях входу в піч газу з високою температурою, завдяки значним в порівнянні з плотним шаром збільшенням теплосприймайльної поверхні шматків матеріалу, які рухаються в зоні циркуляції. Рівномірний с розподіл газу по перерізу агрегата скорочує витрати відновного газу та підвищує видатність печі. соThe regenerative gas is fed into the working space of the furnace through special devices for entering the gas by several (o) converging jets with an outflow rate of 250-75Ω/sec. At the same time, circulation zones are formed in the places where the gas enters the furnace, in which, thanks to the large kinetic energy of the jets, pieces of material are in a suspended layer. Circulation zones make it possible to evenly distribute gas across the cross-section of the furnace and reduce thermal stress in the months when high-temperature gas enters the furnace, thanks to a significant increase in the heat-receptive surface of pieces of material moving in the circulation zone compared to a dense layer. The uniform distribution of gas across the cross-section of the unit reduces the consumption of reducing gas and increases the efficiency of the furnace. co

Режим вуглецю підтримують підводом 10-1595 загальних витрат природного газу крізь сопла, розташовані під основними пристроями для підвода конвертованого газу. «-The carbon mode is supported by the supply of 10-1595 of total natural gas consumption through the nozzles located under the main devices for the supply of convertible gas. "-

Губчасте залізо охолоджують газом циркуляції, який подають-у нижню частину печі. юSponge iron is cooled by circulation gas, which is fed into the lower part of the furnace. yu

У відомому способі необхідною умовою його здійснення є присутність природного газу як проміжного агента, який забезпечує одержання конвертованого газу, що використовують для відновлення окисів залізаIn the known method, a necessary condition for its implementation is the presence of natural gas as an intermediate agent, which ensures the production of converted gas, which is used for the recovery of iron oxides

Використання в цьому способі природного газу робить його непридатним для використання в тих областях, де природного газу нема. Крім цього, природний газ дорогий, у зв'язку з чим доцільно використовувати більш « 70 дешеве паливо, наприклад вугілля. -вThe use of natural gas in this method makes it unsuitable for use in areas where natural gas is not available. In addition, natural gas is expensive, so it is advisable to use a cheaper fuel, such as coal. -in

В основі винаходу стоїть завдання розробки способу одержання губчастого заліза, в якому в разі заміни с джерела одержання відновного газу на вугілля, забезпечується зниження у відновному газі частки водню, при :з» цьому знижується енергоємкість відновних процесів, а також ціна одержаного губчастого заліза.At the heart of the invention is the task of developing a method of obtaining sponge iron, in which, in the case of replacing the source of reducing gas with coal, a reduction in the proportion of hydrogen in the reducing gas is ensured, thereby reducing the energy intensity of the reducing processes, as well as the price of the obtained sponge iron.

Поставлене завдання вирішено таким чином, що в способі одержання губчастого заліза в шахтній печі з 415 кускуватого залізорудного матеріала під час відновлення його газоподібним відновником, згідно з винаходом, в сл якості газоподібного відновника використовують продукти парокисневої конверсії подрібленого вугілля, який одержують в зонах циркуляції шахтної печі, створених методом попередньої подачі у нижню частину шахтної -й печі парокиснево-азотної газової суміші зі швидкістю 750-100Ом/сек. со Спалювання вугілля супроводжується появою областей високих температур, неприйнятних для нормального протікання процесів відновлення тому, що при цьому розм'якшується, а потім зварюється оброблюваний іме) залізорудний матеріал. Для зниження температурного рівня в зонах горіння разом з окислювачем - повітрям абоThe task is solved in such a way that in the method of obtaining sponge iron in a mine furnace from 415 lumpy iron ore material during its recovery with a gaseous reducing agent, according to the invention, as a gaseous reducing agent, steam-oxygen conversion products of crushed coal, which are obtained in the circulation zones of the mine furnace, are used , created by the method of preliminary feeding into the lower part of the mine furnace of a steam-oxygen-nitrogen gas mixture at a speed of 750-100 Ω/sec. Coal combustion is accompanied by the appearance of areas of high temperatures, which are unacceptable for the normal flow of recovery processes, because the treated iron ore material is softened and then welded. To reduce the temperature level in the combustion zones together with the oxidizer - air or

Т» повітрям, насиченим киснем, подають водяний пар, який конвертуючись з вуглецем палива, з одного боку, знижує температуру в зоні горіння, а з другого - підвищує вихід відновних газів. Робота з вугіллям підвищує частку окису вуглецю до 60-7095 по об'єму в продуктах конверсії, що в порівнянні з прототипом, в якому вв / Використовують газ при наявності окису вуглецю до 3095, дозволяє ефективно використовувати конвертований газ в низькотемпературній зоні відновлення. (Ф) На кресленні (див. Фіг.) показана схема, яка пояснює пропонований спосіб.T" air, saturated with oxygen, is supplied with water vapor, which, converting with fuel carbon, on the one hand, lowers the temperature in the combustion zone, and on the other hand, increases the output of reducing gases. Working with coal increases the share of carbon monoxide to 60-7095 by volume in the conversion products, which, compared to the prototype in which vv / Gas is used in the presence of carbon monoxide up to 3095, allows you to effectively use the converted gas in the low-temperature recovery zone. (F) The drawing (see Fig.) shows a diagram that explains the proposed method.

Ге Спосіб здійснюють в пристрої, який містить: піч 1, завантажувальний пристрій 2, фурменні прибори 3, розвантажувальний пристрій 4, а також пристрій для подачі вугілля в зони циркуляції 5. Залізорудний во кускуватий матеріал завантажують у піч 1 крізь завантажувальний пристрій 2. В нижню частину печі подають крізь фурми З зі швидкістю 750-100Ом/с паро-кисневоазотну суміш для утворення в прифурменних ділянках печі зон циркуляції. В зони циркуляції подають подріблене вугілля. При згорянні в зонах циркуляції вугілля конвертується з вологою та киснем в суміш водню та окису вуглецю, які піднімаючись по шахті догори, відновлюють окиси заліза. Відновлений матеріал розвантажують з печі розвантажувальним пристроєм 4. ве Процес відновлення кускуватих залізорудних матеріалів у шахтній печі можна також здійснювати в разі забезпечення зон циркуляції продуктами конверсії вугілля, які одержують поза пічним простором.The method is carried out in a device that contains: furnace 1, loading device 2, tuyeres 3, unloading device 4, as well as a device for supplying coal to circulation zones 5. Iron ore lumpy material is loaded into furnace 1 through loading device 2. In the lower a part of the furnace is fed through nozzles Z at a speed of 750-100Ω/s steam-oxygen-nitrogen mixture to form circulation zones in the nozzle sections of the furnace. Crushed coal is fed into the circulation zones. During combustion in the circulation zones, coal is converted with moisture and oxygen into a mixture of hydrogen and carbon monoxide, which, rising up the mine, restore iron oxides. The recovered material is unloaded from the furnace by the unloading device 4. The process of recovery of lumpy iron ore materials in the mine furnace can also be carried out in the case of providing circulation zones with coal conversion products that are obtained outside the furnace space.

Приклад 1 (на прототип).Example 1 (per prototype).

Залізорудний матеріал завантажують у піч, а в нижню частину печі подають відновний газ, який одержують методом кисневої конверсії, що здійснюється у газокисневому пальнику, розміщеному поза пічним простором.Iron ore material is loaded into the furnace, and reducing gas is supplied to the lower part of the furnace, which is obtained by the method of oxygen conversion, which is carried out in a gas-oxygen burner located outside the furnace space.

Конверсія природного газу з киснем здійснюється при температурі біля 1400, яка не прийнятна для безпосереднього використання у процесах відновлення кисневого матеріалу. У зв'язку з цим температуру конвертованих газів знижують до 1100-1200" методом подачі з зовнішнього джерела холодного газу з великим відновним потенціалом.The conversion of natural gas with oxygen is carried out at a temperature of about 1400, which is not acceptable for direct use in oxygen material recovery processes. In this regard, the temperature of the converted gases is reduced to 1100-1200" by the method of supplying cold gas with a large reducing potential from an external source.

При таких температурах і швидкостях витоку в піч відновних газів (бООм/сек) відновлення здійснюється без /о зварювання метала. Губчасте залізо безперервно розвантажують із печі.At such temperatures and rates of leakage of reducing gases into the furnace (bOOm/sec), the reduction is carried out without welding the metal. Sponge iron is continuously unloaded from the furnace.

Приклад 2 (пропонований спосіб).Example 2 (proposed method).

У пропонованому способі залізорудний матеріал завантажують у піч, а в нижню частину печі подають відновний газ, який одержано методом парокисневої конверсії вугілля, що здійснюється в зонах циркуляції безпосередньо в робочому об'ємі печі. Температуру конверсії регулюють співвідношенням вуглець-кисень-пар.In the proposed method, the iron ore material is loaded into the furnace, and reducing gas is supplied to the lower part of the furnace, which is obtained by the method of vapor-oxygen conversion of coal, which is carried out in the circulation zones directly in the working volume of the furnace. The conversion temperature is regulated by the carbon-oxygen-steam ratio.

Збагачену киснем паро-киснево-газову суміш подають у піч із швидкістю 75Ом/сек. Відновлений матеріал розвантажують з печі безперервно.The oxygen-enriched steam-oxygen-gas mixture is fed into the furnace at a speed of 75 Ω/sec. The recovered material is unloaded from the furnace continuously.

Результати експериментів подані в таблиці.The results of the experiments are presented in the table.

Приклад 3. Як у прикладі 2, але швидкість вдування паро-киснево-газової суміші - 100Ом/с. При цій швидкості об'єм зон циркуляції збільшується, що сприяє збільшенню часу перебування в зонах вугільних часток го та повнішій їх конверсії.Example 3. As in example 2, but the speed of blowing the steam-oxygen-gas mixture is 100Ω/s. At this speed, the volume of circulation zones increases, which contributes to an increase in the time spent in the zones of coal particles and their more complete conversion.

Приклад 4. Як у прикладі 2, але швидкість вдування паро-киснево-газової суміші - 110Ом/с. При цій швидкості відбувається захлопування зон циркуляції, утворюються развинені конуси розпушування, крізь які газові пузирі викидують у систему очистки, а рух матеріала набуває поршневого характеру. Піч перестає працювати у нормальному режимі. сч щі о газу, м/с газу, "С опрееннюююнтянссю 000ояо 000 лою еехуєюня нерухомого матеріалу. Га (пропонований спосіб) піч. (ее) в - юю Зникаютьзони циркуляціїExample 4. As in example 2, but the speed of blowing the steam-oxygen-gas mixture is 110 Ω/s. At this speed, the circulation zones are jammed, developed loosening cones are formed, through which gas bubbles are ejected into the cleaning system, and the movement of the material becomes piston-like. The oven stops working in normal mode. information about gas, m/s of gas, "S opreennyyuyuyuntyanssyu 000yoyao 000 loyu eehuyuyuyunya immovable material. Ha (proposed method) furnace. (ee) in - yuyu Circulation zones disappear

ІС в)IC c)

Як видно з таблиці, пропонований спосіб відрізняється від прототипа методом конверсії та швидкістю вдування в піч газів. В прототипі газова фаза в печі насичена воднем, в той час, як в пропонованому способі - збитковим компонентом є окис вуглецю. Така зміна складу газової фази віддає перевагу пропонованому способі, « тому що відновлення окисом вуглецю енергетично більш вигідно. Більш високі швидкості вдування газів у пропонованому способі дозволяють підвищувати довжину зон циркуляції, що в свою Чергу, покращує роботу - с печі, вирівнюючи концентрації газу по її перерізу. Але при швидкості вдування газової суміші більш ніж ц 100Ом/с зникають зони циркуляції, а при швидкості, нижче 75Ом/с - в центрі печі утворюється стовп нерухомого "» матеріалу.As can be seen from the table, the proposed method differs from the prototype in the method of conversion and the speed of blowing gases into the furnace. In the prototype, the gas phase in the furnace is saturated with hydrogen, while in the proposed method, the harmful component is carbon monoxide. Such a change in the composition of the gas phase favors the proposed method, "because carbon monoxide reduction is energetically more profitable. Higher gas injection speeds in the proposed method allow increasing the length of the circulation zones, which in turn improves the operation of the furnace by equalizing gas concentrations across its cross-section. But at the speed of blowing the gas mixture more than 100Ω/s, the circulation zones disappear, and at the speed below 75Ω/s, a column of stationary "" material is formed in the center of the furnace.

Claims (1)

Формула винаходуThe formula of the invention 11 - Спосіб одержання губчастого заліза в шахтній печі із шматкового залізорудного матеріалу відновленням його- The method of obtaining sponge iron in a mine furnace from piece iron ore material by its recovery Го) газоподібним відновником, який відрізняється тим, що як газоподібний відновник використовують продукти 5р парокисневої конверсії подрібненого вугілля, які одержано в зонах циркуляції шахтної печі, створених при о попередній подачі в нижню частину шахтної печі паро-киснево-газової суміші із швидкістю 750-1000 м/с.Ho) a gaseous reductant, which differs in that as a gaseous reductant, products of steam-oxygen conversion of pulverized coal are used, which were obtained in the circulation zones of the mine furnace, created when a steam-oxygen-gas mixture was previously supplied to the lower part of the mine furnace at a speed of 750-1000 m/s. «з»"with" Офіційний бюлетень "Промислоава власність". Книга 1 "Винаходи, корисні моделі, топографії інтегральних мікросхем", 2002, М 12, 15.12.2002. Державний департамент інтелектуальної власності Міністерства освіти іOfficial bulletin "Industrial Property". Book 1 "Inventions, useful models, topographies of integrated microcircuits", 2002, M 12, 15.12.2002. State Department of Intellectual Property of the Ministry of Education and Науки України.Sciences of Ukraine. Ф) іме) 60 б5F) name) 60 b5
UA2000053008A 2000-05-26 2000-05-26 Method for obtaining spongy iron UA51824C2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
UA2000053008A UA51824C2 (en) 2000-05-26 2000-05-26 Method for obtaining spongy iron

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
UA2000053008A UA51824C2 (en) 2000-05-26 2000-05-26 Method for obtaining spongy iron

Publications (1)

Publication Number Publication Date
UA51824C2 true UA51824C2 (en) 2002-12-16

Family

ID=74284735

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
UA2000053008A UA51824C2 (en) 2000-05-26 2000-05-26 Method for obtaining spongy iron

Country Status (1)

Country Link
UA (1) UA51824C2 (en)

Similar Documents

Publication Publication Date Title
RU2260059C2 (en) Direct melting method
KR100586143B1 (en) A process and an apparatus for producing metals and metal alloys
JP2008255494A (en) Direct smelting method for producing metal from metal oxide
KR100625921B1 (en) A Direct Smelting Process
JPH0219166B2 (en)
US9512496B2 (en) Method and device for introducing fine particle-shaped material into the fluidised bed of a fluidised bed reduction unit
US4380469A (en) Process and apparatus for continuously reducing and melting metal oxides and/or pre-reduced metallic materials
KR930009970B1 (en) Process for smelting or melting ferrous or non-ferrous metal from self-reducing agglomerates or metal
TW568952B (en) A direct smelting process and apparatus
JP2003510455A (en) Direct steelmaking and steelmaking
ES2874814T3 (en) Direct smelting process for high sulfur feed
JP5033302B2 (en) Direct smelting method and equipment
AU2001267365B2 (en) Method and device for producing pig iron or liquid steel pre-products from charge materials containing iron ore
KR100240810B1 (en) A process for the production of molten pig iron or steel pre-products and a plant for carrying out the process
MXPA97007698A (en) Procedure to make arra
RU2005126707A (en) IMPROVED METHOD OF Smelting for iron production
UA51824C2 (en) Method for obtaining spongy iron
CN115652007A (en) Novel smelting reduction iron-making method and device
CN1721562B (en) Direct melting method and device
US3689251A (en) Reduction of solid iron ore to hot metallic iron in a rotary kiln-flash heater-rotary reactor complex
KR940008449B1 (en) Making method & device of ingot iron
KR19990062653A (en) Reduction method and apparatus for metal oxide-containing materials
JP4992257B2 (en) Method for producing reduced metal
RU2319749C2 (en) Method of the direct production of iron, in particular steels, and installation for its implementation
AU742806B2 (en) Direct smelting process for producing metals from metal oxides